基于SPI指數(shù)的甘肅省不同自然氣候區(qū)干旱特征及變化趨勢分析

王莉霞，丁司鐸，張紅麗，金豆豆

（1.天水師范學(xué)院 資源與環(huán)境工程學(xué)院，甘肅 天水 741001；2.陜西師范大學(xué) 地理科學(xué)與旅游學(xué)院，陜西 西安 7101119；3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，湖南 長沙 410128）

研究表明，過去50年氣溫上升平均速度比過去100年快了一倍多，近百年來全球平均地表溫度上升了0.85℃，中國地表溫度上升了0.91℃。[1]甘肅省地跨中國東部季風(fēng)、西北干旱、青藏高寒三大自然區(qū)，是唯一受西風(fēng)帶、東亞季風(fēng)和高原氣候影響的省區(qū)，是典型的氣候變化敏感區(qū)和生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)。在全球氣候變暖背景下，甘肅省升溫幅度高于全國和全球同期。近60年來，甘肅省平均氣溫上升了1.6℃，平均降水量減少了14mm且區(qū)域降水變化差異大，河西增多，河?xùn)|減少，暖干化趨勢明顯。[2]氣候變暖使得全球大氣環(huán)流格局發(fā)生變化，極端天氣、氣候事件和氣象災(zāi)害發(fā)生頻率和強(qiáng)度增加，[3-5]許多國家和地區(qū)遭受了嚴(yán)重的氣象災(zāi)害。在各類氣象災(zāi)害中，干旱因其發(fā)生頻率高、持續(xù)時間長、影響范圍廣、造成損失大的特點(diǎn)而引起了學(xué)者們的廣泛關(guān)注。我國平均每年干旱受災(zāi)面積達(dá)2200萬hm2，造成的經(jīng)濟(jì)損失占GDP的3%～5%。[6]根據(jù)《中國氣象災(zāi)害大典·甘肅卷》記載，1949～2000年的50多年間，輕旱平均2年一次，重旱以上旱災(zāi)每4年一次。[7]每年3～10月農(nóng)作物生長期發(fā)生春旱（3～5月）、初夏旱（6月上旬）、伏旱（8月上中旬）和秋旱（9～11月）的頻率分別為71%、60%、51%和55%。[1]頻發(fā)的旱災(zāi)不僅嚴(yán)重威脅農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)，也是制約甘肅省經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展的主要障礙。如何有效監(jiān)測甘肅省干旱的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律已成為亟待研究的重要課題。

干旱指標(biāo)是研究干旱發(fā)生和發(fā)展規(guī)律的依據(jù)，是干旱監(jiān)測和風(fēng)險(xiǎn)評估的基本工具。在《氣象干旱等級GB/T 20481-2006》國家標(biāo)準(zhǔn)中，[8]用于干旱監(jiān)測的指標(biāo)主要有降水量距平百分率、標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)、相對濕潤度指數(shù)、土壤相對濕度干旱指數(shù)、帕默爾干旱指數(shù)、綜合氣象干旱指數(shù)等。其中標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)（SPI）因其穩(wěn)定性強(qiáng)，具有多時間尺度的特征，在全國[9]、不同區(qū)域[10-13]、不同省份[14-15]干旱監(jiān)測和變化特征分析中普遍應(yīng)用并得到較好的驗(yàn)證。對甘肅省干旱特征，張振偉[16]、成青燕[17]、郭小芹[18]和李亮[19]基于不同年限、不同氣象臺站觀測數(shù)據(jù)，分別用PDSI指數(shù)、MCI指標(biāo)、Z指數(shù)和SPEI指數(shù)進(jìn)行了研究，很好地揭示了干旱在省域尺度的變化規(guī)律。但現(xiàn)有研究鮮少考慮甘肅省特殊地理位置和復(fù)雜地形條件引起的氣溫降水等氣象要素的地區(qū)差異，大多用全省某一類干旱指標(biāo)的平均值對全省干旱特征進(jìn)行研究，沒有對不同氣候區(qū)干旱的突變性、周期性和空間特征等做深入探討，這顯然與旱情分析的精準(zhǔn)化和智能化要求不匹配。因此，有必要對甘肅省具有明顯地域差異的不同氣候區(qū)干旱的發(fā)生特征及未來演變趨勢開展深入研究。本文選用世界氣象組織推薦的標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)（SPI）來表征干旱，對甘肅省1961～2017年來不同自然氣候區(qū)干旱的時間、空間特征和變化趨勢進(jìn)行研究，揭示干旱變化規(guī)律，以期為甘肅省各級政府因地制宜制定抗旱計(jì)劃、完善干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理和防災(zāi)減災(zāi)對策提供決策依據(jù)。

