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Arid Land Geography >

2024 , Vol. 47 >Issue 8: 1338 - 1347

DOI: https://doi.org/10.12118/j.issn.1000-6060.2024.004

Climatology and Hydrology

Temporal and spatial characteristics of drought in the Ta’e Basin from 1992 to 2022 based on the SPEI index

  • Yu LIU , 1 ,
  • Hua MEI 2 ,
  • Wenbo FAN , 1 ,
  • Congzhe REN 1 ,
  • Shiwei WANG 1 ,
  • Shunshun LI 1
Expand
  • 1. College of Water and Architectural Engineering, Shihezi University, Shihezi 832000, Xinijiang, China
  • 2. Hydrology and Water Resources Management Center of the Ninth Division of Xinjiang Production and Construction Corps, Tacheng 834600, Xinijiang, China

Received date: 2024-01-03

  Revised date: 2024-02-16

  Online published: 2026-03-11

Fold

Abstract

The standardized precipitation evapotranspiration index (SPEI) is a crucial indicator reflecting drought conditions. Based on the daily meteorological data of the Ta’e Basin, north Xinjiang, China over the past 31 years, the SPEI at different time scales was calculated. The spatial and temporal evolution characteristics of regional drought in the Ta’e Basin and the relationships between temperature, precipitation, and the SPEI were studied using the Mann-Kendall test, correlation analysis, and other methods. The results indicate that: (1) The annual and seasonal SPEI in the Ta’e Basin has been decreasing over the past 31 years, indicating a trend toward increasing drought. (2) The annual drought experienced a significant shift in 1994, while seasonal droughts exhibited significant shifts in 1995 (spring), 1992 (summer), 2009 (autumn), and 2008 (winter). (3) The spatial distribution of drought in the Ta’e Basin varies significantly, with more severe drought conditions in the north compared to the south. There is a slight increasing tendency of moist weather in Tuoli County and Tiechanggou Town. (4) Compared to temperature, precipitation has a greater impact on the SPEI, particularly spring precipitation. These findings enhance the understanding of regional drought evolution in the Ta’e Basin and provide a basis for early warning and prevention of drought in this area.

Key words： standardized precipitation evapotranspiration index; temporal and spatial characteristics; drought; Ta’e Basin

Cite this article

Yu LIU , Hua MEI , Wenbo FAN , Congzhe REN , Shiwei WANG , Shunshun LI . Temporal and spatial characteristics of drought in the Ta’e Basin from 1992 to 2022 based on the SPEI index[J]. Arid Land Geography, 2024 , 47(8) : 1338 -1347 . DOI: 10.12118/j.issn.1000-6060.2024.004

近30 a来，新疆的气象灾害及其衍生灾害呈扩大趋势，灾害种类增多，频率增加，灾情趋于严重[1]。旱灾是新疆最普遍，影响范围最广的气象灾害，严重影响了牧区农业和生态环境的发展[2]。北疆是干旱的高发区，尤其是位于新疆西北部的塔额盆地，其旱灾发生次数远高于其他地区，也是受旱灾影响严重的地区之一[3]。2022年5—8月，受持续高温和降水量偏少影响，新疆生产建设兵团部分师出现干旱，特别是第九师，部分河流来水较常年偏少，水库蓄水严重不足，出现了局部地区农业用水紧张的情况，约2.2×104 hm2农作物出现不同程度的旱情。干旱严重威胁着当地粮食和生态安全，已成为制约社会经济可持续发展的重要因素之一[4]。因此，有必要对塔额盆地开展干旱时空变化特征的研究，对干旱进行定量监测评估工作，以达到防御干旱灾害、减小旱灾影响的目的。
干旱指数是开展区域干旱检测与风险评估的有效手段[5-6]。目前最常用的干旱指数有帕默尔干旱指数（Palmer drought severity index，PDSI）、标准化降水指数（Standardized precipitation index，SPI）和标准化降水蒸散指数（Standardized precipitation evapotranspiration index，SPEI）[7-8]。PDSI结合了水分亏缺量和持续时间对干旱程度的影响，但在中国的适用性较差。SPI的时空适应性强，但该指数仅反映降水量的影响，并没有考虑气温和蒸散对干旱的影响。Vicente-Serrano等[9]综合SPI和PDSI的优点提出了SPEI，该指数具有多时间尺度特征和空间可比性等特点，计算简便且同时考虑了降水量和温度对干旱的影响[10]。许多学者通过研究SPEI的适用范围发现，SPEI在新疆具有良好的适用性。Yao等[11-12]研究认为SPEI对新疆、陕西等地干旱的时空变化描述较为准确；王芝兰等[13]认为SPEI在西北东部的干旱监测能力要好于SPI；王舒等[14]对比分析了4种干旱指数在新疆的适用性，结果表明：SPEI适用于北疆西部。因此本文选取SPEI分析塔额盆地的干旱时空演变特征。
塔额盆地东高西低，地形多样，山前有额敏平原，中间有托里谷地，四周有山溪性河沟，出口均形成洪积扇，渗漏大。特殊的地理环境导致了干旱成为垦区最常见的灾害性天气，且多发生于农作物需水期，已经成为制约种植业发展的首要因素[15-16]，因此，对塔额盆地干旱进行分析和研究的任务刻不容缓。近年来，学者们对全疆气象干旱的时空变化特征研究较多，针对多时间尺度下塔额盆地近年来干旱趋势，变化范围和幅度等的研究较少，大空间尺度下的研究成果能够概括出大区域干旱发展的方向和特征[17⇓-19]，小区域的部分不显著变化趋势往往容易被忽视。本文基于SPEI探究塔额盆地近31 a干旱的时空演变特征，采用Mann-Kendall突变检测法等对干旱指数进行突变检测，利用相关性分析法研究气温和降水量对SPEI的影响程度，以期为新疆干旱监测提供区域案例，为相似地区的防旱减灾工作提供科学依据。

