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    基于主成分聚類分析的云南省干旱自然分區(qū)

    2017-06-05 22:04:51王棟梁忠民王軍楊靖
    南水北調(diào)與水利科技 2017年2期

    王棟 梁忠民 王軍 楊靖

    摘要:干旱自然分區(qū)能揭示研究區(qū)干旱的發(fā)生發(fā)展規(guī)律,為制定抗旱防災(zāi)減災(zāi)對策提供理論依據(jù)?;谥鞒煞志垲惙治龇?,選用地形起伏度、多年平均干旱指數(shù)、P75%年降水量負距平百分率和年降水變差系數(shù)四個指標對云南省進行干旱自然分區(qū),并使用ArcGis軟件繪制相應(yīng)的干旱自然分區(qū)圖,最后采用單因素方差分析法檢驗分區(qū)結(jié)果的合理性。結(jié)果表明:云南省中東部地區(qū)比西部地區(qū)更容易發(fā)生干旱,這與相關(guān)年鑒資料的統(tǒng)計分析結(jié)果基本一致;四個干旱自然分區(qū)之間差異顯著,進一步證實了本文干旱自然分區(qū)結(jié)果具有一定的合理性。

    關(guān)鍵詞:主成分聚類分析;分區(qū)指標;干旱自然分區(qū);合理性檢驗

    中圖分類號:S162.2 文獻標識碼:A 文章編號:1672-1683(2017)02-0015-07

    干旱是指在一定區(qū)域一段時間內(nèi)水分的收支不平衡而形成的水分短缺現(xiàn)象,是人類面臨的主要自然災(zāi)害之一,具有發(fā)生頻率高、分布范圍廣、持續(xù)時間長和災(zāi)害損失重等特點。近些年來,隨著水資源短缺現(xiàn)象日趨嚴重,進一步導(dǎo)致干旱范圍擴大和干旱程度加重,給人類社會經(jīng)濟活動等方面產(chǎn)生巨大影響。干旱的影響及發(fā)生發(fā)展具有地域性,其影響因素眾多,除了氣候因素外,還和地形、地貌、植被等因素密切相關(guān)。相同的氣候條件下,不同的區(qū)域其干旱的發(fā)生發(fā)展過程不同,則干旱的監(jiān)測預(yù)測預(yù)警也應(yīng)不同,相關(guān)部門采取的防旱抗旱措施也將不同。根據(jù)影響干旱的自然因素(降水、蒸發(fā)和地形等),對研究區(qū)進行合理的干旱自然分區(qū),能揭示研究區(qū)干旱變化規(guī)律,為干旱的監(jiān)測預(yù)測預(yù)警業(yè)務(wù)、客觀診斷和科學評估干旱災(zāi)害奠定基礎(chǔ)。鑒于此,開展區(qū)域干旱自然分區(qū)研究工作顯得尤為重要。