一、資料與方法

（一）研究區(qū)概況

甘肅省地處黃土高原、內(nèi)蒙古高原和青藏高原的交匯過渡帶，南北跨越10個緯度，東西相距16個經(jīng)度（圖1）。境內(nèi)地形復(fù)雜，山脈縱橫交錯，海拔相差懸殊，高山、盆地、平川、濕地、沙漠和戈壁等兼而有之，獨(dú)特的地理位置和地形地貌造就了復(fù)雜多樣的氣候類型。全省多年平均降水量398.5mm，比全國少233.5mm，大致從東南向西北遞減，地域差異明顯。河西走廊西部年降水量在50mm左右、中東部為100～200mm，隴中北部為180～300mm，隴南和甘南高原為400～750mm；降水變率大，季節(jié)分配不均，4～9月集中了年降水量的80%～90%。干旱半干旱地區(qū)面積占全省面積的76%，以干旱半干旱為主的氣候特征使甘肅省干旱災(zāi)害頻發(fā)。本研究采用李棟梁等的氣候分區(qū)方案，[20]將甘肅省分為河西、隴中、隴東、隴南和甘南五個自然氣候區(qū)（圖1），分區(qū)探討干旱特征及變化趨勢。

圖1 甘肅省自然氣候分區(qū)及氣象站點(diǎn)分布圖

（二）資料來源

本文選用1961～2017年甘肅省27個氣象站點(diǎn)（圖1）逐日的降水量觀測數(shù)據(jù)，資料來自中國氣象數(shù)據(jù)共享網(wǎng)(www.http://data.cma.cn)和甘肅省氣象局。本研究對所有站點(diǎn)資料進(jìn)行了質(zhì)量檢測，剔除錯誤記錄，對缺失的數(shù)據(jù)利用五點(diǎn)滑動平均進(jìn)行插補(bǔ)，確保各站點(diǎn)降水?dāng)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、連續(xù)性和可靠性。甘肅省干旱災(zāi)害歷史資料來自《中國氣象災(zāi)害大典·甘肅卷》和甘肅農(nóng)村年鑒（2000～2018年）。

（三）研究方法

1.標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)

標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)（SPI）是表征某時段降水量出現(xiàn)概率多少的指標(biāo)，將偏態(tài)概率分布的降水量進(jìn)行正態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化處理，用Γ分布概率來描述降水量的變化，再用標(biāo)準(zhǔn)化降水累積頻率分布對干旱等級進(jìn)行劃分（表1），計(jì)算公式[8]如下：

表1 標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)SPI干旱等級劃分

本研究利用甘肅省27個站點(diǎn)1961～2017年逐日降水資料，計(jì)算了月尺度的SPI指數(shù)，同時引入干旱頻率來分析甘肅省不同自然氣候區(qū)干旱特征。

