中圖分類號： P426.616 文獻標志碼：B 文章編號：2095-3305（2025）05-0281-03

聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第六次評估報告上指出，21世紀10年代全球地表氣溫出現(xiàn)了明顯的升溫現(xiàn)象，與1850一1900年的平均氣溫相比上升了 1.1^qC ，并預估2021—2040年全球氣溫升溫幅度將超過 1.5^qC 在全球氣候變暖的背景下，干旱作為一種常見的自然災害，對人類社會和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)造成了嚴重的影響。畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)位于貴州省西北部，是我國重要的新型工業(yè)、特色農(nóng)業(yè)和旅游業(yè)基地。該地區(qū)屬于典型的喀斯特地貌區(qū)，這里生態(tài)環(huán)境脆弱，對氣候變化響應敏感，近年來干旱事件頻發(fā)，給當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來了巨大影響和嚴峻挑戰(zhàn)。

標準化降水蒸散指數(shù)（SPEI）是由Vicente-Serrano提出的干旱監(jiān)測指標，綜合考慮了降水和潛在蒸散發(fā)的共同影響，能夠更全面地反映氣象干旱特征[1-3]。目前，基于SPEI的干旱研究在中國多個區(qū)域已有應用，但對西南喀斯特地區(qū)的研究相對不足[4-10]。因此，研究選取貴州省畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)為研究區(qū)域，利用長時間序列的SPEI數(shù)據(jù)系統(tǒng)分析其氣象干旱特征，以期為區(qū)域抗旱減災和水資源管理提供科學依據(jù)。

1研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)方法

1.1 研究區(qū)概況

畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)位于貴州省西北部，地處滇東高原向黔中山原丘陵過渡的傾斜地帶，海拔為 470～2217m 平均海拔 1511m ，海拔落差較大，總面積為 3412km² 。七星關(guān)區(qū)屬于亞熱帶濕潤季風氣候，年平均氣溫為12.5‰ ，年平均降水量為 954mm ，年無霜期為250d左右。七星關(guān)區(qū)境內(nèi)喀斯特地貌發(fā)育較好，峰巒疊嶂，溪流縱橫，壑谷幽深，山清水秀，風光旖旎，但生態(tài)環(huán)境極為脆弱，水資源時空分布不均，干旱是影響七星關(guān)

區(qū)的主要氣象災害之一。

1.2數(shù)據(jù)來源與研究方法

研究使用的數(shù)據(jù)選取貴州省七星關(guān)區(qū)1961年1月—2023年12月逐日降水量，統(tǒng)計并計算出七星關(guān)區(qū)的逐月降水量。由于不同時間尺度上的降水量變化幅度較大，直接利用降水量進行時空尺度對比并不科學，而且降水屬于偏態(tài)分布，因此采用分布概率來分析降水量的變化。其中，SPEI值是先計算降水量和蒸散量的差值，再經(jīng)標準化處理，最終通過正態(tài)標準化累積頻率 （P） 分布對干旱等級進行劃分。將降水量與這個地區(qū)某一時段內(nèi)的潛在蒸散量與平均值進行對比后得出一個數(shù)值。

（1）當 P?0.5 時， ，計算公式為：

②當 Pgt;0.5 時， P 取 1-P ，其計算公式為：

式 （1）～（2） 中， c₀=2.5155 ， c₁=0.8029 c₂=0.0103 d_l= 1.4328， d₁=0.189 3 5 d₁=0.001 3 ， w（1，2，3 ，…）表示概率權(quán)重距。當SPEI值 gt;0 時，表示降水量超出同期的蒸散需求，水分充足，值越大說明水分的盈余越多，表示該地區(qū)濕潤，當SPEI值 lt;0 時，說明降水量不能滿足同期蒸散需求，出現(xiàn)水分虧缺，值越小代表發(fā)生的氣象干旱概率越高。

結(jié)合干旱等級劃分的國家標準（表1），通過對不同時間尺度下（SPEI-1、SPEI-3、SPEI-12）的SPEI值進行相關(guān)分析，用于反映七星關(guān)區(qū)短、中、長期的干旱狀況，從而更好地了解七星關(guān)區(qū)干旱發(fā)生頻率和強度，協(xié)助相關(guān)部門在干旱發(fā)生時及時進行決策，科學協(xié)調(diào)水資源分配。

