譚春萍，楊建平，楊　圓，陳虹舉

(1. 中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所 冰凍圈科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 甘肅 蘭州 730000;2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049)

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寧夏回族自治區(qū)干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性時(shí)空變化特征*

譚春萍1,2，楊建平1，楊圓1,2，陳虹舉1,2

(1. 中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所 冰凍圈科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 甘肅 蘭州 730000;2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049)

摘要:基于寧夏地區(qū)22個(gè)氣象站1971-2011年月降水量和月平均氣溫資料，綜合考慮降水和蒸發(fā)，引入標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散指數(shù)(SPEI)，分析該地區(qū)氣象干旱變化情況，并在此基礎(chǔ)上通過構(gòu)建SPEI值與干旱等級(jí)的加權(quán)綜合評(píng)價(jià)模型，評(píng)估該地區(qū)干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性，剖析其時(shí)空變化特征。結(jié)果表明：寧夏地區(qū)氣象干旱呈顯著加重趨勢(shì)，年均SPEI值1972-2011年以0.37·(10a)-1的速率顯著減?。辉摰貐^(qū)氣象干旱呈現(xiàn)自南向北逐漸加重的空間分布格局，且干旱加重速度呈現(xiàn)由中部干旱帶向南北分別遞增的空間變化特征。1972-2011年，寧夏地區(qū)干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性呈顯著增大趨勢(shì)，干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)近40年減小速率為0.12·(10a)-1；該地區(qū)干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性在空間分布上表現(xiàn)為北部引黃灌區(qū)高于中南部地區(qū)，且危險(xiǎn)性的增速呈現(xiàn)中部較緩、南北較快的空間變化特征。

關(guān)鍵詞:干旱; 致災(zāi)危險(xiǎn)性; 時(shí)空變化; 標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散指數(shù)(SPEI); 綜合評(píng)價(jià)模型; Mann-Kendall趨勢(shì)法; 寧夏

干旱是最嚴(yán)重、最復(fù)雜的氣象災(zāi)害之一，對(duì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、糧食安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展及社會(huì)穩(wěn)定均已產(chǎn)生了嚴(yán)重影響[1-4]。根據(jù)災(zāi)害系統(tǒng)與災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)理論，災(zāi)害系統(tǒng)由孕災(zāi)環(huán)境、致災(zāi)因子和承災(zāi)體共同組成[5]，而自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)是致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、承災(zāi)體暴露性和脆弱性、防災(zāi)減災(zāi)能力綜合作用的結(jié)果[6]。致災(zāi)因子危險(xiǎn)性是災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的直接誘因，因此定量評(píng)估致災(zāi)危險(xiǎn)性大小，詳細(xì)分析其變化規(guī)律是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及風(fēng)險(xiǎn)管理研究的基礎(chǔ)。

目前，針對(duì)干旱或旱災(zāi)致災(zāi)危險(xiǎn)性已有部分研究。王靜愛等選取災(zāi)害頻數(shù)為指標(biāo)，基于縣域統(tǒng)計(jì)單元探討了中國(guó)水旱災(zāi)害危險(xiǎn)性的時(shí)空分異規(guī)律[7]；杜曉燕等以降水距平百分率為樣本，運(yùn)用信息擴(kuò)散理論等方法評(píng)價(jià)了天津地區(qū)旱澇災(zāi)害危險(xiǎn)性[8]；李謝輝等結(jié)合發(fā)生旱災(zāi)的歷史災(zāi)年頻率和降水量距平百分率，利用GIS技術(shù)從時(shí)空尺度上分析了河南省干旱災(zāi)害危險(xiǎn)性[9]；王杰等運(yùn)用信息擴(kuò)散理論，結(jié)合降水距平百分率和干旱危險(xiǎn)度等級(jí)，對(duì)四川省夏季農(nóng)業(yè)干旱危險(xiǎn)性的空間分布進(jìn)行了探討[10]；賀山峰等以地表濕潤(rùn)指數(shù)為指標(biāo)，采用PRECIS模式模擬的氣候情景數(shù)據(jù)，預(yù)估了SRES B2情景下西南地區(qū)未來干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性的時(shí)空格局[11]。上述研究多以降水距平百分率為指標(biāo)入手進(jìn)行探討與分析，該指標(biāo)僅考慮了降水因素，而蒸發(fā)等因素對(duì)干旱的發(fā)生與演進(jìn)起著重要作用，因此干旱(或旱災(zāi))致災(zāi)危險(xiǎn)性的研究，也應(yīng)將其納入考慮，以便更好地反映實(shí)際情況。

