地下水影响型农田生态系统（Groundwater-Sensitive Agroecosystem，GWSA）是一个水-土-植被相互作用的复杂系统，其生态功能和农业生产力受到地下水动态变化的影响。该类生态系统脆弱且敏感，普遍存在于干旱/半干旱区。在气候变化及人类活动的影响下，GWSA的地下水位波动可能更加强烈和复杂，所带来的土壤水分亏缺/过剩可能导致频繁的干旱/渍害灾害以及旱渍复合灾害，此类灾害可能会抑制作物生长，最终制约农业发展并威胁粮食安全。在此背景下，基于有效手段识别地下水位波动引发的农田旱渍灾害对于保证GWSA的稳定性，以及减少灾害负影响具有重要意义。然而，由于地下水位波动信号的隐匿性、复杂性以及观测数据的缺乏，使得在GWSA开展地下水波动驱动的旱渍复合灾害监测研究面临挑战。
基于此，我校地理科学学院金鑫教授课题组提出了一种方法：利用高时空分辨率（30 m, 1 day）根区降尺度土壤水分数据，构建土壤水分条件指数（SMCI, Soil Moisture Condition Index）和复合胁迫指数（DSI, Double Stress Index），对中国西北干旱区内陆河流域的尕海灌区旱渍交替胁迫进行了有效识别。结果表明，旱渍复合胁迫存在显著空间异质性：中度胁迫主要分布于灌区中部区域（13.82 km²），表现为以渍害为主导的复合胁迫；而重度胁迫区（6.04 km²）则位于灌区边界地带，表现为干旱与渍害交替发生。基于根区降尺度土壤水分数据构建的SMCI指数在干旱识别验证中表现出与植被指数变化的高度一致性（POD > 80%, r = 0.98），同时与前人模拟的渍害区具有69.27%的空间重叠。
图1 (a) 旱渍复合胁迫空间分布；(b) GWSA内不同等级的复合胁迫面积统计
图2 (a) 不同等级复合胁迫中干旱与渍害的重要性评估；(b) 2018–2022年累计干旱发生频次空间分布特征；(c) 2018–2022年累计渍害发生频次空间分布特征
该项研究成果近期以“Remote sensing-based monitoring of compound drought-waterloggingstress in groundwater-sensitive agroecosystems in arid regions”为题发表在水资源领域国际高水平期刊《Agricultural Water Management》（IF=6.5，中科院一区TOP），我校地理科学学院2023级博士研究生傅笛为论文第一作者，金鑫教授为论文通讯作者。这也是金鑫教授团队又一次在《Agricultural Water Management》上发表研究成果。此外，该团队相关系列成果还发表在《Journal of Hydrology》《Ecological Indicators》《Plant and Soil》《Geomorphology》等国际高水平期刊上。系列成果得到了国家自然科学基金项目（42161020; 42201174）、青海省自然科学基金杰出青年基金项目（2023-ZJ-943J）的资助，得到了青藏高原地表过程与生态保育教育部重点实验室、青海省自然地理与环境过程重点实验室、高原科学与可持续发展研究院等平台支持。
论文链接1：https://doi.org/10.1016/j.agwat.2025.109826
论文链接2：https://doi.org/10.1016/j.agwat.2024.109010
论文链接3：https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2024.130843
论文链接4：https://doi.org/10.1002/hyp.15062
论文链接5：https://doi.org/10.1007/s11104-025-07716-9
