北方农牧交错带干旱化特征分析

龙晓斌?刘亚南?胡鲲?周玉兰

摘 要：本文研究了气候变化背景下近50年北方农牧交错带干旱化特征并对其变化趋势分析，研究表明：北方农牧交错带平均年降水量371.4mm，近50年呈下降趋势。其中7、8月降水量下降显著。50年平均年降水量东北部地区最少，中部地区次之，西南部最多，降水倾向率西南部最小，其次为东部地区，中部地区最大。全区平均干旱指数0.004，下降趋势明显。平均干旱指数中部最低，西南部次之，东北部地区最高，干旱指数越低代表干旱程度越大。东北部和中部地区干旱指数下降较大，变化率-0.50/10a，西南部地区下降较小，为-0.34/10a。近十几年研究区干旱化在中部和东北部地区表现最严重。

关键词：干旱化；PDSI；时空特征

一、基于降水量的研究区干旱化分析

1.研究区降水量年际变化

综合研究区28个站点年降水量数据计算北方农牧交错带降水距平百分率，过去50年北方农牧交错带平均年降水量371.4mm，降水量总体呈下降趋势（图1），年际波动大，未通过显著性检验。1999年起降水量呈明显下降趋势，除2003、2008和2010年接近平均值外，其他年份降水距平百分率均为负，说明年降水量均低于50年平均值。

2.研究區降水量年内变化

近50年研究区降水主要集中5-9月（图2），总降水量为全年降水量85%以上。其中6-8月多年平均降水248.1mm，占全年降水67%左右。7月为全年降水最多月份，为102.5mm，几乎占全年降水28%。其次是8月，降水量86.8mm，为全年降水1/4。但在12月-次年2月降水不足10mm。

近50年中各月降水量未表现出一致增加或减少。其中7-11月降水倾向率降低，12月-6月上升，2月除外。7月降水量下降最大，达-6.847mm/10a，且下降趋势显著，通过99%显著性检验。进入冬季后，12月降水量呈增加趋势，降水倾向率0.327mm/10a，虽上升量不及7、8月下降量，但显著性通过99%检验。夏季6月和其他两个月表现出不同变化趋势，且都显著，而夏季是研究区降水最多季节，其降水显著变化可能会造成此地农作物产量50年内发生较大变化。

二、基于干旱指数PDSI的研究区干旱化研究

1.干旱指数PDSI研究区年代际变化

通过计算研究区近50年各站点PDSI可知，近50年干旱指数下降趋势明显，通过99%显著性检验，下降率为-0.046/a。研究区平均干旱指数为0.004。分析研究区1961-2011年PDSI可看出，全区干旱情况波动较大，处于正常干湿状况年份较少，大部分年份干湿变化明显，表明研究区内气候稳定性差。PDSI年际变化呈明显周期性，1961-1979年PDSI值大部分为正值，研究区此时段气候湿润。70年代后期向湿润转折，研究区变干趋势消失。从1980年，研究区PDSI由1979年2.43骤然降为-1.93，PDSI骤降，到1983年干旱又好转，并在后三年中转为正值重新恢复湿润状态。进入1990年，PDSI值有明显上升趋势，除1997为轻微干旱年份外，其他所有年份PDSI值都在1左右，研究区进入较湿润时段。从1999年开始，研究区干湿情况向反方向发展，除2003和2004年干湿适宜外，其他10年PDSI值均呈轻微到中度干旱，各个年份并无显著差异性变化，研究区干旱情况异常严重。

分析此地区干旱指数年代际变化：整个北方农牧交错带干旱指数有明显减小趋势。60年代PDSI指数为0.91，处于干湿适宜年代，未出现干旱，70年代干旱指数下降为0.17，气候明显向干旱发展，但仍处于正常气候状态，80年代干旱指数继续下降，为0.02，气候继续变干，90年代干旱指数明显上升但未超过60年代，为0.51。2000年后干旱指数急剧下降，由0.51下降为-1.60，研究区气候转入轻旱状态。

2.北方农牧交错带干旱化年内变化

分析各月近年干旱指数变化率及显著性情况得知：一年中除6月PDSI不显著增加外，其他各月PDSI都呈显著下降趋势，均通过99%显著性检验。8-10月干旱化最严重，8月干旱指数下降最大，为-1.08/10a，7月次之，为0.521/10a，夏季降水是研究区作物最主要水分来源，7月和8月干旱情况直接影响作物后期生长。干旱指数变化率在1-5月和9-12月变化率都为负，而降水量不呈持续增加或减少趋势。说明蒸散变化也是制约研究区干旱关键因素。

针对研究区夏秋季降水分析：夏季降水量最多，PDSI变化不同于其他三季各月同步性，6-8有各自变化趋势。综合分析夏季各月PDSI可知，6月无明显干旱化趋势，7、8月干旱化在60年代末到70年代初，80年代前期及90年代末至今。同时，年际PDSI变化趋势与7、8月基本相同，与7、8月为全年降水最多月份相关。秋季PDSI同样保持一致性。在各年代间变化趋势与7、8月基本相同。

三、结语

研究区近10多年降水量下降显著，表现明显干旱化趋势。年内7、8月降水量显著下降，其变化主导全年降水量变化趋势。6月和12月降水量显著上升，各月降水分布出现重分配。全区平均干旱指数0.004，近50年干旱指数下降显著（通过99%显著性检验）。干旱化趋势主要在60年代到70年代前期、80年代初及90年代后期至今三个时段，近10多年干旱化持续时间最长且程度最重。而各月干旱指数除6月外都显著下降，且都在1999年至今下降最严重。研究区降水和干旱指数变化趋势显示，北方农牧交错带干旱化在发展，且从90年代末至今干旱极为严重。整个农牧交错带农业生产受水分制约越来越严重。

参考文献：

[1]李庆祥， 刘小宁， 李小泉. 近半世纪华北干旱化趋势研究[J]. 自然灾害学报， 2002， 11（3）.

[2]刘晓云， 李栋梁， 王劲松. 1961—2009 年中国区域干旱状况的时空变化特征[J]. 中国沙漠， 2012， 32（2）.

作者简介：龙晓斌（1987-），男，汉族，山东省荣成市人，本科，助理工程师，从事区域气候变化研究工作。endprint