2.重標(biāo)極差分析方法（R/S）

重標(biāo)極差分析方法（R/S）用來分析時間序列的分形特征和長期記憶過程。最初由英國水文學(xué)家赫斯特（Hurst，1951年）在研究尼羅河水壩工程時提出，后來被用在各種時間序列的分析中。Hurst在研究尼羅河水庫水流量和貯存能力的關(guān)系時，發(fā)現(xiàn)用有偏的隨機(jī)游走（分形布朗運(yùn)動）能夠更好地描述水庫的長期存貯能力，在此基礎(chǔ)上提出了用重標(biāo)極差（R/S）分析方法來建立赫斯特指數(shù)（H），作為判斷時間序列數(shù)據(jù)遵從隨機(jī)游走還是有偏的隨機(jī)游走過程的指標(biāo)，計(jì)算方法見參考文獻(xiàn)。[14]赫斯特指數(shù)H的大小反映時間序列發(fā)展趨勢和持續(xù)特點(diǎn)。當(dāng)0＜H＜0.5，SPI時間序列具有反持續(xù)性，即將來與過去變化趨勢相反，H值越小，反持續(xù)性越強(qiáng)；當(dāng)H=0.5，SPI時間序列為隨機(jī)序列，具有隨機(jī)游走特征，將來與過去變化趨勢無關(guān)；當(dāng)0.5＜H＜1，SPI時間序列為持續(xù)序列，即將來與過去變化趨勢相同，H值越大，持續(xù)性越強(qiáng)。本研究利用赫斯特指數(shù)來判斷甘肅省不同自然氣候區(qū)未來干旱發(fā)生的趨勢和持續(xù)性。

二、結(jié)果分析

（一）甘肅省不同自然氣候區(qū)干旱的時間變化特征

1.干旱發(fā)生的年際變化特征

考慮到甘肅省地形條件復(fù)雜和氣候類型多樣的特點(diǎn)和SPI指數(shù)的適用性，用五個自然氣候區(qū)內(nèi)各站點(diǎn)月尺度SPI指數(shù)的平均值來分析不同區(qū)域干旱的年際變化特征。圖2顯示了甘肅省57年來不同自然氣候區(qū)SPI指數(shù)年際變化及其Mann-Kendall（M-K）檢驗(yàn)曲線。從圖2（a,d,e）可以看出河西、隴南、甘南SPI指數(shù)總體呈上升趨勢，表明這三個區(qū)域干旱發(fā)生的程度在減弱，其中河西地區(qū)SPI指數(shù)的線性傾向率為0.11·(10a)-1，增加趨勢最為明顯，與近50年來河西地區(qū)降水量增加有一定關(guān)系；[21]隴中、隴東SPI指數(shù)則呈下降趨勢，SPI指數(shù)的線性傾向率均為-0.08·(10a)-1，表明這兩個區(qū)域干旱程度在加劇，與近30年來甘肅省中部地區(qū)和東部地區(qū)降水量減少，氣溫升高，蒸發(fā)量增大有關(guān)。[22]從圖2（a）UF曲線的變化趨勢可知近57年來河西地區(qū)干旱年際波動顯著，在α=0.05顯著性水平的臨界值之間，UF、UB曲線共有12個交點(diǎn)，主要集中在1964～1980年和2007～2017年，說明這兩個時間段內(nèi)干旱強(qiáng)度變化頻繁；其中1978年為最顯著的干旱突變點(diǎn)，1961～1978年曲線在波動中上升，河西地區(qū)干旱強(qiáng)度減弱；1978～1992年曲線在波動中下降，干旱有增強(qiáng)趨勢，1992年以后UF曲線在波動中上升，表明自1992年之后河西地區(qū)干旱強(qiáng)度持續(xù)減弱。圖2（b）中隴中地區(qū)UF曲線呈現(xiàn)出波動中下降的變化趨勢，在α=0.05顯著性水平的臨界值之間，UF、UB曲線共有10個交點(diǎn)，集中在1961～1986年間，1986年為顯著的突變點(diǎn)。1986年前UF曲線在波動中下降，1986年以后UF曲線持續(xù)下降，表明1986年以后隴中地區(qū)干旱發(fā)生程度持續(xù)增強(qiáng)。圖2（c）中隴東地區(qū)UF曲線的變化趨勢和突變點(diǎn)出現(xiàn)的時間和隴中地區(qū)相似，表明隴東地區(qū)在1986年以后干旱發(fā)生程度也呈現(xiàn)出持續(xù)增強(qiáng)的趨勢。圖2（d）中隴南UF曲線在波動中呈上升趨勢，在α=0.05顯著性水平的臨界值之間，UF、UB曲線共有10個交點(diǎn)，主要集中在1964～1978年和2009～2017年，說明這兩個時間段內(nèi)干旱發(fā)生情況變化頻繁；其中1978年和2009年為顯著的突變點(diǎn)，1961～1978年間隴南干旱發(fā)生概率有增加趨勢，1978～1994年在波動中上升，干旱發(fā)生程度減弱，1994～2009年在波動中下降，干旱發(fā)生程度增強(qiáng)，2009年以后持續(xù)上升，干旱發(fā)生程度減弱。圖2（e）中甘南地區(qū)UF曲線在波動中呈現(xiàn)出微弱的上升趨勢，在α=0.05顯著性水平的臨界值之間，UF、UB曲線共有10個交點(diǎn)，主要集中在1964～1981年和2011～2017年，說明這兩個時間段內(nèi)干旱發(fā)生情況變化頻繁；其中1975年為最顯著的突變點(diǎn)，1975年前UF曲線在波動中下降，說明此前隴南干旱發(fā)生次數(shù)增多，1975年以后UF曲線在波動中上升，表明1975年以后干旱發(fā)生程度有減弱趨勢。從Mann-Kendall突變檢驗(yàn)的分析可以看出，甘肅省不同自然氣候區(qū)干旱發(fā)生的年際變化趨勢具有明顯的差異性和不穩(wěn)定性。

