基于SPEI_K_C的华北平原小麦玉米周年干旱特征分析

华北平原是中国重要的冬小麦和夏玉米(麦玉)生产基地,同时也是水资源紧缺的区域,农业生产极易受到干旱的影响。该研究在标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)的基础上,引进作物系数(K_C)改进SPEI指数,并基于改进后的SPEI_K_C指数从作物生长季尺度、关键生育期尺度以及麦玉周年尺度分析1961—2017年华北平原冬小麦-夏玉米周年干旱的时空分布和变化特征。结果表明:1)SPEI_K_C指数在华北平原麦玉周年干旱评估中的适用性优于SPEI_TW指数(采用Thornthwaite公式计算的SPEI指数)和SPEI_PM指数(采用Penma-Monteith公式计算的SPEI指数):在(实际)有旱(指数)评估为有旱情况下,SPEI_K_C指数在代表气象站点的平均准确率为76.13%,较SPEI_TW指数、SPEI_PM指数均有提高;在无旱评估为无旱情况下,SPEI_K_C指数准确率为85.67%,较SPEI_TW指数、SPEI_PM指数分别均有提高。2)小麦关键生育期和小麦生长季的空间分布均呈轻旱在河北北部较高,重旱在研究区中部较高分布,玉米关键生育期和玉米生长季干旱频率的空间分布均呈中旱在河北北部较高,重旱在山东西部较高分布。总体来说,研究区的东南部干旱频率小于西北部,山东半岛地区和河北中部旱情较轻,河南省干旱严重。3)年代际干旱程度总体呈略微减小的趋势,具体表现为大部分研究尺度的轻旱发生频率增加,所有研究尺度的中旱和重旱发生频率减小;小麦关键生育期、小麦生长季以及玉米生长季的干旱频率减小,玉米关键生育期和麦玉周年尺度干旱频率增加。研究结果能够为正确认识气候变化背景下该地区干旱分布和变化,进而采取合理措施应对气候变化提供理论依据。