寧夏回族自治區(qū)(以下簡(jiǎn)稱寧夏地區(qū))長(zhǎng)期遭受干旱的威脅，是中國(guó)受旱率和成災(zāi)率最嚴(yán)重的省份之一[12]。目前關(guān)于寧夏地區(qū)干旱的研究主要是基于氣溫、降水等要素，通過標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)和距平百分率(Pa)等干旱指標(biāo)分析該地區(qū)干旱的時(shí)空演變特征[13-17]，而涉及干旱(或旱災(zāi))危險(xiǎn)性的研究尚少。李紅英等采用降水距平百分率，結(jié)合干旱發(fā)生頻次(概率)與界限強(qiáng)度指數(shù)評(píng)價(jià)了寧夏全區(qū)干旱致災(zāi)因子危險(xiǎn)性，發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)性自南向北大致呈逐步增加趨勢(shì)[18]；王連喜等采用標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)，結(jié)合干旱強(qiáng)度等級(jí)與發(fā)生頻率，運(yùn)用加權(quán)求和評(píng)價(jià)模型評(píng)估了寧夏干旱災(zāi)害的危險(xiǎn)性，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱危險(xiǎn)度在空間上呈現(xiàn)顯著的東北-西南分異，中西部和北部地區(qū)相對(duì)較高，而中東部和南部地區(qū)相對(duì)較低[19]。以上研究所采用干旱指標(biāo)(降水距平百分率和標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù))，均只考慮了降水因素，而寧夏地區(qū)屬于典型的干旱、半干旱地區(qū)，蒸發(fā)對(duì)該地區(qū)干旱的發(fā)生與演變具有十分重要的影響，因此只考慮降水因素的干旱危險(xiǎn)性難以全面反映寧夏地區(qū)的實(shí)際情況，同時(shí)現(xiàn)有研究?jī)H簡(jiǎn)要分析了干旱危險(xiǎn)性的總體空間分布規(guī)律與差異，有待進(jìn)一步拓展與細(xì)化。

本文綜合考慮降水和蒸發(fā)，引入標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散指數(shù)(SPEI)，分析寧夏地區(qū)氣象干旱的時(shí)空變化，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合SPEI值與干旱等級(jí)，運(yùn)用加權(quán)綜合評(píng)價(jià)模型，評(píng)估干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性，詳細(xì)分析其時(shí)空變化特征，以期為該地區(qū)干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)管理及區(qū)域可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

1數(shù)據(jù)與方法

1.1研究區(qū)概況

寧夏回族自治區(qū)(35°14′ ～39°23′ N，104°17′～107°39′ E)(圖1)地處我國(guó)西北干旱區(qū)、青藏高原區(qū)和東部季風(fēng)區(qū)三大自然區(qū)域的交匯地帶[20]，總體呈現(xiàn)南高北低、山地迭起、平原錯(cuò)落的格局。由于其深居內(nèi)陸，屬典型的干旱、半干旱地區(qū)，干旱少雨、蒸發(fā)強(qiáng)烈，生態(tài)環(huán)境尤為脆弱[16,21]。

圖1　寧夏分區(qū)與氣象站點(diǎn)分布示意圖

根據(jù)氣候條件、生態(tài)環(huán)境狀況、農(nóng)牧業(yè)分布和傳統(tǒng)的習(xí)慣，通常把寧夏劃分為3個(gè)區(qū)域(圖1)：引黃灌區(qū)，年降水量為200 mm左右；中部干旱帶，年降水量在200～400 mm之間；南部山區(qū)，年降水量達(dá)400 mm以上[22-23]。

1.2數(shù)據(jù)來源及處理

文中選用寧夏地區(qū)22個(gè)氣象站(圖1)逐月降水量和平均氣溫資料，作為SPEI指數(shù)的輸入資料，時(shí)間跨度為1971年1月至2011年12月，來源于寧夏回族自治區(qū)氣象局。數(shù)據(jù)經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，個(gè)別月份缺失數(shù)據(jù)采用均值法進(jìn)行插補(bǔ)訂正。

