萬紅蓮,王 靜

1 寶雞文理學院,陜西省災害監(jiān)測與機理模擬重點實驗室,寶雞 721013 2 寶雞文理學院地理與環(huán)境學院,寶雞 721013

近年來,中緯度地區(qū)氣候暖干化是全球范圍干旱問題日趨嚴重的主要原因之一,同時也是全球造成損失最大的氣象災害[1- 3]。IPCC第四次評估報告指出因干旱而導致的影響區(qū)域有進一步擴大的趨勢[4],所以世界氣象學界對干旱的探討已成為當前研究的熱點問題。干旱特征、干旱指數(shù)不僅是其研究的重要參數(shù),更是研究干旱的關鍵問題之一。

目前,學者們研究干旱普遍采用的干旱指數(shù)包括帕默爾干旱指數(shù)(PDSI, Palmer Drought Severity Index)[5]、綜合氣象干旱指數(shù)(CI, Compound Index)[6]、Z指數(shù)[7]、標準化降水指數(shù)(SPI, Standardized Precipitation Index)[8]以及標準化降水蒸散指數(shù)(SPEI, Standardized Precipitation Evapotranspiration Index)[9- 10]等。其中,PDSI指數(shù)是較早用于干旱研究的重要指數(shù)之一,考慮了干旱程度受前期氣候條件的影響,對干旱特征的時空描述較為合理[11]。但不足在于用主觀因素界定了旱情等級,在判斷極端旱情時有存在滯后若干月份的可能[12];SPI指數(shù)能對不同時間尺度及區(qū)域的干旱強度和持續(xù)時間做出更全面的反映,在眾多方法中應用較為成熟,但其僅考慮了降水資料,因子較為單一,故反映干旱變化問題不夠全面。因此,Vicente-Serrano等[9- 10]基于SPI指數(shù),利用降水和蒸散提出了標準化降水蒸散指數(shù)(SPEI),該指數(shù)在綜合PDSI考慮蒸散對氣溫敏感、SPI多時空優(yōu)點的基礎上,為檢測和監(jiān)測全球變暖背景下干旱的變化特征提供了較好的方法支撐。

西北地區(qū)屬干旱半干旱氣候,對該區(qū)域的干旱特征研究更具有現(xiàn)實意義。前期季定民[13]、張調(diào)風[14]、張勃[15]、梁丹[16]、葉磊[17]、周丹[18]等學者應用SPEI指數(shù)分別對甘肅河東、青海省、隴東地區(qū)、河西走廊、嘉陵江流域、陜西地區(qū)干旱特征進行了研究,表明SPEI在研究區(qū)域具有很好的適用性,但大多是對SPEI與氣溫和降水量的關系分析,未對干旱特征做進一步的研究,特別是對于SPEI指數(shù)與NDVI指數(shù)相關性的分析較為鮮見。

NDVI(即歸一化植被指數(shù)(Normal Difference Vegetation index, NDVI))能綜合監(jiān)測和評估地表植被生長及覆蓋狀況,由遙感影像近紅外波段(NIR)和紅外波段(R)反射率計算而得[19- 20]。SPEI是基于氣溫和降水量計算而來,并且SPEI值是多尺度的,能夠清楚反應區(qū)域干旱與可獲得水資源狀況。研究發(fā)現(xiàn),SPEI指數(shù)和植被覆蓋的關系最為緊密[21- 22]。劉世梁[21]對云南省年際SPEI與NDVI的時間尺度相關性進行了研究;張勃[22]基于NDVI,分析了西南地區(qū)氣溫、降水量及SPEI 3種變量與NDVI在年際尺度上的空間相關性。卻均未涉及對綜合效應的干旱指標的小區(qū)域、多尺度的時空格局演化規(guī)律及形成機理的研究。

