1983～2013年成县干旱规律统计及影响分析

李 佳，陈剑雄

(甘肃省成县气象局，甘肃成县 742500)

干旱灾害是最复杂且被人们了解最少的自然灾害，对人类所造成的影响远超过其他的自然灾害［1］。降水是干旱的主要影响因素，而降水的分布特点及变化规律决定了干旱灾害具有普遍性、区域性、季节性和持续性。20世纪后期全球增暖趋势越来越明显，受全球变暖的影响，西北地区的气候也受到了不同程度的影响，其中干旱最为常见［2］。近十几年来科研人员对地区的干旱规律进行了诸多研究，如张强等在考虑干旱气候系统的前提下，总结了西北干旱气候的形成和演化规律［3］;李新周等研究了近百年来全球主要干旱区的干旱化特征［4］;翟盘茂等对我国53年来的气候变化和干旱特征进行了分析，发现我国的干旱面积在气候变暖背景下总体上趋于增加，但变化趋势不显著［5］。笔者在此对1983～2013年成县的干旱现象和降水量进行了统计，总结出干旱的变化规律及其影响。

1 资料与方法

1.1 研究区概况 成县位于甘肃省南部的陇南山区，地处秦岭山脉南麓丘陵河谷地带，总面积1 676.54 km2，其中耕地面积2.7万hm2，林地7.9万hm2，天然草场1.0万hm2，森林覆盖47.9%。境内多高山峡谷，地势西北高东南低，海拔750～2 377 m。地貌特征南北为山地，中部为丘陵，青泥河及其支流切割形成水域贯穿其间。具有特殊的盆地环境，盆地气候明显，根据文献［6］划分的西北地区春季干旱、半干旱、半湿润、湿润和高原5个气候区，而成县处于半湿润区，四季分明，冷暖适度;无霜期185 d，年日照时数1 468.5 h，相对湿度75%［7］。由于特殊的地理环境，加上降水时空分布上的不均匀，多出现连旱以及伏旱，加之农业为此地的第一产业，干旱气候对农作物的影响巨大［8］。

1.2 资料与方法 所用资料为徽成盆地之成县气象站1983～2013年冬小麦作物年报、春玉米作物年报、降水量，1983～2013年成县冬小麦作物观测资料、春玉米观测资料，小麦干旱为观测地段实测。采取序列分析和数理统计检验方法进行相关分析。气象干旱通常主要以降水的短缺作为指标［9］，在此统计是降水的年际或季节变化形成的随机性异常水分短缺现象。

2 成县气象干旱统计

近31年来成县干旱现象发生较频繁(表1)，其中夏季干旱出现最为频繁，其中6月份出现了6次，7月份出现了4次，8月份出现了3次，总共出现了13次，出现频率为43%;春季干旱5月出现了6次，4月出现了2次，3月出现了1次，总共为9次，出现频率为30%;而秋季和冬季干旱11月、12月和1月均出现2次，9月、2月均出现1次，10月份未出现干旱，出现频率为27%;且成县有连旱现象，旱期时间维持长，导致干旱对作物的影响加重，作物产量下降甚至出现绝收。成县1986年7月中旬～1987年5月中旬发生连旱。1991～1992年出现连旱，旱期维持12个月。20世纪80世纪末～90世纪初出现2次连旱现象。2006年6～7月继续干旱、2007年5月干旱、2008年5～6月干旱，虽然连续多年干旱比较明显，但由于成县地处暖温带半湿润气候，旱后降水补充好，多年伏旱缓解性强，旱情多持续1～2个月，降水后墒情恢复明显。

总结31年干旱发生数据发现，干旱的发生程度具有阶段性特征［10］，20世纪90年代干旱较为严重，多出现连旱，2000年后干旱程度较为减缓;成县多发生夏季干旱，夏季降水较丰富，但降水的时空分布均匀性差，导致又涝又旱，汛期干旱较为严重的月份每3～5年一遇;多因西南风蒸发量大，土壤失墒快，因此夏季干旱危害性严重，导致作物产量明显下降。从年际间的变化总结发现2000年后春季干旱出现的频率明显增加，基本与夏季干旱持平。

表1 1983～2010年成县干旱发生频率

3

成县降水量变化分析

干旱、半干旱地区一般是根据干旱程度划分农业地区。由于降水量是决定气候干湿的主要因素［11］，因此对比降水量与干旱的分布状况，研究干旱在成县的分布特点，也是农业种植分布区域的规划重点。

3.1 年降水量变化 从31年成县年平均降水量来看，该地区的降水量充足。干旱的发生与降水量关系密切，从干旱和降水量的分布来看，农业干旱与降水的时空分布也有较大的关系，只有有效的降水量才可以为植物提供最为有效的水分。以2007年为例，2007年年降水量高达707 mm，较31年平均降水量增加了77 mm，占历年降水量的12.3%，但在5～6月由于降水量分布不均匀产生了干旱，降水量一次性过大并不利于农作物的吸收利用，降水量过大多产生径流流失、作物对于水分的储备时间不足，在大到暴雨之后所产生的多日晴天无降水，气温高农作物水分流失快，干旱显现。由此可知，对于农作物来说日降水量并不是越大越好，而降水的时空分布尽量均匀、降水量适中即可。与之相反，1995年5月的总降水量仅19.4 mm，较历年平均减少549.4 mm，比历年平均减少了71.8%，却没有构成农业干旱，其主要原因就是降水的时空分布均匀，虽然降水的总量严重不足，但一个月持续的小降水量较多，对于植物的给水十分有效，降水天数占全月的90%以上。综上所述可知，降水量的大小与干旱并不是呈绝对的正比例关系，有效降水才是农业干旱的关键考核因子。

