尹德震 李芳 林中達(dá)

1 中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所國(guó)際氣候與環(huán)境科學(xué)中心，北京 100029

2 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)地球與行星科學(xué)學(xué)院，北京 100049

3 中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所大氣科學(xué)和地球流體力學(xué)數(shù)值模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029

1 引言

隨著平均氣溫升高，近些年來(lái)全球各地高溫?zé)崂撕透珊凳录l發(fā)（Lewis et al., 2011; Xu et al.,2020）。IPCC 第五次評(píng)估報(bào)告（IPCC, 2014）指出受當(dāng)前氣候變率的影響，某些生態(tài)系統(tǒng)和許多人類系統(tǒng)具有明顯的脆弱性和暴露度（很高信度）。例如，極端天氣氣候事件可以顯著影響陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過(guò)程及生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能（樸世龍等, 2019）。在各種極端天氣氣候事件中，一般認(rèn)為干旱對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的影響最大、最廣泛；而高溫?zé)崂送瑯泳哂兄匾绊懀页Ｅc干旱相伴發(fā)生，進(jìn)而造成更嚴(yán)重的影響（Frank et al., 2015）。

生態(tài)脆弱區(qū)也稱生態(tài)交錯(cuò)區(qū)（Ecotone），是兩種及兩種以上不同類型生態(tài)系統(tǒng)交界的過(guò)渡區(qū)域。生態(tài)脆弱區(qū)不同于生態(tài)系統(tǒng)的核心區(qū)域，其環(huán)境及生物因子均處于相變的臨界狀態(tài)，生態(tài)環(huán)境變化明顯，具有對(duì)氣候變化敏感、系統(tǒng)抗干擾能力弱、時(shí)空波動(dòng)性強(qiáng)、邊緣效應(yīng)顯著、環(huán)境異質(zhì)性高等特征。因此，生態(tài)脆弱區(qū)更易遭受高溫?zé)崂撕透珊档葮O端氣候的影響甚至破壞。如Will et al.（2013）研究指出：森林草原生態(tài)交錯(cuò)區(qū)的樹木幾乎處于其正常生長(zhǎng)所需水分的極限，因而對(duì)水分和氣溫的變化十分敏感。Rai et al.（2012）對(duì)2010～2011 年喜馬拉雅山西部生態(tài)脆弱區(qū)的極端天氣氣候事件的生態(tài)影響進(jìn)行分析，指出這些極端事件會(huì)損害生態(tài)脆弱區(qū)各種植物的組織。Barros et al.（2017）針對(duì)阿爾卑斯山的生態(tài)交錯(cuò)區(qū)樹線對(duì)干旱等的響應(yīng)的研究表明，干旱會(huì)抵消氣候變化和土地利用變化所導(dǎo)致的林木擴(kuò)張。中國(guó)是世界上生態(tài)脆弱區(qū)分布面積最大、脆弱生態(tài)類型最多、生態(tài)脆弱性表現(xiàn)最為明顯的國(guó)家之一（中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部, 2008），各脆弱區(qū)目前正面臨氣候干旱等環(huán)境壓力。在此背景下，研究中國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)高溫?zé)崂撕透珊档臍v史變化特征對(duì)我國(guó)生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)具有重要的指導(dǎo)意義。

以往對(duì)中國(guó)高溫?zé)崂嘶蚋珊档难芯慷嗑劢褂谌珖?guó)范圍或地理分區(qū)。一般認(rèn)為，我國(guó)高溫?zé)崂说陌l(fā)生呈階段性變化，全國(guó)區(qū)域平均高溫?zé)崂祟l次在20 世紀(jì)60 年代到80 年代有減弱趨勢(shì)，到20 世紀(jì)90 年代前后轉(zhuǎn)為增加（葉殿秀等, 2013; 賈佳和胡澤勇, 2017）。從空間分布來(lái)看，南方地區(qū)、新疆地區(qū)高溫?zé)崂耸录陌l(fā)生頻率相對(duì)較高，華南和西北地區(qū)有顯著增加趨勢(shì)（張嘉儀和錢誠(chéng), 2020）。華北地區(qū)的高溫?zé)崂嗽?0 世紀(jì)70 年代中期至90年代中期前后相對(duì)較少，之后明顯增多，其多發(fā)地區(qū)位于華北西部和南部（邢佩等, 2020）。此外，東北地區(qū)的年高溫日數(shù)在近五十年整體也呈增加趨勢(shì)，主要位于內(nèi)蒙古東北部、黑龍江北部以及長(zhǎng)白山以南（Wang L et al., 2018）。另一方面，我國(guó)干旱也有頻次增加、范圍擴(kuò)大、程度加劇的趨勢(shì)（廖要明和張存杰, 2017; 韓蘭英等, 2019）。具體來(lái)看，在過(guò)去幾十年間我國(guó)東部地區(qū)“南澇北旱”的格局正在發(fā)生顯著的變化（馬柱國(guó)等, 2018），而北方則呈現(xiàn)“西濕東干”的變化趨勢(shì)（馬柱國(guó)和符淙斌, 2006）。西南地區(qū)的干旱災(zāi)害在近60 年間有頻率增加、范圍擴(kuò)大的趨勢(shì)（韓蘭英等, 2014）。而張強(qiáng)等（2010）研究表明：盡管西北部分地區(qū)近50 年來(lái)的降水量有所增加，但伴隨氣溫的升高，除少部分地區(qū)有暖濕化傾向外，整體呈暖干化趨勢(shì)。