2七星關(guān)區(qū)干旱時空特征分析

2.1SPEI-1的變化特征

SPEI-1表示在計算該月份SPEI值時僅考慮當月水分虧缺的情況。對七星關(guān)區(qū)1961—2023年SPEI-1進行分析發(fā)現(xiàn)，63年期間七星關(guān)區(qū)干濕交替出現(xiàn)（圖1）。其中，干旱發(fā)生率為 34.9% ；輕旱、中旱、重旱和特旱均出現(xiàn)過，以輕旱出現(xiàn)頻率最高，達到 52.7% ；其次是中旱，占干旱發(fā)生頻次的 28.4% ；特旱出現(xiàn)的最少，重旱和特旱分別占據(jù) 12.9% 和 6.0‰ 這63年中七星關(guān)區(qū)干旱發(fā)生率呈現(xiàn)明顯的年代際變化，其中20世紀60年代干旱出現(xiàn)頻率相對較低，發(fā)生率為 29.2% ，該年代未發(fā)生特旱；隨后，干旱出現(xiàn)頻率呈現(xiàn)逐年代增長現(xiàn)象，70年代達到 30.8% ，并出現(xiàn)特旱月份，中旱發(fā)生率較60年代明顯增多；80年代干旱頻率明顯增加，增長到 34.2% ，重旱發(fā)生率較70年代和60年代有所減少；90年代干旱出現(xiàn)頻率為 35.8% ，特旱有顯著的增多現(xiàn)象。進入21世紀后，七星關(guān)區(qū)干旱頻率較20世紀增高顯著，00年代達到 38.3% ，10年代增至 40.0% ，并出現(xiàn)多次持續(xù)性干旱事件，2021—2023年干旱出現(xiàn)頻率達到了 38.9% ;2001一2023年輕旱、重旱和特旱都較20世紀60一90年代出現(xiàn)了增多，尤其重旱頻率增高明顯，但中旱的發(fā)生率相對減少。

2.2 SPEI-3的變化特征

SPEI-3表示在計算該月份SPEI值時考慮的是當月及其前2個月共3個月的水分虧缺情況。通過對七星關(guān)區(qū)1961—2023年SPEI-3序列進行分析發(fā)現(xiàn)，63年期間七星關(guān)區(qū)呈現(xiàn)干濕交替現(xiàn)象（圖2），干旱發(fā)生率為 33.7%_?? 期間不同程度的干旱均出現(xiàn)過，其中仍以輕旱為主，發(fā)生率為 49.2% ；中旱發(fā)生頻率次之，占干旱發(fā)生頻次的 31.5% ；重旱的發(fā)生頻率為 15.4% ；特旱發(fā)生的最少，占 3.9%_0.63 年中，七星關(guān)區(qū)干旱發(fā)生頻率在21世紀00年代期間最高，達到 23.2% ；在20世紀70年代最低，發(fā)生率為 10.6% 。不同程度的干旱發(fā)生頻率均呈現(xiàn)波動變化現(xiàn)象，其中輕旱、中旱均在21世紀00年代期間發(fā)生得最多，進入10年代后輕旱又開始明顯減少；重旱在20世紀80年代發(fā)生最多，其次是21世紀00年代，20世紀60—70年代出現(xiàn)的相對較少；而20世紀60年代、70年代期間七星關(guān)區(qū)均未出現(xiàn)過特旱現(xiàn)象，之后呈現(xiàn)增多趨勢，其中2021—2023年這3年中就有5個月份出現(xiàn)了特旱現(xiàn)象。

為揭示63年期間七星關(guān)區(qū)季節(jié)性干旱特征，選取SPEI-3的5月、8月、11月和次年2月的值代表春季（3—5月）、夏季（6一8月）、秋季（9一11月）及冬季（12月至翌年2月）。對七星關(guān)區(qū)季節(jié)性干旱情況進行分析得出，在這63年中，七星關(guān)區(qū)春季、夏季、秋季和冬季的SPEI值的變化范圍分別為-2.09（2011年）＼～1.98（1984年）、-2.28（2022年）＼～2.01（2021年）、-2.02（2009年）＼～2.07（2008年）、-2.16（2023年） ～2.19 （1982年），年際間變化幅度較大，整體上各季節(jié)的氣候傾向率分別為-0.1/10年、0.039/10年、-0.144/10年和-0.17/10年（圖3），說明除夏季外，七星關(guān)區(qū)春季、秋季和冬季都呈現(xiàn)出變干的趨勢，以冬季變干趨勢最明顯。

