摘要：近年來(lái)在全球碳排放轉(zhuǎn)型的大背景下，氣候變化成為相關(guān)學(xué)者研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。其中全球變暖帶來(lái)的區(qū)域降水變率的不穩(wěn)定性對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。因此，為研究長(zhǎng)時(shí)間尺度下的贛江上游地區(qū)環(huán)境變化規(guī)律，在相關(guān)氣候要素中，選擇旱澇變化作為衡量指標(biāo)，利用MK檢驗(yàn)和小波譜分析方法對(duì)近五百年旱澇變化趨勢(shì)以及周期性特征進(jìn)行研究。結(jié)果表明，贛江上游地區(qū)明清以來(lái)的近五百年旱澇變化趨勢(shì)較為明顯，總體上澇災(zāi)處于增加態(tài)勢(shì)；通過(guò)小波譜分析得出，贛江上游地區(qū)旱澇演變具有一定的周期性，尤其是不同尺度下的演變周期具有異質(zhì)性。本研究可以為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究提供長(zhǎng)時(shí)間尺度的氣候演變規(guī)律歷史相似型，并為旱澇災(zāi)害研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：贛江上游地區(qū)；MK檢驗(yàn)；小波譜分析；旱澇災(zāi)害

CharacteristicsofDroughtandFloodChangesintheUpperReachesof

GanjiangRiverBasedonMKTestandWaveletSpectrumAnalysis

XuShan1WanZhiwei1*ZhangZhi2ZhangAnhao1WuLiangqing1LiXiujuan1

1.SchoolofGeographyandEnvironmentalEngineering，GannanNormalUniversityJiangxiGanzhou341000；

2.SchoolofEcologyandEnvironment，YuzhangNormalUniversityJiangxiNanchang330103

Abstract：Inrecentyears，inthecontextofglobalcarbonemissionstransformation，climatechangehasbecomeahottopicofresearchforrelevantscholars.Theinstabilityofregionalprecipitationvariabilitycausedbyglobalwarminghashadasignificantimpactonsustainablesocialdevelopment.Therefore，inordertostudytheenvironmentalchangesintheupperreachesoftheGanjiangRiveroveralongtimescale，droughtandfloodchangeswereselectedasmeasurementindicatorsamongrelevantclimatefactors，andthetrendandperiodiccharacteristicsofdroughtandfloodchangesinthepast500yearswerestudiedusingMKtestandwaveletspectrumanalysismethods.TheresultsshowthatthetrendofdroughtandfloodchangesintheupperreachesoftheGanjiangRiverinthepast500yearssincetheMingandQingdynastiesisrelativelyobvious，andoverall，waterloggingdisastersareincreasing；Throughwaveletanalysis，itcanbeconcludedthattheevolutionofdroughtandfloodintheupperreachesoftheGanjiangRiverhasacertainperiodicity，especiallytheheterogeneityoftheevolutioncyclesatdifferentscales.Thisstudycanprovidelongtermhistoricalsimilaritypatternsofclimateevolutionpatternsforregionalsustainabledevelopmentresearch，andprovidebasicdatafordroughtandflooddisasterresearch.

Keywords：UpperreachesofGanjiangRiver；MKTest；Waveletspectrumanalysis；Droughtandflooddisasters

1概述

水是人類(lèi)發(fā)展必要的資源，是人類(lèi)生存的基礎(chǔ)。水資源是人類(lèi)生活的重要來(lái)源，對(duì)于人類(lèi)文明發(fā)展起著十分重要的作用［1］。20世紀(jì)以來(lái)，全球氣候變暖帶來(lái)了區(qū)域降水變化，從而導(dǎo)致的旱澇災(zāi)害對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)發(fā)展造成了嚴(yán)重的影響和損失。近年來(lái)，區(qū)域降水變化趨勢(shì)和規(guī)律研究成為眾多學(xué)者和機(jī)構(gòu)關(guān)注的焦點(diǎn)。通過(guò)研究不同尺度的區(qū)域降水變化趨勢(shì)和規(guī)律，一定程度上可以預(yù)測(cè)水情，為有關(guān)部門(mén)應(yīng)對(duì)旱澇災(zāi)害提供數(shù)據(jù)，根據(jù)水情預(yù)測(cè)制訂合理的方案，提高地方應(yīng)對(duì)氣候變化和旱澇災(zāi)害的能力［2］。

