郑治斌 刘可群

摘要：在全球气候变暖的背景下，分析了湖北省干旱灾害的特点、时空分布规律、演变趋势和致灾机制。结果表明，湖北省干旱灾害四季皆有发生;鄂西北、鄂北岗地、鄂中丘陵区等鄂西北部地区是湖北省干旱灾害最多的地区，长江三峡以南的鄂西南地区是干旱灾害最少的地区;7 - 10月是湖北省干旱日最多的月份，1-5月则是最少的月份;湖北省干旱灾害发生的频率和强度呈现明显增加趋势，与自然和地理环境、人类活动、水利基础设施建设等因素有关。干旱灾害对湖北省农业生产、粮食安全、饮水安全、生态环境安全和社会发展的威胁越来越突出，应采取切实有效的对策措施。

关键词：干旱灾害;时空分布;致灾机制;影响;湖北省

中图分类号：P461;P429

文献标识码：A

文章编号：0439-8114（ 2020） 08-0035-06

D01：10.1408 8/j .cnki.is sn043 9- 8114.2020.08.007

干旱是一種因长期无雨或少雨，造成空气干燥、土壤缺水、人类生存和经济发展受到制约的气候现象[1，2]。干旱灾害是指某一时段内，由于干旱导致某一地区人类生活和经济社会活动受到严重影响，并发生灾害的现象[3]。干旱容易诱发森林火灾、土地沙化、空气污染、作物病虫害等衍生灾害[4]，其造成的灾情主要是农作物受灾、人畜饮水困难等及由此导致的经济损失。随着人类社会的不断发展，征服自然的能力不断加强，出现了人口急剧膨胀、全球气候日益变暖、水资源短缺、土地沙漠化等一系列生存环境问题，直接增强了干旱成灾的频率、强度和危害。

干旱问题十分复杂，涉及面也很广，不同学科、不同领域对干旱的定义有所不同，一般可分为气象干旱、水文干旱、农业干旱、社会经济干旱等，气象干旱是其他类型干旱的起因和监测评估的基础[5，6]。GB/T 20481—2017[5]中分别依据降水量距平百分率、相对湿润度指数、标准化降水指数、标准化降水蒸散指数、帕默尔干旱指数、气象干旱综合指数划分气象干旱等级，分为无旱、轻旱、中旱、重旱和特旱5级。GB/T 34306—2017[3]将干旱灾害等级划分为无旱、轻度旱灾、中度旱灾、严重旱灾和特重旱灾5个级别。

湖北省处于亚热带季风气候区，有充沛的降水，但由于年内分配不均和年际变化较大，使湖北省各地都有季节性干旱发生[1]。如2000、2001年，湖北省连续两年发生历史罕见的特大干旱，造成巨大的经济损失[7]。干旱是湖北省主要气象灾害之一，近年来在全球气候变化背景下，湖北省干旱灾害的发生频率和强度明显增加[8]。因此，开展湖北省干旱灾害研究，分析干旱灾害对湖北省经济社会发展的影响，以期为科学抗旱救灾提供依据，促进湖北省经济社会可持续发展。

1 湖北省干旱灾害规律及其演变趋势

1.1 干旱灾害特点

湖北省干旱灾害呈现一定的规律性特点。

1）季节性。湖北省的干旱一年四季都可能发生，按其出现的时段，大致可分为春旱、初夏旱、春夏连旱、伏旱、秋旱、伏秋连旱、冬旱等[9]。统计资料表明，湖北省以夏旱为主，其余由多至少依次为秋旱、春旱、夏秋连旱、冬旱。夏旱大都出现在梅雨结束后的盛夏，俗称伏旱。

2）区域性。湖北省干旱表现为北部重于南部、东部重于西部[7]。鄂西南为全省干旱最少区，自鄂西北经襄阳至鄂东北一线为湖北省干旱最多区，其中鄂北岗地最严重，历来被称为湖北省的“旱包子”。

3）持续性。湖北省干旱常连季或连年发生。如伏秋干旱即伏旱（7—8月）与秋旱（9月）相连;春夏干旱即春旱（3—5月）与初夏旱（6月）相连。宜昌市曾出现过连续6年（1899—1904年）受旱，襄阳市曾连续4年（1957—1960年）受旱[9]。