文中自北向南選取引黃灌區(qū)、中部干旱帶和南部山區(qū)3個(gè)區(qū)域(圖1)，分析寧夏地區(qū)SPEI指數(shù)和干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)的時(shí)空變化規(guī)律。引黃灌區(qū)，包括惠農(nóng)、平羅、陶樂、賀蘭、銀川、永寧、靈武、青銅峽、吳忠、中衛(wèi)和中寧等11站；中部干旱帶，包括興仁、鹽池、韋州、麻黃山、同心和海原等6站；南部山區(qū)，包括固原、西吉、六盤山、隆德和涇源等5站。以寧夏全區(qū)所有站點(diǎn)相應(yīng)要素的算數(shù)平均值為整個(gè)地區(qū)的表征值，各子區(qū)域的數(shù)據(jù)處理方式與之相同。

1.3研究方法

1.3.1標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散指數(shù)(SPEI)的計(jì)算及干旱等級(jí)劃分

SPEI指數(shù)由Vicente-Serrano提出，以月降水量和月平均氣溫為輸入?yún)?shù)，根據(jù)Thornthwait方法[24]計(jì)算潛在蒸發(fā)量(PET)，利用月降水和潛在蒸發(fā)量(PET)的差值進(jìn)行正態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化處理而得，其計(jì)算原理和步驟與SPI相似，詳細(xì)計(jì)算過程見文獻(xiàn)[25]，文中不再贅述。SPEI計(jì)算程序軟件來自http://digital.csic.es/handle/10261/10002。由于SPEI與SPI計(jì)算原理相似，故SPEI采用與SPI一致的等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，見表1[26-27]。

表1　基于SPEI的干旱等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)[26-27]

1.3.2干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法

文中以SPEI為指標(biāo)評(píng)價(jià)干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性，據(jù)表1中的干旱等級(jí)，將輕微干旱、中度干旱、重度干旱和極端干旱的權(quán)重值按1：2：3：4的比例進(jìn)行歸一化，構(gòu)建干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性綜合評(píng)價(jià)模型，其計(jì)算公式為：

(1)

式中：HDi為干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)，值越小，危險(xiǎn)性越大；i代表年份，j代表干旱等級(jí)的序號(hào)；Mij為i年份中處于干旱等級(jí)j的所有月的SPEI均值；Wj為干旱等級(jí)j的權(quán)重；n為輕微干旱及其以上強(qiáng)度的干旱等級(jí)總數(shù)。若某一年中12個(gè)月均未出現(xiàn)SPEI小于0(即無干旱)，則此年干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)表示為零。

1.3.3趨勢(shì)檢驗(yàn)方法

Mann-Kendall檢驗(yàn)法(簡(jiǎn)稱M-K檢驗(yàn))是一種基于秩的非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法，是檢驗(yàn)序列變化趨勢(shì)及診斷序列突變發(fā)生的有效工具之一，已被廣泛應(yīng)用于水文、氣象序列分析[28-30]。該方法的優(yōu)勢(shì)在于不受少數(shù)異常值和樣本分布的影響。文中使用該方法分析寧夏地區(qū)SPEI指數(shù)和干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)的變化趨勢(shì)。M-K檢驗(yàn)之趨勢(shì)分析與線性趨勢(shì)傾斜度的非參數(shù)估算原理及過程見文獻(xiàn)[29-30]，文中不再贅述。

2結(jié)果與分析

2.1年均SPEI時(shí)空變化

由于SPEI具有多時(shí)間尺度特性，其中3個(gè)月和6個(gè)月尺度的SPEI值可反映季節(jié)性的干濕變化，而12個(gè)月尺度的SPEI值則能反映干濕的年際變化[31]，因此文中選用12個(gè)月時(shí)間尺度的SPEI來分析寧夏及各區(qū)域氣象干旱的年際變化特征。以寧夏地區(qū)22個(gè)氣象站點(diǎn)的月降水量和月平均氣溫作為輸入資料，運(yùn)用SPEI計(jì)算程序軟件計(jì)算得到各站點(diǎn)12個(gè)月時(shí)間尺度的SPEI時(shí)間序列，再通過計(jì)算相應(yīng)站點(diǎn)的算術(shù)平均值求得寧夏全區(qū)及各區(qū)域的SPEI時(shí)間序列。

圖2顯示，1972-2011年，寧夏地區(qū)年均SPEI值在波動(dòng)中逐漸減小，減速為0.37·(10 a)-1，通過了0.01的顯著性水平。由表1可知，SPEI值越小，則干旱程度越嚴(yán)重；SPEI值呈減小趨勢(shì)，則干旱程度呈加重趨勢(shì)，反之亦然。由此表明，寧夏地區(qū)氣象干旱近40年呈顯著加重趨勢(shì)。