贛江上游地處江西省南部，位于長(zhǎng)江南岸，是長(zhǎng)江的主要支流。近年來(lái)，在全球氣候變暖的大背景下，區(qū)域氣候發(fā)生了重大改變，氣候的改變使降水量相較之前有了非常大的變化。因此本文通過(guò)MannKendall趨勢(shì)檢驗(yàn)和小波譜分析法，來(lái)研究贛江上游地區(qū)明清時(shí)期近五百年的旱澇變化［3］。對(duì)歷史時(shí)期旱澇變化進(jìn)行趨勢(shì)分析，有利于研究人員了解贛江上游地區(qū)旱澇災(zāi)害的信息，進(jìn)而從旱澇頻率、旱澇周期等方面具體分析該地區(qū)的氣候變化，有助于相關(guān)部門(mén)預(yù)測(cè)未來(lái)的水情變化，合理應(yīng)對(duì)旱澇災(zāi)害，并及時(shí)根據(jù)地方情況制定災(zāi)后恢復(fù)和重建策略，減少災(zāi)害對(duì)當(dāng)?shù)厝嗣裆詈徒?jīng)濟(jì)發(fā)展的影響。

2研究區(qū)概況

本文研究贛江上游這一研究區(qū)域，贛江位于江西省南方，地理范圍是24°29′～27°09′N(xiāo)，113°54′～116°38′E，是鄱陽(yáng)湖水系的主要支流。贛江上游流域位于長(zhǎng)江南岸，是長(zhǎng)江的主要支流，贛江上游流域主要是山地、丘陵地貌，流域有75%以上都是山地、丘陵。贛江上游流域?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，夏季降水多，春季也常常出現(xiàn)陰雨天氣，秋季較為溫和，冬季寒冷，降水量較少［4］。贛江上游流域位于福建省西部、湖南省東部、廣東省北部，橫跨福建、江西、湖南、廣東四省。是我國(guó)東南沿海區(qū)域連接內(nèi)陸的中間地帶，對(duì)于東南沿海與內(nèi)陸的交往起著十分重要的作用，對(duì)于區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也有著重要的交通意義。

3研究方法

（1）MannKendall（MK）檢驗(yàn)法。MK檢驗(yàn)方法是一種非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法，該方法可以檢驗(yàn)不同時(shí)間尺度下的氣候要素變化趨勢(shì)。在降水變化的檢測(cè)中，通過(guò)使用MK檢驗(yàn)方法，可以高效地檢測(cè)與分析降水的變化與趨勢(shì)，且這一方法不受樣本值、分布類(lèi)型等因素的影響。MK檢驗(yàn)法還可以檢測(cè)較長(zhǎng)時(shí)間的氣候要素的變化趨勢(shì)，因此，科學(xué)界常常使用這一方法來(lái)檢驗(yàn)氣候要素。本文也通過(guò)使用MK檢驗(yàn)法來(lái)檢驗(yàn)贛江上游地區(qū)明清時(shí)期近五百年的旱澇變化，可以定量反映旱澇變化的特征。

（2）小波譜分析法。小波譜分析出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代，小波譜分析法的優(yōu)勢(shì)在于能夠有效獲取要素的周期性特征，同時(shí)利用時(shí)頻局部化功能和不同層次的分析方法來(lái)分解不同時(shí)間序列的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而獲取不同時(shí)間尺度下信號(hào)序列的周期特征。所以本文采用小波分析對(duì)贛南地區(qū)旱澇序列做不同時(shí)間尺度分析，這一分析方法可以有效地獲取贛南地區(qū)旱澇周期性變化規(guī)律。

