川西北生態示范區季節性干旱災害風險評估

劉思雨, 李謝輝

(成都信息工程大學大氣科學學院 高原大氣與環境四川省重點實驗室,四川 成都 610225)

0 引言

干旱是許多極端天氣氣候災害中影響范圍最廣,給人類造成經濟損失最慘重,被看作是世界上最嚴重的自然災害類型之一[1]。 常見的干旱類型可分為氣象干旱、水文干旱、農業干旱以及社會經濟干旱[2-5],其中氣象干旱是中國四大常見干旱類型的基礎,其余三類干旱均是由于缺水等氣象方面的因素而造成。 據世界氣象組織(WMO)統計,在所有自然氣象災害中,由氣象引起的災害比例達70%,其中干旱災害約占氣象災害的50%以上[6]。 而根據四川省統計年鑒公布的受災面積數據表明,1952 - 2020 年四川省干旱受災總面積達440,675 km2,占四川省總受災面積的51.48%,表明旱災占四川省氣象災害的一半以上,自2014 年以來,四川省旱災面積有明顯減少,但干旱受災率仍在半數以上。 四川省的干旱通常不是由年降水量減少引起,大多是由于降水量的季節分配比例失調或空間分布不均而造成,主要以春旱、夏旱和伏旱為主[7]。 如2006 年,由于季節性降水量的異常偏少,旱情波及全省21 個市州,139 個縣市區,約占全省縣級數的80%以上,共有53 個縣市區發生春旱、113 個縣市區發生夏旱、126 個縣市區發生伏旱,大部分地區伏旱期達40 天以上[8]。 而據徐新創等[9]統計的1997-2006 年四川省農業干旱風險的損失量,其中川西北地區因干旱造成的經濟損失為0.34億萬元,約占全省的27.12%。

為解決干旱給人類帶來的各方面問題,眾多學者對干旱災害的風險評估、區域等級劃分以及影響因子等進行研究,并取得了一定的進展。 Smith[10]認為風險是某種災難發生的頻率,可以從頻率和損失著手,并在理論上提出了風險指數的計算模型;Blaikei 等[11]認為風險災害是致災因子危險性和承災體暴露性兩個因素相互作用的結果;姜逢清等[12]通過統計學在理論上分析了新疆1950-1997 年的洪旱災害特征;王鶯等[13]利用災害學理論和風險等級劃分,通過選取合適的評估因子構建干旱災害模型,評估和區劃了甘肅省河東地區的干旱災害風險等級;史培軍[14-17]和劉家福等[18]通過對自然災害理論的分析和研究,提出災害是由3 個影響因素共同作用的結果;劉曉冉等[19]利用自然災害風險評估理論,構建了干旱災害風險評估模型,并結合氣象、社會經濟和生態數據,運用ArcGIS 空間分析技術完成了對重慶市不同季節的干旱災害風險區劃;蔡大鑫等[20]、王勝等[21]和朱曉晨等[22]主要對自然災害理論進行了研究和討論,分析出風險是4 個影響因子的相互作用,并通過構建干旱災害風險評估模型,研究了其影響因素;辛高森等[23]通過IPCC 風險評估第五次報告提出的風險(risk)指數,構建了山東省濰坊市干旱災害的風險評估模型,從而制作了其旱災風險區劃圖;烏蘭等[24]以內蒙古51 個牧業旗縣為研究區,從致災因子危險性、孕災環境敏感性、承災體易損性和防災減災能力4 個方面著手,利用自然災害風險指數法、專家打分法、熵權系數法和層次分析法,通過構建牧業干旱災害風險評估模型,完成了內蒙古牧區干旱災害風險分布特征及區劃;孫麗君等[25]利用AHP法構建干旱災害模型,從致災因子危險性等4 個方面選取合適的評估指標,再加權綜合評價得到各因子權重,最后利用ArcGIS 技術繪制出了云南省干旱災害風險區劃圖;尹晗等[1]通過西南地區降水指數和干旱頻率的時空分布分析了中國西南地區干旱的發生規律以及產生機制;齊冬梅等[26]利用1961-2014 年四川省115 個氣象站點的逐日降水數據,通過計算各站歷年各季節的Z 干旱指數,再結合歷史時期干旱災害的災情記錄,用多種統計方法研究了四川干旱災害致災因子的時間變化和空間分布特征。

