黄河源区历史时期干湿变化特征分析-《江苏农业科学》(2019年23期).docx

龙源版权所有 黄河源区历史时期干湿变化特征分析作者：谷鑫鑫 司剑华 卢素锦 桂子菊 谢得娟 赵梓祺 李树森 李红梅 尤其明来源：《江苏农业科学》2019年第23期 摘要：依据黄河源区9个气象站点1961—2017年降水资料，以标准化降水指数（SPI）作为干旱指标，计算多时间尺度下的SPI指数，对黄河源区历史时期的时空干湿变化特征进行分析。结果表明：21世纪初之前黄河源区干湿交替，变化幅度较大，21世纪后湿润强度有增加的趋势且在1961—2017年近57年里总体上是向涝（湿润化）的趋势发展;季尺度下黄河源区出现洪涝灾害的概率比旱灾的大，其中夏季出现中涝的概率较大，约达50%，而秋季则较容易出现轻旱和轻涝，概率均高达45%以上;黄河源区南部地区发生重旱及以上旱灾的频率较低，发生重涝及以上强度湿润化的频率较大;东北部地区较易发生重旱、中旱、轻涝、重涝;西部地区发生特旱特涝的频率相对较高。研究黄河源区历史时期干湿变化特征分析，为黄河源区防汛抗旱提供科学依据。 关键词：黄河源区;干湿;标准化降水指数;多尺度 中图分类号： S161.3 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2019）23-0307-06 随着全球气候变暖，各地受到不同程度不同种类的干旱和洪涝灾害，位于青藏高原腹地的三江源区也不例外。三江源区被称为“中华水塔”，位于青藏高原腹地（89°24′～102°23′E，31°39′～36°16′N），是长江、黄河、澜沧江三大河流的发源地，总面积达36.3万km2，海拔3 335～6 565 m[1]。三江源区具有生态储水、供水、气候调节等非常重要的生态功能，在我国乃至亚洲的水环境安全方面发挥着至关重要的作用[2]。但受全球气候变化的影响，三江源区的气象、水文环境都发生了明显的变化[3]。近年来，三江源区降水量和降水天数呈减少趋势，蒸发量增加，干旱化趋势明显，对植被生长起重要作用的夏季降水量呈明显减少的趋势。 干旱是一种对环境危害很大的自然灾害，不同地区有着不同的地理状况和气候特点，对干旱的定义也不同，要定量化地研究干旱，离不开干旱指数。选择适当的指标来预测、评估旱情的发生、发展和变化情况，就可以为水资源持续合理利用提供科学依据[4]。 目前，国内外常用且评价效果较为理想的干旱指数有降水距平百分率、帕默尔干旱指数（PDSI）[5]、地表水分供应指数（SWSI）[6]、标准化降水指数（SPI）[7-8]、Z-Score指数和标准化降水蒸散指数（SPEI）[9]。其中，McKee等提出的标准化降水指数（SPI）[7]不仅在计算过程中消除了降水的时空分布差异，在各区域和各时段都能有效地反映旱涝状况，而且对干旱情况反应灵敏，满足不同水资源状况分析的要求，具有计算简单、指标不涉及具体的干旱机理、适应性较强等优点，应用广泛[7]。研究者用SPI指数方法针对青藏高原地区也做了不少研究。史律梅等利用甘南州及周边地区33个气象台站1965—2013年的降水和温度数据，比较分析了降水距平指数（Pa）、标准化降水指数（SPI）和标准化降水蒸散指数（SPEI）对高寒草地干旱响应的有效性[10-11];李红梅等利用青海东部农业区5个地区1961—2005年降水资料和实际干旱受灾面积资料，分析了降水距平百分率（Pa）、SPI指数、Z指数、K指数4个干旱指标在这些地区的适用性，结果显示这些指数在气象干旱预测预报及评估中具有实际应用价值[12]。 三江源区、黄河源区的研究主要集中在气温、降水等方面，而对于黄河源区干湿变化特征的研究寥寥无几，因此无法对发生的干旱、洪涝灾害提供正确的应对措施。本研究以黄河源区9个地面气象站为研究对象，通过各站点历年（1961—2017年）的降水量资料，使用SPI可执行程序计算SPI值，对所计算的SPI值用Excel和ArcGIS处理，并分析得到黄河源区历史时期干湿变化的时空特征。为黄河源区未来的防汛抗旱提供科学依据。 1 研究区概况 黄河干流唐乃亥水文站至河源之间（95°53′～103°24′E，32°09′～36°07′N）的區域统称为黄河源区，面积约为 12.19万km2。位于青海、甘肃及四川3省的交界地带，共覆盖若尔盖、久治、玛多等16个县。气候类型为高寒半干旱-半湿润气候，主要特征为昼夜温度变化大且日照时间长，太阳辐射强烈。源区内高寒植被分布广泛，主要植被类型是高寒草原和高寒草甸。受西南季风的影响和秋季降雨量多，致年均降水量在320～750.5 mm之间。但该区域连年发生干旱、雪灾等自然灾害极大地影响了黄河源区的生态系统服务功能以及农牧业发展[13-14]。 2 数据来源与研究方法 2.1 站点的选取 2.1.1 研究站点 选择青海省境内的黄河源区域的9个站点作为研究对象，详细信息见表1。