寶雞地區(qū)是中國氣候變化的敏感地帶,處于我國東西與南北兩大地震帶的交匯點和長江與黃河兩大水系的分界處,降水年際年內(nèi)分布極其不均。寶雞是個有著獨特自然地理環(huán)境的地區(qū)[23- 25],該地區(qū)自然災害以旱澇災害為主,旱災多于澇災[18,26],生態(tài)環(huán)境較為脆弱。

因此,基于SPEI指數(shù),以ArcGIS軟件作為數(shù)據(jù)處理平臺,對寶雞地區(qū)近40年來歷年和歷年各季、月尺度的干旱發(fā)生頻率和干旱發(fā)生強度進行分析,進而采用2001以來寶雞地區(qū)SPEI與植被NDVI數(shù)據(jù),探討干旱與植被覆蓋狀況的時空相關性,為寶雞地區(qū)相關部門進行全區(qū)干旱監(jiān)測預警以及制定防旱抗旱等提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

圖1 寶雞地區(qū)高程及氣象站點分布 Fig.1 Elevation and distribution of meteorological stations in the Baoji area

寶雞地處106°18′—108°03′E,33°35′—35°06′N,陜西省(關中平原)西部,屬內(nèi)陸中緯度、半干旱與半濕潤區(qū)的交接地帶,具有顯著的大陸性季風氣候(圖1)。是我國南方與北方、東方與西方邊緣地帶的交叉點。秦嶺南屏,渭水中流,關隴西阻北橫,渭北沃野平原。冬季天氣寒冷干燥,夏季溫熱多雨和炎熱干燥天氣交替出現(xiàn),春季升溫迅速且多變少雨,秋季因降溫迅速又多陰雨連綿的氣候特征。全區(qū)年均氣溫13℃左右,年均降水量700 mm左右,降水年際和年內(nèi)變化大,年內(nèi)降水集中在7、8、9三個月,占全年降水的50%左右,年均蒸發(fā)量800 mm左右,氣溫、降水量季相較為分明[27- 29]。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

選用寶雞地區(qū)1974—2013年11個氣象站點(其中,寶雞縣2003年撤縣設立陳倉區(qū),本文中仍沿用舊制寶雞縣)氣溫和降水量的月觀測數(shù)據(jù);ASTER DEM數(shù)據(jù)來自地理國情監(jiān)測云平臺;MODIS NDVI數(shù)據(jù)來自LP DAAC中的MODIS產(chǎn)品的MOD13A3數(shù)據(jù)集;土地利用/覆蓋數(shù)據(jù)提取于基于Landsat TM/ETM數(shù)據(jù)的國家尺度1∶10比例尺專題數(shù)據(jù)庫。利用寶雞地區(qū)矢量數(shù)據(jù)裁剪下載的NDVI月數(shù)據(jù),得到研究區(qū)月NDVI數(shù)據(jù);對20個相鄰經(jīng)緯度的DEM原始數(shù)據(jù)進行拼接,并用寶雞地區(qū)(縣界)矢量數(shù)據(jù)裁剪DEM柵格數(shù)據(jù),獲得寶雞地區(qū)DEM數(shù)據(jù)。以ArcGIS作為數(shù)據(jù)處理平臺,采用均值替換法對個別站臺各別年份的月氣象缺測數(shù)據(jù)進行插補處理,利用地統(tǒng)計模塊中的協(xié)同克里格法在考慮海拔影響的情況下對氣象數(shù)據(jù)進行插值處理,后經(jīng)相同的投影方式對寶雞地區(qū)所有遙感數(shù)據(jù)進行投影轉(zhuǎn)換。本研究分別以年、季(當年3—5月為春季、6—8月為夏季、9—11為秋季、12月至次年1—2月為冬季)、月作為研究尺度。

2.2 研究方法

2.2.1 標準化降水蒸散指數(shù)

通過正態(tài)標準化處理降水與蒸散,差值即為SPEI。常用其偏離平均狀態(tài)的程度來表征某地區(qū)的干旱發(fā)生強度[15,29]。計算步驟如下：