川西北生態示范區是四川省五大經濟區之一,是四川省重要的草食畜牧業生產基地,林草地面積大,范圍廣,旅游資源密集豐富,但隨著當前全球氣候的不斷變暖,極端氣候事件進一步增多增強。 該區所包括的阿壩州和甘孜州都位于青藏高原東南緣。 其中阿壩州屬于高原季風氣候,境內垂直氣候顯著,冬春季節由于空氣干燥,多陣性大風,干旱、霜、雪等各類災害性天氣頻繁,夏季高山峽谷地帶由于年蒸發量較高,低海拔河谷地帶屬于干旱半干旱區,常有夏旱發生。 甘孜州是四川盆地西緣山地向青藏高原過渡的地帶,所處地理緯度本屬于亞熱帶氣候區,但由于地勢強烈抬升,地形復雜,深處內陸,絕大部分區域已失去亞熱帶氣候特征,形成大陸性高原山地型季風氣候,復雜多樣,地域差異顯著。 近年來由于全球變暖,年平均氣溫與歷年相比普遍偏高,每年春旱、夏旱和伏旱均有發生[27-29]。本文利用川西北地區氣象站點的逐日氣溫和降水、社會經濟和地理信息數據,構建干旱災害風險評估模型,繪制川西北地區干旱風險區劃圖,充分認識氣候變暖背景下的川西北生態示范區干旱風險時空變化格局,從而推進該地防旱減災體系基礎設施建設,減少旱災損失,為統籌推進川西北生態示范區為國家生態建設示范區提供科技支撐,具有重要的科學和應用價值。

1 資料和研究方法

1.1 研究區概況

川西北生態示范區位于四川省西北部,北靠青海省和甘肅省,西面與西藏自治區接壤,東邊是四川盆地成都平原經濟區和攀西經濟區,南邊與云南省相連接,主要包括阿壩藏族羌族自治州和甘孜藏族自治州,約占全省總面積的二分之一。 該區地形復雜多樣,高山河谷相間分布,平均海拔在3,500 m以上,位于長江和黃河上游。 區內人口相對稀少,且經濟發展水平相對較低,人口密度不足10 人/km2。 2018 年,全區常住人口214 萬,城鎮化率為35%,低于全省平均水平,人均GDP 為2.8萬元/人,相當于全省平均水平的57%[30]。

1.2 數據資料

氣象數據中的溫度和降水來自于中國氣象數據網(http://data.cma.cn/)所提供的逐日數據;地理信息數據包括來自于中國科學院資源環境數據云平臺提供的甘孜和阿壩兩大州縣級行政邊界、中國河網數據、2020 年土地利用遙感數據、分辨率為90 m×90 m的DEM 高程數據以及2020 年四川省的歸一化植被指數NDVI(normalized difference vegetation index)數據;2010-2021 年川西北地區各分縣的耕地面積、有效灌溉面積、農林牧業總產值和財政收入等社會經濟數據來自于四川省統計年鑒。 圖1 是所選川西北生態示范區內16 個氣象站點和DEM 的空間分布圖。

圖1 研究區氣象站點和高程分布

1.3 研究方法

1.3.1 災害風險評估模型

干旱災害風險是致災因子危險性、孕災環境脆弱性、承災體暴露性和防災減災能力與干旱有關的影響因子相互作用的結果。 風險指數可計算為各影響因子指數先乘以相對應的權重后再叉乘,可通過選取能綜合體現干旱災害風險的評估指標進行分析。 本文干旱災害風險評估的計算公式為[31]

式中,Risk 為干旱災害風險指數,H、E、V、R分別代表致災因子危險性、孕災環境脆弱性、承災體暴露性和防災減災能力的風險指數,Wh、We、Wv、Wr分別為致災因子危險性、孕災環境脆弱性、承災體暴露性和防災減災能力的權重。

1.3.2 AHP 層次分析法

AHP 是一個處理多目標問題的決策手段,可以實現定性和定量的分析,可通過將干旱風險評估模型中的指標構建成階梯式層次結構,進行兩兩對比得到各評估指標的權重,是計算指標權重常用的方法[32]。 本文的目標層是川西北干旱災害風險評估,將4 個影響因子作為準則層,通過選擇不同等級的干旱頻率、植被指數、土地利用類型、人均GDP、財政收入等多個評估指標作為指標層,最后計算出各指標層的權重。

