鄱阳湖流域千年旱涝变化特点及RS分析

第２ ４卷第７期 ２ ０ １ ５年７月
长江流域资源与环境 Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｙ ａ ｎ ｔ ｚ ｅ Ｂ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ
Ｖ ｏ ｌ ． ２ ４Ｎ ｏ ． ７ Ｊ ｕ ｌ ．２ ０ １ ５
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、 “ 的记录 ， 重新整理了 “ 江西省气候史料” 华东地区 近五百年气候历史资 料 ” 等， 并从《 中国三千年气象
［ ［ ３］ １ ２］ 、 《 记录总集 》 清代奏 折 汇 编 — 农 业 、 环境》 等文
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献中摘录了有关鄱阳湖流域旱涝灾害的内容 。 共得 到鄱阳湖流域 旱 涝 记 录 ８ 时间跨度为公 ０ ０ ０ 余 条， ， 元４ 东汉建武二十四年 ） 至１ ８ 年（ ９ ５ ０ 年共 １ ９ ０ ３ａ 经过审核剔除 重 复 和 错 误 记 录 ， 共得到５ ７ １ ０条有 效记录 。 １． １． ２ 旱涝等级判定 将旱涝 灾 害 分 成 重 度 、 中 度、 轻 度 ３ 个 等 级， 采 专家对记录描述 用模糊综合判定法 决 定 灾 害 等 级 ： 的灾害现象 、 灾害 后 果 、 救 灾 情 况 等 赋 予 一 定 权 重， 权重值反映的是 ３ 个方面描述对于专家判定灾害等 得到权重因子集 Ｕ； 从以上 ３ 个方 级的心理支撑度 ， 面给出逐条记录所反映的旱涝等级可能性 ， 设置 “ 极 、 “ 、 “ 很象 ” 较象 ” 三级语气算子作为正向集中化 象” “ 、 “ 、 “ 不太象 ” 不 像” 极不象” 作为负向集中化 算子 ， “ 算子 ， 无法判定 ” 作为过渡点 ； 引入语气算子 Ｈλ， Ｈ ／ ／ ／ 将 λ 分别 赋 值 为 ： １ ６， １ ４， １ ２， １， ２， ４， ＝０ ． ５， λ＝１ 、 “ 、 “ 、 “ 、 分别对应 “ 极 象” 很 象” 较 象” 无 法 判 定” １ ６， 、 “ 、 “ “ 不太象 ” 不像 ” 极不象” 判 定 类 型， 得到隶属矩 阵 Ｒ； 计算 Ｖ ＝Ｕ ·Ｒ， 对Ｖ 归 一 化 处 理， 所 Ｍ ａ ｘ（ Ｖ） 对应的灾害等级即为记录的评判结论 。 １． １． ３ 形成历史文献代用资料序列 分别用 －３、 中 涝、 －２、 －１ 和 １、 ２、 ３ 标 示 重 涝、 轻涝和轻旱 、 中旱 、 重旱 ， 用 ０ 标示无旱无涝年 ， 形成 了鄱阳湖流域千年旱涝量化代用资料序列 。 按照上 述鄱 阳 湖 子 流 域 划 分 方 法 ， 当某子流域某年出现 ３ 站以上旱或涝记录 时 ， 标记该子流域的旱或涝等级 无旱无涝站不参与统 为各站 旱 涝 等 级 的 平 均 值 （ ， 计） 小数部 分 四 舍 五 入 ， 取 整， 旱涝等级值分开统 标记全 计 。 当某年出现 ３ 个 以 上 子 流 域 旱 或 涝 时 ， 流域出现旱或涝 ， 旱 涝 等 级 处 理 方 法 同 上。统 计 各 子 流 域 及 全 流 域 干 旱、 洪 涝 年 代 际 频 数， 时段从 ， 序列长为 ７ １ １ ６ １～１ ９ ５ ０ 年共 ７ ９ ０ａ ９ 个年代 。 如 图２ 所 示 ， 公 元１ 仅有零零星星 １ ６ １年之前， 的记录， 从公元４ 旱涝 ８ 年 ～１ １ ６ ０年１ １ １ ３ａ期 间 ， 记录数仅１ 而１ ８ ９ 条， １ ６ １～１ ９ ５ ０年７ ９ ０ａ 的 记 录 ， 数达５ 尤以明清时期为最多） 两个时段信 ５ １ ４条（ 息 量 极 不 对 称 。１ １ ６ １～１ ９ ５ ０年间亦可分为两段时 后一段时期旱 期， １ １ ６ １～１ ４ ７ ０年、 １ ４ ７ １～１ ９ ５ ０年， 涝记录数明显较多， 而且描述 更 为 精 细 ， 许 多 县、 厅 级行 政 单 位 均 有 旱 涝 记 载 。 国 内 的 有 关 研 究 认
