商東耀，張志紅,岳 元,胡程達，王 琪

(1.中國氣象局/河南省農業(yè)氣象保障與應用技術重點開放實驗室，河南 鄭州 450003；2.吉林省氣象臺，吉林 長春 130062;3.吉林省氣象科學研究所，吉林 長春 130062)

隨著全球氣候變化加劇，農業(yè)氣象災害問題日益凸顯。據統(tǒng)計，由于區(qū)域性降水分布不均勻導致干旱頻發(fā)，我國每年因干旱造成的損失占各種自然災害的15%以上，每年受旱面積約占各種氣象災害受災面積的60%[1]，華北地區(qū)受旱面積達到28%以上[2-3]。相關數據表明，干旱導致糧食直接損失高達100億kg[5],特別是2014年全國受旱面積達2.27×107hm2、受災面積1.2×107hm2、絕收面積148.47×104hm2，造成糧食損失2 006萬t、直接經濟損失910億元。面對干旱嚴峻態(tài)勢，近年來眾多學者及相關部門對干旱問題進行了廣泛探討[4]。普遍認為，干旱發(fā)生時，會造成植物根系缺水使作物嚴重減產，并且增加了農業(yè)病蟲害發(fā)生的幾率，影響農作物正常生長發(fā)育[1]。已有研究表明，干旱的發(fā)生與異常的大氣環(huán)流、地形、人類活動及當地應對干旱的能力有關。以往眾多學者利用地表濕潤指數[6]、CI指數[7-8]、SPI 指數[9-10]、SAPI指數[11]、Z指數[12]、PDSI指數[13-14]以及其他指數[15]等對中國的干旱特征進行分析，研究從不同角度對中國廣大地區(qū)的干旱特征進行了探討，目前研究大多集中在大尺度區(qū)域，例如華北地區(qū)，但對某個省份地區(qū)干旱特征的研究較少。

近幾十年，華北地區(qū)冬小麥生長季內的極端高溫對淮河以北地區(qū)的冬小麥生產有明顯的負面效應[16]，異常高溫天氣條件使河南省干旱局勢更加復雜。2011年9月28日，國務院出臺了“關于支持河南省加快建設中原經濟區(qū)的指導意見”指出河南省是全國傳統(tǒng)農業(yè)大省，糧食總產量占全國的1/10，冬小麥產量占全國的1/4，有效保障了國家糧食安全[23]。但是近年來，干旱是河南省危害最大、最主要的氣象災害，而且對國家中原經濟區(qū)的發(fā)展構成了嚴重威脅，因此其旱災演變的時空規(guī)律備受關注。河南省所屬氣候類型為亞熱帶季風區(qū)，西部有伏牛山脈，北部有太行山山脈，東部和南部有豫東平原和南陽盆地，境內有黃河、淮河，還包括長江和海河流域[17]。在氣候上，具有北亞熱帶向暖溫帶氣候過渡、平原向丘陵山地過渡的2個過渡性特征[2]，屬于典型的氣候脆弱區(qū)，以上氣候及地理條件增加了河南省干旱的空間差異性。以往研究者對旱災空間分布側重于旱災等級的劃分，對旱災在農業(yè)生產的影響以及應對措施較少涉及，前人研究并不能為河南省現代化農業(yè)發(fā)展提供有針對性的旱災防控措施。盡管已有學者開展了河南旱災在時間規(guī)律[2-3,6]和空間規(guī)律[7-9]的相關研究，但對干旱災情的持續(xù)性、周期特征、空間集聚及演化方面的研究較少涉及。

本文利用河南省45年來45個氣象站的逐月降水資料來計算不同季節(jié)尺度和年尺度的標準化降水指數(Standardized precipitation index, SPI)，分析河南省干旱發(fā)生的強度、頻率和影響范圍的時空變化特征，期望對河南省干旱的變化規(guī)律有更明確的認識，旨在為氣候變化背景下河南省現代化的農業(yè)生產、干旱研究以及防旱減災影響評估工作提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 資料來源

數據包含了河南省1970—2014年45個氣象站的逐月降水數據，站點分布合理(圖1)，數據來源于中國國家氣象局。通過對所用站點的數據進行質量檢測，對存在明顯錯誤的數據進行改正，漏測和缺測的數據進行插值處理，數據經過預處理后，能代表本省實際的降水量，能真實反映本省降水的時空分布規(guī)律。

