新疆干旱特征分析及防災減災措施

孔令文 王旭 荊海亮

摘要 利用新疆境內51個氣象站1961—2015年逐日降水數據，使用統計學方法并結合SPI干旱等級劃分標準，對新疆干旱特征進行分析，并給出了幾點防災減災措施，以降低干旱災害造成的危害。

關鍵詞 SPI指數;干旱特征;防災減災;新疆

氣象干旱是指長時間的降水量不足、空氣相對濕度較少，導致土壤水分不足的氣候現象，主要表現形式是降水量減少，其主要特點是出現頻率高、持續時間長、影響范圍廣等。新疆屬于典型的干旱半干旱區，受氣候和地理環境的共同影響，境內干旱災害頻繁出現，嚴重影響著農牧業生產，不利于新疆社會經濟的持續發展。基于此，筆者以SPI干旱指標為基礎，研究新疆干旱變化率空間分布、干旱發生頻率及影響范圍、SPI指數年際變化趨勢和周期規律，以期為當地干旱災害防治和研究提供參考借鑒。

1資料與方法

利用1961—2015年新疆境內51個氣象站逐日降水數據，個別數據缺失的部分選擇相鄰站點同期數據插值進行插補。使用統計學方法對新疆干旱特征進行分析。

因不同時間和不同地區的降水量變幅較大，直接用降水量很難在不同時空尺度上相互比較，降水分布是一種偏態分布，不是正態分布，所以采用Γ分布概率來描述降水量的變化，再進行正態標準化處理，最終用標準化降水量累積頻率分布劃分干旱等級。標準化降水指標（SPI）：

2新疆干旱特征

2.1干旱變化率空間分布

從圖1可以看出，北疆和南疆西北部地區的SPI變化波動幅度較大，說明這些地區的干旱狀況有一定程度的緩解。其中在新疆51個站點內，有96.1%臺站中的SPI指數呈現出增加趨勢，說明干旱災害的出現次數和危害強度均有不同程度的下降，新疆境內的干旱開始向濕潤化轉換，其中天山山脈中部的烏魯木齊SPI變化率最大，高達0.37/10年，有超過53%的站點SPI變化率均在0.2/10年，有明顯的上升趨勢，且個別站點的SPI變化率通過了顯著性檢驗。另外，達坂城和七角井的SPI變化率以負值為主，SPI變化率分別為-0.23/10年和-0.13/10年，說明這2個地區的干旱化程度加劇，可能面臨著干旱等級轉型的問題。總體來說，新疆境內的SPI變化率有明顯的一致性水平，從南向北不斷增加，但局部地區卻存在異質性，尤其是北疆極個別地區的干旱情況加劇。

2.2干旱發生頻率及影響范圍

從圖2可以看出，近55年新疆的SPI指數總體呈現出波動增加的趨勢，且上升趨勢極為顯著，通過了0.01的顯著性水平檢驗。以1986年為界，新疆境內大部分年份從干旱期逐漸轉化為相對濕潤期。在1986年之前，新疆普遍處于干旱期，1986年后，SPI指數呈現出波動增加的趨勢，且從干旱期朝著相對濕潤期轉化，只有極個別年份，如1997、2006、2008和2009年的SPI為負值，說明這些年份出現了較為嚴重的干旱。

通過對不同等級的干旱災害進行劃分（表1），分析近55年新疆地區不同等級干旱變化特征，其中正常干旱總體呈現出增加趨勢，尤其是20世紀90年代前后，其正常干旱的影響面積增加了17%左右;對于其他4種等級的干旱影響面積來說，均呈現出不同程度的下降趨勢，特別是20世紀80年代中期之前，極旱影響面積較大，1985年的極旱影響面積率超過了20%，20世紀80年代后則呈現出逐漸減少的趨勢;重旱的影響面積和極旱大體保持一致，但是1998年重旱影響面積率最大，而中旱、輕旱均表現出了不同程度的減少趨勢。

