基于主成分分析的广西省干旱时空格局

• 作者: 冷险险 刘小刚 章宇阳 范诚 董建华 高燕俐
• 来源期刊: 生态学报
• 关键词: 干旱 时空变化 标准化降水指数 标准化降水蒸散指数 主成分分析
• 年，卷（期）: 2020,（16）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 5591-5601
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.5846/stxb201903190518

摘要

广西省地处喀斯特地貌区,土壤保水效率低,且年降水时空分布不均,研究干旱时空分布尤为重要.基于广西省1981-2010年20个气象站实测和2011-2100年HadGEM2-ES模型模拟数据,利用标准化降水指数(SPI,Standardized Precipitation Index)和标准化降水蒸散指数(SPEI,Standardized Precipitation Evapotranspiration Index),分析广西省干旱的时空变化.对不同时间尺度的SPI和SPEI应用主成分分析(PCA,Principal Component Analysis)确定干旱的空间模式,结果揭示了3个空间分布明确的区域:桂东北地区(PC1),桂西北地区(PC2)和桂南地区(PC3).各区域干旱的时空变化和频率分布差异显著.PC1和PC3的SPEI-12呈负增长趋势,PC2的SPEI-12呈正增长趋势,且PC1、PC2和PC3的SPI-12均大于SPEI-12.年尺度(SPEI-12)上PC1和PC3的干旱频率大于PC2,其干旱频率分别为34.24％和35.83％.SPI和SPEI在空间和时间尺度上相关,且具有高度可比性.SPEI因子载荷的空间模式优于SPI,严重干旱年份(1988、1996和2003年)的SPI值明显小于SPEI,且SPEI检测到的干旱频率较高.研究结果可作为广西省干旱预测、评估及其风险管理和应用决策的重要科学基础,也可为广西省区域社会经济发展提供重要的科学参考.