新疆干旱特征分析及防灾减灾措施

孔令文 王旭 荆海亮

摘要 利用新疆境内51个气象站1961—2015年逐日降水数据，使用统计学方法并结合SPI干旱等级划分标准，对新疆干旱特征进行分析，并给出了几点防灾减灾措施，以降低干旱灾害造成的危害。

关键词 SPI指数;干旱特征;防灾减灾;新疆

气象干旱是指长时间的降水量不足、空气相对湿度较少，导致土壤水分不足的气候现象，主要表现形式是降水量减少，其主要特点是出现频率高、持续时间长、影响范围广等。新疆属于典型的干旱半干旱区，受气候和地理环境的共同影响，境内干旱灾害频繁出现，严重影响着农牧业生产，不利于新疆社会经济的持续发展。基于此，笔者以SPI干旱指标为基础，研究新疆干旱变化率空间分布、干旱发生频率及影响范围、SPI指数年际变化趋势和周期规律，以期为当地干旱灾害防治和研究提供参考借鉴。

1资料与方法

利用1961—2015年新疆境内51个气象站逐日降水数据，个别数据缺失的部分选择相邻站点同期数据插值进行插补。使用统计学方法对新疆干旱特征进行分析。

因不同时间和不同地区的降水量变幅较大，直接用降水量很难在不同时空尺度上相互比较，降水分布是一种偏态分布，不是正态分布，所以采用Γ分布概率来描述降水量的变化，再进行正态标准化处理，最终用标准化降水量累积频率分布划分干旱等级。标准化降水指标（SPI）：

2新疆干旱特征

2.1干旱变化率空间分布

从图1可以看出，北疆和南疆西北部地区的SPI变化波动幅度较大，说明这些地区的干旱状况有一定程度的缓解。其中在新疆51个站点内，有96.1%台站中的SPI指数呈现出增加趋势，说明干旱灾害的出现次数和危害强度均有不同程度的下降，新疆境内的干旱开始向湿润化转换，其中天山山脉中部的乌鲁木齐SPI变化率最大，高达0.37/10年，有超过53%的站点SPI变化率均在0.2/10年，有明显的上升趋势，且个别站点的SPI变化率通过了显著性检验。另外，达坂城和七角井的SPI变化率以负值为主，SPI变化率分别为-0.23/10年和-0.13/10年，说明这2个地区的干旱化程度加剧，可能面临着干旱等级转型的问题。總体来说，新疆境内的SPI变化率有明显的一致性水平，从南向北不断增加，但局部地区却存在异质性，尤其是北疆极个别地区的干旱情况加剧。

2.2干旱发生频率及影响范围

从图2可以看出，近55年新疆的SPI指数总体呈现出波动增加的趋势，且上升趋势极为显著，通过了0.01的显著性水平检验。以1986年为界，新疆境内大部分年份从干旱期逐渐转化为相对湿润期。在1986年之前，新疆普遍处于干旱期，1986年后，SPI指数呈现出波动增加的趋势，且从干旱期朝着相对湿润期转化，只有极个别年份，如1997、2006、2008和2009年的SPI为负值，说明这些年份出现了较为严重的干旱。

通过对不同等级的干旱灾害进行划分（表1），分析近55年新疆地区不同等级干旱变化特征，其中正常干旱总体呈现出增加趋势，尤其是20世纪90年代前后，其正常干旱的影响面积增加了17%左右;对于其他4种等级的干旱影响面积来说，均呈现出不同程度的下降趋势，特别是20世纪80年代中期之前，极旱影响面积较大，1985年的极旱影响面积率超过了20%，20世纪80年代后则呈现出逐渐减少的趋势;重旱的影响面积和极旱大体保持一致，但是1998年重旱影响面积率最大，而中旱、轻旱均表现出了不同程度的减少趋势。