圖2 1961～2017年甘肅省自然氣候區(qū)SPI指數(shù)的變化及M-K突變檢驗(yàn)

2.干旱發(fā)生的年代際變化特征

根據(jù)表1中SPI指數(shù)劃分等級，利用27個站點(diǎn)月尺度SPI值統(tǒng)計(jì)了57年來不同干旱等級發(fā)生次數(shù)的年代際變化。河西、隴中和隴東在1980s發(fā)生干旱次數(shù)最多，甘南和隴南發(fā)生干旱次數(shù)最多的年代則出現(xiàn)在1970s。河西地區(qū)（圖3（a））不同等級干旱發(fā)生的頻率在1980s前呈上升趨勢，1980s發(fā)生各級干旱的頻率最高，為20%，之后呈下降趨勢；中旱發(fā)生頻率與總趨勢正好相反，1980s前呈下降趨勢，之后呈上升趨勢。隴中（圖3（b））是研究時段內(nèi)甘肅省發(fā)生干旱次數(shù)最多的區(qū)域，不同等級干旱發(fā)生總次數(shù)高達(dá)219次，其中1980s、1990s和2000s不同等級干旱發(fā)生總頻率均在20%以上。隴東（圖3（c））輕旱、中旱發(fā)生頻率在1980s前呈上升趨勢，之后呈下降趨勢；重旱發(fā)生頻率自1960s以來一直呈增加趨勢，2010s后各級干旱發(fā)生頻率均有所降低，是干旱發(fā)生頻率最少（11%）的年代。隴南（圖3（d））是研究時段內(nèi)甘肅省發(fā)生干旱次數(shù)（160次）最少的區(qū)域，1970s后各級干旱發(fā)生頻率均呈下降趨勢。甘南（圖3（e））重旱發(fā)生頻率呈增加趨勢，以1990s最為顯著。