圖2　寧夏地區(qū)1972-2011年12個(gè)月尺度SPEI變化

(a) 多年平均年SPEI

(b) 年SPEI變化率圖3　寧夏各站點(diǎn)1972-2011年多年平均年SPEI及變化率空間分布圖

寧夏地區(qū)干旱存在明顯的空間差異。圖3a為寧夏地區(qū)22個(gè)站點(diǎn)1972-2011多年平均年SPEI的空間分布情況，圖中利用ArcGIS中的自然斷點(diǎn)法將所有站點(diǎn)多年平均年SPEI值從小到大分為3個(gè)等級(jí)，從1到3級(jí)，SPEI值逐漸增大，而干旱程度逐漸減輕。由圖3a可以看出，多年平均年SPEI值引黃灌區(qū)總體較小，11站中屬于1～2級(jí)的有9站，占81.8%，其中平羅最小，為-0.023；中部干旱帶SPEI值總體較大，6站中，僅同心和韋州2站SPEI屬于2級(jí)，占33.3%，而其余4站SPEI均屬于3級(jí)；而南部山區(qū)SPEI值總體最大，5站均屬于3級(jí)水平，其中六盤山最大，多年平均SPEI值為0.01?？梢?，寧夏地區(qū)氣象干旱北部引黃灌區(qū)最嚴(yán)重，其次是中部干旱帶，南部山區(qū)最輕，由此表明該地區(qū)氣象干旱呈現(xiàn)自南向北加重的空間分布格局。

近40年，寧夏地區(qū)各區(qū)域干旱均呈顯著加重趨勢(shì)，但空間差異顯著。由圖3b可看出，寧夏地區(qū)所有站點(diǎn)1972-2011年SPEI均呈減小趨勢(shì)，表明寧夏全區(qū)氣象干旱均呈加重趨勢(shì)。利用ArcGIS中的自然斷點(diǎn)法將所有站1972-2011年SPEI年變化率從小到大分為3個(gè)等級(jí)，從1到3級(jí)，SPEI減小速率逐漸減小，而干旱加重速度逐漸減慢。引黃灌區(qū)、中部干旱帶和南部山區(qū)年SPEI減速屬于1～2級(jí)的站點(diǎn)數(shù)分別為8站、2站和4站，分別占各區(qū)域站點(diǎn)總數(shù)的72.8%、33.3%和80.0%，三個(gè)區(qū)域年SPEI近40年總體減速自北向南依次為0.41·(10a)-1、0.27·(10a)-1和0.38·(10a)-1，均通過了0.05的顯著性水平。可見，引黃灌區(qū)年SPEI減速最大，其次是南部山區(qū)，而中部干旱帶最小。由此表明，寧夏地區(qū)干旱加重速度呈現(xiàn)由中部向南北分別加快的空間變化特征。

2.2干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性時(shí)空變化

以12個(gè)月時(shí)間尺度的SPEI值為指標(biāo)，利用式(1)計(jì)算得到各氣象站點(diǎn)的干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)時(shí)間序列，再通過計(jì)算相應(yīng)站點(diǎn)的算術(shù)平均值求得寧夏全區(qū)及各區(qū)域的危險(xiǎn)性指數(shù)時(shí)間序列。

圖4顯示，1972-2011年，寧夏地區(qū)干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)在波動(dòng)中逐漸減小，減速為0.12·(10a)-1，通過了0.01的顯著性水平。由表1和式(1)可知，危險(xiǎn)性指數(shù)減小，則說明干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性在增大，由此表明寧夏地區(qū)干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性呈顯著增大趨勢(shì)。

圖4　寧夏地區(qū)1972-2011年干旱危險(xiǎn)性變化

寧夏地區(qū)干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性存在明顯的空間分布差異(見圖5a)。采用ArcGIS中的自然斷點(diǎn)法將所有站多年平均干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)從小到大分為3個(gè)等級(jí)，從1到3級(jí)，干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)逐漸增大，而干旱危險(xiǎn)性程度逐漸減小。引黃灌區(qū)、中部干旱帶和南部山區(qū)干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)屬于1～2級(jí)的站點(diǎn)數(shù)分別有9站、4站和4站，分別占各區(qū)域站點(diǎn)總數(shù)的81.8%、66.7%和80.0%，三個(gè)區(qū)域平均干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)自北向南依次為-0.332、-0.323和-0.329?？梢?，寧夏地區(qū)干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)，北部引黃灌區(qū)最小，其次是南部山區(qū)，而中部干旱帶最大，由此表明該地區(qū)干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性呈現(xiàn)北部高于中南部地區(qū)的空間分布格局。