圖1 河南省氣象站點分布Fig.1 Meteorological station in Henan Province

1.2 標準化降水指數

SPI指數表示某時段降水量出現的概率，能夠用來監(jiān)測某個地區(qū)月尺度以上的干旱情況[17]。Γ分布可以準確地描述降水量的變化，所以SPI指數采用Γ分布概率來描述降水量，這樣可以將偏態(tài)分布的降水量進行正態(tài)標準化處理，最終用標準化降水累計頻率分布來劃分干旱等級[18]。干旱等級劃分的依據是標準化降水累積頻率分布。SPI的計算：

式中,x為某一段時間的降水量，F(x)是計算得到的降水分布概率，a，b，c，d，e，f為Γ分布函數轉化為累積概率公式的相關參數，其值分別為a=0.01，b=0.802，c=2.515，d=0.001308，e=0.189269，f=1.432。規(guī)定當F(x)>0.5時，S=1；當F(x)≤1時，S=-1。

式中,ε、β、γ分別為Г分布函數的尺度參數。

表1 干旱等級

1.3 干旱評價指標

通過計算干旱發(fā)生頻率、干旱站次比和干旱強度3個指標來說明河南省近45年以來干旱的時空演變特征及變化規(guī)律。

(1)干旱頻率(Hi)：Hi是某個氣象站有降水資料的年份中干旱發(fā)生的頻率，具體計算為：

(1)

式中，N表示某氣象站有降水資料的總年份數，n為該氣象站發(fā)生干旱的年份數量，下標i表示不同的氣象站。

(2)干旱站次比(Hj)：Hj表示某區(qū)域內發(fā)生不同等級干旱的氣象站數占該區(qū)域內氣象站總數的比例。這一指標用來衡量不同年份間干旱影響范圍的大小，計算公式為：

(2)

式中,M為目標區(qū)域內氣象站的總數；m為發(fā)生干旱的氣象站數量；j表示不同的年份。Hj表示在某一年份中干旱的影響范圍及其干旱的嚴重程度。規(guī)定當Hj≥50%時，認為發(fā)生了全域性干旱；當33%≤Hj<50%時，為區(qū)域性干旱；當25%≤Hj<33%時，為部分區(qū)域性干旱；當10%≤Hj<25%時，為局域性干旱；當Hj<10%時，全區(qū)域沒有明顯的干旱發(fā)生[17]。

(3)干旱強度(Cij)：表示干旱的年平均嚴重程度，某個氣象站的干旱強度可由SPI的絕對值表示，具體的計算公式為：

(3)

式中,SPIi表示發(fā)生干旱時SPI的絕對值。規(guī)定當Cij<0.5時，干旱強度不明顯；當0.5≤Cij<1時，為輕旱；當1≤Cij<1.5時，為中旱；當1.5≤Cij<2時，為重旱；Cij≥2.0時為特旱[17]。下標i表示不同的氣象站，j表示不同的年份，m為發(fā)生干旱的氣象站數量。

2 結果與分析

2.1 河南省近45年年尺度干旱演變特征

2.1.1 年尺度干旱頻率演變特征 由河南省45個氣象站逐月降水量計算得到年尺度的SPI值，統(tǒng)計各站不同等級干旱出現的頻率(圖2)。結果表明，河南地區(qū)干旱(包括輕旱及以上)發(fā)生頻率在0～26.67%，全省的平均頻率為7.92%。通過分析干旱發(fā)生頻率的空間分布，發(fā)現河南省東部、西南部和西部地區(qū)干旱發(fā)生頻率要高于北部和中部地區(qū)，東部地區(qū)為8.47%，南部地區(qū)為8.21%，西部地區(qū)為7.78%，北部和中部地區(qū)分別為7.41%，7.61%。不同地區(qū)干旱發(fā)生的頻率為東部>南部>西部>中部>北部。全省不同等級干旱發(fā)生的頻率變化范圍為：輕旱26.67%～8.89%、中旱15.56%～2.22%、重旱11.11%～0%、特旱6.67%～0%。輕旱頻率高值區(qū)主要出現在東部的商丘地區(qū)、駐馬店地區(qū)、西南部的南陽地區(qū)，中部和北部地區(qū)輕旱發(fā)生的頻率相對較低。中旱和重旱頻率高值區(qū)則主要集中在商丘西部、三門峽西北部及平頂山地區(qū)。特旱頻率高值區(qū)與前三者不同，主要集中發(fā)生在河南省東部商丘地區(qū)、三門峽西北部地區(qū)和鄭州-開封一線。