／ 等： 鄱阳湖流域千年旱涝变化特点及 Ｒ Ｓ 分析 第 ７ 期 王怀清 ， 一大淡水湖 ， 其流域广阔 ， 主要包括赣江等五大河流 域和其它直接入湖 河 流 流 域 ， 五大河流域面积占鄱 阳湖流域面 积 ９ ０％ 以 上 。 图 １ 为 鄱 阳 湖 五 大 子 流 五河均发源于边缘山地 ， 流域控制范 域范围示意图 ， 围以山脊作为分水 岭 ， 除饶河流域有少部分处于外 ， 省（ 安徽 省 ） 大 部 分 沿 现 有 的 一 些 行 政 区 界 分 割。 赣江 自 南 向 北 纵 贯 全 省 ， 流域面积大于其余其他 ４ 个子流域之和 ， 且流 域 自 南 向 北 各 段 天 气 气 候 差 异 较大 ， 故将赣江流域 分 为 上 游 、 中 游、 下游３个子流 域， 各子流域内 部 天 气 气 候 背 景 较 为 一 致 。 本 文 将 信江 、 饶 河、 修 河 流 域， 共７ 赣江 ３ 个子流域和抚河 、 个面积大小相当的子流域作为研究地点 。 各子流域 ］ 。 饶河流域 所包含的地名 （ 气象台站名 ） 见文献 ［ １ １ 资料较 有小块区域属于安 徽 省 祁 门 县 附 近 的 山 区 ， 为缺乏 ， 本文将其忽略 。 另外江西省中西部 、 东南部 其旱涝记录不予考虑 。 部分县市不属于鄱阳湖流域 ，
４， ７， ９， １ ３］ ， 为［ １ ４ ７ １ 年开始我国 各 地 方 兴 起 了 修 志 的 热
图 １ 江西省鄱阳湖五大河流域范围示意图 Ｆ ｉ ． １ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｎ Ａ ｒ ｅ ａ ｏ ｆ Ｐ ｏ ａ ｎ Ｌ ａ ｋ ｅ ｇ ｙ ｇ ｙ ｇ ａ ｎ ｄ Ｓ ｕ ｂ ｂ ａ ｓ ｉ ｎ ｓ ｉ ｎ Ｊ ｉ ａ ｎ ｘ ｉ Ｂ ａ ｓ ｉ ｎ － ｇ
［ ２］
利用文献档案资料建成全国过去
［ ］ ３
２ ０ ０ ０ 年来的旱涝气候资料序列 。 张德二
搜集整理
了我国自公元前 ２ ３ 世纪甲骨文年代至公元 １ ９ １ １年 的古文献记录中有关气象的记载 ， 编辑出版了 ８ ０ ０万 。 中央气象局气象 字的 《 中国三千年气象记录总集 》 科学研究院 （ 出版了《 中国近 ５ １ ９ ８ １ 年） ０ ０ 年旱涝分布
２ ， 鄱阳湖水系 流 域 面 积 约 为 １ 属于江西 ６ ． ２ ２万 ｋ ｍ ２ 。 鄱阳湖作为我国第 省境内的面积约 １ ５ ． ７ １万 ｋ ｍ
献代用资料分析古气候特点的成果之一 。 中央气象 局１ ９ ７ ５ 年曾组织全国 １ ８ 个省气象部门以及中科院 地理所等单位开展大规模的中国古代气候史料搜集 整理工作 ， 使文献气 象 代 用 资 料 研 究 进 入 了 一 个 新 的阶段 ， 初步构建了气温 、 降水等长时间代用资料序 列 。 张丕远 等
［ ］ ］ ］ ４ ５ ６ 。 谢义炳［ 、 图集 》 张汉 松［ 等以史料为研究基础
； 收稿日期 ： 修回日期 ： ２ ０ １ ４ ０ ８ ２ １ ２ ０ １ ４ １ ０ ２ ７ － － － － ） 基金项目 ： 中国气象局气候变化专项 （ Ｃ Ｃ Ｓ Ｆ ２ ０ １ ２ ２ ３ ， ： 作者简介 ： 王怀清 （ 男， 高级工程师 ， 主要从事气候和气候变化方面的研究 ． １ ９ ７ ２～ ） Ｅ－ｍ ａ ｉ ｌ Ｈ ｕ ａ ｉ ｉ ｎ ２ ０ ０ ５＠ａ ｌ ｉ ｕ ｎ． ｃ ｏ ｍ ｑ ｇ ｙ
［ １］
涝、 蝗、 螟、 风等灾害进行了统计和成因分析 。 我国学 者对文献气象代用资料研究成果 ， 对于揭示我国气候 变化规律 ， 研究因人为温室气体排放造成的全球气候 变暖 ， 预估未来气候变化等有很好的指导作用 。 鄱阳 湖流域自古以来人文荟萃 ， 社会相对稳定 ， 具有非常 丰富的古文献资料 ， 前期多次整理收集的文献旱涝资 料由于技术力量所限 ， 不够全面 ， 特别是未整理很多 县市地方志 。 本文补充整理了各县市地方志的旱涝 记录和清代奏折有关旱涝记载 ， 扩充了资料序列 ， 构 建了鄱阳湖流域高时空分辨率的旱涝代用资料序列 ， 并对流域旱涝变化特点进行了初步研究 。 江 西 省现 有 行 政边 界 与鄱 阳 湖 流域 高 度 重 合，