(a) 多年平均危險(xiǎn)性指數(shù)

(b) 危險(xiǎn)性指數(shù)變化率圖5　寧夏各站點(diǎn)1972-2011年多年平均干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)及變化率空間分布圖

近40年，寧夏地區(qū)各區(qū)域干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性均呈顯著增大趨勢(shì)，但空間差異顯著(圖5b)。采用ArcGIS中的自然斷點(diǎn)法將所有站點(diǎn)的干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)變化速率從小到大分為3個(gè)等級(jí)，從1到3級(jí)，干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)減小速率逐漸減小，則干旱危險(xiǎn)性加重速度亦逐漸減小。引黃灌區(qū)、中部干旱帶和南部山區(qū)干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)減速屬于1～2級(jí)的站點(diǎn)數(shù)分別有10站、2站和4站，分別占各區(qū)域站點(diǎn)總數(shù)的90.9%、33.3%和80.0%，三個(gè)區(qū)域1972-2011年干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)減速自北向南依次為0.12·(10a)-1、0.07·(10a)-1和0.10·(10a)-1，均通過了0.05的顯著性水平?？梢姡瑢幭牡貐^(qū)干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)減小速度，引黃灌區(qū)最快，其次是南部山區(qū)，中部干旱帶最慢，由此表明該地區(qū)干旱危險(xiǎn)性加重速度在空間上呈現(xiàn)中部相對(duì)較緩，而南北相對(duì)較快的空間變化特征。

3結(jié)論與討論

本文基于月降水量和月平均氣溫資料，引入標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散指數(shù)(SPEI)，分析了寧夏地區(qū)氣象干旱的時(shí)空變化特征，并通過SPEI值與干旱等級(jí)權(quán)重構(gòu)建加權(quán)綜合評(píng)價(jià)模型，對(duì)該地區(qū)干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性的時(shí)空變化進(jìn)行研究，得到以下主要結(jié)論。

(1)1972-2011年，寧夏地區(qū)氣象干旱呈顯著加重趨勢(shì)，年均SPEI值以0.37·(10a)-1的速率顯著減小?？臻g上，該地區(qū)氣象干旱呈現(xiàn)自南向北加重的空間分布格局；三個(gè)區(qū)域干旱程度近40年均呈顯著加重趨勢(shì)，其加重速度呈現(xiàn)由中部干旱帶向北部引黃灌區(qū)和南部山區(qū)分別加快的空間變化特征。

(2)寧夏地區(qū)干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性呈顯著增大趨勢(shì)，干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性指數(shù)1972-2011年以0.12·(10a)-1的速率減小?？臻g上，該地區(qū)北部引黃灌區(qū)干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性高于中部干旱帶和南部山區(qū)；三個(gè)區(qū)域干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性近40年均呈顯著增大趨勢(shì)，其增速呈現(xiàn)出與該地區(qū)氣象干旱程度一致的空間變化特征，即：中部增速相對(duì)較緩、而南北相對(duì)較快。

作者在前人研究的基礎(chǔ)上，引入新的氣象干旱指標(biāo)SPEI，補(bǔ)充考慮了蒸發(fā)對(duì)寧夏地區(qū)干旱發(fā)生及演進(jìn)的作用，能更好地反映當(dāng)?shù)馗珊底兓膶?shí)際情況。已有研究采用干旱發(fā)生頻次(頻率)與干旱強(qiáng)度等級(jí)相結(jié)合，探討了寧夏地區(qū)1961-2010年[18]和1979-2008年[19]兩個(gè)時(shí)段內(nèi)多年平均狀態(tài)下干旱危險(xiǎn)性的空間分布格局與規(guī)律，而在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與管理過程中，除需了解致災(zāi)因子危險(xiǎn)性的空間分布差異外，還應(yīng)把握其時(shí)空變化規(guī)律。鑒于此，文中借助SPEI值與干旱強(qiáng)度等級(jí)，構(gòu)建加權(quán)綜合評(píng)價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)該地區(qū)干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性時(shí)間上的動(dòng)態(tài)變化與空間上的變化差異進(jìn)行探討與分析。