4）周期性。湖北省干旱的出现具有明显的阶段性和周期性[9]。据统计，湖北省重大干旱在1900—1990年出现18次，约为5年一遇，为干旱频发期，其中20世纪50年代以前基本上是10年一遇，干旱相对较少;20世纪60—80年代为3年一遇[7]，干旱发生频繁。20世纪90年代后期以来尤其是21世纪初的10年，干旱明显增加，发生范围较大。

5）联发性。湖北省干旱尤其是大旱发生之后，常常诱发出一连串的次生灾害，其损失并不亚于大旱的直接损失。如干旱缺水导致人畜饮水困难、农田病虫害流行、引发森林火灾等[9]。

1.2 湖北省干旱灾害时空分布规律

1.2.1 四季分布 湖北省干旱灾害四季皆有发生，其中以伏秋干旱发生频次最多，干旱持续日数最长，危害范围最广，影响最严重[10]。

1）春旱和初夏旱。湖北省春旱一般指出现在春季3、4月春播季节的干旱。湖北省各地春旱的分布规律是由北向南干旱频次递减，鄂西北、鄂北岗地及荆门、钟祥、京山一线为春旱多发区，占该地区干旱总频次的30%-40%;鄂西南和鄂东南发生频次最低，仅为0-1次;其他地区2-5次。春季南岭静止峰多活动于长江及其以南地区，鄂东、鄂西南多低温连阴雨，鄂北雨量则大大少于上述地区，而此时温度相差较小，蒸发相差不大，致使鄂北（特别是鄂西北）水分亏缺量较大，一般在80 mm以上，易出现春旱。湖北省初夏旱的分布大致与春旱相似，多发生在5月下旬至6月中旬，少数年份跨到7月[11]。

2）伏旱和伏秋连旱。伏旱或伏秋连旱是湖北省出现最多、早期最长、灾区最广、危害最重的干旱。伏旱多出现在7月中旬以后，但少数年份因梅雨结束过早和空梅，6月下旬以后西太平洋副热带高压就稳定控制湖北省东部、中部地区，伏旱便开始，有的年份可一直持续到秋季形成伏秋连旱。伏秋干旱是经向分布，东多西少，出现次数最多的是鄂东北和鄂中沿江地区，其次是江汉平原，发生频率占该地区干旱频次的40%-70%，鄂西北为20%-30%，鄂西南最少且多为轻旱[10]。

3）秋冬旱。湖北省秋冬旱分布呈东多西少的分布规律，鄂东北最多，鄂西南除三峡河谷地带外，几乎不出现，其他地区冬旱出现频率一般在10%左右[12]。

1.2.2 空间分布 从湖北省1961-2010年平均干旱日天数分布[13]（图1）可以看出，包括鄂西北、鄂北岗地、鄂中丘陵区的荆门市和钟祥市在内的西北部地区是湖北省年干旱日最多的地区，年干旱日在110-131 d，占一年总天数的1/3左右，干旱灾害损失也最重;长江三峡以南的鄂西南地区是湖北省降水资源丰富区，是干旱日最少的地区，年干旱日在60-80 d，占全年总天数的1/5左右;其他地区（包括鄂东南、鄂东北和江汉平原等地，即中东部地区）年干旱日为80-110 d[13]。

1.2.3 时间分布从湖北全省及其各区域干旱日的月时间变化（图2）可以看出，7-10月是湖北省干旱日最多的月份，月干旱日分别为9.5、11.6、11.7、11.0d，均接近或超过全月总天数的1/3，4个月干旱日之和占全年总干旱日的44%。这一时期的干旱为湖北省典型的夏旱或夏秋连旱灾害。1-5月是湖北省全年干旱日最少的月份，月平均4.9-6.7 d，其中，2月干旱日全年最少，为4.9 d，5个月干旱日之和占全年总干旱日的29.4%[13]。如2019年7月20日至9月30日湖北省重度以上气象干旱日全省平均为21.4 d，鄂东北广水、大悟、麻城、罗田、英山、应城，鄂东南的蕲春、浠水、武穴、通山，鄂西南巴东等县（市）重度以上气象干旱日在40 d以上，罗田、巴东等局部达60 d，重度以上气象干旱平均日数仅次于1966、2001、1972年，为历史同期第4位（来源：武汉区域气候中心）。

