甘肃半干旱区季节性干旱分布特征研究

王红丽　张绪成　于显枫　侯慧芝　方彦杰　马一凡

摘要：根据甘肃省兰州市、白银市、定西市、临夏市、平凉市和庆阳市1981 — 2010年共30 a的气象站数据，依据各季节各站点累积降水量平均值划分干旱等级，分析了甘肃半干旱区季节性干旱的分布特征。结果表明，特大干旱、严重干旱、轻度干旱、中度干旱在甘肃半干旱区春季、夏季和秋季均有发生，其中春季以严重干旱和中度干旱为主，夏季以中度干旱和轻度干旱为主，秋季以中度干旱和轻度干旱为主。

关键词：半干旱区；季节性干旱；分布特征；甘肃省

中图分类号：S-3 文献标志码：A 文章编号：1001-1463（2018）07-0069-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2018.07.021

Abstract：Based on the meteorological data of stations of Lanzhou， Baiyin， Dingxi， Linxia， Pingliang and Qingyang in Gansu Province for a total of 30 years from 1981 to 2010， the drought level was graded according to the average precipitation at each site in each season， and the seasonal drought distribution characteristics were analyzed in the semi-arid region of Gansu Province. The results show that extreme drought， severe drought， moderate drought and mild drought occurred in spring， summer and autumn in the semi-arid region of Gansu Province. Among them， severe drought and moderate drought occured frequently in spring， mainly moderate drought and mild drought mainly occurred in summer and autumn.

Key words：Semi-arid area；Seasonal drought；Distribution characteristics；Gansu Province

甘肅半干旱区降水稀少，蒸发强烈，年降水量不足且季节分布不均，自然降水与农作物需水供需错位[1 ]，干旱严重制约农业生产。甘肃省1958 — 2008年年均干旱受灾面积达63.1万hm2，约18%的播种面积受灾，其中成灾面积达14%[2 - 3 ]，而且甘肃省干旱涉及范围广，大部分市县均不同程度受灾，其中中东部地区受旱面积占全省的79%，粮食产量低而不稳[4 ]。随着全球变暖，气温升高可能会引起蒸发变大和降水量减少，导致我国半干旱区干旱加剧[5 ]，干旱将对农业生产和农村经济发展带来不可逆转的威胁，尤其是全省半干旱区，将成为农业生产的第一制约因素。同时，由于甘肃省半干旱区降水季节分布不均，与农作物需水供需错位引发的季节性干旱会对作物生长造成损害，甚至绝收。明确季节性干旱分布特征，及早制定预防措施将最大程度减轻旱灾损失。我们根据甘肃省兰州市、白银市、定西市、临夏州、平凉市和庆阳市1981 — 2010年的气象站数据，依据各季节各站点累积降水量平均值划分干旱等级，总结了甘肃省半干旱区季节性干旱分布特征，以期为应对季节性干旱提供参考。

1 数据来源及研究方法

根据甘肃省兰州市、白银市、定西市、临夏州、平凉市和庆阳市1981 — 2010年共30 a的气象站数据，依据各季节各站点累积降水量平均值划分干旱等级。春季为2 — 4月、夏季为5 — 7月、秋季为8 — 10月，各个季节每个站点取3个月的累积降水量求30 a的平均值。计算指标如下。

各站点各季节降水量距平百分比Dp=[（Xi-）/]×100%，其中，Xi是每年的季节（春/夏/秋）的累积降水量，是多年的平均累积降水量。得到每个站点春、夏、秋3个季节30 a的降水量距平值。

将各季节30 a降水量距平值划分为4个等级，分别为-25%～0%（轻度干旱）、-50%～-25%（中度干旱）、-75%～-50%（严重干旱）、-100%～- 75%（特大干旱）。

各站点不同程度干旱的频率=P/N，其中P为各站点不同等级不同季节发生的次数，N为30 a。

2 结果与分析

2.1 春季季节性干旱分布特征

国家气候中心以降水距平百分比Dp作为衡量干旱的主要指标。通过图1可以看出，在甘肃半干旱区，春季（2 — 4月）降水距平百分比-100%～-75%（特大干旱）的发生频率庆阳市、白银市为0.07～0.13，局部地区达到0.13～0.20，兰州市、临夏市、定西市、平凉市发生频率低于0.07；降水距平百分比-75%～-50%（严重干旱）的发生频率平凉市、白银市及兰州西北部为0.33～0.50，局部达到0.50～0.67，兰州市东南部、临夏市、定西市北部和庆阳市发生频率0.17～0.33；降水距平百分比-50%～-25%（中度干旱）的发生频率庆阳市、白银市、定西市、兰州市大部分地区为0.67～1.00，平凉市、临夏州发生频率0.33～0.67；降水距平百分比-25%～0%（轻度干旱）的发生频率大部分地区为0.67～1.00。可见，甘肃半干旱区春季主要以严重干旱和中度干旱为主，其中严重干旱平均每3 a发生1次，中度干旱每2 a、甚至每年发生。