／ 鄱阳湖流域千年旱涝变化特点及 Ｒ Ｓ 分析
王怀清 ， 殷剑敏 ， 孔 萍， 占明锦
（ ） 江西省气候中心 ， 江西 南昌 ３ ３ ０ ０ ４ ６ 摘 要 ：为揭示鄱阳湖流域旱涝变化规律 ， 预测未来变化 ， 搜集 整 理 了 鄱 阳 湖 流 域 地 方 志 、 奏折等古文献记载的旱 根据灾害现象 、 灾害后果 、 救灾情况等综合研判旱涝等 级 。 对 １ 涝记录 ， １ ６ ０～１ ９ ５ ０ ｓ旱 涝 频 次 序 列 进 行 了 变 化 周 期 ／ 分析 。 采用了 Ｒ 结 合 变 化 周 期 分 析 结 果， 对１ Ｓ 方法分析了年代际旱涝频次的 Ｈ ｕ ｒ ｓ ｔ指 数 ， ９ ５ ０ ｓ以 后 鄱 阳 湖 流 域 的旱涝频次变化趋势进行预测 ， 采用基于 １ ９ ５ １～２ ０ １ ０ 年器测降水量 的 Ｓ Ｐ Ｉ指 数 进 行 验 证 。 研 究 结 果 表 明 ： １ １ ６ ０～ 洪涝频次呈波动变化 ， 周期性变 化 明 显， 干 旱、 洪 涝 的 ３～６ 个 年 代 周 期 段 在 １ ９ ４ ０ ｓ鄱阳湖流域及各子流域的干旱 、 通过了 ９ 鄱阳湖 流 域 及 各 子 流 域 的 年 代 际 干 旱 频 次 的 Ｈ 整个时段内均非常显著 ， ５％ 的信度检验 ； ｕ ｒ ｓ ｔ指 数 普 遍 在 洪涝在 ０ ０ ． ７～０ ． ８ 之间 ， ． ８～０ ． ９ 之间 。 预测 １ ９ ５ ０ ｓ后鄱阳湖流域年代际旱涝频次整体 变 化 将 呈 阶 段 性 上 升 趋 势 ， 经验证预测结果与实况较为吻合 。 ／ 关键词 ：文献 ； 代用资料 ； 旱涝 ； Ｒ Ｓ 分析 ； Ｈ ｕ ｒ ｓ ｔ指数 （ ） 中图分类号 ： Ｐ ４ ６ ７ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ４ ８ ２ ２ ７ ２ ０ １ ５ ０ ７ １ ２ １ ４ ０ ７ － － － ： ／ Ｄ Ｏ Ｉ １ ０． １ １ ８ ７ ０ ｃ ｌ ｚ ｈ ２ ０ １ ５ ０ ７ ０ １ ９ ｊ ｙ ｙ ｙ ｊ
干旱和洪涝一直是影响江西省农业生产的最主 根据１ 要的气 象 灾 害 ， ９ ８ ４～２ ０ １ １ 年 气象 灾 情 统 计， 全省平均每年因洪涝和干旱使全省作物受灾面积分 别达 ３ 远大于其它气象灾害所 ８ ． ３和２ ６ ． ２万 ｈ ｍ，
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］ ７ 探讨了明清两朝代水旱灾害的周期 。 王绍武等［ 对 ［］ 我国近 ５ ０ ０ 年旱涝史料进行了深入分析 。 张德二 ８
造成的作物受灾面积总和 。 我国具有得天独厚的古 各地的 地 方 志 、 实 录、 奏折等记录了大量 文献遗产 ， 气象灾害历史实 况 。 国 内 在 古 籍 资 料 整 理 、 分析方 面做了大量 的 工 作 ： 中国历 １ ９ ７ ３年竺可桢撰写的《 史时代的气候变迁 》 正式出版 ， 是我国最早采用文
１ 资料与方法
１． １ 资料处理 １． １． １ 文献资料处理 搜集 整 理 了 全 省 ４ ９种地方志中有关气象灾害
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长江流域资源与环境
第２ ４卷
潮， 旱涝记录明显增多 。１ １ ６ １～１ ４ ７ ０年间的记录多 以“ 府” 级行政单位的记载 ， 空间精度小于后段记录 ， 其记录数少于后一 段 时 期 ， 但是其资料序列相对较 仍可以 反 映 旱 涝 的 变 化 规 律 。 所 以 仅 从 研 为完整 ， 究鄱阳湖流域旱涝 年 代 变 化 规 律 角 度 ， 将前后两段 的记录作为 同 一 时 间 序 列 。 本 文 将 １ ９ ５ １～２ ０ １ ０年 的器测记录用来验证基于代用资料的旱涝变化分析 结果 。
将文献资料代用资料序列用于校准树木年轮 、 冰芯代 用资料 。 江西省气象部门参加了中央气象局 １ ９ ７ ５年 印刷了 《 江西省 组织的古代气候史料搜集整理工作 ，
］ ９ ， 气候史料 》 基于此成果 ， 刘自清等［ 对江西省近 ５ ０ ０ａ ］ １ ０ 的旱涝演变进行了研究 ， 许海泉［ 对近代江西的旱 、