1960—2020年松嫩平原干濕時(shí)空演變及其與濤動(dòng)指數(shù)的關(guān)系

鐘 鑫，劉柏鑫，丁 偉

（1沈陽(yáng)城市建設(shè)學(xué)院，沈陽(yáng) 110167；2吉林省氣候中心，長(zhǎng)春 130062；3遼寧省城鄉(xiāng)建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，沈陽(yáng) 110006）

0 引言

全球變暖對(duì)水文與水資源、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量及生態(tài)系統(tǒng)等的影響已引起人們的高度關(guān)注。IPCC最新研究報(bào)告表明，與工業(yè)化之前比較，預(yù)計(jì)2020—2040年，全球平均氣溫將升高1.5℃[1]。在此背景下，氣候會(huì)進(jìn)一步偏離平均狀態(tài)，而極端氣候事件對(duì)輕微氣候偏離的響應(yīng)極為敏感，這就會(huì)導(dǎo)致全球范圍內(nèi)旱澇頻發(fā)、強(qiáng)度增強(qiáng)和受災(zāi)面積不同程度的增加[2]。此外，極端干濕事件不僅會(huì)加劇區(qū)域的洪水和干旱風(fēng)險(xiǎn)，還會(huì)對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)功能產(chǎn)生不利影響，最終威脅區(qū)域水資源安全，影響農(nóng)業(yè)發(fā)展、韌性城市建設(shè)及發(fā)展規(guī)劃[3-4]。因此，系統(tǒng)分析極端干濕事件的時(shí)空動(dòng)態(tài)及其演變規(guī)律，有助于進(jìn)一步加深對(duì)全球氣候變化下極端水文氣候風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)，從而指導(dǎo)國(guó)家氣候變化應(yīng)對(duì)、水資源規(guī)劃和管理及國(guó)土空間規(guī)劃等實(shí)踐開(kāi)展適應(yīng)性調(diào)控，減少極端災(zāi)害損失，具有重要的意義。

20世紀(jì)80年代以來(lái)，在全球變化背景下，東北地區(qū)氣象水文環(huán)境發(fā)生了重大變化，主要表現(xiàn)在氣溫升高且極端氣象事件頻發(fā)、強(qiáng)度增強(qiáng)的趨勢(shì)特征。同時(shí)，降水量時(shí)空分異性更強(qiáng)，一方面引起區(qū)域洪水災(zāi)害頻發(fā)，加劇區(qū)域汛期洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，加劇非汛期水資源匱缺，引起河湖濕地等系統(tǒng)退化等諸多生態(tài)環(huán)境問(wèn)題[5]。由于東北是中國(guó)重要的“黑土糧倉(cāng)”戰(zhàn)略區(qū)域，極端干濕事件的發(fā)生、發(fā)展和演變與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和濕地生態(tài)安全密切相關(guān)，極端氣候演變及其影響與驅(qū)動(dòng)機(jī)制成為學(xué)者們關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。已有研究主要集中在東北地區(qū)氣候變化及其對(duì)區(qū)域水資源、農(nóng)業(yè)和濕地等的影響[6-8]，但有關(guān)區(qū)域極端干濕事件的研究較少。其次，區(qū)域干濕演變是多種因素共同作用的結(jié)果，其中大氣環(huán)流異常引起區(qū)域的水熱時(shí)空分配異常是引起區(qū)域干濕演變的直接原因[9]。學(xué)者們研究表明，氣候濤動(dòng)與東北地區(qū)水熱演變密切相關(guān)，但氣候濤動(dòng)與東北地區(qū)氣候干濕演變之間的關(guān)系有待進(jìn)一步研究。