湖北省各区域的干旱日月变化与全省略有不同。鄂西北部地区月变化较小，2月最少，为7.0 d，其次是3月，为7.7 d，它们均占全月总天数的25%;6月最多，为11.6 d，占月总天数的39%，其次是9月，为11.5 d，占月总天数的38%。中东部地区月变化较大，3月最少，为3.5 d，占月总天数的11%;9月最多，为12.8 d，占月总天数的43%，最多月是最少月的近4倍。对西南部地区而言，其月变化幅度介于以上两个地区之间，最少月是5月，为3.5 d，最多月是8月，为8.7 d，全年只有8、9月超过7d，与西北部地区干旱日最少月相近[13]。

1.2.4 干旱分区 根据湖北省各地出现的干旱总频次、中等以上旱情次数及农田水分盈亏情况和地形等自然条件，可将湖北省干旱分为4个区域。

1）鄂北重旱区。包括十堰、襄阳等市在内的鄂北岗地，以荆门市为主的鄂中丘陵地区及鄂东北部分地区。其下垫面多为丘陵岗地，地下水位低，多大于3m，作物生长需水主要靠自然降雨和灌溉。而此区降水变率大，径流量大，蓄水保水量小，盛夏多旱，加上水利灌溉条件差，抵御干旱能力弱，水分供需矛盾非常突出，致使一年四季各种干旱发生频繁，中等以上旱情2年左右一遇[12]。

2）鄂东南干旱区。包括咸宁市和黄冈市南部，虽然该区域是湖北省多雨区，但降水分布不均，降水主要集中在春季和梅雨期，所以春旱和初夏旱極少发生。出梅后，长期晴热天气致使水分供应出现亏缺，伏旱、伏秋旱频繁，并且波及面广，旱情重，中等以上旱情一般是2-3年一遇[12]。

3）江汉平原次旱区。包括荆州市中部与南部、仙桃、潜江、天门和宜昌市东南部，该区域属长江中下游冲积、湖积平原，地下水位较高，一般维持在0.5-1.5 m，在同等气候条件下，实际成灾面积小，旱情相对较轻，有时甚至还能丰收。因此，虽然此区各类干旱出现的频次和等级与鄂东南地区相近，但还是把它划为次旱区。其干旱主要是伏秋干旱，秋冬旱出现频率比春旱、初夏旱略多[10]。

4）鄂西南轻旱区。包括恩施自治州和宜昌市西南部，境内地势复杂，垂直气候差异较大，南部受夏季风影响较大，加上地形抬升作用，降水较多，而且此区温度低，辐射弱，潜在蒸散小，多年降水超过最大可能蒸散，不易成旱，干旱次数少且多为小旱。相反，在干旱年份，该区域热量条件好，无阴雨寡照之弊，一般为丰年[7]。

1.3 湖北省干旱灾害演变趋势

在1961-2010年的50年，湖北省不同时间尺度干湿变化频率、持续时间、干旱强度、发生范围存在明显差异[14]，但其年际变化特征基本一致，程度略有差异。在6个月及更长时间尺度上，20世纪60年代前期、70年代前期及80年代至90年代前期是湖北省较为湿润的时期，20世纪90年代后期以来尤其是21世纪初的10年湿润期明显减少，干旱期明显增加;在季节尺度上，50年湖北省春、秋季呈干旱化趋势，夏、冬季呈湿润化趋势，其中秋季干旱化趋势最为显著。各时间尺度干旱发生强度均有加重趋势，最严重干旱事件集中发生在近20年，其中极端干旱在近10年大范围发生的频率显著高于过去40年[15]。

利用气象资料，评估在全球气候变化背景下湖北省各地区干旱发生频率的变化趋势。由图3可以看出，干旱灾害发生频率的变化速率在空间分布上有非常明显的地理差异，整个鄂北地区及鄂中京山、天门、仙桃一带变化速率明显高于其他地区，说明这些地区干旱发生的频率增长很快，并在未来还将以较快速度增长;在鄂西地区巴东、兴山、秭归、宜昌、远安、荆门以及鄂东地区罗田、黄梅、黄冈、鄂州、江夏、崇阳、通城干旱发生频率呈下降趋势，其他地区干旱发生频率上升较慢[16]。

