楊貴羽，韓冬梅，陳一鳴

（中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，100038，北京）

在全球氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)的影響下，區(qū)域干旱、洪澇災(zāi)害呈現(xiàn)出不同的演化特點(diǎn)，這不僅影響著地區(qū)的糧食生產(chǎn)，而且關(guān)系著水資源合理利用。東北地區(qū)作為我國(guó)重要的商品糧生產(chǎn)和儲(chǔ)備基地，又地處全球氣候變化的敏感區(qū)，結(jié)合氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)的雙重作用開(kāi)展其干旱、洪澇的演化特點(diǎn)分析，對(duì)全面應(yīng)對(duì)干旱、洪澇具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前大多數(shù)研究主要集中于氣象干旱方面，即主要結(jié)合降水和溫度等氣象要素開(kāi)展的氣象干旱分析，對(duì)于水資源開(kāi)發(fā)利用、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等人類(lèi)活動(dòng)所發(fā)揮的抗旱和抵御災(zāi)害的影響并沒(méi)有體現(xiàn)，更不能綜合自然和人類(lèi)活動(dòng)，全面揭示區(qū)域旱澇的演化特點(diǎn)。為此，本文選擇極易受旱澇影響的農(nóng)業(yè)指標(biāo)，以受旱面積率、受澇面積率為發(fā)生干旱、洪澇等級(jí)的劃分指標(biāo)，通過(guò)受旱面積、受澇面積、播種面積等歷史統(tǒng)計(jì)資料，分析了1950—2010年氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)共同作用下的干旱、洪澇演變特征，為東北地區(qū)合理利用水資源及防災(zāi)減災(zāi)提供幫助。

一、研究區(qū)域概況

東北地區(qū)總面積124.9萬(wàn)km2，約占全國(guó)土地面積的13%。區(qū)域土地資源豐富，在我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展和糧食生產(chǎn)中發(fā)揮著極為重要的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年全區(qū)總?cè)丝跒?.21億人，占全國(guó)總?cè)丝诘?.1%，GDP為4萬(wàn)億元，占全國(guó)的9.3%；擁有耕地面積為4.26 億畝（15 畝=1 hm2，下同），農(nóng)田有效灌溉面積為1.3億畝；糧食產(chǎn)量1.1億t，占全國(guó)總量的19.8%，人均糧食產(chǎn)量超過(guò)900 kg。然而，全區(qū)處于西風(fēng)帶氣候背景下，且近年來(lái)水分收支嚴(yán)重失衡，地區(qū)氣候變化造成的干旱、洪澇自然災(zāi)害頻發(fā)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全區(qū)降水量1956—2010年多年平均為6 538億m3，折合降水深度為519 mm，近10年較多年平均減少近10%；而通過(guò)E601測(cè)定的蒸發(fā)量卻多年維持在500～1 000 mm。

二、資料選取和方法說(shuō)明

農(nóng)業(yè)干旱評(píng)價(jià)分析中的數(shù)據(jù)來(lái)源為1950—2010年 《農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)水利統(tǒng)計(jì)年鑒》等資料。采用受災(zāi)率和成災(zāi)面積率作為指標(biāo)，對(duì)1950—2010年?yáng)|北地區(qū)的水旱災(zāi)害演變特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。

在干旱等級(jí)的評(píng)價(jià)過(guò)程中，考慮到數(shù)據(jù)資料的可獲取性和東北地區(qū)的特點(diǎn)，采用受旱災(zāi)面積率指標(biāo)，即受旱面積與播種面積的比值進(jìn)行干旱等級(jí)的劃分。

對(duì)于洪澇等級(jí)劃分，由于資料條件的限制，洪災(zāi)和澇災(zāi)難以區(qū)分，將洪災(zāi)和澇災(zāi)統(tǒng)一分析，其等級(jí)按照洪澇受災(zāi)面積率指標(biāo)，即受澇面積與播種面積的比值進(jìn)行洪澇等級(jí)劃分。