針對(duì)生態(tài)脆弱區(qū)的研究則多關(guān)注于某一特定脆弱區(qū)，且不同研究對(duì)同一脆弱區(qū)的定義范圍多不相同。杜華明等（2015）對(duì)北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶干旱災(zāi)害的研究顯示，近52 年北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶呈暖干化趨勢(shì)，干旱發(fā)生的強(qiáng)度和頻率增加。張成福等（2020）發(fā)現(xiàn)內(nèi)蒙古荒漠草原區(qū)氣溫增加，降水減少，整體呈暖干化趨勢(shì)。而青藏高原則呈暖濕化趨勢(shì)，在此背景下青藏高原的干旱趨于緩解（李林等, 2018; 梁晶晶等, 2019）。孫藝杰等（2020）發(fā)現(xiàn)1960～2016 年黃土高原的高溫?zé)崂顺试黾于厔?shì)，旱澇表現(xiàn)為由澇轉(zhuǎn)旱，且干旱和熱浪同時(shí)發(fā)生的事件也呈增加趨勢(shì)。Wang X Y et al.（2018）研究了我國(guó)北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶的16 個(gè)極端溫度指標(biāo)的變化情況（未包含高溫?zé)崂耍l(fā)現(xiàn)1960～2016 年該地區(qū)的極端冷事件顯著減少而極端暖事件顯著增加。這些研究多針對(duì)于某一特定區(qū)域的高溫?zé)崂撕秃禎呈录鴮?duì)中國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)的整體歷史變化特征尚不清楚。孫康慧（2019）和孫康慧等（2019）發(fā)現(xiàn)20 世紀(jì)80 年代以來(lái)中國(guó)各生態(tài)脆弱區(qū)均為升溫，空氣變干，風(fēng)減弱；2000 年后，北方脆弱區(qū)降水增多，南方減少；除青藏高原外，其他生態(tài)脆弱區(qū)到達(dá)地表的太陽(yáng)輻射增強(qiáng)。相關(guān)工作主要集中在氣溫、降水、風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)等氣象要素的變化特征的分析，并未涉及到中國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)高溫?zé)崂撕透珊档臅r(shí)空變化特征。

本文基于統(tǒng)計(jì)方法，全面分析了中國(guó)典型生態(tài)脆弱區(qū)（北方農(nóng)牧林草區(qū)、黃土高原脆弱區(qū)、干旱半干旱脆弱區(qū)、青藏高原脆弱區(qū)、南方農(nóng)牧脆弱區(qū)和西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)）在1980～2014 年發(fā)生的高溫?zé)崂撕透珊档臅r(shí)空分布，進(jìn)而了解我國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)近35 年間高溫?zé)崂撕透珊档臍v史變化特征。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)

本文統(tǒng)計(jì)高溫?zé)崂耸录玫娜兆罡邭鉁財(cái)?shù)據(jù)來(lái)自CN05.1 格點(diǎn)化觀測(cè)數(shù)據(jù)集。CN05.1 格點(diǎn)化觀測(cè)數(shù)據(jù)集是吳佳和高學(xué)杰（2013）基于中國(guó)氣象局所屬2400 余個(gè)臺(tái)站（基本、基準(zhǔn)和一般站）的觀測(cè)資料，分別采用薄盤樣條函數(shù)法和角距權(quán)重法對(duì)氣象要素的氣候平均和距平進(jìn)行插值并疊加得到的0.25°（緯度）×0.25°（經(jīng)度）分辨率逐日觀測(cè)數(shù)據(jù)，包含日最高氣溫、日最低氣溫、日平均氣溫、降水量、平均風(fēng)速、相對(duì)濕度和蒸散發(fā)等氣象要素。本研究采用了CN05.1 的日最高氣溫?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)吳佳和高學(xué)杰（2013）關(guān)于數(shù)據(jù)質(zhì)量和可信度的討論，該數(shù)據(jù)在中國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)基本適用，可信度較高。

干旱指數(shù)采用Vicente-Serrano et al.（2010）提出的標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸發(fā)指數(shù)（SPEI）。所用數(shù)據(jù)集來(lái)自Vicente-Serrano et al.（2015）利用CRU TS3.2氣象數(shù)據(jù)集和Penman-Monteith 潛在蒸散發(fā)計(jì)算公式計(jì)算得到的全球1901 年1 月至2015 年12 月的0.5°（緯度）×0.5°（經(jīng)度）分辨率逐月SPEI 格點(diǎn)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)說(shuō)明和下載地址為https://climatedataguide.ucar.edu/climate-data/standardized-precipitationevapotranspiration-index-spei[2021-01-29]。莊少偉等（2013）研究表明：在不同時(shí)間尺度的SPEI 中，12 個(gè)月尺度的SPEI 對(duì)我國(guó)不同等級(jí)降水區(qū)域的適用性最好，因此本文采用數(shù)據(jù)集中的12 個(gè)月尺度的SPEI 進(jìn)行分析。

2.2 方法

2.2.1 分區(qū)

本文依照“全球變化及應(yīng)對(duì)”重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目“全球變化對(duì)生態(tài)脆弱區(qū)資源環(huán)境承載力的影響研究”，參考《全國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)保護(hù)規(guī)劃綱要》（中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部, 2008）和其他相關(guān)研究，劃分了6 個(gè)中國(guó)典型生態(tài)脆弱區(qū)，即：林草交錯(cuò)帶生態(tài)脆弱區(qū)、農(nóng)牧交錯(cuò)帶生態(tài)脆弱區(qū)、干旱半干旱生態(tài)脆弱區(qū)、黃土高原生態(tài)脆弱區(qū)、青藏高原生態(tài)脆弱區(qū)和西南巖溶山地石漠化生態(tài)脆弱區(qū)（于貴瑞等, 2017），其中部分生態(tài)脆弱區(qū)之間存在重疊。本文研究根據(jù)地理分布特征對(duì)分區(qū)作了兩個(gè)調(diào)整：（1）因?yàn)檗r(nóng)牧交錯(cuò)帶生態(tài)脆弱區(qū)的南部和北部地理上不連通，我們將農(nóng)牧交錯(cuò)帶生態(tài)脆弱區(qū)分為南北兩部分；（2）北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶生態(tài)脆弱區(qū)與林草交錯(cuò)帶生態(tài)脆弱區(qū)基本重疊，所以我們將二者合并為北方農(nóng)牧林草區(qū)。最終得到本文的分區(qū)包括北方生態(tài)脆弱區(qū)和南方生態(tài)脆弱區(qū)兩大部分（圖1），其中北方生態(tài)脆弱區(qū)包括北方農(nóng)牧林草區(qū)、黃土高原脆弱區(qū)和干旱半干旱脆弱區(qū)，主要位于干旱、半干旱地區(qū)，降水量少；盡管冬季氣溫低，該脆弱區(qū)夏季也常有高溫?zé)崂税l(fā)生。南方生態(tài)脆弱區(qū)包括青藏高原脆弱區(qū)、南方農(nóng)牧脆弱區(qū)和西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)，地形相對(duì)復(fù)雜，其西南地區(qū)水土流失嚴(yán)重、青藏高原地區(qū)氣候惡劣，生產(chǎn)力都比較低，生態(tài)系統(tǒng)易遭極端事件破壞（中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部, 2008）。

