干旱与洪水突然交替的阈值识别：这些阈值会引发植被损失

《The Journal of Climate Change and Health》：Identification of drought-flood abrupt alternation thresholds triggering vegetation loss

区域尺度下干旱洪水复合事件（DFAA）对植被净初级生产（NPP）的影响及阈值框架构建研究，基于地理信息系统（GIS）和遥感技术，分析了黄土高原-长江流域（MLRYRB）覆盖778,000 km2区域的DFAA事件时空特征，揭示了中等强度事件主导的规律，建立了Copula模型评估植被NPP损失阈值。

　　

李 Wang|袁哲|史晓亮|袁山水|秦天玲|张秦

西安科技大学测绘学院，中国西安，710054

研究区域

MLRYRB（东经106°12′–122°56′，北纬24°34′–34°11′）位于中国东部，跨越七个省和直辖市。该区域包括六个次级河流流域，分别是汉江（HR）、宜昌至湖口段的长江干流（YTH）、湖口以下的下游段（DH），以及太湖（TH）、洞庭湖（DTL）和鄱阳湖（PYL）的河流系统，总面积约为778,000平方公里（图1）。虽然该地区地形主要以低洼为主，但仍存在显著的地形特征。

研究方法

图2展示了详细的研究框架，主要包括三个部分：（1）DFAA事件的时空分析；（2）植被NPP的模拟及其时空动态研究；（3）植被NPP对DFAA事件响应的评估。

DFAA事件的特征

图4展示了不同强度类别下DTF和FTD事件最大影响范围的年际变化。DTF和FTD事件的影响范围均呈现下降趋势。对于DTF事件，轻微影响区域占总面积的34.07%–62.96%，在2006年达到峰值，2019年覆盖面积最小。中等强度的DTF事件占比通常较低，多年平均值为26.14%。严重DTF事件的比例变化较大，范围在6.72%到……之间。

DFAA事件特征分析

准确识别DFAA事件并分析其演变特征对于制定区域灾害预防、减缓和风险管理策略至关重要。在本研究中，使用SDFAI方法识别了MLRYRB地区的DTF和FTD事件，并对其空间范围、频率和强度进行了分析。结果显示DFAA事件的空间范围呈下降趋势，其中中等强度事件占主导地位。

结论

为了量化植被与DFAA事件之间的关系，我们提出了一个基于Copula的阈值框架，用于评估DTF和FTD事件引起的植被NPP损失。我们量化了在不同DTF和FTD条件下触发植被NPP损失的条件概率，并估算了相应的DTF和FTD阈值。主要结论如下：

(1)

在MLRYRB地区，DTF和FTD事件主要以中等强度发生，总频率……

CRediT作者贡献声明

李 Wang：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿撰写，方法论设计。袁哲：方法论设计，资金获取，正式数据分析。史晓亮：数据可视化，调查，概念构建。袁山水：撰写 – 审稿与编辑，资源协调。秦天玲：数据验证，正式数据分析。张秦：项目监督，调查工作。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了国家重点研发计划（项目编号：2023YFC3209800）、湖北省自然科学基金（项目编号：2022CFB554、2022CFD037）以及国家公共研究机构基础研发运行经费专项（项目编号：CKSF20241018/SZ）的支持。