论文部分内容阅读
在气候变暖背景下,干旱已成为世界多地面临的主要自然灾害之一,旱灾的发生严重危及到人类的生存环境。黄土高原生态环境脆弱,对气候变化的响应比较敏感。深入研究黄土高原地区气象干旱的演变特征,分析干旱变化对旱地作物产量的影响,对增强农业生产的防灾减灾能力,调整相应的生态环境建设策略,促进区域经济可持续发展都有着十分重要的意义。本文选取了黄土高原地区55个气象站点1960-2017年逐日地面气象数据,基于传统的潜在蒸散与降水量之比构成的干湿指数,由FAO56-PM潜在蒸散量对干旱指标进行重新界定,从长时序上分析黄土高原气象干旱的时空变化特征,并根据干旱特征对干旱的发生与单位面积旱作粮食产量之间的关系进行了探究。研究表明:(1)黄土高原1960-2017年多年平均降水量与潜在蒸散分别为426.5mm、999.7mm,年内各月份分配不均,各季节降水量与潜在蒸散量空间分布各有特点。黄土高原由FAO56-PM公式重新界定的湿润、半湿润、半干旱、干旱、干燥气候分区界限值分别为0.63,1.21,1.79,2.36,4.67,近58年平均干燥度Da的范围为1.22～8.84,各站点多年平均干燥度整体上呈西北向南部逐渐递减分布,各年代际界线值1.79、2.36的空间分布变化较为明显,各年代际界线值4.67的空间分布变化不明显。近58年年干燥度呈上升趋势的站点占63.6%。多年平均干湿分区条件下,干旱地区的平均干燥度近58年呈减小趋势,干燥地区、半干旱地区和半湿润地区的平均干燥度呈增加趋势。(2)黄土高原地区近58年来总干旱发生频率为73.7%,各干湿分区以干燥区向半湿润区顺序排列,其所对应的干旱发生频率依次减小。大旱与总干旱相似,干旱频率也为从干燥区向半湿润区递减,中旱、微旱发生频率与大旱相反,以大旱为主,易发生大旱。整体上看,黄土高原属干旱频发的区域且干旱频率近58a为略微增加趋势。春季与冬季易发生大旱,夏季与秋季易发生中旱与微旱。春旱、秋旱发生频率呈增加趋势,夏旱、冬旱发生频率呈减少趋势,中旱、微旱发生频率呈增加趋势,大旱发生频率呈减少趋势。(3)近58a黄土高原地区年尺度干旱发生频率空间分布规律大致呈西北大、中南小的分布情况。微旱频率呈西北小、中南大的分布特点。中旱频率与大旱呈西北大、东南小的特点。黄土高原干燥区为各季节干旱频发的地区,春季与冬季是黄土高原干旱频发的季节,各季节干旱频率整体为从西北向南部逐渐减小的空间分布趋势。黄土高原地区共有10个站点有不旱年,总体上看黄土高原地区的旱年个数基本为春季>夏季>秋季。(4)黄土高原1996-2017年以旱作为主的地区内粮食单产与年干燥度、年降水量之间相关性达到了显著水平(p<0.05)的站点,主要分布在甘肃中东部、山西北部与中部、陕北北部等地区,约占旱作地区站点数的3/4,各站点粮食单产与年干燥度、年降水量分别呈较强负相关与较强正相关关系。以旱作为主的陕北地区粮食单产与年干燥度之间呈显著负相关,表现为年干燥度越小,单位面积产量越大。区域粮食单产与年降水量、春、夏、秋及降水量均呈较强正相关,其中年尺度、夏、秋季降水量对粮食产量影响较显著,通过了0.05的显著性检验,表现为降水量越大,单位面积产量越大。(5)多年平均干旱频率大小与黄土高原旱作区中部与西北部的旱地粮食产量关系比较密切,不同地区季节干旱发生频率分布有别,均表现为干旱频率越小,粮食产量越大的特点。旱作区各站点不同等级干旱频率也对其粮食单产有不同程度的影响,其中微旱、中旱频率与粮食产量均呈负相关但不显著,受大旱频率大小影响较大的地区为定边、吴旗、通渭、横山、景泰附近,其负相关系数通过了0.05水平的显著性检验。