第一步,運用Thornthwaite法計算潛在蒸散量：

(1)

(2)

式中,PET為潛在蒸散量;T為月均溫;H為年熱量指數(shù);A為常數(shù)。其中,A=0.49+0.179H-0.0000771H2+0.000000675H3。

第二步,計算逐月降水量與蒸散量的差值：

Di=Pi-PETi

(3)

式中,Di為降水量與蒸散量的差值,Pi為月降水量,PETi為月蒸散量。

第三步,由于原始數(shù)據(jù)序列Di中可能存在負值,故采用log-logistic概率分布F(x)計算每個Di數(shù)值對應的SPEI值,即Di數(shù)據(jù)序列正態(tài)化。計算時有如下兩種情況：

① 當P≤0.5時,

(4)

② 當P>0.5時,

(5)

SPEI具有多時間尺度特征,月時間尺度、3個月時間尺度分別可以較為清晰的反映干旱過程的細微變化、反映季節(jié)的干旱發(fā)生情況[29]。文章通過計算寶雞地區(qū)11個氣象站點1974年1月到2013年12月的SPEI,以1、3、12個月時間尺度的SPEI表征寶雞地區(qū)月、季和年際干旱時空變化特征(表1)。

表1 SPEI干旱等級劃分與發(fā)生累積概率

SPEI, 即標準化降水蒸散指數(shù)(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index)

2.2.2 干旱發(fā)生強度

《氣象干旱等級》中關于氣象干旱發(fā)生強度的詮釋為,所有天或月的綜合氣象干旱指數(shù)(CI)值在干旱過程內(nèi)為輕度以上的干旱等級之和[6]。用以評價寶雞地區(qū)內(nèi)干旱嚴重程度,其值越小,干旱程度越強。計算公式如下：

(6)

式中,m為寶雞地區(qū)內(nèi)發(fā)生干旱的站點數(shù),|SPEIi|為發(fā)生干旱時的SPEI的絕對值。其值越小,干旱程度越強。當連續(xù)3個月的SPEI月尺度數(shù)值為輕度干旱以上時,則確定為發(fā)生一次連續(xù)干旱過程[30]。

3 結(jié)果與分析

3.1 干旱的時間分布特征

3.1.1 干旱指數(shù)年際變化及突變檢驗

11個氣象站均勻分布在寶雞地區(qū),且各站臺資料具有良好的連續(xù)性,因此代表性良好。從SPEI年際變化趨勢(圖2)可以看出,寶雞地區(qū)干旱主要開始于20世紀70年代中期,結(jié)束于20世紀90年代中期,期間的20年來干旱頻繁發(fā)生。90年代中期以后干旱發(fā)生頻率有所降低。1974—2013年近40年來寶雞地區(qū)年均SPEI指數(shù)以-2.50%/a的速度下降,干旱趨勢明顯增強。由SPEI數(shù)值波動來看,最干旱的年份(1988年)偏離正常年的程度大于最濕潤年份(2000年)。圖2年均SPEI指數(shù)Mann-Kendall趨勢檢驗[31]結(jié)果,實曲線為UF值,虛曲線為UB值,兩條粗虛線分別表示上下臨界線(0.05)。由UF線可見,自20世紀90年代中期以來,寶雞地區(qū)年均干旱指數(shù)呈明顯的上升趨勢,以2007年至2010年增大趨勢最為顯著(超過0.05臨界線)。年均SPEI指數(shù)突變現(xiàn)象出現(xiàn)在20世紀90年代中期,具體是從1995年開始的。突變前平均為-0.379,突變后為-0.004,前后相差0.375。

圖2 寶雞地區(qū)年均SPEI指數(shù)年際變化及M-K突變檢驗Fig.2 Inter-annual variation and Mann-Kendall test of average SPEI index of Baoji areaSPEI, 即標準化降水蒸散指數(shù)(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index); UF表示順序時間序列的標準正態(tài)分布,UB表示逆序時間序列的標準正態(tài)分布