松嫩平原位于中國(guó)東北地區(qū)中部，是中國(guó)重要的商品糧基地和重要濕地分布區(qū)，更是全球氣候變化的敏感區(qū)。氣候變化引起松嫩平原水熱資源發(fā)生了明顯改變，旱澇頻發(fā)且強(qiáng)度增強(qiáng)，影響區(qū)域的農(nóng)業(yè)安全和生態(tài)安全[10]。尤其是21世紀(jì)以來(lái)，干旱和洪澇給東北地區(qū)農(nóng)業(yè)造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失[11]，系統(tǒng)分析該區(qū)的極端干濕事件演變特征及其成因具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義。鑒于此，本研究在厘清松嫩平原干濕變化的基礎(chǔ)上，采用交叉小波分析探究了其演變與濤動(dòng)指數(shù)的關(guān)系，并進(jìn)一步分析了極端干濕事件演變與區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)部門(mén)用水量之間的關(guān)系，以期為深入認(rèn)識(shí)中國(guó)東北極端氣候演變及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)與科學(xué)應(yīng)對(duì)提高重要支撐。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

松嫩平原位于中國(guó)東北的大、小興安嶺與長(zhǎng)白山脈及松遼分水嶺之間，主要由松花江和嫩江沖積而成；地理位置介于121°38′—128°33′E、42°49′—49°12′N(xiāo)之間，毗鄰內(nèi)蒙古自治區(qū)，總面積為2.3萬(wàn)km2，包括黑龍江省西南部（齊齊哈爾市和大慶市等）以及吉林省西部地區(qū)（白城市和松原市）。松嫩平原位于中國(guó)溫帶大陸性半濕潤(rùn)、半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，冬夏季風(fēng)交替控制區(qū)域氣候，四季分明，年平均氣溫呈自北向南逐漸增高，且氣溫等值線呈明顯的維度地帶性分布；區(qū)域年降水量為400～600 mm，自東向西逐漸減少；季節(jié)上，降水分為明顯的汛期和非汛期，其中6—8月為汛期，降水集中且極端降雨較多，降雨量占全年降水量的60%～70%，易引發(fā)洪水；春季氣溫回升，易形成春旱[11]。松嫩平原地勢(shì)地平，土壤肥沃，為重要的黑土分布區(qū)，濕地灌區(qū)交錯(cuò)分布，是中國(guó)重要的濕地集中分布區(qū)和重要的商品糧基地[12]。區(qū)內(nèi)主要河流為嫩江、松花江和第二松花江干流及其支流等，同時(shí)包括了扎龍、向海、莫莫格和查干湖等國(guó)際重要濕地和國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)。

圖1 松嫩平原地理位置、河網(wǎng)水系、地形和氣象站點(diǎn)分布

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

基于從中國(guó)國(guó)家氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(https://data.cma.cn/)收集的氣象站數(shù)據(jù)，篩選出覆蓋1960—2020年的松嫩平原及其周邊的36個(gè)氣象站，這些氣象站具有較為完整的日氣象數(shù)據(jù)序列。氣象要素主要有：逐日降水量(mm)、平均氣溫(℃)、平均最低氣溫(℃)、平均最高氣溫(℃)等。鑒于部分?jǐn)?shù)據(jù)存在缺失，本研究參考已有研究，采用5日滑動(dòng)平均法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)。

本研究采用1960—2020年北極濤動(dòng)指數(shù)(Arctic Oscillation，AO)、大西洋北美濤動(dòng)指數(shù)(Pacific-North America Oscillation，PNAO)、北 大 西 洋 濤 動(dòng) 指 數(shù)(North Atlantic Oscillation，NAO)和南方濤動(dòng)指數(shù)(Southern Oscillation Index，SOI)的月度數(shù)據(jù)分析大尺度氣候濤動(dòng)對(duì)極端干濕事件的影響。AO、PNA、NAO和SOI數(shù)據(jù)來(lái)源于美國(guó)國(guó)家海洋和大氣局(https://www.ncdc.noaa.gov/teleconnections/)。