    目前,前人對干旱分區(qū)做了大量探索性的研究,比如王曼麗等利用干旱頻率對山西小麥進行干旱分區(qū);劉巽浩等根據(jù)降水量、干燥度、結(jié)合溫度,同時輔以地貌、作物等指標,將我國干旱半干旱農(nóng)區(qū)分為4大農(nóng)區(qū)及9個亞區(qū):劉敏等采用綜合考慮水分盈虧和同期作物蓄水量的農(nóng)業(yè)干旱指標,分析湖北省主要干旱類型時空分布特征并給出農(nóng)業(yè)干旱分區(qū);倪深海等根據(jù)水資源的特點、農(nóng)業(yè)受旱成災(zāi)的情況及水利設(shè)施抗旱能力,采用層次分析模型,進行全國農(nóng)業(yè)干旱脆弱性分區(qū):楊奇勇等選取13個指標,運用密切值法對湖南省97個縣(市)進行了農(nóng)業(yè)干旱脆弱性分區(qū)研究:吳風燕等分析了湖北省年降雨量、年蒸發(fā)量、年干燥度以及年徑流量Cv值空間分布規(guī)律,并以此對湖北省干旱分區(qū)進行修正;黃晚華等以國家標準中的氣象干旱和農(nóng)業(yè)干旱指標為主,采用逐級指標篩選法對南方季節(jié)性干旱進行3級分區(qū)。通過上述研究可以看出,前人對干旱分區(qū)的研究主要集中于農(nóng)業(yè)干旱分區(qū)、干旱脆弱性分區(qū)等:然而只考慮影響干旱危險性的自然因素,研究在自然條件下,干旱易發(fā)程度的空間分布及主要特點的相關(guān)研究卻相對較少。為應(yīng)對近年來云南省干旱頻發(fā)的態(tài)勢,掌握云南省干旱變化規(guī)律及特點,迫切需要分析云南省干旱類型,提出合理的干旱自然分區(qū),為不同干旱區(qū)的防旱抗旱政策制定提供依據(jù)。本文采用主成分聚類分析法,對云南省進行干旱自然分區(qū),并應(yīng)用AreGis軟件繪制相應(yīng)的干旱自然分區(qū)圖,最后檢驗分區(qū)的合理性。

    1研究區(qū)概況

    云南省是一個內(nèi)陸邊疆省份,東經(jīng)97°31′-106°11′、北緯21°08′-29°15′,總面積約39萬km2,其中,山地是云南省主要地貌類型,占全省面積84%。云南兼具低緯、山原、季風氣候,全省降雨充沛,多年平均降雨量達1 278.8mm,但降水量時空分布極不均勻,由北部、中部向東、南、西三面逐漸增多,同時汛期(5月-10月)降水量占全年的80%以上:全省多年平均徑流深為576.7mm,多年平均產(chǎn)水模數(shù)為57 7萬m3/km2,汛期(5月-10月)徑流量站占全年60%以上;導(dǎo)致冬春、夏初極易出現(xiàn)干旱災(zāi)害、夏秋出現(xiàn)洪澇災(zāi)害。

    自古以來,云南省就是一個干旱災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)。據(jù)資料記載,云南省1300年一1990年的691年問,發(fā)生2111次干旱,其中大旱76次,平均每9 1年發(fā)生一次,小旱135次,平均每51年發(fā)生一次;近些年來,干旱有嚴重化的趨勢,特別是2009年-2010年為百年不遇的全省性大旱。通過分析1950年-2010年相關(guān)統(tǒng)計資料,隨著時間的推移,云南省的農(nóng)作物受旱面積、成災(zāi)面積、影響人口、糧食損失量等均呈上升趨勢,并且全省發(fā)生大范圍的干旱越發(fā)頻繁,且干旱災(zāi)害的嚴重程度呈加重態(tài)勢。越來越頻繁的干旱給全省的農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)供水、農(nóng)村人畜飲水以及水力發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)等方面造成嚴重的影響。

    2數(shù)據(jù)和研究方法

    2.1數(shù)據(jù)來源

    研究區(qū)DEM高程數(shù)據(jù)可通過中國科學院提供的“地理空間數(shù)據(jù)云”平臺獲取:實測氣象數(shù)據(jù)來源于中國氣象數(shù)據(jù)共享中心提供的全國氣象站逐日觀測數(shù)據(jù),選取研究區(qū)內(nèi)35個氣象站點1971年-2010年日尺度的降水、平均氣溫、平均相對濕度、平均風速、日照時數(shù)。