3.1.2 干旱發(fā)生頻率分布特征

寶雞地區(qū)年尺度和春季在50%及以上的共計23次,干旱最為嚴重,冬季共計17次,干旱狀況較好。全區(qū)干旱發(fā)生頻率均差異較大(冬季變化幅度較小),且自2008年以來干旱有再次增加的趨勢。綜合來看,年、春、夏、秋、冬及月尺度上全區(qū)干旱發(fā)生頻率普遍(圖3)。

圖3 寶雞地區(qū)年、季、月尺度干旱發(fā)生頻率Fig.3 Drought frequency distribution at annual, seasonal and monthly scales in Baoji area

從整體來看,近40年來寶雞全區(qū)年干旱發(fā)生頻率整體差異較大(0—100%),1981—1985、1989—2004年雖干旱起伏變化明顯,但干、濕年份交替存在。年尺度上,全區(qū)達60%及以上有19 a,發(fā)生頻率最低的年份(0)和最高的年份(100%)分別為7 a和3 a,以20世紀70年代到21世紀初期干濕交錯最為顯著,2004—2008年干旱情況較有好轉(zhuǎn),2008年以來干旱又有再次加重的趨勢。

月尺度干旱發(fā)生頻率差異較大,達60%以上的有17 a,全區(qū)有22個年份的月尺度干旱頻率值高于平均值(10 a平均值)。1979年、1988年和1991年為干旱發(fā)生現(xiàn)象最頻繁年份,未發(fā)生干旱現(xiàn)象的共計7 a(圖3)。

造成全區(qū)上述狀況的原因是秦嶺穿其境而過,其以南氣候較濕潤、以北較干燥,且主峰太白山位居其中,阻隔了南方水汽的大量輸送,這是造成寶雞地區(qū)較為干旱的主要原因;此外,雖然寶雞大部分地區(qū)處于渭河流域中段,但同時又位于關山山地和渭北黃土臺塬,水土流失較為嚴重,降水集中于7—9月,降水類型多為雷陣雨和暴雨,土壤蓄水保墑能力較弱,年均蒸發(fā)量大于降水量,加之人為因素影響,增加了干旱的發(fā)生頻率。

3.2 干旱發(fā)生強度空間分布特征

基于寶雞地區(qū)11個氣象站點逐月SPEI值及不同級別的SPEI干旱指數(shù),統(tǒng)計分析1974—2013年近40年、季及月尺度6個時間尺度上的干旱發(fā)生強度,利用ArcGIS 10.4繪制空間分布圖(圖4)?？梢钥闯?寶雞地區(qū)干旱發(fā)生強度整體呈現(xiàn)“東強西弱”的特征,6個時間尺度上中東部干旱發(fā)生強度最強。 除秋季外,均表現(xiàn)為整體偏干旱的分布規(guī)律,且各時間尺度上的空間地域分布范圍與年尺度較為一致。干旱發(fā)生強度在年尺度上最弱的地區(qū)分布在鳳縣東部-寶雞市南部-太白縣整個縣域內(nèi)、隴縣西部地區(qū),干旱發(fā)生強度面積占總面積的23.54%;鳳縣與太白縣兩縣的整個縣域內(nèi)及其區(qū)域之間過渡地區(qū)的寶雞市南部地區(qū)、隴縣中西部地區(qū),全區(qū)干旱發(fā)生強度較弱,占總面積的48.83%。干旱強度最強的區(qū)域占10.70%,集中分布在寶雞縣東部至扶風東部的扇貝形區(qū)域(由西向東)。