圖2 河南省地區(qū)干旱頻率分布Fig.2 Spatial distribution of drought frequency in Henan Province

2.1.2 年尺度干旱站次比及強度演變特征 分析河南省干旱影響范圍(圖3)，發(fā)現河南省近45年干旱站次比變化范圍為0～97.77%。按照干旱影響范圍的定義，近45 a中共有12 a無明顯干旱發(fā)生；發(fā)生局域性干旱和部分區(qū)域性干旱年份分別為12 a和4 a；站次比大于50%，發(fā)生全域性干旱的年份有11 a。綜合站次比分析發(fā)現，干旱影響范圍的演變特征以每10 a為一個周期段。20世紀70 年代的1978年、80年代的1986年、90年代的1997河南地區(qū)都發(fā)生了全域性的干旱。尤其是2010年以后，全球氣候變化愈演愈烈，極端氣候事件頻發(fā)，全域性干旱在河南地區(qū)出現的頻率明顯增加。分析站次比變化的趨勢發(fā)現，干旱的影響范圍在近20年呈逐步擴大的趨勢，所以未來河南地區(qū)發(fā)生全域性干旱的風險依然很高。

分析干旱強度發(fā)現(圖3)，45年來河南省年平均干旱強度波動范圍為0～1.51，干旱強度的平均值為0.95。進一步分析逐年干旱強度值發(fā)現，有20 a的年平均干旱強度值在1.0以上，達到中旱水平，且多發(fā)生在80、90年代。其中19 a干旱強度值為1～1.5，且多數干旱強度值接近1.3。說明從年平均干旱強度上來看，河南地區(qū)發(fā)生的干旱強度呈微弱的增加趨勢，進入90年代以后發(fā)生的干旱多為中旱。2000年以后干旱強度有所減弱，但2001年干旱強度是近14年中最高，為1.34，沒有達到重旱級別。

圖3 河南省近45年干旱發(fā)生站次比及強度演變特征Fig.3 Evolution characteristics of drought stations proportions and drought intensity in Henan Province during the last 45 years

根據不同年代之間河南地區(qū)站次比(圖4A)和干旱強度(圖4B)可以得到，不同年代之間干旱、輕旱和中旱站次比都大致表現為先增后降的變化規(guī)律。其中干旱站次比表現為：90年代站次比為最高值，70年代站次比出現最低值，90年代以前站次比出現三連增，干旱面積不斷擴大，2000—2014年的干旱站次比接近次高值，達到30.8%。分析不同年代之間輕旱、中旱站次比發(fā)現，輕旱站次比呈震蕩上升的趨勢，中旱站次比變化規(guī)律與干旱站次比變化趨勢一致，并在90年代達到最高值。結合不同年代間干旱強度統(tǒng)計結果發(fā)現，隨著干旱影響面積的不斷變化，河南省45年以來干旱強度也在同步變化，按強度值從大到小依次為90年代、2000年以后、80年代、70年代，依次為0.74、0.65、0.62、0.56。

圖4 不同年代間干旱發(fā)生站次比和干旱強度的變化Fig.4 Variations of drought stations proportions and drought intensity in different decades

2.2 河南省近45年季節(jié)尺度干旱時空演變特征

2.2.1 春旱 由河南省春季SPI值發(fā)現，春季干旱發(fā)生頻率變化范圍為6.67%～24.44%，全省平均值為14.61% (圖5A)。其中河南省商丘東部和南陽市區(qū)周邊為春旱高發(fā)地區(qū)，北部地區(qū)春季干旱發(fā)生頻率較低。西部春旱發(fā)生概率平均值為13.33%，中部平均值為13.77%，均低于全省平均值，東部地區(qū)春旱頻率平均值明顯高于全省平均水平，為18.27%。