1 数据与方法

1.1 研究区概况

塔额盆地位于新疆的西北部，有山地、平原、谷地等地貌，其地势东高西低，能受到大西洋气流的微弱影响，但大面积的东部却在西伯利亚-蒙古反气旋的控制之下，基本处半干旱-干旱的荒漠地带（图1）。总的气候特点是：降雨分布不均，春季温度回升快但不稳定，夏季短暂而炎热，秋季降温快，冬季漫长而寒冷；日照长、光资源丰富；无霜期短而变幅大，热量不足，多灾害性天气。主要有干旱、大风、寒潮等。全年日照时数在2800~2900 h，有效积温在2884~3632 ℃，无霜期129~156 d，年平均气温3.0~6.5 ℃，年降水量一般为270~290 mm，年蒸发量1626~1995 mm。
图1 研究区示意图

Fig. 1 Schematic diagram of the study area

1.2 数据来源

本研究使用塔额盆地1992—2022年逐日气象观测资料，气象数据由中国气象科学数据共享服务网（http://data.cma.cn）提供。采用过去31 a逐日降水量、最高气温、最低气温、平均气温等数据，对于部分缺失数据采用俄罗斯气象网（https://rp5.ru）提供的数据进行替换。历史上气象灾害事件统计资料和作物绝收面积主要来源于《中国气象灾害大典·新疆卷》[20]《农九师国民经济和社会发展统计公报》[21]《九师统计提要》[22]《新疆生产建设兵团第九师年鉴》[23]《兵团年鉴》[24]等。

1.3 研究方法

1.3.1 标准化降水蒸散指数

SPEI由降水量与蒸散的差值构建，并采用水分盈亏的概率分布函数来描述干旱变化。通过正态标准化处理，最终用降水量与蒸散发差值的累积频率分布来划分干旱等级（表1），具体计算方法见参考文献[25]。在短时间尺度中，月尺度下标准化降水蒸散指数（SPEI-1）反应月尺度下的干旱演变规律，主要与月气温、降水量变化有关；季尺度下标准化降水蒸散指数（SPEI-3）主要反映四季干旱演变规律，受季节降水量、温度的影响。长时间尺度中，年尺度下标准化降水蒸散指数（SPEI-12）变化相对稳定，能较好地体现干旱年际演变特征，主要突出水文干旱。为反映出研究区干湿变化的总体特征，本文主要分析年尺度和季尺度下的标准化降水蒸散指数。
表1 标准化降水蒸散指数（SPEI）干旱等级划分标准

Tab. 1 Drought classification of standard precipitation evapotranspiration index (SPEI)

等级 SPEI值 类型
1 SPEI>-0.5 无旱
2 -1.0<SPEI≤-0.5 轻旱
3 -1.5<SPEI≤-1.0 中旱
4 -2.0<SPEI≤-1.5 重旱
5 SPEI≤-2.0 特旱