圖1 中國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)區(qū)劃Fig. 1 Distribution of ecologically fragile zones (EFZs) in China

2.2.2 高溫?zé)崂思案珊抵笖?shù)定義

高溫?zé)崂耸侵冈谝欢ǔ掷m(xù)時(shí)間內(nèi)氣溫異常偏高的天氣過(guò)程，往往引起人和動(dòng)植物對(duì)環(huán)境的不適應(yīng)甚至死亡（徐金芳等, 2009）。本文根據(jù)中國(guó)氣象局的定義，將日最高氣溫≥35°C 視為一個(gè)高溫日，將連續(xù)3 天及以上的高溫視為一次熱浪事件（徐金芳等, 2009）。

一般認(rèn)為，干旱主要是由降水減少或溫度升高造成的水分虧缺引起（莊少偉等, 2013）。12 個(gè)月尺度的SPEI 反映該月及前11 個(gè)月水分盈虧（降水量減去潛在蒸發(fā)量）的整體程度（Vicente-Serrano et al., 2010）。SPEI 大于0 代表該區(qū)域偏濕，而SPEI 小于0 代表該區(qū)域偏干。SPEI 干濕等級(jí)劃分見表1（劉珂和姜大膀, 2015），以下對(duì)不同程度干旱的判斷皆采用表1 等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)。

表1 SPEI 干濕等級(jí)劃分與概率Table 1 The standardized precipitation evapotranspiration index (SPEI) grade and its probability

2.2.3 統(tǒng)計(jì)分析方法

統(tǒng)計(jì)得到我國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)內(nèi)各格點(diǎn)在1980～2014 年的逐年高溫日數(shù)、熱浪次數(shù)、年平均SPEI以及年中等和極端干旱發(fā)生月數(shù)序列，進(jìn)而得到各要素在此35 年間的平均氣候態(tài)。之后分別計(jì)算各格點(diǎn)面積占相應(yīng)區(qū)域總面積的面積百分比作為相應(yīng)格點(diǎn)的加權(quán)系數(shù)，對(duì)各要素進(jìn)行面積加權(quán)，計(jì)算得到各要素在各生態(tài)脆弱區(qū)以及全脆弱區(qū)平均的逐年序列。最后計(jì)算格點(diǎn)和區(qū)域平均序列的線性趨勢(shì)及其顯著性并對(duì)序列中可能存在的突變進(jìn)行檢驗(yàn)。其中，線性趨勢(shì)的計(jì)算采用最小二乘（Ordinary Least Squares，OLS）線性回歸方法，顯著性及突變檢驗(yàn)采用Mann-Kendall 非參數(shù)檢驗(yàn)法進(jìn)行檢驗(yàn)。

3 結(jié)果

3.1 高溫日數(shù)

對(duì)于1980～2014 年中國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)年高溫日數(shù)氣候態(tài)而言（圖2a），北方生態(tài)脆弱區(qū)的高溫天氣較南方生態(tài)脆弱區(qū)更普遍。其中，北方農(nóng)牧林草區(qū)東部的大興安嶺以東部分地區(qū)、黃土高原脆弱區(qū)南部的關(guān)中平原、干旱半干旱脆弱區(qū)東部、干旱半干旱脆弱區(qū)中部河西走廊附近及西部的天山以北和塔里木盆地地區(qū)的年平均高溫日數(shù)超過(guò)3 d。南方生態(tài)脆弱區(qū)的高溫天氣多發(fā)生在西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)東部和青藏高原脆弱區(qū)南端等海拔相對(duì)較低的地區(qū)。

在變化趨勢(shì)上（圖2b），除干旱半干旱脆弱區(qū)西部極少部分地區(qū)的高溫日數(shù)呈下降趨勢(shì)外，中國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)高溫日數(shù)在1980～2014 年間的變化趨勢(shì)均為增多，且多大于0.2 d/10 a。其中干旱半干旱脆弱區(qū)中部和西部部分地區(qū)、黃土高原脆弱區(qū)南部的關(guān)中平原、青藏高原脆弱區(qū)南端及西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)北部和東部的高溫日數(shù)增加趨勢(shì)通過(guò)了Mann-Kendall 顯著性檢驗(yàn)（p＜0.05）。結(jié)合圖2a 和2b 可以發(fā)現(xiàn)，中國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)中高溫天氣多發(fā)地區(qū)的趨勢(shì)多大于0.4 d/10 a（多通過(guò)顯著性檢驗(yàn)）。圖3a 為全脆弱區(qū)和各生態(tài)脆弱區(qū)年高溫日數(shù)變化趨勢(shì)通過(guò)顯著性檢驗(yàn)的面積比例，可見生態(tài)脆弱區(qū)中所有變化趨勢(shì)顯著區(qū)域均呈現(xiàn)高溫日數(shù)增加的趨勢(shì)，其中西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)的面積比率最大，接近25%；干旱半干旱脆弱區(qū)、黃土高原脆弱區(qū)超10%；南方農(nóng)牧脆弱區(qū)最少，幾乎為0。對(duì)于中國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)整體而言，高溫日數(shù)增加顯著的面積比例約為11%。

圖2 1980～2014 年中國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)年高溫日數(shù)（a）氣候態(tài)及（b）變化趨勢(shì)空間分布。（b）中斜線區(qū)域表示通過(guò)0.05 顯著性檢驗(yàn)Fig. 2 Geographical distribution of (a) climatology and (b) linear trend of annual high-temperature days in EFZs in China during 1980-2014. Areas passing 0.05 significant trend in (b) are striped