圖5 不同季節(jié)干旱頻率分布Fig.5 Spatial distribution of drought frequency in different seasons

分析河南省春季發(fā)生干旱站次比(圖6A)，其中存在全域性春旱的年份有13 a，存在區(qū)域性春旱的年份有4 a，存在部分區(qū)域性春旱的年份有1 a，存在局域性春旱的年份有7 a(圖7)。同時春旱多出現在80年代和2000年以后，其中1981、2000年和2001年發(fā)生的春旱是影響范圍最大的3 a。從不同年代看(表2)，2000年以后站次比值最高，80年代次之，90年代最低，70年代為次低，不過最低值和次低值大小接近。從春旱站次比時間擬合趨勢來看，45 a來站次比呈上升趨勢，每10 a上升接近1%。從上述分析可預測河南省春旱影響面積會進一步擴大。

圖6 不同季節(jié)干旱發(fā)生站次比及干旱強度演變特征Fig.6 Evolution characteristics of drought stations proportion and drought intensity in different seasons

圖7 不同季節(jié)河南省不同干旱程度出現的次數Fig.7 Frequency of different drought types in HenanProvince in different seasons

表2 不同年代間河南省地區(qū)季節(jié)尺度干旱發(fā)生站次比和干旱強度比較

春季干旱強度計算結果如圖6A，45年來春季干旱強度的變化范圍在0～2.65之間，干旱強度的平均值為0.91。干旱強度曲線的變化與干旱站次比變化趨勢基本一致，如發(fā)生全域性春旱的 1978、1981、1995年和2000年，4 a的干旱強度均超過1，其中有些年份達到重旱標準。不同年代間春旱強度為2000年以后最強，80年代次之，90年代和70年代分別為最低值和次低值，但是最低值和次低值之間差距不明顯。

2.2.2 夏旱 夏季干旱發(fā)生頻率變化范圍為4.44%～24.44%，全省平均值為 14.24%(圖5B) 。從夏旱的空間分布來看其影響范圍更大，區(qū)域頻率分布為東部>南部>中部>西部>北部。頻率高值區(qū)集中出現在河南省周口、商丘西南地區(qū)、南陽地區(qū)、三門峽西北部和信陽西部地區(qū)。東部和西南部地區(qū)夏旱發(fā)生概率平均值分別為16.29%、15.56%，均高于全省平均值。北部地區(qū)夏旱發(fā)生頻率平均值為9.63%，低于全省平均水平。

夏旱的站次比(圖6B)變化范圍為0～91.11%，70—80年代站次比震蕩上升，90年代初至2010年站次比震蕩下降后在2010年前后再次上升，特別是2010年以后，夏旱站次比呈上升趨勢。夏旱的年份中，發(fā)生區(qū)域性干旱的年份最多，有12 a；其次是局域性干旱，有10 a；發(fā)生部分區(qū)域性和全域性夏旱的年份分別有3 a和8 a(圖7)。其中1986，1997，1999年和2014年發(fā)生的夏旱對河南省農業(yè)危害較大。從不同年代站次比來看(表2)，90年代站次比最高，80年代次之，70年代最低，2000年以后為次低，呈現出先增后減的變化。從夏旱站次比時間擬合趨勢來看，45年來站次比呈上升趨勢，平均每10 a上升為5.5%。

從夏季干旱強度計算結果來看(圖6B)，夏旱強度波動范圍為0～1.79，干旱強度的平均值為0.95。從不同年代之間夏旱強度的結果可以看出，夏旱強度和站次比變化形式基本一致。70～80年代，夏旱強度呈波動性上升；90年代—2010年干旱強度持續(xù)下降；2010年至今夏旱強度又開始波動上升，基本處于中旱水平。不同年代之間，90年代夏旱強度最大；2000年以后夏旱強度最輕，70年代和80年代居于中間，且夏旱強度基本無太大差異。夏季干旱強度的年代變化趨勢表現為先增強后下降，但下降幅度并不明顯。但是2010年以后夏旱的影響范圍和干旱強度均表現為增強的態(tài)勢。