圖3 1961～2017年甘肅省不同自然氣候區(qū)不同年代干旱發(fā)生頻率

（二）甘肅省不同自然氣候區(qū)干旱的空間分布特征

甘肅省地理位置的特殊性決定了其降水量在時間和空間上都存在明顯的地域差異，加之地貌類型多樣和下墊面性質(zhì)等因素綜合影響，使干旱發(fā)生在空間上表現(xiàn)出復(fù)雜性和不統(tǒng)一性。本研究基于年尺度SPI指數(shù)，利用ARCGIS10.2反距離權(quán)重差值法得到甘肅省干旱發(fā)生頻率空間分布圖（圖4）。從圖4可以看出甘肅省年尺度不同等級的干旱頻率存在明顯的地域差異。輕旱發(fā)生頻率（圖4（a））在21.1%～45.6%，五個自然氣候區(qū)中輕旱發(fā)生頻率都比較高，自西北向東南整體呈現(xiàn)“高—低—高”的分布規(guī)律，河西西部輕旱發(fā)生頻率達(dá)36%～46%，隴中、隴東大部分地區(qū)輕旱發(fā)生頻率在34%～38%，河西中部的張掖市、東部的武威市，隴中的蘭州市周邊以及甘南大部分地區(qū)輕旱發(fā)生頻率較低（21%～30%）；其中輕旱頻率最高值出現(xiàn)在河西的玉門市，發(fā)生頻率高達(dá)45.6%，最低值出現(xiàn)在甘南北部的碌曲縣，為21.1%。中旱發(fā)生頻率（圖4（b））遠(yuǎn)低于輕旱，介于3.5%～19.2%，呈現(xiàn)出河西低（3.5%～8.9%），隴中、隴南、甘南較高（8.9%～10.7%），隴東高的格局。中旱高值區(qū)出現(xiàn)在隴東北部大部分地區(qū)，最高值達(dá)19.2%。重旱發(fā)生頻率（圖4（c））為0%～8.7%，相對而言，河西的嘉峪關(guān)市、甘南大部、隴中大部和隴東西部重旱發(fā)生頻率較高（5.2%～8.7%）。特旱發(fā)生頻率（圖4（d））出現(xiàn)了兩個高值中心，分別位于河西中部的張掖市和隴東東南部，發(fā)生頻率在1.8%～3.5%，最低值出現(xiàn)在隴中的天水市，該地區(qū)幾乎沒有特旱發(fā)生。綜合對比圖4的四幅圖可以看出，甘肅省年尺度上不同等級干旱發(fā)生頻率為輕旱＞中旱＞重旱＞特旱，輕旱發(fā)生頻率普遍較高。年尺度上不同自然氣候區(qū)干旱發(fā)生具有如下特點(diǎn)：各氣候區(qū)干旱發(fā)生均以輕旱為主，其中河西重旱和特旱發(fā)生頻率是五個氣候區(qū)中最高的；隴中中旱和重旱發(fā)生區(qū)域廣；隴東特旱面積大；隴南重旱和特旱發(fā)生頻率最低；甘南重旱頻率相對于其他氣候區(qū)較高。

圖4 1961～2017年甘肅省年尺度不同等級干旱發(fā)生頻率分布圖

（三）甘肅省不同自然氣候區(qū)干旱趨勢分析

1.干旱的周期性分析

基于甘肅省五個自然氣候區(qū)57年年尺度的SPI值，選用氣象研究中常用的Morlet連續(xù)復(fù)小波變換分析干旱的振蕩周期（圖5），小波系數(shù)實(shí)部等值線中心為負(fù)值表示該年份偏旱，為正值表示該年份偏濕。由圖5（a）小波系數(shù)實(shí)部等值線的變化來看，河西在4～10年、21～28年和42～49年尺度上明顯存在正負(fù)值交替現(xiàn)象，從小波方差圖可以看出，8年、22年和45年分別為第一主周期和第二主周期。在8年的第一主周期上，河西經(jīng)歷了9次干濕交替的周期，當(dāng)前該地區(qū)處于偏濕期且即將結(jié)束。圖5（b）隴中小波系數(shù)實(shí)部等值線圖和方差圖顯示該地區(qū)存在5年、9年、15年、22年和45年的振蕩周期，其中9年上的信號最強(qiáng)，為第一主周期，5年和15年信號相同，為第二主周期。在9年主周期上，隴中目前處于偏濕期；15年和22年尺度上正處于偏干期。隴東（圖5（c））小波方差圖中存在4個較為明顯的峰值，從大到小依次對應(yīng)著15年、27年、5年和43年的時間尺度，其中15年的峰值最大為第一周期，27年次之為第二周期。在15年和27年的周期上，目前均處于偏濕期。隴南（圖5（d））小波方差圖有一個明顯的峰值出現(xiàn)在45年處，為第一主周期，18年和7年處的信號值相差不大，為第二主周期。在45年的第一主周期上處于偏濕期。從圖5（e）甘南小波系數(shù)實(shí)部等值線圖和方差圖容易發(fā)現(xiàn)，在15年和5年存在明顯的振蕩周期，其中15年為第一主周期，5年為第二主周期。在15年尺度的第一主周期上甘南目前處于偏濕期。從五個自然氣候區(qū)干旱的周期分析可以得出兩個結(jié)論：一是五個自然氣候區(qū)均存在不同時間尺度的干旱變化周期，其中河西、隴南和甘南存在2個干旱變化主周期，隴中和隴東存在4個干旱變化主周期，且不同的干旱變化主周期下對應(yīng)著不同的干旱變化周期；二是五個自然氣候區(qū)均存在不同時間尺度的第一主周期，且在該主周期下目前均處于偏濕期。