利用Huang等[13]重構(gòu)的全球尺度逐月水資源供需和消費(fèi)數(shù)據(jù)庫(kù)，利用Matlab2018b提取松嫩平原1970—2010年的生活、灌溉、牲畜、電力、工業(yè)和采礦部門(mén)的用水量，累加作為松嫩平原區(qū)域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)部門(mén)用水量，用于分析極端干濕事件與社會(huì)經(jīng)濟(jì)部門(mén)用水量的關(guān)系。

1.3 研究方法

1.3.1 地表濕潤(rùn)指數(shù) 本研究采用地表濕潤(rùn)指數(shù)評(píng)價(jià)氣候干濕狀況?；谑占臍庀髷?shù)據(jù)資料，利用降水量與潛在蒸散之比獲得月濕潤(rùn)指數(shù)[14]，計(jì)算公式如式(1)所示。

式中：RH為逐月的濕潤(rùn)指數(shù)，無(wú)量綱；P為月降水量(mm)；ET0為月潛在蒸散(mm)。

游樂(lè)園兒童票到底該“限高”還是該“限齡”，放在優(yōu)化消費(fèi)環(huán)境、挖掘消費(fèi)潛力的大背景下，還是需要做一番深入思考。

利用計(jì)算的逐月濕潤(rùn)指數(shù)，采用標(biāo)準(zhǔn)差和均值對(duì)逐月濕潤(rùn)指數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，然后確定極端干濕事件。其中，當(dāng)RH的標(biāo)準(zhǔn)化變量DRHij小于-0.5時(shí)為發(fā)生了極端干旱事件，當(dāng)DRHij大于0.5時(shí)為發(fā)生了極端濕潤(rùn)事件；當(dāng)0.5≥DRHij≥-0.5時(shí)，則無(wú)極端干濕事件的發(fā)生。月濕潤(rùn)指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算公式如式(2)所示[15]。

式中：DRHij為第j年第i月標(biāo)準(zhǔn)化后的濕潤(rùn)指數(shù)；RHij為第j年第i月濕潤(rùn)指數(shù)；為i月濕潤(rùn)指數(shù)的多年平均值；σi為i月濕潤(rùn)指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差。

采用世界糧農(nóng)組織推薦的修正后的Penman-Monteith模型計(jì)算逐月的ET0[15-16]，公式如式(3)所示。

式中：Δ為飽和水氣壓曲線斜率(kPa/℃)；Rn為凈輻射[MJ/(m2·d)]；G為土壤熱通量[MJ/(m2·d)]，在逐日估算時(shí)G=0；γ為干濕表常數(shù)(kPa/℃)；T為2 m高處的日平均氣溫(℃)；U2為2 m高處的平均風(fēng)速(m/s)；es為飽和水汽壓(kPa)；ea為實(shí)際水汽壓(kPa)。

采用趨勢(shì)分析法分析松嫩平原年極端干旱事件頻次變化趨勢(shì)，并采用T檢驗(yàn)對(duì)變化趨勢(shì)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。利用ArcGIS10.4軟件采用克里金插值法對(duì)極端干旱事件頻次及其變化趨勢(shì)進(jìn)行空間插值。

1.3.2 交叉小波變換 交叉小波變換可以用于揭示兩個(gè)時(shí)間序列在不同時(shí)間尺度上的相關(guān)性，普遍應(yīng)用在氣候要素之間或氣象水文要素之間的相關(guān)性分析[14]。交叉小波變換分析通過(guò)結(jié)合交叉譜分析與小波變換，可以在表征時(shí)域和頻域關(guān)系的同時(shí)明晰氣候信號(hào)的局部化特征，在區(qū)域氣候變化與大氣環(huán)流之間相關(guān)性研究中具有顯著的優(yōu)越性[15]。本研究基于計(jì)算的月尺度干濕事件頻次和和逐月濤動(dòng)指數(shù)，分別統(tǒng)計(jì)年極端干濕事件的頻次和年濤動(dòng)指數(shù)的均值，然后采用交叉小波分析兩者的共振周期及其位相關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 松嫩平原干濕事件時(shí)間變化特征