圖3 1980～2014 年全區(qū)和各脆弱區(qū)年（a）高溫日數(shù)、（b）熱浪次數(shù)、（c）SPEI、（d）中等干旱發(fā)生月數(shù)及（e）極端干旱發(fā)生月數(shù)趨勢(shì)顯著的格點(diǎn)所占面積比率（紅色表示趨勢(shì)為增加，藍(lán)色表示趨勢(shì)為降低）Fig. 3 Area proportion of grids with significant trends in annual (a) high-temperature days, (b) heat wave frequency, (c) SPEI, (d) occurrence months of moderate drought, and (e) occurrence months of extreme drought in each EFZ and the entire area during 1980-2014. Red and blue denote downward and upward trends, respectively

區(qū)域平均而言（圖4、表2），1980～2014 年全脆弱區(qū)和各生態(tài)脆弱區(qū)年高溫日數(shù)呈增加趨勢(shì)，且除北方農(nóng)牧林草區(qū)外，增加趨勢(shì)均通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。從高溫日數(shù)時(shí)間序列來(lái)看（圖4），北方各生態(tài)脆弱區(qū)以1995 年前后為界發(fā)生突變，之前區(qū)域平均年高溫日數(shù)少且年際變化也小，之后高溫日數(shù)及年際變化迅速增加。為驗(yàn)證該突變，對(duì)北方各生態(tài)脆弱區(qū)的年高溫日數(shù)序列進(jìn)行Mann-Kendall 突變檢驗(yàn)，結(jié)果如圖5 所示。北方各生態(tài)脆弱區(qū)的UF 統(tǒng)計(jì)量和UB 統(tǒng)計(jì)量曲線在1995 年前后存在交點(diǎn)且交點(diǎn)位于0.05 顯著性水平的置信區(qū)間內(nèi)，北方各生態(tài)脆弱區(qū)的年高溫日數(shù)在1995 年前后發(fā)生突變，這與前人研究（賈佳和胡澤勇, 2017; 孫藝杰等, 2020; 邢佩等, 2020）得到的我國(guó)北方高溫?zé)崂嗽?0 世紀(jì)90 年代中期之后發(fā)生變化的結(jié)論相似。而南方生態(tài)脆弱區(qū)的高溫日數(shù)則不存在如北方生態(tài)脆弱區(qū)的明顯的突變現(xiàn)象。各生態(tài)脆弱區(qū)中，南方農(nóng)牧脆弱區(qū)幾乎無(wú)高溫天氣發(fā)生，只在2012 年和2014 年出現(xiàn)了兩次。

圖4 1980～2014 年（a）全脆弱區(qū)、（b）北方農(nóng)牧林草區(qū)、（c）黃土高原脆弱區(qū)、（d）干旱半干旱脆弱區(qū)、（e）青藏高原脆弱區(qū)、（f）南方農(nóng)牧脆弱區(qū)、（g）西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)區(qū)域平均年高溫日數(shù)的時(shí)間變化。*、**分別表示通過(guò)0.05、0.01 顯著性檢驗(yàn)Fig. 4 Changes in region-averaged annual high-temperature days in(a) the whole area of EFZs, (b) northern agriculture, pasture, forest, and grassland EFZs, (c) Loess Plateau EFZs, (d) arid and semiarid EFZs,(e) Tibet Plateau EFZs, (f) southern agriculture and pasture EFZs and(g) southwest karst rocky desertification EFZs, in which * and **denote passing 0.05 and 0.01 significant trends, respectively

圖5 1980～2014 年北方各生態(tài)脆弱區(qū)（a）北方農(nóng)牧林草區(qū)、（b）黃土高原脆弱區(qū)、（c）干旱半干旱脆弱區(qū)區(qū)域平均年高溫日數(shù)Mann-Kendall 突變檢驗(yàn)Fig. 5 Mann-Kendall mutation test for region-averaged annual hightemperature days in (a) northern agriculture, pasture, forest, and grassland EFZs, (b) Loess Plateau EFZs, and (c) arid and semiarid EFZs in northern China during 1980-2014

3.2 熱浪

熱浪事件的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響大于普通的高溫天氣。1980～2014 年中國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)年熱浪次數(shù)氣候態(tài)的空間分布（圖6a）與高溫日數(shù)相似（圖2a）。熱浪天氣在北方生態(tài)脆弱區(qū)較南方脆弱區(qū)更為頻發(fā)。北方生態(tài)脆弱區(qū)東部的熱浪發(fā)生次數(shù)較少，年平均熱浪次數(shù)多小于1 次，而西部的熱浪次數(shù)較多，部分地區(qū)超過(guò)3 次；與高溫相似，南方生態(tài)脆弱區(qū)的熱浪天氣發(fā)生的區(qū)域較小，多發(fā)生于海拔相對(duì)較低的西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)北部和東部及青藏高原脆弱區(qū)南端，其中青藏高原脆弱區(qū)南端的年平均熱浪次數(shù)甚至超過(guò)3 次。

生態(tài)脆弱區(qū)的熱浪次數(shù)多呈增加趨勢(shì)（圖6b），趨勢(shì)變化的空間分布與氣候態(tài)的空間分布具有很好的一致性。在趨勢(shì)為增加的區(qū)域中，除少部分地區(qū)外，多數(shù)地區(qū)熱浪次數(shù)的增加速率小于0.8 (10 a)-1，此外還有部分地區(qū)有不明顯的減少趨勢(shì)。與高溫日數(shù)相比，各脆弱區(qū)熱浪次數(shù)趨勢(shì)顯著的面積比更小，約為高溫日數(shù)的一半左右?？傮w而言，全脆弱區(qū)有約4%區(qū)域的熱浪次數(shù)呈顯著增加。與高溫日數(shù)相似的是，各脆弱區(qū)年熱浪次數(shù)顯著增加面積比最大的是西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)，最小的是南方農(nóng)牧脆弱區(qū)（圖3b）。

圖6 1980～2014 年中國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)年熱浪次數(shù)（a）氣候態(tài)及（b）變化趨勢(shì)空間分布。（b）中斜線區(qū)域表示通過(guò)0.05 顯著性檢驗(yàn)Fig. 6 Geographical distribution of (a) climatology and (b) linear trend of annual heat wave frequency in EFZs in China during 1980-2014. Areas passing 0.05 significant trend in (b) are striped