4結(jié)果與分析

（1）旱澇趨勢(shì)分析。MK檢驗(yàn)的結(jié)果顯示，Z值為2759，p值為0.005＜0.01，說(shuō)明在99%置信區(qū)間上贛江上游地區(qū)五百年尺度的旱澇變化具有上升趨勢(shì)。通過(guò)結(jié)合贛州地區(qū)明清時(shí)期旱澇數(shù)據(jù)信息，統(tǒng)計(jì)了贛州地區(qū)1368—1911年的旱澇頻次數(shù)據(jù)，分析贛州地區(qū)近五百年的旱澇特征。為了更為清楚地顯示歷史時(shí)期氣候變化的特征，本研究根據(jù)時(shí)間順序?qū)⒄麄€(gè)研究時(shí)間劃分為明代和清代?！吨袊?guó)近五百年旱澇分布圖集》科學(xué)地將旱澇分為5個(gè)等級(jí)［56］，能夠較為全面地分析旱澇變化的主要特征。5個(gè)災(zāi)害等級(jí)劃分為1級(jí)旱、2級(jí)偏旱、3級(jí)正常、4級(jí)偏澇和5級(jí)澇，由此做出贛州地區(qū)明清時(shí)期旱澇頻次分布圖。

如圖1所示，明朝時(shí)期1級(jí)旱災(zāi)發(fā)生17次，2級(jí)偏旱災(zāi)害發(fā)生53次，4級(jí)偏澇災(zāi)害發(fā)生55次，5級(jí)澇災(zāi)發(fā)生25次。旱澇頻次發(fā)生較多的為4級(jí)偏澇和2級(jí)偏旱，在1498—1507時(shí)段內(nèi)發(fā)生4級(jí)偏澇災(zāi)害6次，發(fā)生5級(jí)澇災(zāi)一次，在1638—1647時(shí)段內(nèi)發(fā)生4級(jí)偏澇5次，說(shuō)明在這一時(shí)期內(nèi)降水較為豐沛。在1528—1537時(shí)段內(nèi)發(fā)生5級(jí)澇災(zāi)4次，在1578—1587和1608—1617這兩個(gè)時(shí)段內(nèi)發(fā)生5級(jí)澇災(zāi)3次，由此可見(jiàn)，明朝時(shí)期15世紀(jì)90年代以后降水在總體上有升高的趨勢(shì)。

如圖2所示，清朝時(shí)期1級(jí)旱災(zāi)發(fā)生5次，2級(jí)偏旱災(zāi)害發(fā)生37次，4級(jí)偏澇災(zāi)害發(fā)生69次，5級(jí)澇災(zāi)發(fā)生25次。4級(jí)偏澇災(zāi)害頻次較明朝時(shí)期有明顯的增加，1級(jí)旱災(zāi)和2級(jí)偏旱災(zāi)害發(fā)生頻次有明顯減少。在1718—1727時(shí)段內(nèi)發(fā)生4級(jí)偏澇災(zāi)害5次，在1728—1737時(shí)段內(nèi)發(fā)生4級(jí)偏澇災(zāi)害6次，在1818—1827時(shí)段內(nèi)發(fā)生4級(jí)偏澇災(zāi)害5次。總體而言，清朝時(shí)期贛南地區(qū)18世紀(jì)20年代、30年代和19世紀(jì)30年代前后降水量較大。從贛南地區(qū)各類(lèi)旱澇災(zāi)害次數(shù)來(lái)看，旱澇災(zāi)害發(fā)生頻率從高到低依次為：4級(jí)偏澇＞2級(jí)偏旱＞5級(jí)澇災(zāi)＞1級(jí)旱。從長(zhǎng)期來(lái)看，贛南地區(qū)明清時(shí)期降雨量呈顯著上升的變化趨勢(shì)。

（2）旱澇變化周期。本文使用小波譜分析方法，分析明清時(shí)期贛南地區(qū)旱澇周期特征。如圖3所示，在不同尺度下明清以來(lái)的贛江上游地區(qū)旱澇變化顯示出了明顯的周期異質(zhì)性。其中22年尺度下的旱澇變化具有明顯的雙11年太陽(yáng)黑子變化周期（圖4），這說(shuō)明該地區(qū)的旱澇演變可能與太陽(yáng)活動(dòng)具有一定的相關(guān)關(guān)系。