基于图4中干旱发生频率增长速率不同，将湖北省分为3个气候变化区域，分别为干旱发生频率上升较快区域、干旱发生频率上升缓慢区域、干旱发生频率下降区域[16]。湖北省大部分地区20世纪80年代后干旱灾害发生频率呈明显上升趋势，其中鄂北地区是干旱发生频率上升较快区域中上升最快的地区，这与湖北省干旱灾害发生日益频繁的事实相符。干旱发生频率上升较快区域正好是以“旱包子”著称、干旱频发的鄂北岗地，在全球气候变化背景下，呈现出“旱包子”更旱的趋势。

2 湖北省干旱致灾机制

湖北省干旱灾害是多方面因素共同作用的结果，主要是受自然和地理环境、人类活动、水利基础设施建设等因素的影响。

2.1 自然因素

湖北省地处典型的亚热带季风区，气候多变，降水变率大，时空分布很不均匀[9]。季风异常造成的降水偏少，西太平洋副热带高压提早北抬西伸引起的高温是湖北省干旱的重要原因。若夏季风在长江中下游停留的时间很短，或者跳过华中直抵华北，长江中下游就会出现空梅或梅雨不明显，随后在稳定的西太平洋副热带高压控制之下高温、少雨，从而导致大旱发生[17]。此外，全球气候变化也是导致湖北省干旱频发的主要原因之一，全球变暖是干旱等极端天气气候事件频发的大背景，降水变率大、持续性高温是引发干旱的最主要原因[18]。在全球变暖的大环境下，区域气温升高加剧了干旱发展。

2.2地理环境

湖北省大部分地区年降水量在800-1 600 mm。鄂东南、鄂西南和鄂东北是湖北省的多雨中心[19]，年降水量在1 200 mm以上;鄂西北年平均降水量在900mm以下，是湖北省的少雨区;江汉平原年降水量在1 000-1 200 mm。因受地理位置、地形、地势等环境影响，受旱地区频繁程度依次为鄂西北、鄂北、鄂中、鄂西南、鄂东南、鄂东北、江汉平原。

湖北省还存在水土资源组合错位的不利因素，鄂东、鄂东南和鄂西南丰水区地表水资源占全省水资源总量的40%左右，相应的耕地面积只占全省耕地面积的15%左右，水多地少;鄂北、鄂西北少水区地表水资源只占全省水资源总量的10%，但耕地面积约占全省的30%左右，水少地多[20，21]。

2.3 人类活动

在水资源利用总量中农业用水占80%以上，农业结构的改变是干旱发生的一个重要原因。如洪湖市近20年水产养殖面积增加了7倍，水产养殖消耗大量春季水资源，造成春季农业灌溉需水量增加了1倍以上，其影响较气候变化带来的影响更大更深远[22]。随着湖北经济社会的不断发展、人口增加、生活质量提高，除对水资源的需求量不断上升外，对其质量、供给保证率的要求也越来越高，这在很大程度上导致水资源供水严重不足，进一步放大了干旱的影响。1980年湖北省用水总量33.2亿m3，2011年湖北省用水总量骤增到296.7亿m3，30年增长近9倍[21]。此外，湖北省灌溉渠道大多为土渠，渗漏量大，灌溉水利用系数偏低[21]，水资源利用率低。水资源污染严重也是造成干旱影响程度加剧的重要原因。

2.4 水利基础设施建设

鄂北、鄂西北等山丘岗地水利工程多以小型库塘为主，缺乏骨干工程，抗旱能力脆弱，一旦遇较大干旱，塘堰干涸、小库低至死水位，蓄水锐减[23]。有些闸站、水库、塘堰等水利工程大部分修建于20世纪70年代以前，设计标准偏低，建设质量较差，工程设施老化失修严重，抗旱效益衰减[24]，特别是众多的小型工程整体老化严重，抗旱效益衰减的问题更显突出。

3 湖北省干旱灾害对经济社会发展的影响分析

近年来受全球气候变暖的影响，干旱极端事件日益增多，干旱灾害对湖北省農业生产、粮食安全、饮水安全、生态环境安全和社会发展的威胁越来越突出[25]。

3.1 干旱灾害对湖北省农业生产和粮食安全的威胁

4-9月干旱对湖北省农业的影响最大。从湖北省干旱度、农业受灾面积、干旱受灾面积占作物总种植面积的百分率（干旱受灾率）、干旱成灾率年际变化情况来看，湖北省干旱成灾率呈现较为明显的上升趋势，每月都有可能出现干旱，而4-9月是湖北省最重要的农事生产季节，发生在此期间的干旱是造成湖北省重灾的主要原因，历史上湖北省受灾程度较大的年份均发生在这一时期，如2000年发生的春旱，1990、1992年的伏秋连旱、1988年春旱及夏伏连旱[26]。