脆弱區(qū)的區(qū)域平均年熱浪次數(shù)的時(shí)間變化特征（圖7 和表2）與高溫日數(shù)也相似。全脆弱區(qū)的區(qū)域平均年熱浪次數(shù)增加速率為0.041 (10 a)-1，通過(guò)顯著性檢驗(yàn)（p＜0.01）。除北方農(nóng)牧林草區(qū)和幾乎不發(fā)生高溫?zé)崂说哪戏睫r(nóng)牧脆弱區(qū)以外，其余生態(tài)脆弱區(qū)的增加趨勢(shì)均通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。其中，西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)的增加速率為0.086 (10 a)-1，通過(guò)顯著性檢驗(yàn)（p＜0.01），是各脆弱區(qū)中增加最快的。以1995 年前后為界，北方生態(tài)脆弱區(qū)的區(qū)域平均年熱浪次數(shù)也發(fā)生了突變，之前的熱浪次數(shù)幾乎無(wú)變化，之后出現(xiàn)較大的年際變化，該突變要比高溫日數(shù)的更為明顯。同樣對(duì)北方各生態(tài)脆弱區(qū)的年熱浪次數(shù)序列進(jìn)行Mann-Kendall 突變檢驗(yàn)，結(jié)果如圖8?？梢?，北方各生態(tài)脆弱區(qū)的UF 統(tǒng)計(jì)量和UB 統(tǒng)計(jì)量曲線在1995 年前后存在交點(diǎn)且通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)（p＜0.05）。因此，北方各生態(tài)脆弱區(qū)的年熱浪次數(shù)在1995 年前后同樣發(fā)生了變化。值得注意的是，南方農(nóng)牧脆弱區(qū)在2014 年首次發(fā)生熱浪事件，該熱浪發(fā)生在5 月下旬至6 月上旬的四川攀枝花和涼山彝族自治州范圍內(nèi)，且還伴隨著西南地區(qū)干旱的發(fā)生。在此期間，西南大部地區(qū)環(huán)流平直，無(wú)明顯南支槽波動(dòng)，同時(shí)副高強(qiáng)度也較常年平均明顯偏強(qiáng)，西南地區(qū)長(zhǎng)期受副高控制，高溫少雨（段海霞等, 2015）。此次熱浪事件的發(fā)生主要和局地對(duì)流層中、高層出現(xiàn)異常的下沉運(yùn)動(dòng)有關(guān)：異常的下沉運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步增強(qiáng)了氣候態(tài)上、由于副熱帶西風(fēng)氣流沿著該地區(qū)西側(cè)山地下沉導(dǎo)致的地表大氣增溫，進(jìn)而出現(xiàn)極端的熱浪事件（圖略）。

圖7 1980～2014 年（a）全脆弱區(qū)、（b）北方農(nóng)牧林草區(qū)、（c）黃土高原脆弱區(qū)、（d）干旱半干旱脆弱區(qū)、（e）青藏高原脆弱區(qū)、（f）南方農(nóng)牧脆弱區(qū)、（g）西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)區(qū)域平均年熱浪次數(shù)的時(shí)間變化。*、**分別表示通過(guò)0.05、0.01 顯著性檢驗(yàn)Fig. 7 Changes in region-averaged annual heat wave frequency in (a)the whole area of EFZs, (b) northern agriculture, pasture, forest, and grassland EFZs, (c) Loess Plateau EFZs, (d) arid and semiarid EFZs,(e) Tibet Plateau EFZs, (f) southern agriculture and pasture EFZs and(g) southwest karst rocky desertification EFZs during 1980-2014, in which * and ** denote passing 0.05 and 0.01 significant trends,respectively

圖8 1980～2014 年北方各生態(tài)脆弱區(qū)（a）北方農(nóng)牧林草區(qū)、（b）黃土高原脆弱區(qū)、（c）干旱半干旱脆弱區(qū)區(qū)域平均年熱浪次數(shù)Mann-Kendall 突變檢驗(yàn)Fig. 8 Mann-Kendall mutation test for region-averaged annual heat wave frequency in (a) northern agriculture, pasture, forest, and grassland EFZs, (b) Loess Plateau EFZs, and (c) arid and semiarid EFZs in northern China during 1980-2014

表2 全區(qū)和各脆弱區(qū)年高溫日數(shù)、熱浪頻次、SPEI 和干旱發(fā)生月數(shù)（包括中等干旱和極端干旱）的變化趨勢(shì)及顯著性Table 2 Linear trend and its significance of annual high-temperature days, heat wave frequency, SPEI, and occurrence months of drought (includes moderate drought and extreme drought) over each FEZ and the whole area

3.3 干旱

3.3.1 干濕情況

從1980～2014 年干濕變化趨勢(shì)上看，中國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)的東部多變干，中部和西部多變濕（圖9）。北方生態(tài)脆弱區(qū)的大興安嶺及以東地區(qū)和天山東部地區(qū)趨向變干，其中天山東部地區(qū)的變干趨勢(shì)多通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)；其余地區(qū)存在變濕的傾向，其中騰格里沙漠附近濕潤(rùn)化速率甚至超過(guò)0.3 (10 a)-1（通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)）。南方生態(tài)脆弱區(qū)西部的青藏高原部分整體有變濕傾向，東部則整體為變干趨勢(shì)。從圖3c 來(lái)看，全脆弱區(qū)整體上顯著變干的面積與顯著變濕的面積相當(dāng)。其中干旱半干旱脆弱區(qū)變干與變濕的面積相當(dāng)；北方農(nóng)牧林草區(qū)以變干為主，占7%左右；南方農(nóng)牧脆弱區(qū)和西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)只存在顯著變干區(qū)域，分別占2%左右和20%左右；而青藏高原脆弱區(qū)和黃土高原脆弱區(qū)則只存在顯著變濕區(qū)域，分別占15%左右和8%左右。

圖9 1980～2014 年中國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)年平均標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸發(fā)指數(shù)（SPEI）的變化趨勢(shì)空間分布。圖中斜線區(qū)域表示通過(guò)0.05 顯著性檢驗(yàn)Fig. 9 Geographical distribution of the linear trend of annual standardized precipitation evapotranspiration index (SPEI) in EFZs in China between 1980 and 2014. Areas passing 0.05 significant trend are striped