1.3.3 加權綜合評價法

加權綜合評價法能通過綜合考慮各種評價指標,適合于對各指標體系的綜合評估。 將各指標的權重與標準化值相乘再相加,最終可得出4 個因子的綜合評估結果,計算公式如下[33]:

式中,Cv為所有評估指標的綜合評價結果,n為指標個數,wvi表示第i個評估指標對應的權重,yci是第i個評估指標的標準化值。

1.3.4 指標歸一法

由于每個指標都有不同的量綱,無法直接進行比較,所以需要對指標進行歸一化,方便對各指標進行比較。 根據指標對各影響因子的作用不同可主要分為正向和負向兩個指標類型。 如干旱頻率為正的指標,表明指標值越大,遭遇干旱災害的風險越大;人均GDP為負的指標,結論則相反。 選用最小值和最大值標準化法處理各指標數據,計算公式如下[24]:

正向指標:

負向指標:

式中,data 為歸一化后的標準數據,原值代表是沒有經過處理的指標數據,最大(小)值為指標數據中的最大(小)值。

1.3.5 ArcGIS 空間分析

利用ArcGIS 軟件強大的空間分析能力對使用的柵格類型數據進行提取和重分類,將點數據插值到面數據,對各指標因子進行加權,利用自然斷點法將計算結果值進行自動分級,并繪制研究區旱災風險綜合區劃圖。

2 結果與分析

2.1 干旱災害風險評估體系的構建

從致災因子危險性、孕災環境敏感性、承災體暴露性、防災減災能力4 個影響因子出發,選取表1 中的14 個評估指標,先通過歸一化法對各評估指標進行標準化,再通過AHP 法得到各評估指標的權重,最后利用加權綜合評價法構建川西北生態示范區干旱災害風險指標體系。

表1 川西北生態示范區旱災風險評估指標

2.2 川西北地區旱災風險評估

2.2.1 致災因子危險性區劃

致災因子危險性指的是形成干旱災害的自然環境因子對人類財產和各種活動產生的危害程度[34]。 由于SPEI 具有月、季和年多時間尺度的優勢,能夠比較不同時間尺度的旱澇情勢[24],因此主要選取由SPEI干旱指數值作為干旱強度。 根據強度大小統計出不同等級干旱強度發生的次數,也就是以4 個不同等級(輕旱、中旱、重旱和特旱)的干旱頻率作為評估指標,SPEI 干旱等級劃分見表2 所示。 由于川西北地區的干旱具有季節性,因此選取干旱頻發的春夏季進行研究,主要選取每年3-5 月各等級的干旱頻率作為春旱的評估指標,6-8 月的干旱頻率作為夏伏旱的評估指標。 干旱頻率為正指標,若干旱發生的頻率越高、則強度越強,代表危險性越高。

表2 川西北地區SPEI 干旱等級劃分

利用1990-2020 年逐日氣溫和降水數據計算出的SPEI 值,先利用站點柵格數據插值到面上,再分別計算出春旱和夏伏旱兩個時期各分縣的輕旱、中旱、重旱、和特旱頻率,然后通過AHP 法計算出各指標的權重,最后利用加權綜合評價和指標歸一化法,以及Arc-GIS 技術繪制出川西北地區春旱和夏伏旱致災因子危險性區劃圖2。

圖2 春旱、夏伏旱致災因子危險性區劃圖

由圖2(a)可知,北部大部分地區位于中等及以上風險區,西北部為次低風險區,南部為中等及以下風險區,東北部位于中等及以上風險區,而位于甘孜和阿壩州交界附近的幾個縣則處于低風險區。 其中,低和次低風險區分布在石渠縣、德格縣中部以及西北部、壤塘縣、馬爾康縣西部、金川縣大部、丹巴縣、道孚縣、小金縣、理縣、汶川縣、黑水和茂縣小部分地區、鄉城、得榮以及稻城和九龍少部分地區;次高和高危險區分布在大部分色達縣、甘孜縣南部、新龍西北部、白玉東北部、理塘中部、九龍縣、金川東部、阿壩東部、紅原中南部和松潘中部地區。