圖5 1960～2017年甘肅省不同自然氣候區(qū)SPI指數(shù)小波分析圖

2.未來干旱趨勢分析

根據(jù)年尺度SPI值計(jì)算出57年甘肅省五個自然氣候區(qū)的赫斯特指數(shù)H（表2），用以分析不同氣候區(qū)干旱的未來趨勢。從表2可以看出，河西的Hurst指數(shù)：0.4＜H=0.485≤0.5，表明河西地區(qū)SPI指數(shù)未來變化趨勢與過去57年相反，干旱發(fā)生的趨勢在未來會出現(xiàn)較弱的逆轉(zhuǎn)，即干旱指數(shù)會增大，干旱化的態(tài)勢會減弱，這與8年和45年的小波分析結(jié)果一致；隴中、隴東、甘南3個氣候區(qū)的Hurst指數(shù)：0.5＜H≤0.6，未來這三個區(qū)SPI指數(shù)的趨勢會保持較弱的持續(xù)性，與短時間尺度的小波分析一致；隴南的Hurst指數(shù)：H=0.827＞0.7，該區(qū)干旱指數(shù)的趨勢會保持較強(qiáng)持續(xù)，即干旱化的態(tài)勢會加劇，與8年的小波分析結(jié)果一致。

表2 甘肅省不同自然氣候區(qū)R/S分析結(jié)果

三、討論和結(jié)論

（一）討論

甘肅省地跨濕潤、半濕潤、半干旱和干旱4個氣候區(qū)，地形復(fù)雜，在多種天氣系統(tǒng)和下墊面性質(zhì)的共同影響下，該省干旱具有明顯的區(qū)域性和復(fù)雜性特征。年尺度上，河西的干旱指數(shù)呈上升趨勢，說明近年來河西地區(qū)干旱化趨勢減弱；年代際尺度上，河西地區(qū)在1980s發(fā)生干旱次數(shù)最多，這與王春林等[23]的研究結(jié)果一致；隴中、隴東SPI指數(shù)呈下降趨勢，說明這兩個區(qū)域發(fā)生干旱的程度加?。荒甏H尺度上1980s、1990s和2000s不同等級干旱發(fā)生總頻率均在20%以上，與莎莉等[13]的研究結(jié)果具有一致性。李亮等[19]基于標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散指數(shù)研究，表明甘肅省隴南、甘南干旱有加劇趨勢，與本研究結(jié)論存在差異。這一方面是因?yàn)楸狙芯靠紤]到地理環(huán)境的復(fù)雜性，基于分區(qū)干旱指標(biāo)的計(jì)算分析而得出結(jié)論，而李亮等的研究是用甘肅省干旱指標(biāo)的平均值在空間插值的基礎(chǔ)上得到的結(jié)論；另一方面可能是由于選用的干旱指標(biāo)不同而造成差異。