    2.2研究方法

    主成分分析就是設(shè)法將原來眾多具有一定相關(guān)性的變量,重新組合為一組新的相互無關(guān)的綜合變量來代替原來變量。通常,數(shù)學上的處理就是將原來的變量做線性組合,作為新的綜合變量:Fj=aj1X1+aj2X2+…+ajpXp,j=1,2,…,p(1)式中:X1,X2,…,Xp為初始p個變量;F1,F(xiàn)2,…,F(xiàn)p為p個綜合變量,也即主成分;aj1,aj2,…,ajp為線性組合系數(shù),且滿足:Fi與Fj(i≠j,i、j=1,2,…,p)之間不相關(guān);各主成分方差依次遞減(或不增),Var(F1)≥var(F2)≥…≥Var(Fp);組合系數(shù)(‘d㈡‘d小。aj。)構(gòu)成的向量為單位向量,aj21+aj22+…+aj2p=1,j=1,2,…,p;主成分的方差之和等于初始變量的方差之和,Vat(X1)+Var(X2)+…+Var(Xp)=Var(F1)+Var(F2)+…+Var(Fp)。

    要求出主成分,實際上只需求出組合系數(shù)(aj1,aj2,…,ajp)即可,研究步驟如下。

    (1)對原始數(shù)據(jù)標準化處理:設(shè)初始p個變量(X1,X2,…,Xp)的樣本容量均為n,由于各變量的量綱不一致,故對初始變量進行標準化處理,Zi=(Xi-Xi)/Si,i=1,2,…,p,Xi和Si為變量的均值和標準差。

    (2)計算p個變量的相關(guān)系數(shù)矩陣R。

    (3)計算相關(guān)系數(shù)矩陣R的特征根(λ1,λ2,…,λp),及相應(yīng)于特征根λj所對應(yīng)的單位特征向量aj=(aj1,aj2,…,ajp),j=1,2,…,p,單位特征向量aj也即是組合系數(shù)。

    (4)由于各個主成分的方差是遞減的,包含的信息量也是遞減的,所以實際分析時,根據(jù)主成分累計貢獻率的大小選取前k個主成分。貢獻率就是指某個主成分的方差占全部方差的比重,即

    (2)

    貢獻率越大,說明該主成分所包含的初始變量的信息越多。主成分個數(shù)k的選取,主要根據(jù)主成分的累積貢獻率來決定,一般要求累計貢獻率達到80%以上,這樣才能保證選擇的主成分能包括初始變量的絕大多數(shù)信息。

    (5)最終確定的k個主成分樣本為Y1,Y2,…,Yk,其中

    (3)

    聚類分析是從樣本的特征出發(fā)對樣本進行分類,主要是通過樣本的數(shù)值特征分析各個樣本之間的親疏程度。目前,聚類分析的方法很多,如層次聚類法或K均值聚類方法,考慮到計算運行速度,本文采用K均值聚類方法,該算法簡便且易操作,特別適用于大規(guī)模數(shù)據(jù)的聚類具有較快的運算速度,因而在實踐中得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過主成分分析后,各指標間相互獨立,降低了數(shù)據(jù)的冗余性,以主成分樣本來進行K均值聚類,能夠提高干旱自然分區(qū)的聚類效果。K均值聚類方法的具體理論和聚類步驟參見文獻。

    3云南省干旱自然分區(qū)

    3.1干旱分區(qū)指標

    指標的選擇是干旱自然分區(qū)的前提工作,遵循完整性、代表性、簡明性、可操作性和可評價性原則,綜合考慮云南省干旱形成的自然地理環(huán)境以及干旱的特點等因素,本文選取地形起伏度、多年平均干旱指數(shù)、P75%年降水量負距平百分率和年降水變差系數(shù)這四個指標,對云南省進行干旱自然分區(qū)。

    (1)地形起伏度。

    地形起伏度是用于劃分地貌類型的一個重要指標,是指某一區(qū)域內(nèi),最高點高程和最低點高程之間的差值,體現(xiàn)區(qū)域的地形特征。根據(jù)數(shù)字高程模型(DEM),通過ArcGIS分析工具計算地形起伏度,通常情況下,地形起伏度越大,越容易發(fā)生干旱。