由圖2(b)可知,夏伏旱危險區表現出東部高于西部,北部高于南部的特點;北部處于中等及以上風險區,西北為中等和次高風險區,南部為次低風險區,東北部致災因子危險區分布復雜,五種風險等級均有,中部為低風險區。 其中,分布在德格縣、白玉縣、新龍縣、理塘縣、爐霍縣、道孚縣、金川縣、丹巴縣、理縣、九寨溝縣、若爾蓋和紅原一大半地區為低和次低風險區;中等危險區主要分布在壤塘縣、阿壩縣、馬爾康縣、紅原縣、若爾蓋縣、九龍縣、巴塘縣和鄉城縣;高和次高危險區主要分布在石渠縣、甘孜縣、色達縣、巴塘縣、雅江縣、康定縣、瀘定縣、小金縣南部、松潘縣、黑水縣和茂縣。

2.2.2 孕災環境脆弱性

孕災環境脆弱性是指某地區受到干旱災害威脅,外部環境對干旱災害或損害的敏感程度,災害程度在同等強度的情況下,敏感性越高,干旱災害所造成的破壞程度越嚴重,則相應的旱災風險性就越大[35]。 本文選取適合孕災環境因子的4 個評估指標,分別是土地利用類型、河網密度、植被指數以及地形起伏度。 通過綜合考慮4 個評估指標,繪制出川西北地區孕災環境脆弱性分布如圖3 所示。

圖3 孕災環境脆弱性區劃圖

可以看出,川西北地區孕災環境脆弱性北部高于南部,北部大部分地區為次高及以上風險區,西北部高風險區分布較廣,南部大部分地區為低風險區,東部和東北部以中等風險區為主,但也有部分地區為高風險區。 其中石渠縣、德格縣、甘孜縣、色達縣、壤塘縣、金川縣、阿壩縣、九寨溝縣、紅原縣、茂縣以及黑水縣為脆弱性高風險區;白玉縣、雅江縣、小金縣以及汶川縣為脆弱性較高風險區;南部的新龍縣、道孚縣、理塘縣、鄉城縣、稻城縣、得榮縣、九龍縣、康定縣、丹巴縣以及理縣為低和次低脆弱性風險區,但各縣也零星分散著高脆弱性風險區。

2.2.3 承災體暴露性區劃

承災體暴露性指的人類社會受到自然災害時財物的損失程度。 綜合考慮研究區特點,選取人口密度、耕地面積比例和農林牧業總產值作為評估指標。 人口財物越集中,受到損失的可能性越大,耕地面積越大,其農產品受到災害損失會越多,造成的財產損失也就越多,受到干旱災害的風險越高。 相對川西北地區東部和東北部人口密度大,東部和東北部的耕地比例高于西部和南部。 基于ArcGIS 技術繪制的川西北地區承災體暴露性區劃分布見圖4。

圖4 承災體暴露性區劃圖

結果表明,承災體暴露性東部高于西部,北部高于南部,北部大部分地區為次低及以下風險區,除石渠縣外,西北部位于中等及以上風險區,南部大部分地區位于次低及以下風險區,東部和東北部處于次高及以上暴露風險區。 其中,高暴露風險區位于瀘定縣、理縣、茂縣和若爾蓋縣;次高暴露風險區位于理塘縣、德格縣、甘孜縣、康定縣、小金縣、汶川縣以及松潘縣;中等暴露風險區分布在中部的道孚縣、丹巴縣、金川縣以及東北部的阿壩縣、黑水縣、九寨溝縣以及白玉縣;位于西北部的石渠縣、北部的壤塘縣、爐霍縣、馬爾康縣、紅原縣、南部的雅江縣、巴塘縣和九龍縣為次低暴露風險區;位于北部的色達縣和南部的得榮縣、鄉城縣、稻城縣為低暴露風險區。

2.2.4 防災減災能力風險區劃

防災減災能力是指受災地區對災害的抵御和恢復能力,包括預警、監測和治理能力,防災減災能力為負向指標,權重值越大,干旱災害的風險越小[36]。 考慮四川省西北地區的財政狀況和灌溉情況,選取人均GDP、有效灌溉面積比例、財政收入為評估指標,具體的防災減災能力區劃見圖5 所示。

