1961—2012年內(nèi)江市干旱變化趨勢分析

郭薩薩　張春輝

摘要 利用1961—2012年內(nèi)江市各區(qū)縣氣象資料，在季節(jié)干旱的基礎(chǔ)上，采用加權(quán)平均的方法分析年際干旱變化的趨勢，并通過ArcGIS 10.0和克里金空間插值方法將干旱以空間分布情況表現(xiàn)出來。最后提出2003—2012年的干旱變化趨勢及影響，認(rèn)為此時間段的干旱的發(fā)生頻率比1961—2012年的平均值更高，意味著21世紀(jì)的頭10年干旱更為嚴(yán)重，而這種趨勢將繼續(xù)下去，針對這一情況對內(nèi)江市社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的影響進行了分析，以期為內(nèi)江市政府部署工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞 干旱；類型；發(fā)生頻率；時空分布；應(yīng)對措施；四川內(nèi)江；1961—2012年

中圖分類號 P468.0+24 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）13-0223-03

干旱是一種因無降水或降水異常偏少造成空氣干燥、土壤缺水的氣候現(xiàn)象。內(nèi)江市地處四川盆地中部丘陵區(qū)，地勢西高東低，屬中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，年降水量996 mm，雨量充沛。由于季風(fēng)氣候原因，降水量隨季節(jié)變化明顯，呈現(xiàn)夏豐冬少的態(tài)勢。因此，內(nèi)江市降水量總體充沛，季節(jié)性干旱卻頻繁發(fā)生，屬十年九旱地區(qū)?？v觀內(nèi)江的各種自然災(zāi)害，干旱影響最為嚴(yán)重，因而有必要認(rèn)識并掌握內(nèi)江市干旱氣候規(guī)律。張春輝等[1]對季節(jié)性干旱進行了詳細(xì)分析，并探討了形成不同季節(jié)干旱的成因及嚴(yán)重干旱年的環(huán)流特征，但并沒有對整個干旱的變化趨勢及分布進行討論。本文采用1961—2012年內(nèi)江市各縣區(qū)的日降水量資料，在季節(jié)干旱的基礎(chǔ)上，采用加權(quán)平均的方法分析年際干旱變化的趨勢，并通過ArcGIS 10.0和克里金空間插值方法將干旱以空間分布情況表現(xiàn)出來。最后對內(nèi)江市干旱變化的影響進行了討論，對其影響做了全面分析，為政府部署工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提出科學(xué)合理的建議。

1 數(shù)據(jù)來源及分析方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)源于1961—2012年內(nèi)江市各縣區(qū)的日降水量資料，干旱的統(tǒng)計分析是利用內(nèi)江市氣象局自主開發(fā)的《內(nèi)江市氣候分析及氣象災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)》中的干旱統(tǒng)計模塊。

1.2 分析方法

數(shù)據(jù)的基本分析方法主要采用多元回歸分析，空間分析工具采用ArcGIS 10.0，空間插值方法采用克里金插值法。

2 結(jié)果與分析

2.1 1961—2002年內(nèi)江市氣候變化規(guī)律的分析

1961—2002年，內(nèi)江市各類干旱出現(xiàn)頻率均在57%以上（圖1），其中伏旱達(dá)60%（表1）。總體而言，干旱出現(xiàn)頻率為一年兩發(fā)，即意味著1年有2次各種類型的干旱發(fā)生，這種高頻發(fā)生的干旱現(xiàn)象已成為內(nèi)江市的一種氣候規(guī)律。

從年代變化看，在20世紀(jì)60—70年代干旱嚴(yán)重，80年代干旱較輕，90年代至21世紀(jì)初干旱一般。從地域看，干旱嚴(yán)重程度的分布基本是從東到西呈遞增的態(tài)勢，最嚴(yán)重區(qū)域在威遠(yuǎn)南部、資中西北部及市中區(qū)局部，最輕區(qū)域主要在隆昌和東興區(qū)的東部。

2.1.1 干旱類型發(fā)生頻率的時空分布特征。內(nèi)江地區(qū)干旱發(fā)生頻率較高，分為冬干、春旱、夏旱、伏旱4種類型，其中后3種干旱類型對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害較大。

（1）冬干。冬干在內(nèi)江地區(qū)總體出現(xiàn)頻率為57%，各地發(fā)生頻率不盡相同，在30%～38%范圍內(nèi)，呈現(xiàn)東南向西南遞增的趨勢。其中，威遠(yuǎn)縣發(fā)生冬干的頻率最高（83%），記錄表明，1978—1995年連續(xù)發(fā)生18年。20世紀(jì)60—90年代冬干發(fā)生頻繁（90年代尤為嚴(yán)重）。冬干一般分布于12月上旬至翌年2月上旬，1月為主旱期（90年代1月降水比歷年同期偏少21%，僅為10.7 mm）。