春季干旱空間分布規(guī)律與年尺度最為接近,整體偏干現(xiàn)象最為明顯,以寶雞縣東部至扶風東部的扇貝形區(qū)域(由西向東)的11.90%居6個時間尺度中最高,相比最低的冬季(5.77%),增長速度高達51.52%。而最弱(20.51%)和較弱(44.06%)的區(qū)域面積均為6個時間尺度上的最低值;月尺度、夏季、秋季、冬季4個時間尺度較春季和年尺度上干旱發(fā)生強度最強區(qū)域的面積以-16.02%的速度呈依次減少的變化趨勢;夏季和月尺度,干旱發(fā)生強度最弱和較弱的區(qū)域面積大小最為相近。數(shù)據(jù)顯示,夏季最弱30.14%、較弱51.10%,月尺度最弱30.79%、較弱51.31%。從研究區(qū)整體時間尺度來看,二者的干旱強度均較為適中,就兩個時間尺度的空間變化趨勢來看,干旱狀況逐漸趨好的區(qū)域表現(xiàn)為向麟游東部和眉縣呈扇貝口擴大的變化趨勢。再綜合二者的干旱強度最強的面積區(qū)域比例來看,全區(qū)干旱差異最大(月4.95%、夏3.73%),但以偏濕潤的氣候為主;冬季干旱強度差異最小,僅1.44%,與夏季和月尺度分布規(guī)律一樣,也以偏濕潤的氣候為主。最弱面積占51.16%、較弱占80.40%,均僅稍次于6個時間尺度上最弱和較弱區(qū)域所占面積比例最大的秋季(75.47%、83.92%)。除麟游、岐山、扶風、眉縣寶雞地區(qū)的4個東部縣域外,全區(qū)干旱狀況均表現(xiàn)較好,其中以秋季在6個時間尺度上表現(xiàn)最好(圖4)。

圖4 寶雞地區(qū)干旱發(fā)生強度空間分布Fig.4 Spatial intensity distribution of drought in Baoji area

3.3 SPEI與NDVI的相關性分析

運用ArcGIS 10.4繪制2001—2013年NDVI值與對應年、季、月尺度上SPEI相關性空間分布圖,來進行相關性分析,全區(qū)6個時間尺度的兩者相關性均通過了0.05顯著性水平檢驗(圖5)。考慮到不同土地利用類型的影響,依據(jù)國家尺度1∶10比例尺土地利用/覆蓋專題數(shù)據(jù)庫LUCC數(shù)據(jù)分類體系,經(jīng)重分類繪制成耕地、林地、草地、水域、城鄉(xiāng)用地、未利用土地6類研究區(qū)土地利用/覆蓋類型圖(圖6),再分別統(tǒng)計各類土地利用類型的SPEI與NDVI相關性空間分布規(guī)律(圖7)及相關系數(shù)均值(表2)。就寶雞地區(qū)的土地利用面積現(xiàn)狀來看(圖6),依次為林地>草地>耕地>城鄉(xiāng)>水域>未利用土地,林地和草地廣泛分布在全區(qū)的北、西、南地區(qū),占全區(qū)總面積比例達68.39%。全區(qū)土地利用情況較好,未利用土地比例僅占全區(qū)面積的0.03%。

圖5 NDVI值與對應年、季、月尺度SPEI相關性分析Fig.5 Correlation analysis of NDVI values with the corresponding year and season and month scale SPEI