2.2.3 秋旱 秋季干旱頻率為11.11%～31.11%，全省平均值為17.53%(圖5C)。秋季干旱發(fā)生頻率高值區(qū)主要出現在河南省西部的三門峽，北部新鄉(xiāng)和東部周口的部分地區(qū)。西部地區(qū)秋旱發(fā)生頻率最高，為21.67%；東部和南部地區(qū)秋旱發(fā)生頻率相近，為16.79%和16.06%，均低于全省平均水平。秋旱站次比變化形式可以細分為兩個階段，70年代初至80年代站次比波動性變化，90年代至今秋旱站次比也為震蕩變化，但整體站次比值要高于70年代和80年代。秋旱發(fā)生的年份中，主要為全域性和局域性秋旱，發(fā)生年份數量分別為12 a和9 a；區(qū)域性和部分區(qū)域性干旱較少，只有5 a和2 a(圖7)。其中1998、2001年和2007年發(fā)生的秋旱是影響范圍最廣的3 a。從不同年代看(表2)，2000年至今站次比最高，其后依次為90年代、70年代、80年代。從秋旱站次比時間擬合趨勢來看，45 a來秋旱站次比呈上升趨勢，速率為平均每10 a上升9.6%，所以預測未來河南省范圍內秋旱對農業(yè)的影響將持續(xù)增強。

從干旱強度來看(圖6C)，秋旱強度波動范圍為0～2.61，干旱強度的平均值為0.69。不同年代之間，秋旱強度和站次比變化趨勢相似。從秋季干旱強度序列時間擬合趨勢來看，45 a來干旱強度呈增強趨勢，但增幅不明顯。秋旱強度的峰值出現在2001年。不同年代之間，按秋旱強度值排列為90年代>2000年以后>70年代>80年代。

2.2.4 冬旱 冬季干旱發(fā)生頻率變化范圍為6.67%～20%，全省平均值為12.47%(圖5D)。冬旱的空間分布形式與其他季節(jié)相比有顯著的特點，冬旱高值區(qū)影響范圍包括河南省三門峽大部分地區(qū),洛陽、安陽東南部地區(qū)，西部地區(qū)個別氣象站冬旱發(fā)生概率達到17%以上。東部地區(qū)冬旱發(fā)生頻率平均值為12.84%，高于全省平均值。南部和北部地區(qū)冬旱發(fā)生頻率較低，分別為11.79%，11.11%，低于全省平均水平。

河南省冬季干旱站次比如圖6D所示，站次比高值在70年代、80年代、90年代以及2010后都出現過。發(fā)生冬旱的年份中，全域性冬旱發(fā)生次數最多，有10 a；其次為局域性干旱和區(qū)域性干旱都是4 a；發(fā)生部分區(qū)域性冬旱年份數量較少，只有2 a(圖7)。從不同年代冬季干旱情況來看(表2)，80年代冬旱站次比最高，90年代次之，2000年至今最低，70年代次低，呈現出先增高后降低的變化形式。冬旱站次比隨時間推移呈下降的趨勢，平均每10a下降2.95%。

干旱強度計算結果(圖6D)表明，冬旱強度波動范圍為0～2.51，干旱強度的平均值為0.61。由不同年代之間冬旱強度發(fā)現，80年代和90年代干旱強度比較大，分別為0.75，0.73，但2000年以后至今冬旱強度出現下降。雖然近14 a冬旱強度有所下降，但是冬季干旱強度值仍比較大。

3 討 論

依據河南省年尺度干旱站次比、干旱強度的變化趨勢，發(fā)現河南省干旱具有明顯的周期性，每10 a都會發(fā)生至少一次影響范圍較大旱災，且在2010年后干旱強度、干旱站次比有一個增強的趨勢。王連喜等[24]依據小波周期分析，得出河南省干旱指數存在準2～6 a的周期變化，這與本文年尺度干旱站次比顯示結果一致。從張宇星等[19]的研究結果來看，河南省干旱站次比的線性傾向率為正值，為0.813·10a-1，進一步說明河南干旱發(fā)生的范圍在進一步擴大，且以區(qū)域性干旱和全域性干旱為主。王友賀等[25]的研究表明，在豫北及豫西北地區(qū)的年降水量為400～600 mm，在河南省中部的大部分地區(qū)及駐馬店、信陽地區(qū)，年降水量都在600 mm以上，本文研究結果也顯示河南省中旱、重旱、特旱主要集中發(fā)生在河南省東部商丘、北部濮陽等地區(qū)。李謝輝等[26]通過統(tǒng)計河南省1450—1979年水旱災情發(fā)現，豫西、豫北及豫東發(fā)生旱災的年數分別為273、276、254 a，遠高于全省的平均值。因此，這些地區(qū)依然是抗旱防災的重點地區(qū)。