1.3.2 Mann-Kendall突变检验法

Mann-Kendall检验法是一种无分布检验，因其具有计算简单、计算过程中不受少数异常值干扰等优点，常用来检测序列的变化趋势。利用M-K检验法对塔额盆地年尺度下和季尺度下的SPEI进行突变分析，给定显著性水平α=0.05，临界线U=±1.96，若UF、UB曲线存在多个交点，结合滑动t检验法印证可确定突变点。

1.3.3 相关性分析和变异系数

皮尔逊相关系数法被广泛应用于衡量2个变量因素的相关密切程度，适用范围广，可靠性高。本文通过计算皮尔逊相关系数分析SPEI与四季的降水量和气温的相关关系，探讨气温和降水量对SPEI的影响程度；用变异系数的大小确定研究区内气温和降水量的稳定性程度和变异程度，变异系数越小，说明该时间段内气温和降水量的变化越稳定，反之则说明变化越不稳定。

1.3.4 气候倾向率

气候倾向率指某个地区在一定时间范围内气候因子的变化趋势或速率。它可以用来描述气候变化的趋势和幅度。用X表示样本大小为n的气候要素，t表示相对应的时间，建立X与t之间一元线性回归方程。
X = b 0 + b 1 t ， t = 1 ,   2 ,   3 ,   … ,   n
式中： b 0为截距； b 1为回归系数， b 0和 b 1用最小二乘法进行估计。将 b 1的10倍作为气候要素的气候倾向率，并对回归方程进行显著性检验。当气候倾向率为正时，表明SPEI有上升趋势，研究区呈湿润化发展；当气候倾向率为负时，表明SPEI有下降趋势，干旱程度增加。

2 结果与分析

2.1 月、季、年尺度的SPEI变化

由于SPEI具有多时间尺度的特征，不同时间尺度下SPEI的波动规律不同，由塔额盆地1992—2022年不同时间尺度下SPEI的波动情况（图2）可以看出，相较于长时间尺度，短时间尺度的波动幅度更大。年、季、月尺度下的SPEI均为下降趋势，这表明近31 a来该区域干旱程度有所增加。
图2 1992—2022年不同时间尺度下SPEI变化

注：SPEI-1、SPEI-3、SPEI-12分别为月尺度、季尺度、年尺度下的标准化降水蒸散指数。下同。

Fig. 2 SPEI changes at different time scales from 1992 to 2022

月尺度下的SPEI下降速率较为缓慢，但其振幅大，波动剧烈，受月气温和降水量的影响较大。SPEI-1在2006年8月、2017年3月、1997年4月的值相对较小，分别为-2.303、-2.262、-2.256，属于极端干旱。在2010年1月、2020年6月、2010年12月的SPEI值相对较大，分别为2.398、2.390、2.241，属于极端湿润（图2a）。1992—2022年月尺度下轻旱发生的频率最高，占干旱事件百分比的41.96%，中旱次之，为37.50%，重旱和特旱的占比分别为15.18%和5.36%，极端干旱事件多发生在春夏。
SPEI-3为季尺度下的干旱指数，反应季节干旱的演变规律。SPEI-3的下降速率大于SPEI-1，干旱趋势较为显著（图2a~b）。2008年冬、1997年夏、2022年夏、1997年春的SPEI-3值相对较小，分别为-2.025、-1.777、-1.683、-1.591，属于极端干旱。SPEI-3的较大值分别出现在1993年春、1994年春、2010年春、2021年春，属于中等湿润，其SPEI值分别为1.876、1.731、1.635、1.592（图2b）。在这一尺度下共发生干旱事件40次，夏季的干旱频次最高（12次），春季和冬季次之（10次），干旱频次最少的为秋季（8次）。季尺度下，轻旱、中旱、重旱、特旱发生频率占干旱事件的50.00%、32.50%、15.00%、2.50%。轻旱多发生在夏季，中旱多发生在春季和冬季，重旱多发生在春季和夏季，特旱仅在秋季发生过一次。
长时间尺度中，SPEI-12的变化相对稳定，能较好的体现干旱的年际变化趋势。在年尺度下，1993、1992年和1994年为较湿润的3个年份，其SPEI分别为1.861、1.427、1.314，最干旱的3个年份分别为2018、1997年和2000年，其SPEI分别为-1.325、-1.152、-1.112（图2c）。年尺度下，近31 a共发生轻旱3次、中旱4次。