（2）春旱。春旱在內(nèi)江地區(qū)總體出現(xiàn)頻率為57%，各地頻率分布在45%～70%之間，呈現(xiàn)東南向西南遞增趨勢。20世紀(jì)60—80年代頻繁發(fā)生春旱，威遠(yuǎn)縣1962—1972年連續(xù)11年發(fā)生。春旱一般發(fā)生在3月上旬至4月中旬，歷時30～40 d。20世紀(jì)60—80年代出現(xiàn)均較頻繁，70年代最為突出，90年代后減弱。1990—1997年3月、4月降雨量分別為35.4、50.0 mm，與30年同期相比，分別偏多6成和相當(dāng)。

（3）夏旱。夏旱在內(nèi)江地區(qū)總體出現(xiàn)頻率為57%，各地頻率分布在45%～70%之間（除隆昌為29%），呈現(xiàn)東南向西增加的特點。20世紀(jì)60年代、80年代、90年代夏旱發(fā)生頻繁，年內(nèi)集中分布于5月上旬至6月上旬，常見25～30 d持續(xù)干旱。21世紀(jì)初，夏旱有所減弱。

（4）伏旱。伏旱在內(nèi)江地區(qū)總體出現(xiàn)頻率為60%，從內(nèi)江市、威遠(yuǎn)縣2個高值中心向周圍減弱，各地頻率分布在39%～55%之間。20世紀(jì)70年代伏旱最嚴(yán)重，始于7月中下旬，結(jié)束于8月下旬，90年代后出現(xiàn)后移，伏秋連旱趨重。

（5）連旱。嚴(yán)重的旱災(zāi)除單種干旱異常嚴(yán)重，往往還由于幾種一般性干旱疊加。內(nèi)江市一年數(shù)旱的特點明顯，威遠(yuǎn)縣秋—冬、冬—春、春—夏連旱頻率分別是35%、55%、43%，為各縣、區(qū)最高；隆昌縣各種連旱頻率僅8%～23%，為縣、區(qū)中最低；而夏—伏、伏—秋連旱以市中區(qū)最高。此外，還有三連旱、四連旱情況，如威遠(yuǎn)縣冬—春—夏連旱頻率高達(dá)40%，春—夏—伏連旱市中區(qū)、威遠(yuǎn)縣均達(dá)23%。

2.1.2 不同程度干旱發(fā)生頻率的時空分布特征。本文干旱嚴(yán)重程度計算公式[1]：

ch=0.6lh+1.2mh+1.8sh+2.4ph（1）

其中，ch為干旱嚴(yán)重程度，lh、mh、sh、ph分別為規(guī)范化的輕旱、中旱、重旱和特旱。為計算和分析規(guī)范化的各程度干旱，有必要將不同程度干旱發(fā)生頻率分別敘述。

（1）輕旱。輕旱發(fā)生頻率的地域分布以西部、西南和城區(qū)為高值中心，向四周遞減，威遠(yuǎn)穹窿山區(qū)為低值區(qū)，頻率為27%～46%（圖2）。輕旱在20世紀(jì)60年代發(fā)生頻率較低，約為2.5次/10年；70年代發(fā)生頻率最高，平均5次/10年；之后呈低發(fā)態(tài)勢，基本維持在3.7次/10年。

（2）中旱。中旱發(fā)生頻率的地域分布以西部、西南和城區(qū)為高值中心，向四周遞減，威遠(yuǎn)穹窿山區(qū)為低值區(qū)，頻率為9%～15%（圖3）。中旱在20世紀(jì)60年代頻繁發(fā)生，20年一發(fā)；70年代為1.3次/10年；80年代發(fā)生頻率最低，為0.8次/10年；90年代至21世紀(jì)初略有回升，為1次/10年。

（3）重旱。重旱發(fā)生頻率的地域分布從東南向西遞增，威遠(yuǎn)穹窿山區(qū)為高值區(qū)，隆昌南部為低值區(qū)，頻率為5%～8%（圖4）。重旱發(fā)生頻率20世紀(jì)60—80年代從0.8次/10年遞減至0.3次/10年；90年代至21世紀(jì)初略有回升，為0.5次/10年。

（4）特旱。特旱發(fā)生頻率的地域分布總體是從東北向西南遞增，但在威遠(yuǎn)穹窿山區(qū)有一個低值區(qū)，頻率為1%～3%（圖5）。特旱發(fā)生頻率從20世紀(jì)60—80年代0.3次/10年遞減至0.13次/10年；90年代至21世紀(jì)初略有回升，為0.18次/10年。