圖2 1960—2020年松嫩平原極端干濕事件頻次變化趨勢(shì)

年代變化上，年極端干旱事件頻次總體呈減少趨勢(shì)，其中1970s平均頻次達(dá)到最大，為8.13次，2010s平均頻次最小，為7.45次。而極端濕潤(rùn)事件年代平均頻次總體呈先減少（1960s—1970s中期）—后增減（1970s中期—1980s中期）—再減少（1980s中期—2000s）—再增加(2000s—2010s)的年代變化特征；其中，2010s極端濕潤(rùn)事件平均頻率最大（0.94次），1970s極端濕潤(rùn)事件平均頻次最小（0.47次）。年代際變化上，年極端干旱事件頻次總體呈現(xiàn)變異性增強(qiáng)的特征，尤其是在2000s以后，變異性更明顯；而年極端濕潤(rùn)事件頻次在1990s以后變異性較明顯。

2.2 松嫩平原干濕事件空間分布及變化趨勢(shì)特征

從年極端干旱事件頻次的空間分布（圖3a）可以看出，極端干旱事件頻次的變化范圍為0.00～9.27次，其中整個(gè)研究區(qū)極端干旱事件頻發(fā)，極端干旱事件頻次變化范圍在8.26～9.27次之間的區(qū)域占研究區(qū)的80%；其中，極端干旱事件頻次在中南部發(fā)生次數(shù)較少，甚至在部分地區(qū)未發(fā)生過(guò)極端干旱事件。從變化趨勢(shì)的空間分布（圖3b）可以看出，松嫩平原年極端干旱事件頻次均呈減少趨勢(shì)，年際傾向率為變化范圍為-0.03～0.00次/10 a，但減少趨勢(shì)不明顯（未通過(guò)0.05水平檢驗(yàn)）；其次，減少趨勢(shì)在空間上有明顯的差異性，總體呈明顯的經(jīng)度地帶性特征。綜上所述，1960—2020年松花江流域極端干旱事件較為頻發(fā)，且氣候變化下干旱頻次仍呈現(xiàn)頻發(fā)的特征。

與年極端干旱事件頻次空間分布比較，年極端濕潤(rùn)事件少發(fā)，且在空間上呈明顯的經(jīng)度地帶性分布特征，其中在中部濕潤(rùn)事件頻次相對(duì)較高，變化范圍為0.56～1.50次；在松嫩平原的西部和東南部，極端濕潤(rùn)事件發(fā)生頻次較少，其范圍主要為0.07～0.55次（圖3c）。變化趨勢(shì)上，極端濕潤(rùn)事件發(fā)生頻次在空間也呈明顯的差異性，其中西部地區(qū)以減少趨勢(shì)為主，年際傾向率為-0.01～-0.00次/10 a；東部地區(qū)呈不明顯的增加趨勢(shì)，年際傾向率為0.00～0.01次/10 a（圖3d）。

圖3 1960—2020年松嫩平原極端干旱事件（a和b）和極端濕潤(rùn)事件（c和d）頻率空間分布及變化趨勢(shì)