    (2)多年平均干旱指數(shù)。

    干旱指數(shù)是反映氣候干燥程度的指標,通常定義為年蒸發(fā)能力與年降雨量比值,即:

    (4)式中:I為干旱指數(shù);E0為年蒸發(fā)能力,可通過FAOPenmarrMonteith方法來計算;P為年平均降水量。根據(jù)多年平均蒸發(fā)能力和多年平均降水量可算得多年平均干旱指數(shù)I。當I<1.0時,表示該地區(qū)的蒸發(fā)能力小于降水量該地區(qū)為濕潤氣候;反之,則該地區(qū)偏于干燥。,越大,則蒸發(fā)能力超過降雨越多,干旱程度越嚴重。

    (3)P75%年降水量負距平百分率。

    P75%年降水量負距平百分率反映了枯水年份(降水頻率P=75%)年降水量低于多年平均降水量的程度,計算公式如下:

    (5)式中:D為P75%年降水量負距平百分率:P為多年平均降水量:P75%為P=75%年份的年降水量:D越大,表明枯水年份降水量越小,干旱程度也越嚴重。

    (4)年降水變差系數(shù)。

    年降水變差系數(shù)反映年降水量系列的離散程度,計算公式為

    其中,

    (7)式中:Cv為年降水變差系數(shù);σ是年降水量標準差;Pi為第i年降水量;P是多年平均年降水量;N是年降水系列長度。Cv越大,年降水的年際變化劇烈,越容易發(fā)生干旱;反之,則年降水量的年際變化小,越不容易發(fā)生干旱。

    地形起伏度可通過DEM高程數(shù)據(jù)來計算;根據(jù)云南省境內(nèi)35個氣象站點1971年-2010年共40年的降水量和平均氣溫等氣象資料,計算各個站點的年降水量、年潛在蒸散發(fā),基于ArcGis中柵格計算器工具以及克里金空間插值技術(shù),實現(xiàn)了云南省四個干旱分區(qū)指標的空間分布,見圖1。

    3.2分區(qū)結(jié)果

    首先對選取的地形起伏度、多年平均干旱指數(shù)I、P75%年降水量負距平百分率D和年降水變差系數(shù)Cv四個干旱分區(qū)指標系列進行標準化處理;其次計算各指標間的相關(guān)系數(shù),得到相關(guān)系數(shù)矩陣,并計算相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值、方差貢獻率及累積方差貢獻率,見表1:最后根據(jù)提取主成分個數(shù)一般要求其累積方差貢獻率達到80%的原則,提取前兩個主成分(Yi,i=1,2,代表第i個主成分),其累積方差貢獻率為82.2%,因此前兩個主成分基本概括了原始指標的信息,前兩個主成分的因子載荷矩陣見表2,描述了主成分與各個干旱分區(qū)指標問的相關(guān)程度。通過主成分分析,干旱分區(qū)指標得到很大程度的簡化,表明對原始指標進行主成分分析是有效的,實現(xiàn)了對干旱分區(qū)指標降維處理的效果。

    根據(jù)四個干旱分區(qū)指標與干旱事件發(fā)生的關(guān)系,Y1和Y2值越大,越容易發(fā)生干旱,并且Y1比Y2的影響更大。以主成分分析后提取的兩個主成分Y1和Y2為基礎(chǔ),采用K均值聚類方法對云南省進行干旱自然分區(qū),結(jié)合ArcGis空間分析工具,最終云南省共劃分為四種干旱等級區(qū),見圖2。

    (1)干旱易發(fā)區(qū)。

    本區(qū)地處云南省中東部地區(qū),主要分布于楚雄市、曲靖市、玉溪市和昆明市,還有大理州和紅河州的小部分地區(qū)。該區(qū)多年平均干旱指數(shù)為2.36,尤其在楚雄市最大:枯水年的降水量偏離多年平均值的程度是全省最大的區(qū)域:年降水變差系數(shù)達到了0.2,也在全省中最大:此外,該區(qū)地形起伏度卻為全省最低,約為370 m。由于降水量和蒸散發(fā)量最直接影響自然條件下的干旱易發(fā)性程度,因此,綜合考慮四個干旱分區(qū)指標,該區(qū)在云南省中最容易發(fā)生干旱,為干旱易發(fā)區(qū)。