結(jié)合圖5、圖6、圖7及表2可以看出,年尺度上,正相關性較負相關性分布區(qū)域面積明顯,正相關性像元面積百分比達80.48%,僅次于冬季,極顯著正相關性集中分布在千陽草地地帶和岐山縣域內(nèi)的耕地地區(qū)。從6類土地利用類型和SPEI與NDVI的年相關系數(shù)來看(圖7),正負相關性以渭河為界呈南北兩側(cè)較均勻的分布,相關系數(shù)均值均為正相關,除極少的未利用土地外,其他5類土地利用類型的相關系數(shù)均值大小基本持平;春季全區(qū)干旱指數(shù)與NDVI呈正相關性的地區(qū)與負相關性地區(qū)分布最為均勻,像元面積百分比基本相同,正負交錯分布現(xiàn)象顯著,尤以隴縣北部集中區(qū)域的負相關性最高(相關系數(shù)≤-0.5),占全區(qū)總面積的1.98%,正相關性顯著(相關系數(shù)≥0.5)區(qū)域集中于寶雞縣東部(占總面積5.21%)。未利用土地和城鄉(xiāng)用地這2類土地類型對SPEI與NDVI的相關性的影響最大,呈顯著正相關,除此之外,以林地和草地為主的鳳縣和太白縣負相關性極為顯著,分布面積較為廣泛。主要原因是鳳縣和太白縣處于秦嶺山脈之中,且春季升溫迅速且少雨,植被需水不足,植物光合作用不佳,因而難以保持植被的正常生長;夏季呈負相關性的像元個數(shù)占總像元數(shù)的73.57%,僅次于冬季。除鳳翔南部和寶雞縣北部至扶風中東部的東西線狀地帶正相關性表現(xiàn)最為顯著外,負相關廣泛分布在整個寶雞地區(qū)。其中,極顯著正相關系數(shù)(>0.71)的像元個數(shù)占總像元數(shù)的2.34%,僅高于冬季的0.03%。但與6類土地類型的影響較小;秋季整體相關性均較好,正負相關性分布較均勻,整體上表現(xiàn)為“東正西負”的分布特征,顯著負相關(<-0.65)僅占全區(qū)的0.02%,顯著正相關(>0.65)區(qū)域次于冬季和年尺度,接近3%,大面積分布在寶雞地區(qū)東部、鳳縣全區(qū)和隴縣大多地區(qū)。土地利用類型對干旱與植被的空間響應與春季的分布規(guī)律較為一致(圖5)。

圖6 研究區(qū)土地利用/覆蓋類型圖Fig.6 Land use or land cover types map of the study area

相較于6個時間尺度上的相關系數(shù)空間分布規(guī)律來看,冬季、月尺度上的正負相關層次分布最為明顯,冬季負相關性和月尺度的正相關性遍布全區(qū),分別高達93.64%(負相關)和94.10%(正相關)。二者尺度上的空間分布區(qū)域較為一致,廣泛分布于除寶雞縣東部-扶風東西走向的扇貝形區(qū)域外的其他縣域。其中,冬季的負相關像元百分比雖為寶雞地區(qū)6個時間尺度上最高,但極顯著負相關(<0.65)像元百分比(2.37%)卻次于夏季的5.77%,而月尺度的極顯著正相關性仍為多尺度下的最高值。同時,與年尺度相比,冬季土地類型的極顯著正負相關性分布區(qū)域有所減小,顯著正相關性集中分布在寶雞地區(qū)的耕地、水域和城鄉(xiāng)地區(qū),顯著負相關性廣泛分布在林地、草地地區(qū)。這一分布規(guī)律與秋季恰巧相反(圖5)。

綜上所述,春、秋正負相關性空間分布較均勻,夏季負相關性分布廣泛,冬季和月尺度極顯著負相關和極顯著正相關像元面積比例均為最高。且鳳翔南部和寶雞縣北部圍城的區(qū)域至扶風中東部的東西線狀地帶,6個時間尺度上的SPEI與NDVI相關性均呈顯著正相關分布(除月尺度);從6類土地利用類型在6個時間尺度上的相關性響應來看,均表現(xiàn)為林地、草地負相關性最為顯著(除夏季),夏季、秋季、月尺度上,耕地、水域、城鄉(xiāng)地區(qū),相關性較弱,即此3個時間尺度上干旱與植被覆蓋的相關性與土地利用類型無關。主要原因是該地帶處于關中平原的西部地區(qū),植被覆蓋狀況主要以農(nóng)田種植為主,隨農(nóng)作物的收種變化而變化。近年來,新成立的寶雞國家高新技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)、蔡家坡經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)、寶雞蟠龍新區(qū)、寶雞陸港新區(qū)(兩開發(fā)區(qū)兩新區(qū))帶動了該地帶的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,已經(jīng)成為寶雞市新的經(jīng)濟增長區(qū)域。隨著城市化的快速發(fā)展,這些區(qū)域的大量農(nóng)田逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘薪ㄔO用地,因此表現(xiàn)出干旱與植被呈顯著正相關的現(xiàn)象;研究的6個時間尺度中,夏季和冬季的負相關性表現(xiàn)顯著,集中分布在寶雞縣西部、鳳縣、太白和麟游地區(qū),主要原因是4個地區(qū)均為海拔較高、年均溫較低的林地/草地地區(qū)。因此植被覆蓋狀況較好,干旱與植被覆蓋負相關性較高。