2.3 松嫩平原干濕演變與濤動(dòng)指數(shù)的關(guān)系

基于Matlab軟件，對(duì)極端干濕事件頻次和年濤動(dòng)指數(shù)的小波系數(shù)求積，獲得兩者時(shí)間序列在不同時(shí)間尺度下的相互關(guān)系（系數(shù)越大，相關(guān)性越好），并繪制了松嫩平原年極端干旱指數(shù)和極端濕潤(rùn)指數(shù)頻次與AO、SOI、NAO及PNA的小波相干譜。從年極端干旱事件頻次與年AO均值的交叉小波（圖4a）可以看出，兩者共同震蕩較高能量區(qū)主要分布在1～2年周期的1960s—1970s、3～5 年周期的 1980s初、4～6 年周期的1970s初以及3～6年周期的2000s末和2010s初期，且通過(guò)0.05的顯著性檢驗(yàn)；而在其他周期尺度上，震蕩能量相對(duì)較低，沒(méi)能通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。這表明AO在1960s—1980s對(duì)極端干旱事件年際變化影響明顯，在2000s以后對(duì)極端干旱事件年代變化影響明顯。SOI對(duì)極端干旱事件頻次年代尺度的變化影響最明顯，主要發(fā)生在8～12年周期的1990s—2000s（圖4b）；同時(shí)，在4年和6年周期上對(duì)極端干旱事件頻次也有影響，但持續(xù)時(shí)間較短。NAO對(duì)極端干旱事件頻次的影響主要表現(xiàn)在年際尺度上，即3～5年周期的1980s初期、5年左右周期的1970s初期和3～6年周期的2010s初期，均通過(guò)0.05的顯著性檢驗(yàn)（圖4c）。PNA對(duì)極端干旱事件頻次的影響主要發(fā)生在4～5年周期1960s和9～14年周期的2000s，即在年際和年代尺度上具有影響效應(yīng)（圖4d）。此外，還可以看出，極端干旱事件頻次與AO、NAO、SOI和PNA主要呈正相關(guān)（變化相位一致）；然而，在年際尺度上，SOI與年極端干旱事件頻次呈負(fù)相關(guān)。

圖4 1960—2020年松嫩平原年極端干旱指數(shù)與AO、SOI、NAO及PNA的小波相干譜

從年極端濕潤(rùn)事件頻次與年AO交叉小波（圖5a）可以看出，兩者共同震蕩較高能量區(qū)主要分布在1～5年周 期的 1960s—1980s、16～20 年 周 期的 1980s—2000s，且通過(guò)0.05的顯著性檢驗(yàn)；兩時(shí)間序列相位變化分析可以看出，極端濕潤(rùn)事件頻次與年AO呈明顯的負(fù)相關(guān)。SOI對(duì)極端濕潤(rùn)事件頻次年代尺度的變化影響最明顯，主要發(fā)生在2～4年周期的1960s—2000s、3年左右周期的2010s和4年周期左右的1990s中期（圖5b）；同時(shí)，在年際尺度上，SOI與年極端干旱事件頻次呈明顯的正相關(guān)。NAO對(duì)極端濕潤(rùn)事件頻次的影響主要表現(xiàn)在年際尺度上，即2～5年周期的1980s初期，均通過(guò)0.05的顯著性檢驗(yàn)（圖5c）；且兩者呈明顯的負(fù)相關(guān)。PNA對(duì)極端干旱事件頻次的影響主要發(fā)生在年代尺度上，即8～20年周期1960s—1990s。

圖5 1960—2020年松嫩平原年極端濕潤(rùn)指數(shù)與AO、SOI、NAO及PNA的小波相干譜

2.4 極端干濕事件對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)部門(mén)用水量的影響

為分析極端干濕事件對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)部門(mén)用水量的影響，首先統(tǒng)計(jì)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)部門(mén)的逐年用水量，然后分析了極端干濕事件與社會(huì)經(jīng)濟(jì)部門(mén)的關(guān)系。圖6a和6b可以看出，雖然年松嫩平原極端干旱事件頻次變化趨勢(shì)不明顯，但社會(huì)經(jīng)濟(jì)部門(mén)年用水量總體呈增加的趨勢(shì)。這一方面是由于松嫩平原農(nóng)業(yè)用地的增加，尤其是水田面積的大幅度增加，增加了區(qū)域?qū)λY源的消耗；另一方面，極端干旱較為頻發(fā)，進(jìn)一步加劇生活、灌溉、牲畜、電力、工業(yè)和采礦部分對(duì)水資源的利用量。相關(guān)分析進(jìn)一步表明，極端干旱事件頻次與區(qū)域水資源利用量呈正相關(guān)(r=0.13，P＞0.05)。與年極端干旱事件頻次比較，年松嫩平原極端濕潤(rùn)事件少發(fā)（6c和6d），但3次擬合曲線和相關(guān)分析均表明極端濕潤(rùn)事件頻次與區(qū)域水資源利用量呈明顯的負(fù)相關(guān)(r=0.17，P＜0.05)，即極端濕潤(rùn)事件多發(fā)的年份，區(qū)域水資源利用量相對(duì)較低。這表明，嫩江流域極端濕潤(rùn)事件可以在一定程度上補(bǔ)充區(qū)域的水資源，緩解區(qū)域的水資源不足等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