2.3 SPEI-12的變化特征

SPEI-12表示在計算該月份SPEI值時考慮的是包括當月在內(nèi)的前12個月份的水分虧缺情況，采用不低于12個月的大尺度的SPEI值能很好反映干旱的長期積累過程，這一變化過程與地表水和地下水位的相關(guān)性較為密切，因此SPEI-12是用于表征干旱的理想指標。經(jīng)SPEI-12分析表明，在1961—2023年這63年中七星關(guān)區(qū)經(jīng)歷了明顯的干濕交替過程，20世紀60—70年代以濕潤為主，80年代為濕、干交替，90年代也是以濕潤為主，進入2000年后，干旱趨勢顯著增強，特別是2002—2003年、2009—2011年和2022—2023年出現(xiàn)持續(xù)性極端干旱事件。

選取SPEI-12的12月值作為年干旱數(shù)據(jù)，分析七星關(guān)區(qū)1961—2023年這63年中SPEI年際變化得到SPEI的變率為-1.97（2022年）＼～2.46（1983年），年際變化幅度較大。1961—1986年僅有4個年份為干旱年，其中1981年和1985年為輕旱年，1962年為中旱年，1966年為重旱年，其他年份均為無旱年，是七星關(guān)區(qū)較為濕潤的時期；1987一1990年為較干時期，4個年份的SPEI值均為負值，其中1988年和1989年達到重旱；1991一2001年也是七星關(guān)區(qū)相對濕潤時期，只有1998年達到輕旱年；2002一2013年是干旱出現(xiàn)較多的時期，這12年中出現(xiàn)了4個中旱年、3個重旱年；2014—2023年，七星關(guān)區(qū)又進入較濕潤時期，其中2022、2023年為干旱年，2022年SPEI值達到-1.97，是63年中干旱最嚴重的一年?？傮w來看，七星關(guān)區(qū)1961—2023年的SPEI值正在以-0.104/10年的速率下降，整體表現(xiàn)為變干趨勢（圖4）。

2.4干旱持續(xù)性分析

滑動平均分析顯示，短期干旱（SPEI-1）持續(xù)時間多為1＼～3個月，最嚴重的干旱事件發(fā)生在1978年12月一1979年7月、1986年12月一1987年7月，這2次過程均持續(xù)長達8個月，七星關(guān)區(qū)經(jīng)歷了冬春夏3個季連旱。中期干旱（SPEI-3）持續(xù)時間多為1＼～4個月，最多持續(xù)14個月，發(fā)生在2009年2月一2010年3月，在此期間SPEI值在-1.0以下的有11個月，SPEI值在-2.0以下的有2個月，其次是2022年7月一2023年7月的干旱事件，持續(xù)時間長達13個月，SPEI值在-1.0以下的有8個月，SPEI值在-2.0以下的有4個月，干旱嚴重。長期干旱（SPEI-12）多為持續(xù)3＼～12個月，七星關(guān)區(qū)1987年7月—1990年12月期間出現(xiàn)了最長持續(xù)42個月的干旱，其次是2009年9月一2012年7月，持續(xù)35個月，2022年8月一2023年12月的干旱事件共持續(xù)17個月，在此期間SPEI小于-2.0的長達6個月，干旱時間跨度大且危害重。總而言之，近年來七星關(guān)區(qū)長期干旱事件的發(fā)生頻率和持續(xù)時間均有所增加。

3結(jié)論

基于SPEI值對七星關(guān)區(qū)1961—2023年氣象干旱特征分析，得出以下結(jié)論。

（1）分析SPEI值，七星關(guān)區(qū)干濕交替出現(xiàn)，干旱主要以輕旱為主，其次是中旱、特旱發(fā)生較少，在20世紀60一70年代干旱率相對較低，為濕潤期，而且基本未出現(xiàn)特旱，80年代后干旱明顯增多，總體上干旱呈現(xiàn)增長現(xiàn)象。

（2）七星關(guān)區(qū)春、秋和冬季呈現(xiàn)變干趨勢，冬季變干最為明顯，夏季則略趨于變濕。七星關(guān)區(qū)SPEI值的年際間差異較大，整體表現(xiàn)為變干趨勢，正在以-0.104/10年的速率下降。特別是進入21世紀后干旱趨勢顯著，持續(xù)性干旱事件頻發(fā)、多發(fā)。

（3）七星關(guān)區(qū)干旱加劇可能與全球氣候變化背景下的大氣環(huán)流異常有關(guān)，同時受人類活動影響。研究僅為單站數(shù)據(jù)的分析，這種局限性會影響空間分析的準確性，未來可結(jié)合多站點數(shù)據(jù)和遙感資料進行更全面的評估。

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