郭茜月 刘国金 李悦萱

[摘 要] 由于农业自身的脆弱性，导致其减产的原因众多。干旱作为主要的自然灾害之一，对于农业的影响正在逐渐加剧，了解其传统监测方法的发展现状对于防御干旱具有重要意义。基于此，本文主要对农业干旱传统监测现状进行总结，以期为农业生产活动中的干旱监测工作提供理论参考。

[关键词] 农业;干旱;监测

[中图分类号] S423 [文献标识码] A [文章编号] 1674-7909（2020）20-93-2

据统计，世界人口的1/3均生活在缺水地区，有11亿人无法获得安全的饮用水。在全球范围内，干旱（7.5%）是仅次于洪水（11%）的第二大地理灾害。从1970年到2000年初，受干旱严重影响的区域面积百分比增加了1倍。欧洲、亚洲、加拿大、非洲西部和南部以及澳大利亚东部均遭受干旱威胁。近年来，人类饱受干旱侵扰，由于干旱高频率发生且时间持久，同时其具有影响范围广、后延影响大的特点，已成为影响农业生产最严重的自然災害之一。

1 干旱发生与危害概述

大范围的干旱情况在全球范围蔓延，其发生频率呈现增强趋势[1]。干旱导致的灾害损失占自然灾害损失的42%以上，每年经济损失约计80亿美元，波及国家和地区约120多个，受灾人数超过20亿，全球由于旱灾致死的人口数高达1 100多万[2]。20世纪30年代一场持续10年之久的旱灾对美国的农业及经济发展带来了严重影响[3]。20世纪50年代至21世纪初的50年间，亚欧和非洲大陆的干旱强度比同期增加了16%，其中我国华北、东北地区干旱区域增长趋势明显[4]。每年我国因干旱造成的农业受灾面积占总受灾面积的55%，导致粮食减产数百万吨以上。其中，对东北三省的影响在不断加剧，从1990年起，东北三省一直处于降水偏少的状态，随着时间的推移，干旱日益加重，相关研究指出，至2030年，由于干旱原因将导致东北三省农业产量明显降低，农业从业者的经济收入有可能减少至历年平均水平的1/2[5]。近年来，西北地区由于干旱造成的农业经济损失约为生产总值的4%～6%。目前，伴随全球温暖化的加剧，干旱情况甚至扩展至我国南方相关地区。2007年，湖南省宁乡县遭受50年一遇的旱灾;2010年2—3月，云南省大部分地区均遭受了百年一遇的干旱;2010年，广西和四川西南山区均出现50年一遇的干旱。目前，我国已步入经济全面发展的时代，为满足亿万国民生活需求，农业生产安全始终是保障我国发展的基础，但由于降雨空间分布不均、生活与工业用水量增多，部分地区干旱情况日益加剧，对干旱的整治及预防已迫在眉睫。

2 干旱传统监测研究进展

2.1 干旱类型的划分

导致干旱的机理极其复杂，干旱通常可分为4种类型，即农业干旱、水文干旱、气象干旱和社会经济干旱。其中，农业干旱是指在作物生长过程中，由于种植环境水分不足导致农作物生长受限的现象;水文干旱是指受降水不足影响的河川径流低于平均水平的自然灾害现象，主要表现为一定面积和一定时段内流域可利用水量赤字;气象干旱是指受降水和温度等综合因素影响，地表蒸散量大于降水量导致水分减少的自然灾害;社会经济干旱是指人类经济活动对水资源的使用需求过度而导致的水分短缺情况。降水是导致4种干旱的根本原因。气象干旱作为其余类型灾害的诱因，可以通过对其进行监测起到干旱预警和防范的效果。

2.2 干旱监测研究进展

传统干旱监测方法是基于水文、气象站点的观测数据进行的。目前，常用的气象干旱监测方法可分为以下几种。

2.2.1 帕默尔干旱指数（PDSI）。帕默尔干旱指数是美国测量气象干旱中最常使用的方法。其是基于大气水分供给与水分需求相对于当地正常状态的累计距平值进行计算。PDSI在我国同样取得了较好的监测效果。卫捷等证明了PDSI能够准确描述干旱的发生及其强度[6];王劲松等基于PDSI监测了河西地区的干旱情况，结果与历史记录数据恰好吻合[7]。

2.2.2 标准化降水指数（SPI）。标准化降水指数可及时准确地监测和评估干旱严重程度以及确定降水赤字情况。李剑锋等利用SPI指数成功分析了新疆地区的干旱演变[8];林盛吉等基于SPI指数对钱塘江流域的旱情进行了时空分析[9]。

2.2.3 帕默尔水汽异常指数（Palmermoistureanomaly Index）。帕默尔水汽异常指数由Karl提出，又简称Z指数，利用前一月的水汽异常计算本月Z值，具有方便、灵活、准确的特征，在我国得到了较好的应用。黄道友等根据南方区域的季节性干旱实际情验证了Z指数的干旱预测准确性[10]。

除上述3种应用较为广泛的气象干旱指数预测法外，近年来，一些学者从降水距平百分率（Pa）、相对湿度指数和综合气象干旱指数（CI）方面展开了研究，也获得了与实测数据相吻合的监测效果[11-13]。

2.3 干旱传统监测方法存在的问题

上述气象干旱指数均是通过气象、水文站点观测数据的分析、建模来监测干旱情况。对于单一或小范围地区来说，数据处理方法简单、计算量小、易于获得，但受观测站数量限制，对于连续描述空间干旱分布特征的分析难以实现。因此，采用气象干旱指数监测大范围干旱情况时存在一定的局限性。

3 结语

干旱是较为常见的农业自然灾害之一，其对农业的影响间接成为制约我国发展的一种潜在因素，因此有关干旱研究越来越受到重视。传统的干旱监测方法基于水文、气象观测站数据建立干旱指数、降水指数以及蒸散量等大气相关参数进行评价，其具有数据来源可靠、精确度高等特点，但受观测站数的限制难以用于广域范围的监测与预测，难以满足大范围用户的需求。目前，干旱传统监测还需结合一些新的方法才能更有效对干旱起到监测效果。

参考文献

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[6]卫捷，马柱国.Palmer干旱指数、地表湿润指数与降水距平的比较[J].地理学报，2003（58）：117-124.

[7]王劲松，黄玉霞，冯建英，等.径流量Z指数与Palmer指数对河西干旱的监测[J].应用气象学报，2009（4）：471-477.

[8]李剑锋，张强，陈晓宏，等.基于标准降水指标的新疆干旱特征演变[J].应用气象学报，2012（3）：322-330.

[9]林盛吉，许月萍，田烨，等.基于Z指数和SPI指数的钱塘江流域干旱时空分析[J].水力发电学报，2012（2）：20-26.

[10]黄道友，彭廷柏，王克林，等.应用Z指数方法判断南方季节性干旱的结果分析[J].中国农业气象，2003（4）：12-15.

[11]韦开，王全九，周蓓宿，等.基于降水距平百分率的陕西省干旱时空分布特征[J].水土保持学报，2017（1）：318-322.

[12]曹永强，张兰霞，张岳军，等.基于CI指数的辽宁省气象干旱特征分析[J]. 资源科学，2012（2）：265-272.

[13]邹旭凯，张强.近半个世纪我国干旱变化的初步研究[J].应用气象学报，2008（6）：679-687.