圖5 防災減災能力風險區劃圖

可以看出,防災減災能力風險分布為東部和南部高于西北部,東北部和東部大部分地區位于中等及以上防災減災能力風險區,北部和西北部位于低防災減災能力風險區,南部為中等及以下防災減災能力區。川西北地區防災減災能力風險最高的地區是康定縣和汶川縣;其次防災減災能力風險為次高的地區位于南部九龍縣和東部的馬爾康縣、理縣以及茂縣;而位于西北部的石渠縣、德格縣、新龍縣、爐霍縣、色達縣以及壤塘縣為次低防災減災能力風險區;甘孜縣、白玉縣、理塘縣、道孚縣、紅原縣以及南部的得榮縣為低防災減災能力風險區。

2.2.5 干旱災害風險綜合區劃

根據構建的干旱災害風險評估模型,綜合考慮致災因子危險性、孕災環境脆弱性、承災體暴露性和防災減災能力4 個因子的評估指標,將川西北干旱災害風險劃分為低、次低、中等、次高以及高風險區5 個風險區,并分別繪制了春旱和夏伏旱兩個季節的風險綜合區劃圖如圖6 所示。

圖6 春旱和夏伏旱災害風險綜合區劃圖

由圖6(a)可以看出,春旱的災害風險性東部高于西部,北部和南部大部分地區為低風險區,西北地區為中等及以下風險區,東部和東北部為次高及以上風險區,中部偏西和南部為低、次低干旱災害風險區。 其中,若爾蓋、理縣、茂縣、汶川、康定、瀘定、黑水、九寨溝、阿壩、甘孜、小金和松潘為干旱災害風險次高及以上風險區。 究其原因,首先,這些地區降水少,是春旱致災因子危險性的次高和高風險區;同時,這些地區位于四川盆地與川西高原的交界處東北部,以山地丘陵為主,起伏度懸殊小,河網分布較少且分布不均,孕災環境脆弱性為次高及以上風險區;另外,該區人口密度大,耕地比例也高于其他地區,農林牧業總產值較高,承災體高暴露性區也大部分位于此區;最后,該區人均GDP 較低,且財政收入也是低于平均水平,灌溉土地面積率低,處于中等及以上防災減災能力風險區,防災減災能力較弱。 綜合這些因素,得出這些地區為干旱災害的高和次高風險區。

德格縣、白玉縣、理塘縣、丹巴縣、馬爾康縣以及九龍縣為干旱災害的中等風險區。 該區首先降水較少,溫度偏低,地形環境復雜,土地利用率較低,是致災因子危險性和孕災環境脆弱性中等及以上風險區;另外,該區人口密度與東部相比較低,耕地面積比例較高,達到次高風險水平,農林牧業總產值也較高,承災體暴露性達到中等風險水平及以上;最后,該區的灌溉面積率處于平均水平,財政收入處于中等及以下風險水平,防災減災能力也處于中等及以下防災減災風險區。 綜合這些因素,得出這些地區為干旱災害的中等風險區。

石渠縣、色達縣、壤塘縣、爐霍縣、新龍縣、道孚縣、雅江縣、鄉城縣、稻城縣、得榮縣和紅原縣位于干旱災害的次低和低風險區。 該區大部分干旱頻率處于中旱和無旱,春旱致災因子危險區處于中等及以下風險區;植被覆蓋率高,地勢高低懸殊大,農林牧用地廣,土地利用率低,屬于中等及以下孕災環境脆弱區;人口密度偏低,耕地比例偏低,農林牧業產值也在平均水平以下,承災體暴露性達到次低水平及以下;該地區人均GDP 較高,灌溉面積率處于中等水平以上,除稻城縣、鄉城縣、雅江縣的防災減災能力處于次高風險區外,其余均位于次低及以下防災減災風險區,有較高預防災害的能力。 綜合這些因素,得出這些地區為干旱災害的次低和低風險區。