選擇M-K方法對5種不同等級的干旱變化趨勢進行檢驗，結果表明，近55年正常年份干旱呈現出增加的趨勢，增加速率為0.33/年，且通過了0.01的顯著性水平檢驗，其與4種等級的干旱均表現出了不同程度的下降趨勢，其中中旱的減少速率為-0.09/年，輕旱為-0.06/年，極旱為-0.05/年，重旱為-0.04/年，但是這4種類型的干旱災害均沒有通過顯著性水平檢驗，說明這4種類型的干旱災害減少趨勢不顯著。

2.3SPI指數年際變化趨勢

利用M-K方法對1961—2015年新疆地區的SPI指數進行顯著性分析和突變性檢驗，結合UF和UB曲線的交點位置，可以判斷近55年新疆干旱指數有3個突變點存在，突變年份分別出現在1983、1984和1986年，其中1986年則是具體突變的開始時間，該結論與軒俊偉等基于SPEI干旱突變年份的研究基本保持一致。結合UF曲線，從20世紀80年代中期以后，新疆的SPI指數增加趨勢較為明顯，尤其是從20世紀90年代以來，SPI指數的這種變化趨勢已經遠遠超過了0.05的顯著性水平臨界線，甚至在0.001顯著性水平線之上，由此不難說明，近55年新疆的SPI指數上升趨勢極為顯著，新疆地區的干旱災害有明顯的緩解。

3干旱防災減災措施

3.1加強干旱災害天氣監測預報預警

對于新疆各級氣象部門來說，應加大當地氣象監測預報預警工作，對異常天氣加強分析，對氣象現代化建設成果進行充分利用，加強高溫、干旱等災害性天氣監測預警，為上級部門提供完整有效的氣象觀測數據，不斷增強預報的精確度水平。借助于多媒體技術做好氣象災害預警的傳播，做好高溫干旱天氣的影響評估，加大與各部門的溝通協作與信息聯動，深入開展干旱災害對水資源、農業、畜牧業等影響的調查，為政府部門的決策提供強有力的支撐。

3.2積極開展人工影響天氣

應對新疆人工增雨基地加強建設，進一步增強當地人工增雨的科學技術水平，針對已經出現或即將出現旱情的地區加大調查，做好干旱情況評估，對空中云水資源進行合理利用，有計劃、科學開展人工增雨（雪）工作，以降低干旱對水資源、農牧業、人們日常生活等造成的危害，充分發揮出人工影響天氣的社會效益和經濟效益。

3.3調整農業產業結構

為合理利用土地，因地制宜完善農牧林相結合的農業產業結構，應在干旱災害頻發區內對土地利用結構進行調整，降低干旱災害的危害。對于缺水易旱的沙梁地、旱坡地開展退耕還林還草，禁止亂墾亂牧的情況出現，以對植被進行保護。還要在干旱區積極發展特色農業和特色作物，將農牧業生產結合起來，不斷提升當地經濟實力。在干旱頻發區選用耐旱性能強的作物品質，或者是對耕作制度進行改善，多舉措來防御干旱災害。

4結論

（1）新疆境內的SPI變化率有明顯的一致性水平，從南向北不斷增加，但局部地區卻存在異質性，尤其是北疆極個別地區的干旱情況加劇。

（2）近55年新疆的SPI指數總體呈現出波動增加的趨勢，且上升趨勢極為顯著，通過了0.01的顯著性水平檢驗。

（3）近55年正常年份干旱呈現出增加的趨勢，增加速率為0.33/年，且通過了0.01的顯著性水平檢驗，其與4種等級的干旱均表現出了不同程度的下降趨勢，但減少趨勢不顯著。

（4）根據新疆干旱特征，應加強干旱災害天氣監測預報預警、積極開展人工影響天氣、調整農業產業結構等，以降低干旱造成的危害。

參考文獻

[1] 潘淑坤，張明軍，汪寶龍，等.近51年新疆S干旱指數變化特征分析[J].干旱區資源與環境，2013，27（3）：32-39.

[2] 軒俊偉，鄭江華，劉志輝.基于SPEI的新疆干旱時空變化特征[J].干旱區研究，2016，33（2）：338-344.

責任編輯：鄭丹丹