對(duì)于區(qū)域平均年SPEI 變化趨勢(shì)，如圖10 和表2，由于脆弱區(qū)內(nèi)部干濕變化不一致，全脆弱區(qū)幾乎不存在趨勢(shì)，而各脆弱區(qū)的整體趨勢(shì)也并不顯著。對(duì)于北方生態(tài)脆弱區(qū)，北方農(nóng)牧林草區(qū)略有變干傾向，黃土高原脆弱區(qū)和干旱半干旱脆弱區(qū)則有變濕的傾向。南方生態(tài)脆弱區(qū)中的青藏高原脆弱區(qū)有變濕的傾向，南方農(nóng)牧脆弱區(qū)無(wú)明顯趨勢(shì)。而西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)則有較為明顯的變干趨勢(shì)，區(qū)域平均年SPEI 變化速率為-0.133 (10 a)-1，但也并未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。

圖10 1980～2014 年（a）全脆弱區(qū)、（b）北方農(nóng)牧林草區(qū)、（c）黃土高原脆弱區(qū)、（d）干旱半干旱脆弱區(qū)、（e）青藏高原脆弱區(qū)、（f）南方農(nóng)牧脆弱區(qū)、（g）西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)區(qū)域平均年SPEI 的時(shí)間變化Fig. 10 Changes in region-averaged annual SPEI in (a) the whole area of EFZs, (b) northern agriculture, pasture, forest, and grassland EFZs,(c) Loess Plateau EFZs, (d) arid and semiarid EFZs, (e) Tibet Plateau EFZs, (f) southern agriculture and pasture EFZs and (g) southwest karst rocky desertification EFZs during 1980-2014

3.3.2 干旱情況

基于表1 中對(duì)干旱的劃分，統(tǒng)計(jì)得到1980～2014 年中國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)中等干旱和極端干旱發(fā)生月數(shù)氣候態(tài)和變化趨勢(shì)的空間分布（圖11）。中國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)年平均中等干旱發(fā)生月數(shù)多大于1（嚴(yán)重地區(qū)甚至大于4），而年極端干旱發(fā)生月數(shù)多小于1（圖11a 和11c）。具體來(lái)看，北方生態(tài)脆弱區(qū)東部和中部的干旱更加嚴(yán)重，而西部準(zhǔn)噶爾盆地地區(qū)的干旱較少。南方生態(tài)脆弱區(qū)東部在變干的同時(shí)，干旱也較為多發(fā)，但多為中等干旱；而西部青藏高原地區(qū)部分盡管有變濕的跡象，其干旱卻也不容忽視。

中等干旱和極端干旱發(fā)生月數(shù)變化趨勢(shì)的空間分布與干濕變化趨勢(shì)有一定的相似性（圖11b 和11d），整體呈現(xiàn)東部增加、西部減少的特征。北方生態(tài)脆弱區(qū)較為復(fù)雜：北方農(nóng)牧林草區(qū)東部的大興安嶺及以東地區(qū)極端干旱整體呈增加趨勢(shì)（少數(shù)地區(qū)通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)），中等干旱同樣也呈增加趨勢(shì)（部分地區(qū)通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)）；除關(guān)中平原呈顯著增加趨勢(shì)外，中部黃土高原脆弱區(qū)多數(shù)地區(qū)的中等干旱發(fā)生月數(shù)整體呈減少趨勢(shì)，而極端干旱在東北部增加，西部減少；除東部?jī)?nèi)蒙古高原和西部吐魯番盆地以北等顯著變干區(qū)域的干旱呈顯著增加趨勢(shì)外，干旱半干旱脆弱區(qū)多數(shù)區(qū)域的干旱有減少趨勢(shì)。南方生態(tài)脆弱區(qū)西端少部分地區(qū)和東部地區(qū)的干旱有顯著增加趨勢(shì)，青藏高原脆弱區(qū)整體呈減少趨勢(shì)。

圖11 1980～2014 年中國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)年平均（a、b）中等和（c、d）極端干旱發(fā)生月數(shù)氣候態(tài)（左列）及變化趨勢(shì)（右列）的空間分布。（b、d）中斜線區(qū)域表示通過(guò)0.05 顯著性檢驗(yàn)Fig. 11 Geographical distribution of the average (left column) and the linear trends (right column) of annual (a-b) occurrence months of moderate drought and (c-d) occurrence months of extreme drought in EFZs in China during 1980-2014. Areas passing 0.05 significant trend in (b) and (d) are striped

區(qū)域來(lái)看，全脆弱區(qū)有近10%區(qū)域的年中等干旱發(fā)生月數(shù)呈顯著增加趨勢(shì)，只有近5%區(qū)域?yàn)轱@著減少，而年極端干旱發(fā)生月數(shù)顯著增加與顯著減少的面積相近（圖3d 和3e）。具體來(lái)看，北方農(nóng)牧林草區(qū)的中等干旱以增加為主，占總面積的17%左右，極端干旱顯著增加的區(qū)域也明顯大于減少；黃土高原脆弱區(qū)和青藏高原脆弱區(qū)與之相反，以顯著減少為主；干旱半干旱脆弱區(qū)中等干旱發(fā)生月數(shù)顯著增加與顯著減少的區(qū)域相當(dāng)，而極端干旱則以減少為主；南方農(nóng)牧脆弱區(qū)多數(shù)區(qū)域的中等干旱發(fā)生月數(shù)無(wú)顯著變化，但有13%左右區(qū)域的極端干旱發(fā)生月數(shù)顯著增加；西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)的干旱最為嚴(yán)重，中等和極端干旱顯著增加的面積比都超20%。如圖12 及表2，同樣由于脆弱區(qū)內(nèi)部變化的不一致，全脆弱區(qū)的年干旱發(fā)生月數(shù)也并沒(méi)有較為明顯趨勢(shì)。具體來(lái)看，北方生態(tài)脆弱區(qū)中只有北方農(nóng)牧林草區(qū)的干旱發(fā)生月數(shù)呈增加趨勢(shì)，但也未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)；而南方生態(tài)脆弱區(qū)中的西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)的區(qū)域平均年干旱發(fā)生月數(shù)以0.708 months/10 a（通過(guò)顯著性檢驗(yàn)）的速率增加。