圖7 多尺度下不同土地利用類型對SPEI與NDVI相關性的響應Fig.7 Response of SPEI and NDVI relativity in different land use types at multiple scales

4 結(jié)論與討論

(1)寶雞地區(qū)干旱主要開始于20世紀70年代中期,結(jié)束于20世紀90年代中期,期間的20年來干旱頻繁發(fā)生。近40年來年均SPEI指數(shù)以-2.50%/a的速度下降,干旱趨勢明顯增強。年均SPEI指數(shù)突變現(xiàn)象從1998年開始,突變前后相差0.375?？梢?自20世紀末以來,寶雞地區(qū)年均干旱指數(shù)呈明顯的增暖趨勢。

(2)針對干旱發(fā)生強度最弱區(qū)域的分析,發(fā)現(xiàn)在6個時間尺度上,秋季最弱的面積占總面積的75.47%,為最高,其次為冬季的51.16%,月尺度和夏季基本持平,春季干旱較少發(fā)生;從干旱發(fā)生強度最強區(qū)域的分析可見,春季干旱化趨勢最為明顯,較最低的冬季增速可達51.52%,主要分布于寶雞縣東部至扶風東部的扇貝形區(qū)域(由西向東)。月尺度、夏季、秋季、冬季4個時間尺度以-16.02%的速度呈干旱化依次減弱的變化趨勢;相反,秋季和冬季均以偏濕潤的氣候為主,夏季和月尺度干旱發(fā)生強度較為適中。整體來看,6個時間尺度上干旱發(fā)生強度均是以“東強西弱”的特征分布。

表2 6個時間尺度上不同土地利用類型和SPEI與NDVI相關系數(shù)均值

(3)由于寶雞地區(qū)的城鄉(xiāng)周邊,植被覆蓋以農(nóng)田種植為主,故隨季節(jié)變化顯著。另外,該區(qū)域兩開發(fā)區(qū)兩新區(qū)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,城市化進程使得大量農(nóng)田逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘薪ㄔO用地,因此表現(xiàn)為干旱與植被呈顯著正相關的現(xiàn)象(除月尺度)。而6個時間尺度中,夏季和冬季的負相關性表現(xiàn)顯著,集中分布在寶雞縣西部、鳳縣、太白和麟游等山區(qū),這些地區(qū)均為海拔較高、年均溫較低的林地/草地地區(qū)。因此植被覆蓋狀況較好,干旱與植被覆蓋負相關性較高。

利用SPEI指數(shù)對寶雞地區(qū)近40年不同時間尺度的干旱特征進行了分析,并基于經(jīng)重分類為6類的寶雞地區(qū)土地利用/覆蓋數(shù)據(jù),分析了SPEI指數(shù)與植被NDVI的相關性。研究發(fā)現(xiàn)寶雞地區(qū)SPEI指數(shù)與NDVI指數(shù)兩者四個季節(jié)的相關性整體均呈現(xiàn)較好,綜合的表征了干旱與植被覆蓋的響應關系,期望為區(qū)域干旱發(fā)生成因的研究提供新的參考依據(jù)。