在研究方法上，Morlet連續(xù)復(fù)小波雖然可以從時間序列中識別出多個不同時間尺度的周期，但是多個周期之間往往存在著復(fù)雜的嵌套關(guān)系，而且在不同時間尺度的周期下干濕振蕩的規(guī)律不同，結(jié)果具有一定的不確定性。Hurst指數(shù)在一定程度上可以判別五個氣候區(qū)未來干旱趨勢的持續(xù)性，但對干旱趨勢所持續(xù)的時間無法判別。本研究將Morlet連續(xù)復(fù)小波分析與Hurst指數(shù)相結(jié)合，有利于提高五個自然氣候區(qū)干旱預(yù)測的準(zhǔn)確性，更好地服務(wù)于防旱抗旱決策。

值得一提的是盡管SPI指數(shù)在甘肅省不同自然氣候區(qū)中得到了較好的驗(yàn)證，但不能忽略干旱具有發(fā)生的異常性、成因的復(fù)雜性和變化的多尺度性特征，這使干旱的預(yù)測富有挑戰(zhàn)性。另外本研究中沒有剖析不同氣候區(qū)干旱發(fā)生的動力機(jī)制，也忽略了不同氣候區(qū)之間、氣候區(qū)內(nèi)部氣象站點(diǎn)位置和數(shù)量不同而引起的空間差異性對研究結(jié)果的影響，因此在今后的研究中應(yīng)綜合考慮影響干旱發(fā)生的降水、溫度、蒸散量、相對濕度等自然因素和灌溉、耕作等社會經(jīng)濟(jì)因素，結(jié)合高光譜遙感數(shù)據(jù)為特定區(qū)域構(gòu)建綜合干旱指數(shù)，更科學(xué)精準(zhǔn)地分析干旱發(fā)生規(guī)律，揭示干旱發(fā)生機(jī)理。

（二）結(jié)論

從不同氣候區(qū)干旱年際變化特征來看，河西、隴南、甘南SPI指數(shù)呈上升趨勢，這三個區(qū)域干旱發(fā)生的程度減弱，其中河西地區(qū)SPI指數(shù)的線性傾向率為0.11·(10a)-1，增加趨勢最為明顯；隴中、隴東SPI指數(shù)則呈下降趨勢，這兩個區(qū)域干旱發(fā)生的程度加劇。Mann-Kendall突變檢驗(yàn)表明不同自然氣候區(qū)干旱年際變化趨勢具有多變性和不穩(wěn)定性。年代際尺度上，河西、隴中和隴東地區(qū)在1980s發(fā)生干旱次數(shù)最多，甘南和隴南發(fā)生干旱次數(shù)最多的年代則出現(xiàn)在1970s，各氣候區(qū)2010s后各級干旱發(fā)生頻率均有所降低，是干旱發(fā)生頻率最低的年代。

從干旱空間特征來看，各自然氣候區(qū)不同年代干旱等級均以輕旱為主、中旱次之，特旱極少，其中河西重旱和特旱發(fā)生頻率是五個氣候區(qū)中最高的；隴中中旱和重旱范圍廣；隴東特旱面積大；隴南重旱和特旱發(fā)生頻率最低；甘南重旱頻率相對于其他氣候區(qū)而言較高。隴中是甘肅省發(fā)生干旱次數(shù)最多的區(qū)域，隴南是甘肅省發(fā)生干旱次數(shù)最少的區(qū)域。

通過Morlet小波分析表明五個自然氣候區(qū)均存在不同時間尺度的干旱變化周期，不同的干旱變化主周期下對應(yīng)著不同的干旱變化周期；五個自然氣候區(qū)均存在不同時間尺度的第一主周期，且在該主周期下目前均處于偏濕期。Hurst指數(shù)表明河西干旱發(fā)生的趨勢在未來會出現(xiàn)較弱的逆轉(zhuǎn)，隴中、隴東、甘南三個氣候區(qū)干旱增強(qiáng)的趨勢會保持較弱的持續(xù)性，隴南干旱增強(qiáng)的趨勢會保持較強(qiáng)持續(xù)。