由圖6(b)可以看出,夏伏旱的災害風險區中北部為中等和低風險區,東部和東北部為高和次高風險區,西北部為中等及以下風險區,西部以及中部偏東地區主要為中等干旱災害風險區,中部偏西及南部為低和次低風險區。 其中,九寨溝縣中部、若爾蓋縣、松潘縣、黑水縣、甘孜縣、以及小金縣位于干旱災害的次高風險區;理縣、茂縣、汶川縣、康定縣、瀘定縣和若爾蓋中部為干旱災害的高風險區。 這些地區降水少,溫度高,夏伏旱致災因子的危險性在中等及以上;同時位于高原邊界,地勢較低,地起伏度較陡峭,河流分布較少,區內多峽谷,植物類型繁多,有利于保持土壤水分體積含量,植被指數較高,但土地利用率較低,孕災環境脆弱性較高,處于中等脆弱性及以上風險區;另外,該區人口密度大,耕地面積比例較低,農林牧業總產值高于平均水平,承災體暴露性處于處于高風險區;人均GDP較低,灌溉面積率處于平均水平以下,財政收入狀況較差,防災減災風險為中等及以上,該地區預防災難的能力較低。 綜合這些因素,得出這些地區為干旱災害的高風險區。

阿壩縣、理塘縣、丹巴縣、金川縣、雅江縣、馬爾康縣以及九龍縣位于干旱災害的中等風險區。 該區降水少,溫度較高,發生中旱和重旱的頻率高,海拔高度較高,地形坡度較為平緩,以林草地為主,是致災因子和孕災環境脆弱性中等及以下風險地區;人口密度達到中等,耕地面積比例較高,達到次高水平,農林牧業總產值位于平均水平,人均GDP 和經濟收入處于中等水平,灌溉面積率較大,承災體暴露性和防災減災風險處于中等水平及以下。 綜合這些因素,可以看出這些地區為干旱災害的中等風險區。

石渠縣、色達縣、壤塘縣、爐霍縣、新龍縣、道孚縣、鄉城縣、稻城縣、得榮縣、德格縣、白玉縣、巴塘縣和紅原縣處于干旱災害的次低和低風險區。 該區的干旱受災的程度處中旱和輕旱,該地區降水高于平均水平,溫度適宜,春旱和夏伏旱致災因子危險性均處于次低及以下;植被覆蓋率高,農林牧用地廣,土地利用率低,處于孕災脆弱性中等及以下風險區;人口密度偏低,耕地比例低,農林牧業總產值低于平均水平,承災體暴露性達到中等水平及以下;該地區人均GDP 和財政收入達到較高水平,土地灌溉面積率較大,除了稻城縣、鄉城縣、巴塘縣的防災減災能力達到中等水平,其余地區防災減災能力都較高,處于次低及以下防災減災風險區。綜合這些因素,可以得出該區為干旱災害的次低和低風險區。

3 結論與討論

根據自然災害風險理論,本文選取川西北甘孜和阿壩兩個州1990-2020 年的日降水和日溫度、社會經濟和地理信息等數據,從致災因子危險性、孕災環境脆弱性、承災體暴露性、防災減災能力4 個方面選取14個適合研究區特點的評估指標,通過AHP 和加權綜合評價法構建川西北地區干旱災害風險評估模型,并對該區的季節性干旱風險進行綜合評估,主要得出以下結論:

(1)春旱、夏伏旱季節性干旱致災因子危險性均是東部高于西部,高致災因子危險區均位于東北部地區,中部與四周相比致災因子危險性較低,西北部的色達縣和甘孜縣為干旱致災因子的高危險區。

(2)孕災環境脆弱性北部高于南部,西北部較東北部脆弱性偏高,其中,德格縣、色達和甘孜縣的脆弱性位于高風險區,東北地區的金川縣、黑水縣和茂縣為次高孕災環境脆弱性風險區,南部地區的得榮縣、鄉城縣和稻城縣的孕災環境脆弱性處于中等及以下風險區。

(3)承災體暴露性東部高于西部,中部地區暴露性比東西部地區低,其中若爾蓋縣、理縣、茂縣和瀘定縣為最高暴露性風險區,色達、鄉城縣、得榮縣和稻城縣為承災體暴露性最低地區。