具體的干旱、洪澇等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

三、自然-人類(lèi)活動(dòng)共同影響下干旱、洪澇的演變特征

1.干旱演變特征

按照表1干旱等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，由圖1和圖2統(tǒng)計(jì)可見(jiàn)，全區(qū)1950—2010年，在氣候和人類(lèi)活動(dòng)的共同影響下，干旱災(zāi)害發(fā)生頻次和程度均呈增加趨勢(shì)。在時(shí)間上，比較不同年代變化可見(jiàn)，20世紀(jì)70年代后，農(nóng)業(yè)干旱災(zāi)害的發(fā)生頻次和程度明顯增加，到21世紀(jì)初近10年達(dá)到頂峰。全區(qū)干旱在時(shí)間上整體呈現(xiàn)為：1950—1979年干旱發(fā)生6次，其中一般干旱4次，嚴(yán)重干旱2次；1980—2010年干旱發(fā)生25次，其中一般干旱9次，嚴(yán)重干旱12次，特大干旱4次。

在空間上，干旱發(fā)生頻次和干旱程度均呈現(xiàn)從北向南逐漸增加的趨勢(shì)。按照行政區(qū)統(tǒng)計(jì)，黑龍江省1950—2010年共發(fā)生旱災(zāi)29次，平均每2～3年發(fā)生一次，發(fā)生頻次為48.9%；其中一般干旱共發(fā)生13次，每 4～5年發(fā)生一次，發(fā)生頻次為21.7%；嚴(yán)重干旱共發(fā)生14次，每4～5年發(fā)生一次，發(fā)生頻次為23.3%；發(fā)生特大干旱2次，平均每30年發(fā)生一次，發(fā)生頻次為3.2%。

吉林省1950—2010年共發(fā)生旱災(zāi)30次，平均每2年發(fā)生一次，發(fā)生頻次為50%；其中一般干旱共發(fā)生10次，每3年發(fā)生一次，發(fā)生頻次為16.7%；嚴(yán)重干旱 16次，每 3～4年發(fā)生一次，發(fā)生頻次為26.7%；發(fā)生特大干旱4次，平均每15年發(fā)生一次，發(fā)生頻次為6.6%。

遼寧省1950—2010年共發(fā)生旱災(zāi)31次，平均每2年發(fā)生一次，其中一般干旱共發(fā)生8次，每7～8年發(fā)生一次，發(fā)生頻次為13.3%；嚴(yán)重干旱17次，每3～4年發(fā)生一次，發(fā)生頻次為27.8%；發(fā)生特大干旱6次，平均每10～11年發(fā)生一次，發(fā)生頻次為9.8%。

各省不同年代干旱發(fā)生頻次和干旱程度如圖1和圖2所示。

2.洪澇的演變特征

按照表1洪澇等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，由圖3和圖4統(tǒng)計(jì)可見(jiàn)，全區(qū)1950—2010年，洪澇災(zāi)害頻次和程度整體呈增加趨勢(shì)。在時(shí)間上，比較不同年代發(fā)現(xiàn)：1950—1979年全區(qū)共發(fā)生洪澇災(zāi)害11次，其中一般澇災(zāi)7次，嚴(yán)重干旱4次，并無(wú)特大澇災(zāi)發(fā)生；1980—2010年全區(qū)共發(fā)生洪澇20次，其中一般澇災(zāi)6次，嚴(yán)重澇災(zāi)7次，特大澇災(zāi)7次。

在空間上，洪澇災(zāi)害發(fā)生頻次和災(zāi)害程度均呈現(xiàn)從北向南逐漸減小的趨勢(shì)。按照行政區(qū)統(tǒng)計(jì)，黑龍江省1950—2010年共發(fā)生洪澇災(zāi)害共30次，平均每2～3年發(fā)生一次，其中一般洪澇災(zāi)害共發(fā)生11次，每5～6年發(fā)生一次，發(fā)生頻次為18.0%；嚴(yán)重洪澇災(zāi)害10次，每6～7年發(fā)生一次，發(fā)生頻次為16.4%；發(fā)生特大洪澇災(zāi)害9次，平均每6～7年發(fā)生一次，發(fā)生頻次為14.8%。