5結(jié)論

本研究利用MK檢驗(yàn)和小波譜分析方法，得到了明清時(shí)期贛江上游地區(qū)旱澇災(zāi)害變化特征。結(jié)果表明贛江上游地區(qū)明清時(shí)期近五百年間澇災(zāi)有明顯增加的趨勢(shì)，且在周期性分析中呈現(xiàn)出繼續(xù)增加的趨勢(shì)?？傮w而言，贛江上游地區(qū)歷史時(shí)期降水處在正常的波動(dòng)范圍，但仍有一定的澇災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。旱澇災(zāi)害發(fā)生時(shí)會(huì)對(duì)災(zāi)民生活和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生極其嚴(yán)重的影響，主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面內(nèi)容。

（1）影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。我國(guó)古代是農(nóng)業(yè)社會(huì)，人口基數(shù)大，糧食短缺。民以食為天，廣大人民群眾通過(guò)生產(chǎn)糧食作物等生活必需品來(lái)維持基本生活。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成為解決人民溫飽問(wèn)題的重要途徑。旱災(zāi)發(fā)生時(shí)會(huì)導(dǎo)致大量農(nóng)田干旱龜裂，土壤有機(jī)成分大大減少，澇災(zāi)發(fā)生時(shí)會(huì)淹沒(méi)農(nóng)田，降低土壤肥力。旱澇災(zāi)害的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)甚至絕收，嚴(yán)重影響人民生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

（2）影響社會(huì)安全穩(wěn)定。澇災(zāi)嚴(yán)重時(shí)會(huì)淹沒(méi)居民房屋、損害人民財(cái)產(chǎn)和人員安全。旱澇災(zāi)害發(fā)生后，大量百姓被迫成為流民，人民群眾生命安全受到嚴(yán)重影響。為了避免社會(huì)不安，減少旱澇災(zāi)害帶來(lái)的損失，在更大的旱澇災(zāi)害發(fā)生前應(yīng)該及時(shí)制定防災(zāi)減災(zāi)策略，修建防洪排澇工程，加強(qiáng)水情預(yù)報(bào)，重視災(zāi)后恢復(fù)與重建，調(diào)整土地開(kāi)發(fā)利用模式，根據(jù)贛江上游地區(qū)特點(diǎn)制定災(zāi)后重建計(jì)劃，促進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)活力。

參考文獻(xiàn)：

［1］左其亭，張?jiān)?人水和諧量化研究方法及應(yīng)用［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2009.

［2］史宏曉.江淮地區(qū)夏季降水年代際異常時(shí)空特征及成因分析［J］.科技風(fēng)，2019（03）：245+247.

［3］萬(wàn)智巍，賈玉連，章鳴，等.1470—2014年鄱陽(yáng)湖流域干濕變化與特征分析［J］.干旱區(qū)資源與環(huán)境，2018，32（06）：114119.

［4］王秋霜，高震東，林思平.近60a東亞冬季風(fēng)指數(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)災(zāi)害的指示［J］.農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技，2020，31（17）：2829.

［5］張德二，劉傳志.《中國(guó)近五百年旱澇分布圖集》續(xù)補(bǔ)（1980—1992年）［J］.氣象，1993（11）：4145.

［6］張德二，梁有葉.1730年夏季黃淮地區(qū)暴雨極端事件研究［J］.氣候變化研究進(jìn)展，2016，12（05）：407412.

基金項(xiàng)目：江西省高校人文社會(huì)科學(xué)研究一般項(xiàng)目（JC21113）資助

作者簡(jiǎn)介：許珊（1998—），女，漢族，江西宜春人，碩士研究生，研究方向：歷史旱澇演變研究。

*通訊作者：萬(wàn)智?。?984—），男，漢族，江西南昌人，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：氣候變化與環(huán)境演變。