(4)防災減災風險分布為東部高于西部,南部高于北部,東北部和東部處于中等及以上防災減災風險區,西北地區防災減災能力高,處于低風險區,其中,康定縣和汶川縣位于高防災減災風險區,馬爾康縣、理縣、茂縣和九龍縣為次高防災減災風險區。

(5)從川西北地區春旱、夏伏旱干旱災害風險綜合區劃來看,東部地區風險最高,西部地區風險低,其中,茂縣、理縣、汶川縣、康定縣和瀘定縣均為春旱和夏伏旱的高風險區,而春旱與夏伏旱相比,春旱中等和次高干旱災害風險區偏多,低風險地區基本一致。

王鵬等[35]通過四川省159 個站點的降水數據,利用層次分析法和ArcGIS 軟件中的克里金插值法構建四川省孕災環境敏感性評估模型,并繪制四川省干旱孕災環境敏感性分布圖。 其研究結果表明四川省孕災環境敏感性是由東向西逐漸增加,甘孜和阿壩州均位于較高危險區及以上,其中川西北的東部和北部以及西北部風險達到最大。 將此結果與本文的孕災環境脆弱性區劃圖進行比較后發現存在部分差距,本文的高脆弱性區主要分布在東北部和西北部,南邊均處于風險性較低的地區,而存在差距的原因可能與指標和時間尺度的選取不同,以及本文區分風險等級的值域范圍更小有關,本文的結果相對能更明確和細致。

IPCC 第六次評估報告AR6 揭示,最近10 a(2011-2020 年)的全球地表平均溫度比2003-2012 年(AR5評估的時間段)增暖0.19 ℃,且最近40 年中的每個10年的全球地表平均溫度都相繼比此前的任何一個10年要暖[37]。 AR6 將全球干旱細分為農業生態干旱、氣象干旱和水文干旱3 種類型,其對這3 類干旱自1950年以來觀測的結果表明,東亞地區存在這三類干旱類型強度加重,范圍增加的變化特點。 而隨著未來氣候的進一步增暖,AR6 對未來干旱變化的預估得出,干旱在世界范圍內的發生頻率和強度將會增多和增強,影響范圍將會隨之擴大(高信度),但相比較而言,氣象干旱的影響區域總體上要小于農業生態干旱的影響范圍[38-39]。 Li 等[40]在對四川省1968-2017 年極端氣候事件的時空變化特征分析指出,四川省的氣溫在研究時段內以變暖趨勢為主,是對全球氣候變暖有正響應的地區,冷指數變暖或減少,暖指數變暖或增加,且川西地區的變化趨勢大于東部地區,即高海拔地區受全球變暖的影響更大。 同時,川西北高原地區的降水量呈現普遍增加趨勢,中大雨和強降水事件增多。AR6 還指出,干旱在不同區域上變化趨勢的信度和歸因結果差異很大,降水不是影響過去幾十年全球尺度上干旱趨勢的主要驅動因素(中等信度),只在少數區域主導干旱趨勢[37-39]。 綜合可知,未來川西北生態示范區的季節性干旱可能會隨著氣候變暖的持續進一步加劇,因此需要對該地的未來干旱進行更精細和具體不同情景下的預估,從而提高對易發頻發地區干旱風險的預報和預警能力。

本文選取的SPEI 干旱指數具有計算簡單、穩定性好、多時間尺度等特點,但由于造成干旱的原因眾多,該指數只考慮了降水、溫度和潛在蒸散量數據,將SPEI 指數值得出的干旱頻率作為評估指標,也只能反映出一部分的致災因子危險性,相對還不夠全面,而制作的危險性區劃圖也會根據不同的選取指標有所差距。 再加上現階段構建的干旱災害風險評估模型沒有統一的評估指標,而構建模型的方法也是多種多樣,因此會導致不同研究得出的旱災風險綜合區劃圖存在不同的結果和差距,這是目前該研究主題存在的問題,且在短時間內還無法解決。 另外,由于可獲取的數據有限,本文僅選擇了14 個評估指標來進行旱災風險評估,相對來說指標還較少,研究不夠全面,希望在后續的研究中,能有更多更好的研究方法和綜合統一全面的評估模型,從而能夠進行更細致和更全面的研究,力爭通過制作精準的區劃圖能有效減少川西北生態示范區季節性干旱帶來的社會經濟等各方面損失。