吉林省1950—2010年共發(fā)生洪澇災(zāi)害共25次，平均每2～3年發(fā)生一次，其中一般洪澇災(zāi)害共發(fā)生12次，每4～5年發(fā)生一次，發(fā)生頻次為19.7%；嚴(yán)重洪澇災(zāi)害7次，每8～9年發(fā)生一次，發(fā)生頻次為11.5%；發(fā)生特大洪澇災(zāi)害6次，平均每10～11年發(fā)生一次，發(fā)生頻次為9.8%。

表1 干旱/洪澇等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

圖1 1950—2010年?yáng)|北地區(qū)干旱發(fā)生次數(shù)統(tǒng)計(jì)

圖2 1950—2010年?yáng)|北地區(qū)（不包括內(nèi)蒙古）不同等級(jí)干旱發(fā)生的次數(shù)

圖3 1950—2010年?yáng)|北地區(qū)洪澇災(zāi)害發(fā)生次數(shù)統(tǒng)計(jì)

圖4 1950—2010年?yáng)|北地區(qū)不同等級(jí)洪澇災(zāi)害發(fā)生次數(shù)統(tǒng)計(jì)

遼寧省1950—2010年共發(fā)生洪澇災(zāi)害共23次，平均每2～3年發(fā)生一次，其中一般洪澇災(zāi)害共發(fā)生11次，每4～5年發(fā)生一次，發(fā)生頻次為18.0%；嚴(yán)重洪澇災(zāi)害 5次，每 12～13年發(fā)生一次，發(fā)生頻次為8.2%；發(fā)生特大洪澇災(zāi)害6次，平均每10～11年發(fā)生一次，發(fā)生頻次為9.8%。

各省不同年代洪澇發(fā)生頻次和洪澇程度如圖3和圖4所示。

3.干旱、洪澇演變特征比較

縱觀1950—2010年干旱、洪澇演變特征發(fā)現(xiàn)：東北全區(qū)干旱、洪澇頻發(fā)，且洪澇災(zāi)害的發(fā)生頻次更高，但是不同年代和不同區(qū)域又具有明顯不同的變化特征。

由圖5（a）可見(jiàn)，在時(shí)間上，1950—2010年，全區(qū)干旱和洪澇發(fā)生頻次均呈增加趨勢(shì)，但以干旱發(fā)生頻次的增加較顯著。在1950—1969年和1980—1989年，全區(qū)以洪澇災(zāi)害占主導(dǎo)，發(fā)生洪澇的頻次大于干旱；在1970—1979年和 1990—2010年間，全區(qū)干旱災(zāi)害發(fā)生頻次大于洪澇災(zāi)害發(fā)生頻次。

在空間上，干旱、洪澇整體呈現(xiàn)相反的變化特征。其中遼寧省由圖5（b）可見(jiàn)，1950—2010年干旱發(fā)生頻次呈增加趨勢(shì)，洪澇發(fā)生頻次呈緩慢下降，全省呈現(xiàn)以干旱為主導(dǎo)的區(qū)域特點(diǎn)。

吉林省由圖 5（c） 可見(jiàn)，1950—2010年干旱發(fā)生頻次呈增加趨勢(shì)，洪澇災(zāi)害以20世紀(jì)70年代為界，前30年發(fā)生頻次呈減少；20世紀(jì)80年代達(dá)到最大，之后開(kāi)始減少。全省呈現(xiàn)干旱、洪澇共存的區(qū)域特點(diǎn)。

黑龍江省由圖 5（d）可見(jiàn)，1950—2010年干旱和洪澇發(fā)生頻次均呈增加趨勢(shì)，以干旱發(fā)生頻次增加較多，但不同年代全省干旱洪澇差異較大，全省呈干旱和洪澇共存的區(qū)域特點(diǎn)。

圖5 1950—2010年每10年?yáng)|北地區(qū)干旱洪澇災(zāi)害發(fā)生頻次統(tǒng)計(jì)