圖6 極端干濕事件對(duì)松嫩平原社會(huì)經(jīng)濟(jì)部門(mén)用水量的影響

3 結(jié)論

全球變化下，區(qū)域極端干濕演變特征、變化趨勢(shì)及其驅(qū)動(dòng)研究至關(guān)重要，對(duì)區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展和生態(tài)安全保障至關(guān)重要?；?960—2020年松嫩平原36個(gè)氣象站點(diǎn)的逐日觀測(cè)資料，在揭示區(qū)域極端干事事件時(shí)空演變的基礎(chǔ)上，分析了極端干濕事件演變與濤動(dòng)指數(shù)的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

（1）1960—2020年松嫩平原年極端干旱事件頻次呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，年極端濕潤(rùn)事件頻次呈上升趨勢(shì)，年極端干旱事件頻次和年極端濕潤(rùn)事件頻次的年際傾向率分別-0.10次/10 a和0.02次/10 a；研究時(shí)段年極端干旱事件頻次的均值為7.86次，而年極端濕潤(rùn)事件較為少發(fā)。

（2）松嫩平原極端干濕事件呈明顯的時(shí)空差異性，其中極端干旱事件頻發(fā)且呈不明顯的減弱趨勢(shì)，極端濕潤(rùn)事件少發(fā)且變化趨勢(shì)呈明顯的東增西減的變化趨勢(shì)特征。其中，松嫩平原大部分地區(qū)極端干旱事件頻發(fā)，東部極端濕潤(rùn)事件發(fā)生頻次較高。

（3）松嫩平原干濕演變與濤動(dòng)指數(shù)密切相關(guān)，但在不同周期尺度上相關(guān)程度有所差異。極端干旱事件頻次與AO、NAO和PNA主要呈正相關(guān)，年極端濕潤(rùn)事件頻次與AO、NAOI和PNA主要呈負(fù)相關(guān)；極端干濕潤(rùn)事件與SOI在年際尺度上和年代尺度上位相關(guān)系不穩(wěn)定且呈明顯差異。

（4）極端干旱事件頻次與區(qū)域水資源利用量呈正相關(guān)，而極端濕潤(rùn)事件的減少趨勢(shì)可以在一定程度上緩解區(qū)域的水資源不足問(wèn)題。

4 討論

本研究利用標(biāo)準(zhǔn)化后的濕潤(rùn)指數(shù)研究了松嫩平原極端干濕事件演變特征及其與濤動(dòng)指數(shù)的關(guān)系，結(jié)果表明極端干旱事件頻次呈減少趨勢(shì)，極端濕潤(rùn)事件頻次呈增加趨勢(shì)。本研究結(jié)果與賈艷青和張勃[18]得出的中國(guó)干旱半干旱地區(qū)極端干旱區(qū)面積在縮小的研究結(jié)果一致。但是，本研究還發(fā)現(xiàn)，年極端干濕事件頻次總體呈變異性增強(qiáng)的特征，尤其是在2000s以后，變異性更明顯。此外，在部分年份（圖2a），東北地區(qū)極端干旱事件頻次多發(fā)，因旱災(zāi)受損的情況明顯重于南方，且作物生育期，極端干旱的頻次和強(qiáng)度呈逐漸加重的趨勢(shì)[6,10-11,19]。因此，仍需開(kāi)展干旱監(jiān)測(cè)預(yù)警，并開(kāi)展面向“保障國(guó)家黑土糧倉(cāng)”的干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究，充分考慮未來(lái)氣候變化下區(qū)域的干旱演變及其對(duì)農(nóng)業(yè)的影響，預(yù)先制定科學(xué)的適應(yīng)性對(duì)策。

