AWM-内蒙古气象干旱向农业干旱的成因、演变及多层级传播-内蒙古师范大学郭恩亮团队最新研究

在全球变暖和人类活动加剧的背景下，理解气象干旱如何在不同土壤深度向农业干旱传播，对于提高农业生产安全性至关重要。本研究以内蒙古为研究区，采用标准化降水蒸散指数和不同土壤深度的标准化土壤湿度指数分别表征气象干旱和农业干旱。应用Copula函数识别气象干旱与农业干旱之间的非线性传播关系。此外，综合Theil-Sen中值趋势分析、Mann-Kendall检验、滑动窗口分析和小波分析方法，揭示了气象干旱和农业干旱的时空演变趋势及其传播时间。最后，构建了一个整合Shapley加法解释和因果森林的空间因果关系识别框架，以定量评估不同植被类型下影响气象干旱-农业干旱传播时间的影响机制。结果表明，内蒙古中东部地区从swvl1至swvl4的气象干旱和农业干旱均呈现加剧趋势，而西部地区则主要表现为湿润化趋势。从第一层到第三层的气象干旱与农业干旱传播时间随土壤深度逐渐增加，传播时间小于六个月的区域主要集中在锡林郭勒中部、呼伦贝尔北部和内蒙古西部。在锡林郭勒西北部，第四层气象干旱-农业干旱的短传播时间（< 6个月）分布比第三层更为明显。此外，在荒漠草原和沙地植被区，第二层和第四层气象干旱-农业干旱的传播时间更短，传播更迅速。人类活动因素对第四层气象干旱-农业干旱传播时间影响的空间范围和幅度大于气象因素。就单个因素而言，CO2、放牧强度、潜在蒸散和温度的影响在大多数植被类型中延长了传播时间，而地表径流和总降水量则延迟或缩短了传播时间。然而，在荒漠草原和沙地植被区，这些影响的方向随土壤深度而变化。对于第一层至第二层和第四层气象干旱-农业干旱，所有影响因素分别在针叶林和阔叶林中延长了传播时间，在荒漠草原和沙地植被中缩短了传播时间。这些发现不仅增进了对干旱演变的科学理解，也对保障农牧业生产和维护区域生态平衡具有实际意义。

干旱时空演变趋势：1979年至2022年间，内蒙古地区的气象干旱和不同深度农业干旱的强度均呈现逐渐加剧的趋势。随着土壤深度的增加，农业干旱的干旱化速度加快，其波动周期从短周期向长周期演变。在空间分布上，显著变干的区域主要集中在内蒙古中东部，而西部和呼伦贝尔北部则以变湿趋势为主。

气象干旱与农业干旱的传播特征：气象干旱与第一至第三层土壤的农业干旱主要呈正相关关系，但随着土壤深度的增加，这种相关性逐渐减弱，并最终由正相关转为负相关。气象干旱向第一至第三层农业干旱的传播时间随土壤深度增加而延长，短传播时间（小于6个月）主要集中在呼伦贝尔东北部、锡林郭勒中部和内蒙古西部。第四层农业干旱的传播时间则相对稳定，但在锡林郭勒西北部出现了新的短传播时间区域。

不同植被类型下的传播差异：在不同植被类型中，干旱传播时间表现出显著差异。针叶林、阔叶林、荒漠草原和沙地植被区的传播时间明显短于其他植被类型。传播时间的缩短趋势主要发生在荒漠草原的第一至第二层和沙地植被的第四层，这表明这些地区的农业干旱风险正在增加。

驱动因素的因果机制：在影响干旱传播时间的因素中，人类活动因素（如CO₂浓度和放牧强度）的影响范围和强度普遍大于气象因素。CO₂、放牧强度、潜在蒸散和温度在大部分地区起延长传播时间的作用，而地表径流和总降水量的积极影响（即缩短传播时间）仅限于特定区域。

Zhang, M., Guo, E., Wang, Y., Si, H., Li, X., Kang, Y., Gu, X., Zhao, P., Xu, H., Zhao, S., & Cui, S. (2026). Causation, evolution, and multi-level propagation from meteorological to agricultural drought in Inner Mongolia. Agricultural Water Management, 110236. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2026.110236