近日,校区城市建设工程系2023级本科生科创团队的研究论文《Linking agricultural drought to compound hot–dry risk: A process-based compound index for crop and water management in the North China Plain》,正式发表于农业水土工程领域国际权威期刊《Agricultural Water Management》(新锐分区1区Top期刊)。邹亿为第一作者,潘瑞缘为第二作者,宁少尉副教授为通讯作者,合肥工业大学为第一署名单位。这已是该科创团队今年在此领域发表的第二篇高水平研究论文。

图1 研究流程图
研究面向我国重要的粮食生产核心区——华北平原,聚焦全球变暖背景下“高温—干旱”复合灾害日益频发、对农业生产和水资源安全构成重大威胁这一前沿科学问题。针对已有研究对农业干旱过程表征不足、对多维度水热异常耦合刻画不充分等瓶颈,整合1980—2022年多源气象、土壤水分、水文与植被遥感数据,将标准化降水蒸散指数(SPEI)、标准化土壤湿度指数(SSI)与标准化温度指数(STI)统一纳入概率空间,引入Copula联合分布建模,构建了具有明确概率意义和农业响应内涵的“复合干热指数(CHDI)”,建立了“复合干热事件识别—历史事件验证—农田植被生产力响应评估—演变趋势解析—驱动因子识别”的完整分析框架。
研究取得了一系列富有科学价值的发现:CHDI能够准确捕捉典型历史复合干热事件的发生时段、影响范围与逐月演化过程,并在空间相关性、生长季关键月份响应、短时滞后效应和灾害等级梯度等多个维度上,均表现出比现有指数更强的一致性;基于光合总初级生产力(GPP)的独立验证进一步表明,CHDI能够更清晰地反映复合干热胁迫使农田植被生产力下降的响应梯度。近四十年来,华北平原复合干热状况总体呈加剧态势,CHDI以约每十年−0.11的速率下降,高等级复合事件影响范围持续扩大,南部和东部地区恶化尤为突出。依托机器学习与SHAP可解释性分析,研究进一步揭示:复合干热过程的主导因子已由早期的降水、径流等水分供给因素,逐步向相对湿度、大气干燥度与蒸发需求等水热耦合因素转变,且各因子的影响具有明显的阶段性非线性特征。
研究横跨农业水土管理、概率统计、机器学习等多个方向,充分体现了学校新工科人才培养理念在基层教学单位的深入落实,也表明校区在科教融汇、师生协同和拔尖创新人才培养方面取得了积极成效。
研究受国家级大学生创新创业训练计划(Grant No. 202610359141)、安徽省自然科学基金(Grant No. 2408055US007)、国家自然科学基金(Grant No. 52379006)项目资助。
图2 1980年至2022年期间,SPEI(a)、SSI(c)、STI(e)和CHDI(g)的月度时空变化及线性趋势,
以及SPEI(b)、SSI(d)、STI(f)和CHDI(h)的平均空间分布
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.agwat.2026.110796
(宁少尉/文 邹亿/图 黄慎江/审核)