    (2)干旱中發(fā)區(qū)。

    該區(qū)處于云南省東北部、東南部和中部偏西地區(qū),主要分布于大理州、麗江市、紅河州、文山州和昭通市,還有迪慶州、玉溪市和曲靖市的部分地區(qū)。該區(qū)的地形起伏度相對較大,平均為692m,特別是在迪慶州內(nèi)的部分區(qū)域最大;多年平均干旱指數(shù)、枯水年降水量負距平百分率和年降水變差系數(shù)分別達1.93、0.25和0.17,僅次于干旱易發(fā)區(qū):綜合各分區(qū)指標的影響,該區(qū)易發(fā)干旱的程度在整個云南省中為中間等級,屬于干旱中發(fā)區(qū)。

    (3)干旱輕發(fā)區(qū)。

    該區(qū)位于云南省的西部和南部地區(qū),主要分布于迪慶州、怒江州、保山市、德宏州、臨滄市和西雙版納州,還包括普洱市、紅河州和文山州部分地區(qū)。該區(qū)的地形起伏度相對比較小,僅比干旱易發(fā)區(qū)的大,大約542 m:多年平均干旱指數(shù)、枯水年降水量負距平百分率和年降水變差系數(shù)均小于干旱易發(fā)區(qū)和干旱中發(fā)區(qū),分別為1.51、0.2和0.15;綜合各分區(qū)指標,該區(qū)在云南省中發(fā)生干旱次數(shù)較少,為干旱輕發(fā)區(qū)。

    (4)干旱少發(fā)區(qū)。

    該區(qū)位于云南省的西部和南部地區(qū),主要分布于普洱市、怒江州、保山市、德宏州和西雙版納州,還包括紅河州的部分地區(qū)。該區(qū)多年平均干旱指數(shù)、枯水年降水量負距平百分率和年降水變差系數(shù)在云南省中最小,分別為1.08、0.17和0.13,特別是在普洱市地區(qū)內(nèi)最??;然而其地形起伏度在云南省內(nèi)最大,平均為977m,尤其是在怒江州內(nèi)地形起伏度最大:鑒于該區(qū)域降水量大,降水年際變化小,干旱指數(shù)也很低,綜合各分區(qū)指標,該區(qū)在云南省中發(fā)生干旱次數(shù)最少,為干旱少發(fā)區(qū)。

    3.3干旱影響因素分析

    氣候的干濕狀況和干旱易發(fā)性密切相關(guān),氣候干濕以降水量與蒸發(fā)量的對比關(guān)系來反映,云南省內(nèi)降水量基本都要大于蒸發(fā)量,主要通過降水量體現(xiàn)在云南省內(nèi)氣候干濕狀態(tài),因而降水量的空間差異性可以體現(xiàn)云南省各地區(qū)的干旱易發(fā)性。西南暖濕氣流是云南地區(qū)的主要的降水水源,因受到山地、河谷等地形的影響,地形起伏度造成云南降水的空間分布差異較大。云南省內(nèi)海拔由南向北逐漸增加,低海拔地區(qū)主要集中于云南南部地區(qū),而高海拔地區(qū)主要集中于北部地區(qū),特別是滇西北地區(qū);從地形起伏度來分析,滇中、滇東地區(qū)的地形起伏較小,滇西、滇西北、滇東北以及滇東南地區(qū)的地形起伏比較大。在這種特有地形條件下,云南省東北和西南地區(qū)降水量差異明顯,呈現(xiàn)由南向北、由西向東逐漸減小的特征,降水相對較多的地區(qū)主要位于滇西南、滇南和滇東南一帶,而在滇中、滇中以北的滇西北和滇東北地區(qū)降水相對較少。這主要是由于地勢由南向北逐漸抬高,來自孟加拉灣和南海的西南暖濕氣流在向北、東移的過程中不斷的成云下雨,中間伴有地勢起伏較大的高山阻擋,當?shù)皆颇现胁?、東北部和西北部時水汽已大大減少,降水也隨之減少。因此,從空間尺度來看,滇中、滇東北和滇西北地區(qū)相比于滇西和滇西南地區(qū)更容易發(fā)生干旱。