此外，松嫩平原草原、沼澤濕地和森林對(duì)氣候變化極為敏感，極端干濕演變關(guān)乎東北的生態(tài)格局和生態(tài)安全。已有研究表明，由于近十年來(lái)松嫩平原氣溫不斷升高，引起蒸發(fā)量增大和降水量減少，導(dǎo)致該地區(qū)沼澤面積減小、格局變化（如破碎化加?。┖凸δ芡嘶痆8]。同時(shí)，干濕演變關(guān)乎松嫩平原沙丘—草甸復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)土壤水分和鹽堿時(shí)空變化[20]及農(nóng)作物產(chǎn)量[21]。因此，迫切需要建立科學(xué)合理的生態(tài)補(bǔ)水方案體系，維護(hù)松嫩平原濕地生態(tài)系統(tǒng)健康，維持濕地生態(tài)系統(tǒng)在松嫩平原健康且可持續(xù)的發(fā)揮。此外，水資源作為國(guó)土空間管控的基本要素，與可承載農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城鎮(zhèn)建設(shè)的規(guī)模及生態(tài)修復(fù)保護(hù)的效益息息相關(guān)，是國(guó)土空間規(guī)劃的編制基礎(chǔ)和區(qū)域國(guó)土整治的重要依據(jù)。然而，全球氣候變化下水資源的時(shí)空重分配，尤其是未來(lái)氣候變化下極端氣象水文事件發(fā)生的頻次和強(qiáng)度，會(huì)進(jìn)一步影響區(qū)域的水土資源綜合配置。因此，未來(lái)氣候變化下松嫩平原極端干濕事件演變及其對(duì)區(qū)域水資源的影響有待進(jìn)一步研究。

本研究系統(tǒng)分析了松嫩平原極端干濕事件時(shí)空演變特征及其與濤動(dòng)指數(shù)的關(guān)系，明晰了1960—2020年松嫩平原極端干旱事件和濕潤(rùn)事件發(fā)生頻次的變化趨勢(shì)特征及其時(shí)空差異性，并從濤動(dòng)指數(shù)視角分析了其演變成因，可為松嫩平原干旱應(yīng)對(duì)提供重要支撐。但是，本研究?jī)H僅從氣象干旱演變角度開(kāi)展了探索，而松嫩平原下墊面生態(tài)水文格局有明顯的時(shí)空差異性，尤其是人類(lèi)活動(dòng)（如濕地開(kāi)墾、水庫(kù)建設(shè)和城市發(fā)展規(guī)劃等）對(duì)農(nóng)業(yè)和濕地集中分布區(qū)松嫩平原干濕演變有一定的影響[22-23]。因此，在氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)雙重影響下，松嫩平原的干旱演的驅(qū)動(dòng)機(jī)理及其綜合調(diào)控有待進(jìn)一步研究。其次，極端干濕演變還與區(qū)域景觀尺度格局優(yōu)化（如城市水土配置、農(nóng)田-濕地格局發(fā)展規(guī)劃及生態(tài)修復(fù)保護(hù)規(guī)劃等）密切相關(guān)，未來(lái)松嫩平原應(yīng)加強(qiáng)氣候變化應(yīng)對(duì)，綜合利用現(xiàn)有水利工程設(shè)施，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)應(yīng)對(duì)極端干旱的能力，從而保障區(qū)域的糧食安全和生態(tài)安全，從水安全視角踐行“筑牢農(nóng)業(yè)根基，守護(hù)黑土糧倉(cāng)”的國(guó)家戰(zhàn)略。