四、結(jié) 論

本文采用受旱面積率、受澇面積率，結(jié)合東北地區(qū)的特點(diǎn)，分析了 1950—2010年?yáng)|北地區(qū)干旱洪澇的演變特征。結(jié)果如下：

干旱演變特征：在時(shí)間上，全區(qū)在氣候和人類(lèi)活動(dòng)的共同影響下，干旱災(zāi)害的發(fā)生頻次和程度均呈增加趨勢(shì)，到21世紀(jì)初近10年達(dá)到頂峰。且前30年（1950—1979年）干旱發(fā)生6次，其中一般干旱4次，嚴(yán)重干旱 2次； 后 31年（1980—2010年），干旱發(fā)生25次，其中一般干旱9次，嚴(yán)重干旱12次，特大干旱4次。在空間，呈現(xiàn)干旱發(fā)生頻次和干旱程度均呈現(xiàn)從北向南逐漸增加的趨勢(shì)。

洪澇演變特征：在時(shí)間上，全區(qū)1950—2010年洪澇災(zāi)害頻次和程度整體呈增加趨勢(shì)。具體表現(xiàn)為：前30年（1950—1979年）共發(fā)生洪澇災(zāi)害11次，其中一般澇災(zāi)7次，嚴(yán)重干旱4次，并無(wú)特大澇災(zāi)發(fā)生；后31年（1980—2010年），全區(qū)共發(fā)生洪澇20次，其中一般澇災(zāi)6次，嚴(yán)重澇災(zāi)7次，特大澇災(zāi)7次。在空間上，洪澇災(zāi)害發(fā)生頻次和災(zāi)害程度均呈現(xiàn)從北向南逐漸減小的趨勢(shì)。

干旱洪澇的整體特征：在1950—2010年，東北地區(qū)干旱和洪澇災(zāi)害發(fā)生頻次均在增加，且以干旱發(fā)生頻次的增加較大。但縱觀1950—2010年變化，全區(qū)以洪澇災(zāi)害的發(fā)生頻次更高；在空間上，從南向北呈現(xiàn)由干旱向干旱洪澇并存的格局演變。

[1]IPCC.Climate change 2007:Synthesis report [M].Cambridge:Cambridge University Press，2007.

[2]倪深海，顧穎，王會(huì)容.中國(guó)農(nóng)業(yè)干旱脆弱性分區(qū)研究 [J].水科學(xué)進(jìn)展，2005，16（5）.

[3]國(guó)家防汛抗旱總指揮部辦公室，水利部南京水文水資源研究所.中國(guó)水旱災(zāi)害[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，1997.

[4]水利部松遼水利委員會(huì).東北區(qū)水旱災(zāi)害[M].長(zhǎng)春：吉林人民出版社，2003.

[5]馬建勇，許吟隆，潘婕.基于SPI與相對(duì)濕潤(rùn)度指數(shù)的1961—2009年?yáng)|北地區(qū)5-9月干旱趨勢(shì)分析[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)，2012，28（3）.

[6]曹永強(qiáng)，路璐，張?zhí)m霞，等.基于Z指數(shù)的遼寧省氣象干旱時(shí)空特性分析[J].資源科學(xué)，2012，34（8）.

[7]張繼權(quán)，張會(huì)，韓俊山.東北地區(qū)建國(guó)以來(lái)洪澇災(zāi)害時(shí)空分布規(guī)律研究 [J].東北師大學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，38（1）.

[8]劉劍剛.基于Z指數(shù)的遼寧省洪澇災(zāi)害時(shí)空分析 [J].沈陽(yáng)師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，30（3）

[9]江和文，郭婷婷，包穎，等.遼寧省近50年旱澇災(zāi)害的時(shí)空特征分析[J].水土保持研究，2012，19（2）.

[10]王越，江志紅，張強(qiáng)，等.基于Palmer濕潤(rùn)指數(shù)的旱澇指標(biāo)研究[J].南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，30（3）.