    從年際變化尺度來分析,云南省內(nèi)各地區(qū)的年降水量年際差異較大,沒有顯著的變化趨勢,近幾年降水量呈現(xiàn)偏少狀態(tài);然而伴隨著全球氣候變暖的態(tài)勢,年平均氣溫呈顯著的上升趨勢,特別是自20世紀90年代以來,增加趨勢更為明顯。綜合考慮云南年降水和平均氣溫的變化趨勢,云南有從冷濕型氣候向暖干型氣候緩慢轉(zhuǎn)變的趨勢,因此近些年云南更容易發(fā)生干旱,并且發(fā)生干旱的覆蓋的范圍很廣,譬如,2009年-2010云南省年降水量較歷史同期顯著偏少,氣溫偏高,導(dǎo)致了2009年-2010云南大旱。從年內(nèi)尺度來看,云南干濕季分明,雨季(5月-10月)的降水量占年降水量的80%左右,主要集中在夏季和秋季,因而對于降水量較小的春季和冬季,更容易發(fā)生干旱,而且旱情往往比較嚴重,特別是當雨季開始晚,容易發(fā)生春旱甚至春末初夏連旱。若是上年雨季結(jié)束早,來年雨季開始又晚,將會發(fā)生冬春夏連旱現(xiàn)象,受災(zāi)面積擴大,災(zāi)情愈發(fā)嚴重。

    另外,云南省地形地貌極其復(fù)雜,主要呈現(xiàn)波濤狀高原和山區(qū)特征,高山峽谷相間特征在滇西北尤為突出,全省大部分地區(qū)(特別是東部地區(qū))發(fā)育著各種類型的巖溶地形,也即喀斯特地貌。近些年來,由于氣候變化和人類活動的影響,旱澇災(zāi)害事件頻繁發(fā)生,導(dǎo)致水土流失嚴重,生態(tài)環(huán)境極為脆弱,加之當?shù)赝翆酉鄬^薄,從而造成石漠化面積擴大及等級提高,危害日益嚴重,尤其是云南省東北部地區(qū)石漠化極為嚴重。當枯季降水較少,出現(xiàn)旱情時,石漠化分布的區(qū)域的干旱愈發(fā)嚴重。從植被因素方面分析,云南省西南部及南部地區(qū)降水充沛,干旱事件較少發(fā)生,主要為常綠闊葉林,具有亞熱帶雨林特征;由南向北、由西向東,隨著降水量的逐漸減少,干旱事件也越容易發(fā)生,下墊面植被類型也由常綠闊葉林向針葉林、灌木灌叢等轉(zhuǎn)變。對于水利工程因素方面,目前全省已建成蓄水水庫5500多座,絕大部分為小型水庫,水資源開發(fā)利用程度較低:對骨干水利工程難以顧及的地區(qū),五小水利工程在當?shù)氐慕ㄔO(shè)取得了一定的成就,但投入仍然較少,因此當旱情較輕時,抗旱效益十分顯著,一旦遭遇特大干旱,譬如2009年-2010年大旱,小水庫及五小工程極易出現(xiàn)缺水干涸現(xiàn)象,造成旱災(zāi)損失特別嚴重。

