中国先秦−清代重大旱灾的时空分布格局与变迁过程

从历史文献和史料记载中提取从先秦至清代(850 a B.C.—1911年)有详尽灾害描述的重大旱灾记录,以县域为最小研究单元构建重大旱灾频次和累计等级的时间序列并进行空间分布可视化。利用熵权法确定重大旱灾综合指数,结合空间自相关、重心分析法和标准差椭圆研究中国历史时期重大旱灾分布格局及变化过程。结果表明:①从先秦至清代(850 a B.C.—1911年)中国重大旱灾共发生580 a,平均每4.76年发生1次,总体呈现上升趋势。②整体上,重大旱灾的发生频次北方高于南方,旱灾频次最高的地区是陕西、河南和山东的一些县域。③明代为重大旱灾累计等级最高时期,全国近56.81%的地区都有发生重大旱灾。重大旱灾累计等级具有显著的空间自相关性,其相关性变化经历了“增−减−增−减”的过程,全期莫兰指数为0.43,具有显著空间集聚性。④重大旱灾分布县数共占总发生旱灾县数的21.42%,不同时间段上,重灾区在陕西、河南、山西、河北、山东间变化。其重心始终位于河南省境内,在河南省内部,沿“西南−东北−西南−东南−西北”方向移动。⑤重大旱灾频次与气温、降水呈现显著负相关。中国西高东低的地势条件、温带大陆性季风气候和人类不合理活动与华北及其周边地区成为重灾区有一定的关联。此外,气候变化与人口分布对历史时期重大旱灾分布格局变动具有重要的影响。

民国时期西南地区疫灾分布格局及与气温变化的关联性研究

基于《中国三千年疫灾史料汇编》中民国卷的全国疫灾史料,提取整理出西南地区各县域逐年疫灾发生的时间序列并进行空间分布可视化。结合英国东英吉利大学(University of East Anglia)气候研究中心(Climatic Research Unit,CRU)提供的逐月气温数据集CRU TS v.4.05,利用Mann-Kendall突变检验、Sen斜率、热点分析及相关分析等方法研究气温变化、疫灾事件以及两者之间的关联性。结果表明:(1)民国时期西南地区每年均有疫灾发生,共发生疫灾4170次,平均每年约发生110次;波及共计3256县次,平均每年约发生86县;民国后期疫灾程度严重,频次与县次均呈现波动上升趋势,具有同步性;(2)平均温度整体表现为波动上升,空间分布上自东南向西北方向逐级递减,绝大部分为逐年上升趋势;(3)疫灾频次与温度具有显著正相关,夏秋疫灾多发,冬季少发;空间上有75.16%的研究区疫灾累积年数与平均气温呈现正相关,说明高温环境有利于疫灾的流行。(4)气温突变和波动幅度对疫灾的发生具有显著的影响,气温波动幅度大时,疫灾发生较多。

清代历史水灾时空分布变迁研究

通过整理清代(1644~1911 AD)历史水灾记录,利用等级赋权得到年受灾程度和县受灾程度,以此来研究清代水灾时空特征,同时根据气候变迁将清代分为冷期、变暖期Ⅰ、变冷期和变暖期Ⅱ,探究清代水灾迁移规律。结果表明:清代268年内共发生水灾2072次,主要集中在夏秋两季,平均每年7.7次,水灾周期为92a、43a和16a;水灾频次和重度水灾之间存在较强的规律,在水灾高发之年出现重度水灾时,下一年水灾发生频次将变少;清代水灾分布特点呈现东多西少,主要聚集区域为黄淮海平原、长江中下游地区及成都平原,水灾重度区主要集中在江汉平原和山东半岛;清代水灾迁移与气候变化存在明显的相关性,在变暖期,重度水灾增多,受灾范围在原基础上扩大,西部水灾风险增加,水灾重度县在四川省和山东省增多。