干旱是一种由于降水量或者土壤含水量异常偏少等导致的现象,具有随机性和长期性,可造成农作物持续大面积缺水,进而影响作物生长并导致减产。干旱对农业生产、生态环境、社会经济等均造成了诸多潜在的负面影响。由全球变暖造成的全球气候变化影响着全球多个国家和地区,根据1995-2014年的史料记载,巴基斯坦在受气候变化影响较大的国家和地区中排名第八。在过去的几百年间,由于多种因子,诸如环境、气候、生态系统、人类行为等的影响,由干旱或者洪涝导致的自然灾害在巴基斯坦最为常见,发生频率最高。在全球变暖的环境下,极端气候事件频发,且干旱和洪涝已经成为代价极为昂贵的自然灾害。土壤湿度是干旱和洪涝的重要指标之一,对雨养农田和灌溉农田的作物生长均扮演着重要角色,因此,对这一地区农业干旱的监测很有必要。本研究利用2003-2014的多年数据确定了巴基斯坦旁遮普地区的农业干旱状况、热边界(LSTmax)、冷边界(LSTmin)。本文利用从EOS网站下载的MODIS数据产品获取冬小麦生长季的雨养和灌溉地的地表状况参数。条件植被温度指数(VTCI)是一种综合了归一化植被指数(NDVI)和地表温度(LST)的近实时干旱监测方法,在LST-NDVI的散点图呈现三角形区域分布的前提下确定冷、热边界,进而实现面上干旱情况和土壤湿度的定量化表征。空间近实时耦合(NRTC)方法综合了 VTCI影像和日降水数据,并在本文用于旁遮普五个气象站点的干旱监测的精度验证。冷、热边界的变化反映了冬季到夏季的气温演变规律。各气象站点在特定时期的VTCI用于表示该站点的干湿状况,不同时期的干湿状况取决于地表的土壤湿度状况,反映了农业地区的冷、热边界的确定取决于区域的位置和季节。基于VTCI的监测结果干旱被划分为无旱、轻旱、中旱和重旱四个等级。由研究区域干旱分布特征可知,南部和中部由于降水偏少,故该区域的VTCI值偏低;而东北部则降水量充足,VTCI值较高。12年间的长时间序列VTCI影像表明中部和南部地区的干旱状况与东北部平原地区不明显干旱状况同样形成鲜明对比,尤其在2004、2006、2008、2010和2011五年间的冬小麦生育期。同时,在这五年间干旱造成的冬小麦减产分别为2500、2588、2438、2846和2737 kg/ha。受2010年洪涝灾害的影响,该地区冬小麦种植面积从2010-2011年的6691.0 ha降低到2011-2012年的6482.9 ha。2010年洪涝导致了该地区的种植面积和单产的降低,使得该地区总产从19.041万吨降低到17.7389万吨。通过上述干旱和产量的计算,说明旁遮普平原地区的灌溉措施不充分,同时,该地区在冬小麦生长季依然依赖于季节性降水。长时间序列VTCI时空监测结果表明中南部地区较低的降水量造成了其较低的VTCI,而东北部地区较高的降水量造成了其较高的VTCI值。1千米分辨率的长时间序列VTCI影像表明旁遮普平原地区的干旱状况不仅依赖于灌溉条件而且与降水相关。本研究揭示了研究区域地表土壤湿度的时间演变规律,且在2003-2014年的冬小麦生长季中,从16天时间尺度到12个月尺度的累积降水量和VTCI具有极显著的相关性,在五个气象站点的2003-2008、2010、2011-2014、2003-2014四个时段内相关性也不相同。在12年间的这些时段中,VTCI和TPCP在短时间尺度的相关性比长时间尺度的相关性高。VTCI与累计降水量之间的相关系数随着时间尺度的变大而降低,反映了这个地区经历了 2010年的强降水和洪涝,并且呈现出由降水变化导致的地面干湿差异。同时VTCI值和累计降水量也展现出显著相关性。这说明VTCI的近实时干旱监测方法具有监测不同时间尺度干旱状况的能力。实验结果强调了VTCI不仅与当前的降水量有关还与历史降水相关,同时与降水距平(DPNP)有关。本研究验证了 VTCI方法在本研究区确定冷、热边界,干旱监测和洪涝监测的有效性。同时,NRTC方法展现出VTCI和累积降水量在验证地表千湿状况时的强相关性。VTCI利用MODIS的NDVI和LST产品数据来阐明干旱的状况,表明VTCI在冬小麦生育期内监测干旱是有利的,这表明多年MODIS VTCI干旱监测方法对于旁遮普平原地区的冷、热边界的确定,干旱和洪涝事件监测是可行的与有效的。