圖12 1980～2014 年（a）全脆弱區(qū)、（b）北方農(nóng)牧林草區(qū)、（c）黃土高原脆弱區(qū)、（d）干旱半干旱脆弱區(qū)、（e）青藏高原脆弱區(qū)、（f）南方農(nóng)牧脆弱區(qū)、（g）西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)區(qū)域平均年干旱發(fā)生月數(shù)（中等干旱及極端干旱）的時(shí)間變化。*、**分別表示通過(guò)0.05、0.01 顯著性檢驗(yàn)Fig. 12 Changes in region-averaged annual occurrence months of drought (both moderate drought and extreme drought) in (a) the whole area of EFZs, (b) northern agriculture, pasture, forest, and grassland EFZs, (c) Loess Plateau EFZs, (d) arid and semiarid EFZs, (e) Tibet Plateau EFZs, (f) southern agriculture and pasture EFZs and (g)southwest karst rocky desertification EFZs during 1980-2014, in which* and ** denote passing 0.05 and 0.01 significant trends, respectively

4 結(jié)論與討論

通過(guò)以上對(duì)我國(guó)1980～2014 年生態(tài)脆弱區(qū)高溫?zé)崂思案珊档姆治?，可得到如下結(jié)論：

（1）中國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)年高溫日數(shù)整體呈增加趨勢(shì)，其氣候平均和趨勢(shì)的空間分布形態(tài)具有較好的一致性。其中，北方生態(tài)脆弱區(qū)的高溫天氣分布更廣泛，其變化特征在20 世紀(jì)90 年代中期前后發(fā)生突變，之前區(qū)域平均年高溫日數(shù)少且年際變化也小，之后高溫日數(shù)及年際變化迅速增加。南方生態(tài)脆弱區(qū)多位于高海拔地區(qū)，高溫天氣只發(fā)生在西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)東部和青藏高原脆弱區(qū)南端等海拔較低的地區(qū)，但這些地區(qū)高溫日數(shù)增加速率較北方生態(tài)脆弱區(qū)快。值得注意的是，基本不發(fā)生高溫天氣的南方農(nóng)牧脆弱區(qū)近些年也出現(xiàn)了高溫現(xiàn)象。

（2）熱浪的時(shí)空變化與高溫日數(shù)相似。北方生態(tài)脆弱區(qū)熱浪天氣的分布同樣更加廣泛，其變化特征在20 世紀(jì)90 年代中期前后同樣發(fā)生突變，且該突變比高溫日數(shù)更加明顯，突變之后熱浪天氣開始頻繁。南方生態(tài)脆弱區(qū)的熱浪事件同樣只在海拔相對(duì)較低的地區(qū)發(fā)生，其增加速率同樣較快，尤以西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)為著。在熱浪事件愈加頻發(fā)下，南方農(nóng)牧脆弱區(qū)也在2014 年首次有熱浪事件發(fā)生。

（3）干濕程度而言，中國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)東部整體呈變干趨勢(shì)，而西部多為變濕趨勢(shì)。在區(qū)域平均上，各生態(tài)脆弱區(qū)的變化趨勢(shì)都比較小，且無(wú)生態(tài)脆弱區(qū)通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。

（4）大部分生態(tài)脆弱區(qū)都有至少1 個(gè)月達(dá)到中等干旱程度，而極端干旱發(fā)生月數(shù)則多小于1。干旱發(fā)生月數(shù)趨勢(shì)的空間分布與干濕變化相似，但黃土高原脆弱區(qū)例外：盡管多數(shù)地區(qū)存在變濕的趨勢(shì)，但其東北部地區(qū)的極端干旱發(fā)生月數(shù)卻呈增加趨勢(shì)。西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)的干旱事件增加最快且顯著。

Wang X Y et al.（2018）分析了北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶45 個(gè)站點(diǎn)的極端溫度指數(shù)變化情況，指出該地區(qū)的極端暖事件（如暖夜日數(shù)、暖晝?nèi)諗?shù)、夏季日數(shù)、熱夜日數(shù)等）呈顯著增加趨勢(shì)，且上升趨勢(shì)多在1980 年后；本文也指出北方農(nóng)牧林草區(qū)在1980年以后高溫?zé)崂擞性黾拥内厔?shì)，但該趨勢(shì)并不顯著。兩者之間的差異可能與采用的指數(shù)不同有關(guān)。本文統(tǒng)計(jì)的高溫?zé)崂耸且罁?jù)中國(guó)氣象局的定義：將日最高氣溫≥35°C 視為一個(gè)高溫日，將連續(xù)3 d 及以上的高溫視為一次熱浪事件。而Wang X Y et al.（2018）文章中統(tǒng)計(jì)的極端暖事件的定義是氣候變化檢測(cè)與指數(shù)專家組（ETCCDI）提出的指數(shù)（包括絕對(duì)指標(biāo)、相對(duì)指標(biāo)和極值指標(biāo)等）。孫藝杰等（2020）利用日最高氣溫的90%分位數(shù)作為高溫閾值，超過(guò)該閾值時(shí)定義為一次高溫?zé)崂耸录?，通過(guò)對(duì)1960～2016 年黃土高原地區(qū)發(fā)生的高溫?zé)崂诉M(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)高溫?zé)崂嗽?995 年以后呈明顯增加趨勢(shì)，這與本文的結(jié)果相似。張嘉儀和錢誠(chéng)（2020）的研究中對(duì)高溫?zé)崂说亩x與本文一致，其對(duì)西北地區(qū)高溫?zé)崂说姆治霭l(fā)現(xiàn)1960～2018 年西北地區(qū)的高溫?zé)崂送瑯映试黾于厔?shì)。You et al.（2017）計(jì)算并比較了1961～2014 年全國(guó)和不同區(qū)域16 個(gè)不同熱浪指數(shù)的變化趨勢(shì)，其青藏高原和西南地區(qū)的計(jì)算結(jié)果與本文相似，多數(shù)指數(shù)顯示這兩個(gè)區(qū)域的熱浪呈顯著增加趨勢(shì)，其主要增加的時(shí)段為1991～2014 年。