通過計算SPI指數可以看出河南地區(qū)的異常降水是各地區(qū)干旱頻率、干旱強度不一致的重要原因。另外王友賀等[25]研究發(fā)現河南省近45 a降水量表現為上升-下降-上升-下降波動變化特征，這與本文年尺度干旱時空變化規(guī)律一致。2011年和2014年河南省都發(fā)生了重大旱情，對河南省糧食安全產生了極大的負面影響，本文研究結果也證實了這兩年發(fā)生的重大旱情。河南省屬亞熱帶至暖溫帶，濕潤至半濕潤過渡地帶，是明顯的季風氣候區(qū)，年平均降水量約為760.2 mm，信陽、駐馬店及黃河附近地區(qū)降水較多[20]，所以這些地區(qū)面臨干旱的風險相對較小。李治國等[27]依據專業(yè)化指數研究表明河南省旱災受災、成災平均區(qū)位商表現出東南向西北增高的趨勢，河南省的西北部、北部地區(qū)的區(qū)位商明顯高于其他地區(qū)。但是河南省東部和西南部的南陽地區(qū)作為河南省的糧食主產區(qū)，也是旱災發(fā)生的高風險地區(qū)。面對旱災，有關部門應采取有力措施，以應對未來氣候變化不斷加劇且更加頻繁的干旱災害對該地區(qū)農業(yè)生產的影響。雖然部分區(qū)域干旱發(fā)生的頻率及強度低于全省平均水平，但從全省近45 a干旱站次比來看，干旱影響的范圍具有明顯的不確定性，所以應從全省不同區(qū)域開展積極且有針對性的抗旱工作。

從春季干旱站次比、干旱強度來看，河南省春旱影響面積有擴大的趨勢且春旱強度也隨之增強。王志偉等[12]研究結果與本文類似，發(fā)現我國北方地區(qū)(包括河南全境)春季干旱范圍有逐步擴大的趨勢，線性變化趨勢為0.22，高于夏秋兩季。春季發(fā)生干旱對農業(yè)生產影響極大，不僅會對越冬作物返青后的正常生長帶來危害，弱化發(fā)芽勢，延遲果樹的發(fā)芽時間，還會導致春播作物不出苗[21]，嚴重時導致作物死亡。因此要繼續(xù)做好抗旱的相關工作，如采取坐水種、地膜覆蓋、選擇抗旱品種等有效抗旱保苗措施。經濟條件好的地區(qū)還可采取漫水灌溉，以減輕春季干旱對農業(yè)生產帶來的負面影響。

河南省夏季干旱主要發(fā)生在周口、信陽西南部山區(qū)、三門峽西北部及南陽市周邊等地區(qū)，且主要發(fā)生區(qū)域性干旱和局域性干旱。夏旱站次比結果表明，2010年以后夏季發(fā)生干旱的范圍及強度有明顯擴大的趨勢。當夏季出現旱情時，會導致土壤墑情迅速變差，玉米等作物因供水不足，直接影響作物生殖生長，部分作物長勢矮小，葉片枯黃，影響植株抽穗、開花、授粉等生理過程。如果夏旱持續(xù)的時間比較長，會造成植株成片死亡，進而造成絕產絕收。面對夏旱，在加強旱情監(jiān)測的同時，還要積極采取抗旱措施：一是天氣條件允許的條件下，及時開展人工增雨作業(yè)；二是加強氣象監(jiān)測，密切監(jiān)視夏旱發(fā)展，及時加大財政投入，降低旱情對農業(yè)生產的影響；三是葉面噴施抗旱制劑，提高農作物的耐旱性；四是加強水庫調度，保障農業(yè)用水供應；五是有條件的地方采取灌溉補充土壤水分，重旱區(qū)農民可以用田間機井抽水溝灌方式抗旱；六是做好農業(yè)保險等風險轉移與災害救助的各項準備工作，盡可能地減少農民的損失[21]。