2.2 2003—2012年內(nèi)江市氣候變化規(guī)律及影響

2.2.1 氣候變化規(guī)律。進入21世紀(jì)，隨著全球氣候變暖，內(nèi)江市氣候呈現(xiàn)出新變化，最明顯的是災(zāi)害性天氣加劇發(fā)生，其中表現(xiàn)最明顯的就是干旱。近10年，內(nèi)江各類干旱出現(xiàn)頻率為40%～70%（圖6），其中夏旱和伏旱高達(dá)70%（表2）。總體而言，干旱出現(xiàn)頻率為2年五發(fā)，顯然，干旱的發(fā)生頻率比1961—2002年更高，意味著干旱呈加劇發(fā)生態(tài)勢。

從干旱的類型看，冬干、春旱、夏旱和伏旱的嚴(yán)重程度發(fā)生了較大的改變。伏旱嚴(yán)重程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了1961—2002年，成為影響內(nèi)江市最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，特別是2006年的伏旱，發(fā)生范圍之廣、持續(xù)時間之長為百年罕見；2011年，隆昌縣發(fā)生了該縣有氣象記錄以來最嚴(yán)重的伏旱。夏旱盡管發(fā)生頻率有所上升，但是嚴(yán)重程度有所減弱。冬干和春旱基本維持前42年的平均狀態(tài)，但冬春連旱連續(xù)偏重發(fā)生，已成為內(nèi)江市主要的自然災(zāi)害之一。譬如，2010年發(fā)生了有氣象記錄以來最嚴(yán)重的冬春連旱后，相隔3年，全市范圍再次發(fā)生嚴(yán)重的冬春連旱。

從干旱嚴(yán)重程度看，輕旱和中旱變化不大，仍維持前42年的平均狀態(tài)，分別為3.7次/10年和1.2次/10年；重旱和特旱卻發(fā)生了較大改變，重旱和特旱的發(fā)生頻率提高了近1倍，分別為1次/10年和0.37次/10年，這可以從2006年百年罕見伏旱和2011年的隆昌特大伏旱、2010年和2013年嚴(yán)重冬春連旱看出。在地域分布上，主要存在高值中心由西向東擴展的變化，意味著干旱嚴(yán)重區(qū)由之前的威遠(yuǎn)南和資中西北向資中全域、市中區(qū)和東興區(qū)全域擴展。

2.2.2 對內(nèi)江地區(qū)社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的影響。

（1）對農(nóng)業(yè)的影響。農(nóng)業(yè)是國家發(fā)展與人民生活的基礎(chǔ)，與社會穩(wěn)定、人類經(jīng)濟活動密切關(guān)聯(lián)[2]。而干旱又是影響糧食生產(chǎn)最直接、最活躍的因素。內(nèi)江市的農(nóng)業(yè)干旱有單季旱和連季旱兩大類，從歷史上看，對內(nèi)江市產(chǎn)生影響的主要有夏旱和伏旱。而近10年來，夏旱的嚴(yán)重程度開始減弱，嚴(yán)重伏旱和冬春連旱已經(jīng)成為內(nèi)江市危害最嚴(yán)重的干旱。2006年的百年罕見伏旱和2011年的隆昌特大伏旱持續(xù)時間長，對農(nóng)作物產(chǎn)生致命威脅，直接導(dǎo)致農(nóng)民減產(chǎn)減收；2010年和2013年的冬春連旱，內(nèi)江市工程蓄水和大田蓄水急劇下降，嚴(yán)重影響春耕春播進程，同時也造成小春減產(chǎn)。

（2）對地下水資源的影響。盡管內(nèi)江市年平均降水量在1 000 mm左右，但由于存在季節(jié)性干旱，造成部分地區(qū)，尤其是威遠(yuǎn)縣和資中縣的深丘和低山區(qū)的地下水資源嚴(yán)重匱乏，經(jīng)常出現(xiàn)人畜飲水困難。內(nèi)江市局部地區(qū)的地下水資源匱乏，受害人口多，范圍廣，嚴(yán)重危脅當(dāng)?shù)鼐用竦纳钆c健康。近10年來，隨著干旱的加劇，內(nèi)江市地下水資源匱乏區(qū)分布范圍出現(xiàn)了新的變化，人畜飲水困難從傳統(tǒng)的深丘和低山區(qū)向淺丘區(qū)發(fā)展，甚至部分水源區(qū)也出現(xiàn)了人畜飲水困難，譬如2006年的伏旱造成全市飲水困難人口超過140萬人。