选择M-K方法对5种不同等级的干旱变化趋势进行检验，结果表明，近55年正常年份干旱呈现出增加的趋势，增加速率为0.33/年，且通过了0.01的显著性水平检验，其与4种等级的干旱均表现出了不同程度的下降趋势，其中中旱的减少速率为-0.09/年，轻旱为-0.06/年，极旱为-0.05/年，重旱为-0.04/年，但是这4种类型的干旱灾害均没有通过显著性水平检验，说明这4种类型的干旱灾害减少趋势不显著。

2.3SPI指数年际变化趋势

利用M-K方法对1961—2015年新疆地区的SPI指数进行显著性分析和突变性检验，结合UF和UB曲线的交点位置，可以判断近55年新疆干旱指数有3个突变点存在，突变年份分别出现在1983、1984和1986年，其中1986年则是具体突变的开始时间，该结论与轩俊伟等基于SPEI干旱突变年份的研究基本保持一致。结合UF曲线，从20世纪80年代中期以后，新疆的SPI指数增加趋势较为明显，尤其是从20世纪90年代以来，SPI指数的这种变化趋势已经远远超过了0.05的显著性水平临界线，甚至在0.001显著性水平线之上，由此不难说明，近55年新疆的SPI指数上升趋势极为显著，新疆地区的干旱灾害有明显的缓解。

3干旱防灾减灾措施

3.1加强干旱灾害天气监测预报预警

对于新疆各级气象部门来说，应加大当地气象监测预报预警工作，对异常天气加强分析，对气象现代化建设成果进行充分利用，加强高温、干旱等灾害性天气监测预警，为上级部门提供完整有效的气象观测数据，不断增强预报的精确度水平。借助于多媒体技术做好气象灾害预警的传播，做好高温干旱天气的影响评估，加大与各部门的沟通协作与信息联动，深入开展干旱灾害对水资源、农业、畜牧业等影响的调查，为政府部门的决策提供强有力的支撑。

3.2积极开展人工影响天气

应对新疆人工增雨基地加强建设，进一步增强当地人工增雨的科学技术水平，针对已经出现或即将出现旱情的地区加大调查，做好干旱情况评估，对空中云水资源进行合理利用，有计划、科学开展人工增雨（雪）工作，以降低干旱对水资源、农牧业、人们日常生活等造成的危害，充分发挥出人工影响天气的社会效益和经济效益。

3.3调整农业产业结构

为合理利用土地，因地制宜完善农牧林相结合的农业产业结构，应在干旱灾害频发区内对土地利用结构进行调整，降低干旱灾害的危害。对于缺水易旱的沙梁地、旱坡地开展退耕还林还草，禁止乱垦乱牧的情况出现，以对植被进行保护。还要在干旱区积极发展特色农业和特色作物，将农牧业生产结合起来，不断提升当地经济实力。在干旱频发区选用耐旱性能强的作物品质，或者是对耕作制度进行改善，多举措来防御干旱灾害。

4结论

（1）新疆境内的SPI变化率有明显的一致性水平，从南向北不断增加，但局部地区却存在异质性，尤其是北疆极个别地区的干旱情况加剧。

（2）近55年新疆的SPI指数总体呈现出波动增加的趋势，且上升趋势极为显著，通过了0.01的显著性水平检验。

（3）近55年正常年份干旱呈现出增加的趋势，增加速率为0.33/年，且通过了0.01的显著性水平检验，其与4种等级的干旱均表现出了不同程度的下降趋势，但减少趋势不显著。

（4）根据新疆干旱特征，应加强干旱灾害天气监测预报预警、积极开展人工影响天气、调整农业产业结构等，以降低干旱造成的危害。

参考文献

[1] 潘淑坤，张明军，汪宝龙，等.近51年新疆S干旱指数变化特征分析[J].干旱区资源与环境，2013，27（3）：32-39.

[2] 轩俊伟，郑江华，刘志辉.基于SPEI的新疆干旱时空变化特征[J].干旱区研究，2016，33（2）：338-344.

责任编辑：郑丹丹