杜華明等（2015）采用降水溫度均一化指標(biāo)對(duì)北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶1961～2012 年的干旱情況進(jìn)行了分析，盡管結(jié)果顯示北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶1961～2012年的干旱整體呈減少趨勢(shì)，但此地區(qū)干旱災(zāi)害的發(fā)生頻率與強(qiáng)度在1997 年以后呈加強(qiáng)趨勢(shì)，這與本文結(jié)果相似。孫藝杰等（2020）使用標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)（SPI）分析了黃土高原1960～2016 年干旱情況，發(fā)現(xiàn)黃土高原整體存在由澇轉(zhuǎn)旱的趨勢(shì)，與本文結(jié)論相反；這可能是孫藝杰等（2020）所采用的SPI指數(shù)未考慮蒸散發(fā)的影響，而本文所采用的SPEI同時(shí)考慮了降水和蒸散發(fā)的影響。黃小燕等（2015）采用降水量比潛在蒸散量的地表濕潤(rùn)指數(shù)分析了我國(guó)西北地區(qū)1960～2011 年極端干旱發(fā)生情況，盡管研究區(qū)域比干旱半干旱脆弱區(qū)大，其極端干旱同樣呈減少趨勢(shì)，且極端干旱變化趨勢(shì)的空間分布也與本文結(jié)果有一定相似。梁晶晶等（2019）采用SPEI 對(duì)青藏高原1980～2014 干旱趨勢(shì)的分析結(jié)果與本文相似，即青藏高原地區(qū)的干旱整體有緩解趨勢(shì)。王東等（2014）基于SPEI 對(duì)西南地區(qū)1960～2012 年干旱的分析顯示，西南各地區(qū)均呈干旱化趨勢(shì)，其中云貴高原部分的趨勢(shì)相對(duì)更加明顯，這也與本文西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)干旱增加最快且顯著的結(jié)論一致。

平均氣候的變化會(huì)導(dǎo)致其所對(duì)應(yīng)的極端氣候的概率發(fā)生非線性變化（程炳巖等，2013）。孫康慧等（2019）的研究表明，自20 世紀(jì)80 年代以來(lái)中國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)的日平均氣溫、日最高、最低氣溫幾乎都呈上升趨勢(shì)?？梢姡袊?guó)生態(tài)脆弱區(qū)高溫?zé)崂耸录脑黾涌赡茉谝欢ǔ潭壬鲜怯捎跉鉁厣邔?dǎo)致的。而我國(guó)北方生態(tài)脆弱區(qū)的干濕變化與孫康慧等（2019）分析的年均降水變化的空間分布基本一致，說(shuō)明盡管SPEI 指數(shù)考慮了蒸散發(fā)，但北方生態(tài)脆弱區(qū)的整體干濕變化可能主要由降水變化決定。對(duì)于西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)干旱的顯著增加，溫度升高可能是其主要原因，而降水減少等也在一定程度上加重了干旱（韓蘭英等, 2014）。

除了與局地平均氣候的變化有關(guān)外，高溫?zé)崂撕透珊档淖兓赡苓€與大氣環(huán)流、海表面溫度（SST）變化及人類活動(dòng)有關(guān)。比如，西南地區(qū)的高溫?zé)崂俗兓c異常高壓的形成和維持有關(guān)（黃小梅等, 2020），北方生態(tài)脆弱區(qū)東部的干旱化趨勢(shì)與東亞季風(fēng)自20 世紀(jì)70 年代中后期起的減弱有關(guān)（黃榮輝等, 2008），20 世紀(jì)90 年代中期北方生態(tài)脆弱區(qū)高溫?zé)崂说耐蛔兣c大氣環(huán)流在1997 年前后發(fā)生的巨大轉(zhuǎn)變有關(guān)（李娟等, 2012）。Wang et al.（2017）發(fā)現(xiàn)熱帶西太平洋暖SST 通過(guò)激發(fā)向北傳播到東亞的Rossby 波增加中國(guó)北方地區(qū)（包括北方生態(tài)脆弱區(qū)）的熱浪發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)；而南方生態(tài)脆弱區(qū)東部、黃土高原脆弱區(qū)和干旱半干旱脆弱區(qū)西部的干旱變化受ENSO 等的調(diào)制（蘇明峰和王會(huì)軍, 2006; 王東等, 2014; 孫藝杰等, 2019）。此外，人類活動(dòng)（如溫室氣體排放，土地利用等）對(duì)我國(guó)的干旱影響正在日益加強(qiáng)（Chen and Sun,2017; Omer et al., 2020）。

我國(guó)生態(tài)脆弱區(qū)高溫?zé)崂祟l率和強(qiáng)度的增加以及北方農(nóng)牧林草區(qū)和西南巖溶山地石漠化脆弱區(qū)的干旱化會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生一系列影響。比如，干旱和高溫?zé)崂司鶗?huì)減少通過(guò)光合作用進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的碳量并增加火災(zāi)的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，高溫?zé)崂藭?huì)增加土壤呼吸（Li et al., 2012; Bonan, 2016）。在干旱條件下，水分脅迫導(dǎo)致植物生長(zhǎng)受限，從而降低自養(yǎng)呼吸速率，同時(shí)由于植物碳底物的供應(yīng)減少和微生物分解作用下降，土壤異養(yǎng)呼吸速率也呈降低趨勢(shì)；干旱還會(huì)導(dǎo)致樹木“水力傳導(dǎo)失效”或“碳饑餓”死亡并增加病蟲害（樸世龍等, 2019）。以上均會(huì)減弱生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能，增加生態(tài)系統(tǒng)脆弱性。同時(shí)北方農(nóng)牧林草區(qū)和南方農(nóng)牧脆弱區(qū)高溫?zé)崂说脑黾舆€會(huì)增強(qiáng)作物開花期附近的熱脅迫，從而導(dǎo)致減產(chǎn)（Siebert and Ewert, 2014）。相反，干旱半干旱脆弱區(qū)和青藏高原脆弱區(qū)變濕的趨勢(shì)可在一定程度上減緩這些地區(qū)的脆弱性。

致謝感謝高學(xué)杰研究員提供了CN05.1 格點(diǎn)化觀測(cè)數(shù)據(jù)集，同時(shí)感謝曾曉東研究員對(duì)本文進(jìn)行了細(xì)致的檢查修改。