東北黑土區是我國糧食主產區,地下水是當地農業灌溉主要水源。因此,開展東北黑土區地下水儲量時空演變及驅動因素研究,揭示其年際、年內季節變化規律及其空間差異性,明確重點區域地下水儲量關鍵驅動因素,對黑土區地下水可持續利用及灌溉農業發展規劃制定意義重大。
中國科學院東北地理與農業生態研究所研究人員利用高空間分辨率GRACE重力衛星數據,反演獲取東北黑土區地下水儲量動態數據。研究人員在解析其變化時空規律后,運用時間序列分解和隨機森林回歸模型,識別并量化自然因素、人類活動對重點區域地下水儲量變化季節及長期趨勢變化的驅動因素與貢獻程度。
研究人員識別重點區域地下水儲量變化驅動因素后發現,季節性趨勢變化主要受降水和實際蒸散發驅動,長期趨勢變化主要受灌溉面積擴張驅動。研究表明,灌溉農業擴張是東北黑土區地下水儲量下降的關鍵驅動因素,并提出地下水可持續利用策略。
相關研究成果發表在《農業水管理》(Agricultural Water Management)上。研究得到中國科學院戰略性先導科技專項等的支持。
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地下水儲量驅動因素貢獻度(SNP:三江平原;SNP:松嫩平原;LHP:遼河平原;WLRB:西遼河流域)
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