（3）對河流的影響。干早不僅直接影響工農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，而且還引起水資源持續(xù)減少，威脅人類的生存環(huán)境[3]。由于暖干氣候和人類活動的影響，近年降水資源呈減少趨勢，隆昌河、龍市河、威遠(yuǎn)河、濛溪河水源持續(xù)下降，水面不斷縮小。特別是2011年，汛期無汛，全年降水僅為常年的50%左右，除沱江流域外的中小河流均出現(xiàn)了階段性斷流。另外，嚴(yán)重的階段性干旱也對江河流域徑流和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響[4-5]。

2.2.3 應(yīng)對干旱的主要舉措。內(nèi)江市歷史悠長，歷為成渝兩大城市間的交通要道和沱江流域農(nóng)副土特產(chǎn)品集散地，盛產(chǎn)蔗糖、蜜餞。然而，當(dāng)?shù)馗珊祰?yán)酷頻繁，制約著經(jīng)濟的發(fā)展。尤其是近幾年來，隨著內(nèi)江市經(jīng)濟建設(shè)的加快，人為破壞自然資源力度有所加大，干旱加劇明顯。2000—2001年厄爾尼諾事件之后，2002—2010年中國西部進入階段性枯水期[4]，加劇了此階段干旱的發(fā)生，需要引起廣泛重視。

（1）加強農(nóng)業(yè)、生態(tài)的基礎(chǔ)研究。針對氣候變化特點，政府部門和相關(guān)研究單位從育種、栽培和作物布局著眼，開展生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)布局問題的研究，并對丘陵、山區(qū)氣候進行分層研究，研究丘陵、山區(qū)氣候資源的立體性、多層性、多樣性，建立農(nóng)業(yè)氣候資源垂直分層模式。

（2）加快發(fā)展水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。應(yīng)對干旱，必須要搞好水利建設(shè)。一方面，要擴大新增有效水地面積，加快老灌區(qū)改造，充分挖掘現(xiàn)有灌區(qū)潛力；另一方面，要加快微小水利設(shè)施的建設(shè)，發(fā)揮其在丘區(qū)、低山區(qū)的積極作用。廣泛開展水土保持工作，改善生態(tài)環(huán)境，堅持綜合治理，堅持工程與非工程措施相結(jié)合。

（3）加大作物布局和耕種制度調(diào)整。隨著氣候變暖，內(nèi)江市干旱頻率和強度發(fā)生較大的改變，而當(dāng)前的作物布局和耕種制度已不能適應(yīng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。因此，必須調(diào)整作物布局，大力發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)，搞好精耕細(xì)作，強化抗旱生產(chǎn)基礎(chǔ)，把水、肥、種三者結(jié)合起來，使土壤中的水分能夠很好地儲存、調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)化和利用，為提高單產(chǎn)創(chuàng)造有利條件。同時加強抗旱減災(zāi)工程建設(shè)，增強抗旱減災(zāi)能力，結(jié)合農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，加快先進減災(zāi)工程技術(shù)的引進。最后，應(yīng)加大現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)力度，弱化氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。

（4）強化生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)主體作用。內(nèi)江市經(jīng)濟建設(shè)的加快，無疑會破壞原有生態(tài)系統(tǒng)。因此，在開發(fā)過程中，應(yīng)著眼于邊保護、邊開發(fā)、邊修復(fù)的宗旨，通過原始生態(tài)系統(tǒng)保護及人造濕地、人工森林建設(shè)等措施，強化植被在生態(tài)系統(tǒng)中的修復(fù)功能[6]。同時，采取多種手段，嚴(yán)禁在主要江河流域砍伐森林，對25°以上的山地實行退耕還林。加強建設(shè)農(nóng)田保護屏障，改善生存環(huán)境，集中人力、物力和財力徹底解決吃水難題。對于條件差的地方，采取果斷措施移民。

3 結(jié)論與討論

分析結(jié)果表明，2003—2012年內(nèi)江市干旱的發(fā)生頻率比1961—2012年的平均值更高。近10年，內(nèi)江的各類干旱出現(xiàn)頻率為40%～70%，其中夏旱和伏旱高達(dá)70%；伏旱嚴(yán)重程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了前42年，成為影響內(nèi)江市最為嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，且冬春連旱連續(xù)偏重發(fā)生，重旱和特旱的發(fā)生頻率提高了近1倍，分別為1次/10年和0.37次/10年。在地域分布上，主要存在高值中心由西向東擴展的變化，意味著干旱嚴(yán)重區(qū)由之前的威遠(yuǎn)南和資中西北向資中全域、市中區(qū)和東興區(qū)全域擴展。因此，針對這種變化，需要加快發(fā)展水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加大作物布局和耕種制度的調(diào)整，以應(yīng)對可能更加干旱的氣候；強化植被的生態(tài)修復(fù)功能，通過生態(tài)修復(fù)取得長效的干旱防御能力。

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