基于SPEI指数的近53年河南省干旱时空变化特征_史本林.pdf

第34 卷第8 期 地 理 研 究 Vol.34, No.8 2015 年8 月 GEOGRAPHICAL RESEARCH August, 2015 基于SPEI 指数的近53 年河南省干旱时空变化特征 1 1 2 1 史本林 ，朱新玉 ，胡云川 ，杨艳艳 （1. 商丘师范学院环境与规划学院，商丘 476000 ；2. 商丘师范学院生命科学学院，商丘 476000 ） 摘要：干旱在中国发生较为频繁，对农作物的影响较大。基于1961-2013 年实测气象资料，利 用标准化降水蒸散指数（SPEI）定量分析了河南省不同时间尺度干旱发生频率和发生强度，揭 示了该地区干旱发生的时空演变特征及干旱发生的原因。结果表明：SPEI 值能较好地反映河 南省干旱的变化特征；随着时间尺度的减小，SPEI 值波动幅度增加，干旱发生频率增加。近53 年河南省干旱发生频率总体呈上升趋势，且各地区之间分布不均匀。周口地区发生频率最高， 达35%以上；豫中和豫西地区最低，为26%左右。四季中以春、夏两季干旱发生最为严重，其次 为秋季，冬季最弱。在年际变化方面，1966- 1968年、1998-2000 年和2011-2013 年发生了大范围 的持续干旱。干旱发生强度呈现豫北和豫西偏东地区高，豫东和豫南北部地区低特点；干旱发 生强度最强的地区为安阳，为22.18% ，最弱的地区为驻马店，为16.60%。 关键词：SPEI ；干旱发生强度；气象干旱；气候变化；河南省 DOI: 10.11821/dlyj201508012 1 引言 干旱是最常见、最复杂的自然灾害之一，影响范围广，通常持续数月甚至数年；给 人类社会带来较大的影响，包括巨大的经济损失、粮食减产、饥荒和土地退化等[1-3] 。中 国地处东亚季风区，由于地理条件和气候变化复杂，是国际上气候脆弱区之一，且气象 灾害频发[4] 。随着气候暖干化日趋明显，旱灾呈显著增加趋势。IPCC 第四、五次评估报 告指出[5,6] ，近百年全球地表温度上升0.56 ℃~0.92 ℃，气候变暖将会增加极端气象灾害发 生的频率和强度，对农业生态系统的影响非常广泛。因此，量化研究干旱时空变化特征 并阐述其形成的机制，对农业生态系统的科学管理和气象灾害预警等方面有重要的意义。 近年来，在干旱发生的量化研究、监测其发展趋势等方面，学者们相继提出了多种 干旱指数[7] 。目前，帕默尔干旱指标 （palmer drought severity index ，PDSI ）和标准化降 水指标 （standardized precipitation index ，SPI）不能综合表征在全球气候变化大背景下， 气温和降水对干旱发生的共同效应[8- 10] 。因此，学者在SPI 的基础上提出了标准化降水蒸 散指数 （standardized precipitation evapotranspiration index ，SPEI），随后SPEI 成为监测 干旱发生过程及温度升高对干旱影响的最有利工具[11,12] 。近年来，国内学者开始应用该指 数进行科学研究，例如，熊光洁等[13]利用SPEI 研究了中国西南地区1961-2012 年干旱变 化特征，发现自2000 年至今干旱呈现明显的上升趋势；周丹等[14]利用SPEI研究了陕西省 收稿日期：2014-12-19; 修订日期：2015-04-24 基金项目：国家自然科学基金 ）；教育部人文社会科学研究青年基金项目 （13YJCZH283 ）；河南省高校重 点科研项目 （15A 180054，15A 170011） 作者简介：史本林 （1967- ），男，河南柘城人，教授，主要从事区域环境变化方面研究。E-mail: shibenlin@ 163.com 通讯作者：朱新玉 （1981- ），女，河北邱县人，副教授，主要从事农业生态学和环境土壤学等方面研究。 E-mail: ti163.com 1547-1558 页 1548