上述研究結(jié)果顯示，寧夏地區(qū)氣象干旱近40年呈顯著加重趨勢(shì)，這與已有研究采用降水距平百分率[13]、Z指數(shù)[32]和標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)[17]為指標(biāo)分析所得的干旱變化趨勢(shì)一致；該地區(qū)干旱程度在空間分布上呈自南向北加重，這是由該地區(qū)降水量自南向北減少和氣溫自南向北升高[33]綜合作用所致。寧夏地區(qū)干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性近40年呈顯著增大趨勢(shì)，與氣象干旱程度的變化一致，是由該地區(qū)近40年來氣溫持續(xù)快速上升和降水量減少[33]共同作用的結(jié)果；該地區(qū)干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性在空間分布格局上，表現(xiàn)為北部引黃灌區(qū)高于中部干旱帶和南部山區(qū)，已有研究顯示1961-2010年寧夏干旱致災(zāi)因子危險(xiǎn)性大致呈自南向北逐步增加趨勢(shì)[18]，1979-2008年該地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱危險(xiǎn)度大致呈東北-西南分異[19]，由此表明，寧夏地區(qū)干旱危險(xiǎn)性總體呈現(xiàn)北部高于中南部地區(qū)的空間分布格局這一結(jié)果是基本一致的。而該地區(qū)中部與南部干旱危險(xiǎn)性在空間分布規(guī)律上的分析結(jié)果存在差異，這可能與選用干旱指標(biāo)、危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建方法以及評(píng)價(jià)結(jié)果空間表達(dá)方式的不同具有一定關(guān)系。寧夏地區(qū)干旱致災(zāi)危險(xiǎn)性在空間變化上表現(xiàn)為中部干旱帶增速相對(duì)較緩、而北部引黃灌區(qū)和南部山區(qū)相對(duì)較快，這與該地區(qū)氣象干旱程度的空間變化一致，由于寧夏地區(qū)氣溫顯著變暖是寧夏地區(qū)旱災(zāi)加重的主要?dú)夂蛞蛩豙33]，因此該地區(qū)干旱危險(xiǎn)性的這種空間變化差異主要是由中部升溫相對(duì)較緩、而南北升溫較快所致。

致謝：文中所用氣象資料由寧夏回族自治區(qū)氣象局楊興國(guó)研究員提供，在此表示誠(chéng)摯感謝！感謝徐國(guó)保和龍銀平博士在數(shù)據(jù)處理過程中給予技術(shù)支持與幫助！

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Spatial-temporal Variation of Drought Hazard in Ningxia Hui Autonomous Region, China

Tan Chunping1, 2, Yang Jianping1, Yang Yuan1, 2and Chen Hongju1, 2

(1.StateKeyLaboratoryofCryosphereSciences,ColdandAridRegionsEnvironmentalandEngineering

ResearchInstitute,ChineseAcademyofSciences,Lanzhou730000,China; 2.UniversityofChineseAcademy

ofSciences,Beijing100049,China)

Abstract:Based on the monthly precipitation and monthly mean air temperature of 22 meteorological stations from 1971 to 2011 in Ningxia, the Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) is used to analyze the spatial and temporal evolutions of the meteorological drought, and the drought hazard is evaluated by the weighted comprehensive evaluation model involved SPEI value and drought grade. The results show that the drought displayed a significant aggravation tendency in Ningxia from 1972 to 2011, with a rate of annual SPEI decrease by 0.37·(10a)-1. In Ningxia, the drought spatially showed an increasing trend from the south to the north, and the drought aggravation speed had a particular spatial pattern, increased northward and southward from the Central arid zone. The drought hazard showed a significant increasing trend during 1972-2011, with a rate of annual drought hazard index decrease by 0.12·(10a)-1. The drought hazard in the Yellow river irrigation area was higher than that in the Central arid zone and the Southern mountain region, and the increasing speed of drought hazard also increased northward and southward from the Central arid zone.

Key words:drought; disaster risk; temporal and spatial variation; the Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI); comprehensive evaluation model; Mann-Kendall trend method; Ningxia

doi:10.3969/j.issn.1000-811X.2015.02.017

中圖分類號(hào)：X43

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1000-811X(2015)02-0089-05

作者簡(jiǎn)介：譚春萍(1983-)，女，四川宜賓人，博士研究生，主要從事氣候變化及災(zāi)害的影響、風(fēng)險(xiǎn)與適應(yīng)研究. E-mail: tanchunping@lzb.ac.cn

基金項(xiàng)目：國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目(2012CB955404)

收稿日期：2014-08-22修回日期：2014-10-16