河南省秋季發(fā)生旱災的區(qū)域主要集中在周口、三門峽、鶴壁、濮陽等地區(qū)。王友賀等[25]通過研究近45 a河南省四季平均降水量多年變化趨勢，發(fā)現河南省秋季大部分地區(qū)降水以減少趨勢為主，主要降水減少區(qū)域為南陽、信陽、駐馬店，減幅一般為10～20 mm·10a-1，但商丘和安陽兩地區(qū)降水有增多趨勢，增幅為1～5 mm·10a-1。但本文研究結果顯示，豫東南三地區(qū)在秋季并沒有明顯旱災的發(fā)生，反而商丘和濮陽有局部旱情出現，這說明降水在一定范圍內的減少或增多，并沒有明顯改變當地的土壤墑情，考慮到氣候變化的長期性，這些地區(qū)防旱抗災依然不能忽視。秋季是農作物成熟收獲的關鍵時期，秋旱的發(fā)生會使農作物的產量形成受到抑制，使作物灌漿速度變慢，容易造成籽粒不飽滿，千粒重低，糧食產量下降。應對秋旱的措施主要是興修農田水利設施，在農閑時及時整地與鎮(zhèn)壓，減少后期土壤水分的蒸發(fā)量。秋季作物抽穗等關鍵生育期發(fā)生旱災，要及時澆水，滿足植株需水量。另外，在作物生長發(fā)育中期，可以采取中耕松土的方式來改變土壤的透氣性，土壤毛細管的改善可以顯著提高土壤蓄水能力，這種方式在蓄積雨水的同時，還可以降低土壤表面的徑流量，減少土壤養(yǎng)分的流失，從而達到保肥和保墑的目的。

從冬季干旱站次比及干旱強度來看，冬季干旱的影響范圍及強度低于其他季節(jié)。冬季發(fā)生干旱的區(qū)域主要集中在三門峽和洛陽西部山區(qū)，考慮到這些地區(qū)山地多耕地少，因此即使冬季這些地區(qū)發(fā)生旱情，對河南省總的糧食產量影響較小。但如果冬季降雪量較少，土壤無積雪覆蓋，可能會導致次年春季墑情偏差，影響次年的春耕。若冬旱之后接連出現春旱，其危害將更為嚴重。應對冬旱，既要協(xié)調水利、農業(yè)、氣象等相關部門，根據河南省不同地區(qū)的實際情況，綜合制定科學可行的抗旱方案，還要加強對旱情的監(jiān)測預警，利用冬季農閑時期興修水利設施，擴大可澆灌面積。此外，還可以通過開展有關冬季抗旱的相關培訓工作，指導農民科學抗旱。

由上述分析發(fā)現河南省干旱發(fā)生的頻率、作用強度和影響面積具有明顯的空間差異性且區(qū)域性和季節(jié)性特點顯著。不同季節(jié)之間干旱發(fā)生的頻率不盡相同，其中河南西南部和東部出現春、夏連旱的風險較高，西部地區(qū)冬旱發(fā)生頻率更高，這與焦建麗[22]的研究相一致。春、夏、秋三季中干旱影響面積則出現不同程度的增加。干旱強度上，夏季干旱的作用強度增幅明顯高于其他季節(jié)。

4 結 論

基于年、季尺度的標準化降水指數分析了近45 a河南省范圍內干旱的時空演變規(guī)律，得到以下結論：

1)河南省年尺度干旱頻率在時間和空間分布上存在明顯差異。河南省北部地區(qū)和中部地區(qū)干旱頻率相近，都明顯低于東部和西部地區(qū)。四季中秋旱發(fā)生的頻率更大，并且存在春夏連旱的風險。

2)從年尺度干旱站次比來看，河南省多發(fā)全域性干旱和局域性干旱。不同季節(jié)中，春、夏、秋三季干旱影響面積有進一步擴大的趨勢。夏旱多發(fā)區(qū)域性干旱，其他季節(jié)則多發(fā)全域性干旱。

3)年尺度干旱強度變化具有明顯周期性。春季、夏季、秋季、冬季四季干旱作用強度增強。