DOI：https://doi.org/10.1016/j.agwat.2024.109122
主要内容：
地下水在调节气象干旱(MD)向农业干旱(AD)转变过程中起着关键作用，但其在作物生长过程中的具体影响尚不清楚。本研究利用Aquacrop模型模拟了冬小麦和夏玉米在情景1（地下水位1 m深度）、情景2（地下水位2 m深度）、情景3（地下水位3 m深度）和情景4（地下水位4 m深度）4种情景下的日有效根区土壤湿度和年产量。基于模拟数据，计算了4种情景下干旱事件的传播概率、传播时间（PT）、转换率和干旱特征变化，揭示了地下水位对气象干旱向农业干旱传播的具体影响。
主要结论：
结果表明：（1）干旱传播的概率随地下水位下降或MD严重程度的增加而增大。值得注意的是，地下水位从1 m下降到2 m，干旱传播概率显著上升，冬小麦和夏玉米的传播概率平均分别上升114.0 %和118.9 %。（2）地下水位每下降1 m，旱灾发生时间缩短2—4 d。当旱灾严重程度由重度加剧到极度加剧时，夏玉米和冬小麦物候期平均分别缩短8 d和10 d。两种作物在出苗、灌浆和成熟期均表现出较短的旱灾发生时间，在分蘖和抽穗期则表现出较长的旱灾发生时间。（3）总体而言，地下水位下降加速了干旱事件的转化速度，尤其在低地下水位时，干旱事件的持续时间更长、强度更大。（4）淮北平原冬小麦和夏玉米的最适地下水位分别约为1 m和2 m。这些研究结果为增强淮北平原的抗旱能力、优化灌溉和地下水管理提供了宝贵的见解。
主要图表：
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图3.研究流程图。
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图4. 1988 —2017年四种情景下冬小麦生长季SWDI。
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图5. 1989 —2018年四种情景下夏玉米生长季的SWDI。
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图 6.四种情景下作物生长期干旱传播的概率。k 表示 SPEI 的累积时间尺度（以天为单位）。红色表示观察到 MD 干旱时的传播概率（即 SPEI<-1），而蓝色、橙色和绿色分别表示中度（即 −1.5 < SPEI ≤ 1.0）、严重（即 −2.0 < SPEI ≤ 1.5）和极端（即 SPEI<-2）MD 严重程度。
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图7.四种情景下不同干旱程度下作物生长期干旱蔓延时间。S-1、S-2、S-3和S-4分别表示情景1、情景2、情景3和情景4。
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图8.四种情景下不同干旱程度下作物各物候期干旱蔓延时间。S-1、S-2、S-3和S-4分别表示情景1、情景2、情景3和情景4。
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图9.三种情景下冬小麦和夏玉米出苗、分蘖、抽穗、灌浆和成熟期的翻译速率，“总计”代表从出苗到成熟的整个作物生育期。S-2、S-3和S-4分别表示情景2、情景3和情景4。
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图10 .三种情景下重叠MD和AD的干旱持续时间和严重程度。为简单起见，干旱严重程度以正值表示，即干旱严重程度值300等于-300。
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图11.四种情景下1989—2018年冬小麦产量模拟结果。
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图13.干旱传播概率分布。
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图14.情景3下冬小麦全生育期干旱蔓延概率图。
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图15.基于2012–2018年观测数据的地下水埋深与干旱蔓延时间的关系。
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图16.作物不同生育期气象因子与根系生长特征。(a)、(c)代表冬小麦，(b)、(d)代表夏玉米。气象因子包括TEM（平均气温）、SSD（平均日照时数）、WIN（平均风速）、RHU（平均相对湿度）、ETc（作物需水量）。