3.2 干旱灾害对湖北省城乡居民饮水安全的威胁

由于湖北省干旱连年发生，造成河道断流、天然水域缩小，致使水资源匮乏。此外，湖北省境内长江、汉江干流水质总体良好，但大多数支流水体遭到污染，沿江城市部分江段水质超过国家规定标准。1992、1998、2000年，在汉江下游段先后3次出现硅藻水华或藻潮现象，水体呈黄褐色并伴有藻腥味，使该地区水资源更显不足，导致局部旱情加重。同时，随着经济社会的发展、人口的增加和城乡居民生活水平的提高，湖北省水资源紧缺的问题将更加突出，供需矛盾进一步加剧[27]。

3.3 干旱灾害对湖北省生态安全的负面影响进一步加剧

因干旱日益频繁，生态用水受到严重侵害，导致生态环境恶化，土壤墒情下降，森林覆盖率降低，物种分布和生态系统多样性改变，自然保护区功能下降，土壤侵蚀加速，大气污染、水土流失、地质灾害等危害加重，湖泊、水库营养化程度增加[2副。此外，长期干旱导致森林火灾多发，由于水资源缺乏而过量开采地下水，还导致地面沉降。1949年后，湖北省人口增长较快，导致对土地的掠夺式经营，毁林毁草、陡坡开垦、围湖垦殖日益严重，加速了水土流失的发展、生态环境的破坏，也加剧了干旱灾害[9]。干旱对于生物物种及生态环境等方面带来的负面影响无法估量，甚至是不可逆转的。湖北省干旱频率愈来愈高、灾情愈来愈重，与植被不断遭到破坏和水土流失加剧有密切关系[9]。

3.4 干旱灾害对湖北省社会发展的影响不容忽视

湖北省工农业和城市的发展对水资源也提出了更高要求。水资源利用水平的提高使人们的生活和各项生产活动越来越受到水资源的制约，对因气候波动出现的干旱情势将日益敏感，受干旱灾害威胁的潜势显著增大[9]。干旱带来的农产品有效供给受到影响、农村“因旱致贫”“因旱返贫”等问题较突出，切实加强农村社会管理能力建设，创新社会管理机制，维护农村社会和谐稳定，提高解决干旱带来的社会问题的能力，需要各级政府加强社会管理创新[29]。同时，旱区因水质问题导致的卫生、健康状况堪忧，部分旱区鼠灾、虫灾防控形势严峻。因此，干旱关乎民生，其引起的社会问题值得深思，避免引起矛盾激化，引发社会危机。

4 小结

1）湖北省干旱灾害呈现出季节性、区域性、持续性、周期性和联发性等特点。

2）湖北省干旱灾害四季皆有发生，其中以伏秋干旱发生频次最多，干旱持续日数最长，危害范围最广，影响最严重;鄂西北、鄂北岗地、鄂中丘陵区等鄂西北部地区是湖北省年干旱日最多的地区，也是干旱灾害损失最多的地区，长江三峡以南的鄂西南地区是干旱日最少的地区;7-10月是湖北省干旱日最多的月份，而1-5月是最少的月份。

3）总体来说，湖北省大部分地区20世纪80年代后干旱发生频率呈明显上升趋势，其中鄂北地区是干旱发生频率上升最快的地区，这与湖北省干旱灾害发生日益频繁的事实相符。

4）湖北省干旱灾害是多方面因素共同作用的结果，主要是受自然和地理环境、人类活动、水利基础设施建设等因素的影响。

5）近年来受全球气候变暖的影响，干旱极端事件日益增多，干旱灾害对湖北省农业生产、粮食安全、饮水安全、生态环境安全和社会发展的威胁越来越突出。

为减轻湖北省干旱灾害的影响，应从加强干旱灾害防御顶层设计、开展干旱成灾机理和抗旱科学研究、提高抗御干旱灾害能力、因地制宜实施避旱措施、组织抓好抗旱措施、强化抗旱保障能力建设等方面采取切实有效的措施，促进湖北省经济社会可持续发展。

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作者简介：郑治斌（1964-），男，湖北随县人，高级工程师，主要从事气象软科学和应用气象研究，（电话）027-67847899（电子信箱）zhzh646@126.com。