由图1可见，近31年成县降水分布呈多峰型，出现多最值的情况;31年最大值出现在1990年，年降水量为968 mm，最小值出现在1997年，年总降水量为403 mm，两者相差565 mm，占平均降水量的89.7%，因此降水时间分布不均匀，1990年降水量大但降水的分布不均匀，伏旱现象明显，导致该年份出现又涝又旱的现象，对农作物的生长产生了极坏的影响。近31年成县年总降水量呈持平趋势，稍有下降，减少率为－6.321 mm/10a，年代际间变化幅度大，年际间雨量最大相差470.9 mm(1968年576.6 mm，1965年105.7 mm)，多少相差5倍有余。另外分析年降水量变化和累积距平变化发现，凡遇干旱年，降水量距平偏差大。

3.2 月降水量变化 由图2可知，近31年成县月降水量分布呈正态分布，用MATLAB检验正态分布可知月降水量分布服从均值为52.45、方差为43.12的正态分布。1～4月、10～

12月降水量明显偏少，5～9月降水偏多，以7～9月降水最多，降水量极大值出现在7月份，为120 mm。由此可见成县干旱应多发生在1～4月、10～12月，但根据成县地区31年的干旱统计可知，春季干旱和伏旱的发生更为频繁，冬旱并不明显，因此成县地区干旱的主要原因是因为降水的时空分布不均匀，在光照较充足的月份，降水的时空分布不均匀，发生长时间无降水，土壤水分流失过快，土壤墒情下降。同时由于作物在不同的生长发育周期需水量不一，对不同时期干旱的表现程度明显不同。因此对于农业干旱来说伏旱出现的频率最大，对人们生产生活的影响也最大。

4 干旱常发生月份降水统计

根据对成县31年的干旱发生分布规律可知，干旱易出现的月份为5、6、7和8月，因此在此总结相应月份的降水量。

4.1 5月份降水量 比较伏旱期间31年5月份降水量的变化趋势，5月份降水量基本持平，略有下降趋势，递减率为1.377 mm/10a(图3)，5月份降水极少值出现在2001年，为17.9 mm，较平均值减少了72%，高值最大值出现在2013年，降水量为125.0 mm，较平均增加了81.8%;从整体的降水分布来看，2000年以后低于平均降水量的年份较多。

4.2 6月份降水量 由图3b可知，6月份降水量呈明显的下降趋势，31年平均降水量较1983年下降了39 mm，递减率为11.619 mm/10a，6月份降水极少值出现在2006年，为21.8 mm，较平均值减少了74%，2000年后降水低值的幅度明显偏大，高值的幅度明显偏小，最大值出现在2013年，降水量为124.9 mm;从整体来看，2000年以前降水分布较均匀，2000年以后降水量偏少年份较多。

4.3 7月份降水量 7月份降水量有明显的增加趋势，递增率为11.807 mm/10a，7月份降水极少值出现在2000年，为18.4 mm，较平均值减少了100.3 mm，占平均降水量的84.5%;最大值出现在1998年，降水量为215.6 mm，较平均增加了81.6%;从整体的降水分布来看，降水量在平均值两侧的分布年份将均匀，2005～2013年7月份降水多大于平均值(图3c)。

4.4 8月份降水量 由图3d可见，8月份降水量有增加趋势递，增率为1.509 mm/10a，8月份降水极少值出现在1999年，为11.5 mm，较平均值减少了96.7 mm，占平均降水量的89.4%;最大值出现在1998年，降水量为199.0 mm，较平均增加了83.9%;从整体的降水分布来看，降水量在平均值两侧的分布年份将均匀。

以上分析可见，月降水量的趋势分布符合干旱年际变化的规律，近年春季干旱明显增加，5、6月份降水量均有减少，且6月减少明显，而此季节恰好是作物播种发育的季节，正好处于春玉米的拔节期，正处于作物生长的需水期，但干旱出现频繁对农业生产造成极大的影响。而7、8月的降水量明显增加，符合干旱的年际降水变化规律，夏季干旱的出现频率减少，由此可知降水量的分布仍然直接影响着干旱的发生于分布。

5 结论

(1)成县地处徽成盆地，年降水量分布均匀，干旱多发生在夏季，伏旱影响明显。且结合年降水量和月降水量的分布规律发现，年降水量分布均匀，降水量的大小趋势基本与农业干旱相对应，但由于降水量的时空分布不均匀，出现降水量与农业干旱不相对应的现象，多出现又涝又旱的现象。因此可以看出降水量的空间分布对成县农业干旱的影响很大。月降水量分布服从均值为52.45、方差为43.12的正态分布，1～4月和10～12月降水量较少，6～8月降水量明显增加。

(2)干旱的发生程度具有阶段性特征，20世纪90年代干旱较为严重，多出现连旱;2000年后干旱程度较为减缓。总结常发生旱情的月份(5～8月)降水量分布发现，5月份降水量基本持平、略有下降减少趋势，6月份降水量有逐年减少的趋势，7、8月份降水量有逐年增加的趋势。由此可知成县年降水量基本持平，但月降水量的分布趋势增减明显。由于降水量的时间分布不均匀导致短时期干旱或水涝现象明显。月降水量的变化符合干旱的年际变化，夏季干旱的出现频率减少，春旱的频率增加。

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