2.2 夏季季节性干旱分布特征

通过图2看出，甘肃半干旱区夏季（5 — 7月）降水距平百分比-100%～-75%（特大干旱）基本不发生；降水距平百分比-75%～-50%（严重干旱）大部分地区（白银市除外）最频每6.00 a发生1次，白银市大部分地区每3.00～6.00 a发生1次。降水距平百分比-50%～-25%（中度干旱）大部分地区每1.50～3.00 a发生1次。降水距平百分比-25%～0%（轻度干旱）大部分地区0.75～1.00 a发生1次，甚至1.00 a发生2次。可见，甘肃半干旱区夏季主要以中度干旱和轻度干旱为主，其中中度干旱每1.50～3.00 a发生1次，轻度干旱每年发生。

2.3 秋季季节性干旱分布特征

通过图3可以看出，甘肃半干旱区秋季（8 — 10月）降水距平百分比-100%～-75%（特大干旱）除白银市西北部和兰州市局部外，其他地区基本不发生；降水距平百分比-75%～-50%（严重干旱）大部分地区（定西市西南部除外）每3.00～6.00 a发生1次，定西市西南部最频6.00 a发生1次；降水距平百分比-50%～-25%（中度干旱）大部分地区每1.50～3.00 a发生1次；降水距平百分比 -25%～0%（轻度干旱）大部分地区1.50～3.00 a发生1次。可见，甘肃半干旱区秋季主要以中度干旱和轻度干旱为主，均为每1.50～3.00 a发生1次。

3 小结与讨论

甘肃省是全国干旱最为严重的省份之一，干旱持续发生且旱情严重，经常性粮食减产严重甚至绝收[6 - 7 ]。研究显示，从20世纪60年代至21世纪初，甘肃省干旱类型以冬春旱和春末夏初旱为主逐步发展为春、夏、秋、冬均旱的严重干旱旱灾[8 ]。可见，逐步多样化和频繁发生的旱灾增加了农业生产的干旱风险。了解不同时段旱情发生的特点及程度，及时合理的制定抗旱减灾方案成为应对旱灾必须的手段和解决方法。

本文在分析甘肃省多年多点气象数据资料的基础上，总结分析了该区季节性干旱发生频率和分布特征。结果显示，甘肃半干旱区春季主要以严重干旱和中度干旱为主，其中严重干旱平均每3.00 a发生1次，中度干旱每2.00 a、甚至每年发生；夏季主要以中度干旱和輕度干旱为主，其中中度干旱每1.50～3.00 a发生1次，轻度干旱每年甚至半年发生1次；秋季主要以中度干旱和轻度干旱为主，均在每1.50～3.00 a发生1次。

参考文献：

[1] LI F M， ZHAO S L， GEBALLE G T. Water use patterns and agronomic performance for some cropping systems with and without fallow crops in a semi-arid environment of northwest China[J]. Agri. Eco. Environ.， 2000，79：129-142.

[2] 邓振镛. 高原干旱气候作物生态适应性研究[M]. 北京：气象出版社，2005：216-249.

[3] 邓振镛，张宇飞，刘德祥，等. 干旱气候变化对甘肃省干旱灾害的影响及防旱减灾技术的研究[J]. 干旱地区农业研究，2007，25（4）：94-99.

[4] 李凤民，徐进章. 黄土高原半干旱地区集水型生态农业分析[J]. 中国生态农业学报，2002，10（1）：101-103.

[5] 符淙斌，延晓东，郭维栋. 北方干旱化与人类适应-以地球系统科学观回答面向国家重大需求的全球变化的区域响应和适应问题[J]. 自然科学进展，2006，16（10）：1216-1223.

[6] 刘德祥，董安祥，陆登荣. 中国西北地区近43年气候变化对农业生产的影响[J]. 干旱地区农业研究，2005，23（2）：195-200.

[7] 张绪成，朱润身，樊庭录，等. 甘肃省黄土高原旱作区干旱灾害特点及抗旱救灾农作制度的建立[J]. 干旱地区农业研究，2009，27（5）：12-17.

[8] 邓振镛，董安祥，郝志毅，等. 干旱与可持续发展及抗旱减灾技术研究[J]. 气象科技，2003，32（3）：187-190.

（本文责编：陈 伟）