    綜上所述,云南省中東部地區(qū)比西部、南部地區(qū)更容易發(fā)生干旱,并且近些年來干旱愈發(fā)嚴重,容易發(fā)生春夏連早,甚至冬春夏連旱。另外,根據(jù)《云南省統(tǒng)計年鑒》、《云南省水利統(tǒng)計年鑒》和《云南省旱情簡報》等資料,統(tǒng)計1990年以來云南省各州(市)的干旱情況,統(tǒng)計出昭通市、曲靖市、昆明市、玉溪市、文山州、紅河州、楚雄州、大理州和麗江市發(fā)生干旱次數(shù)明顯多于其它七個州市,表明云南省干旱自然分區(qū)結(jié)果與云南省歷史上發(fā)生干旱的實際情況大致吻合。

    3.4分區(qū)合理性檢驗

    為了檢驗主成分分析下的干旱自然分區(qū)結(jié)果的合理性,現(xiàn)對分區(qū)后各級干旱區(qū)的四個干旱分區(qū)指標樣本之間作單因素方差分析,結(jié)果見表3。

    首先對于地形起伏度指標,它的平均組間偏差平方和為6 660,平均組內(nèi)偏差平方和為1.149,平均組間偏差平方和明顯大于平均組內(nèi)偏差平方和,相應(yīng)F統(tǒng)計量為5.796,F(xiàn)統(tǒng)計量的相伴概率要小于顯著性水平0.01。同時,分別對多年平均干旱指數(shù)、枯水年降水量負距平百分率和年降水變差系數(shù)這三個分區(qū)指標做以上分析.可以發(fā)現(xiàn)每個指標的平均組間偏差平方和遠大于平均組內(nèi)偏差平方和,F(xiàn)統(tǒng)計量的相伴概率遠小于顯著性水平0.01。因此,可認為對于每一個分區(qū)指標,4個干旱自然分區(qū)之間存在顯著的差異。也即,根據(jù)地形起伏度、多年平均干旱指數(shù)、枯水年降水量負距平百分率和年降水變差系數(shù)四個分區(qū)指標,采用主成分聚類分析方法對云南省進行干旱自然分區(qū)具有一定的合理性。

    4結(jié)語

    (1)在總結(jié)干旱分區(qū)相關(guān)研究方法和成果的基礎(chǔ)上,基于主成分聚類分析法,利用地形起伏度、多年平均干旱指數(shù)、P75%年降雨量負距平百分率和年降水變差系數(shù)四個干旱分區(qū)指標對云南省進行干旱自然分區(qū),分為干旱易發(fā)區(qū)、干旱中發(fā)區(qū)、干旱輕發(fā)區(qū)和干旱少發(fā)區(qū)。從云南全省來看,云南省中東部地區(qū)比西部地區(qū)更容易發(fā)生干旱:同相關(guān)年鑒資料的統(tǒng)計分析結(jié)果對比可知,云南省干旱自然分區(qū)的結(jié)果與歷史上發(fā)生的實際干旱情況基本吻合。

    (2)為驗證云南省干旱自然分區(qū)結(jié)果的合理性,采用單因素方差分析法,對各分區(qū)的四個干旱分區(qū)指標進行檢驗分析,四個分區(qū)指標的平均組間偏差平方和都遠大于平均組內(nèi)偏差平方和,F(xiàn)統(tǒng)計量的相伴概率遠小于顯著性水平0.01,表明相同干旱分區(qū)內(nèi)差異較小,不同分區(qū)間的差異顯著。可認為依據(jù)本文中的四個干旱分區(qū)指標采用主成分聚類分析法對云南省進行干旱自然分區(qū)有一定的合理性。

    (3)干旱自然分區(qū)的研究為防旱抗旱工作提供的科學研究,比如干旱監(jiān)測評估、旱災(zāi)風險分區(qū)、旱災(zāi)風險評估等等,值得今后研究探討。

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