2.2 全年和四季SPEI时间变化特征

整体上来看，塔额盆地全年和春、夏、秋、冬季的SPEI分别以-0.182·(10a)-1、-0.215·(10a)-1、-0.154·(10a)-1、-0.114·(10a)-1、-0.050·(10a)-1的速率下降，干旱呈增强趋势，为进一步确定干旱突变发生的年份，利用M-K检验法对全年和四季的SPEI进行突变分析（图3）。SPEI-12经历了下降-上升-下降的变化，在置信区间内，SPEI-12正负交替出现，UF、UB曲线变化显著，表明这段时间内塔额盆地干湿交替出现，干旱情况不稳定（图3a）。UF、UB曲线的第一个交点出现在1994年，这是塔额盆地干旱突变的开始，自此之后UF曲线持续下降，尤其是在1997—2002年，超过了α=0.05的置信区间下限，出现显著干旱的情况。UF、UB曲线在2009年再次相交，自此，塔额盆地的干旱情况有所好转。
图3 塔额盆地全年和四季SPEI变化及M-K突变检验曲线

注： UF为顺时间序列的统计量曲线；UB为逆时间序列的统计量曲线；SPEI为标准化降水蒸散指数。

Fig. 3 Variation of SPEI in annual and four seasons, and their M-K test results in the Ta’e Basin

从季节变化来看，春季干旱多发，情况多变，干旱增强趋势最为明显，SPEI以-0.215·(10a)-1的速率持续下降，1993年和2008年为春季最湿润和最干旱的2 a，其SPEI为1.876和-2.025（图3b）。在置信区间内，UF、UB曲线相交于1995年，这是塔额盆地春季干旱突变的开始，UF曲线在2000年超过了置信区间的下限，出现显著干旱，之后干旱情况有所缓和，但在2008年发生中旱。UF、UB曲线于2009年再次相交，标志着干旱趋势减弱，但总体上仍处于干旱。
夏季SPEI下降速率较春季放缓，气候倾向率为-0.154·(10a)-1，1992年和2008年为最湿润和最干旱的2 a，SPEI分别为1.569和-1.567（图3c）。UF、UB曲线相交于1992年，1992年是塔额盆地夏季干旱突变开始的年份，在1995—2002年，SPEI超过了置信区间的下限，干旱尤为显著。在置信区间内，UF、UB曲线再次相交于2009年，塔额盆地逐渐由干变湿，干旱程度降低，在2019年再次出现严重干旱。
秋季SPEI以-0.114·(10a)-1的速率下降，总体趋势与年际变化相似，呈先下降后上升再下降的特征，表明塔额盆地在秋季先变干后变湿再变干（图3d）。1993年和1997年为最湿润和最干旱的2a，SPEI分别为1.569和-1.776，UF曲线在1997年、1999—2001年超过置信区间下限，出现显著干旱的情况，在置信区间内，UF、UB曲线相交于2009年，这是塔额盆地秋季干旱突变开始的年份，此后塔额盆地呈湿润化趋势，干旱情况有所好转。
冬季的SPEI波动幅度较小，总体呈现不显著的湿润趋势，UF曲线始终在置信区间内，表明冬季的SPEI在30 a间内未发生显著变化，倾向率为-0.050·(10a)-1。SPEI正负交替出现，干湿状态不稳定，表现出湿润与干旱交替出现的规律。1997年和2020年为冬季最湿润和最干旱的2 a，其SPEI分别为1.591和-1.592（图3e）。UF、UB曲线相交于2008年，标志着塔额盆地冬季逐渐由干旱转变为湿润。

2.3 年和四季SPEI空间变化特征

塔额盆地三面环山，地貌多样，气温和降水量在时间和空间上也有差异，干旱的发生和分布也各有特点（图4）。
图4 塔额盆地全年和四季SPEI变化趋势

Fig. 4 Variation of SPEI in annual and four seasons in the Ta’e Basin

总体上盆地的干旱程度大于山地，SPEI呈增长趋势的地区范围远小于呈减少趋势地区的范围，大部分地区呈干旱化趋势发展（图4a），塔额盆地的南部地区干旱增势较为缓慢，托里县和铁厂沟气候倾向率分别为0.070·(10a)-1和0.026·(10a)-1（P>0.05），呈现出不显著的湿润化趋势（表2）。额敏县、167团和161团地区的SPEI呈显著减小趋势，其气候倾向率分别为-0.494·(10a)-1（P<0.01）、-0.395·(10a)-1（P<0.05）和-0.355·(10a)-1（P<0.05），额敏县干旱增加趋势最为显著。团结农场、塔城市和168团地区干旱程度均有所增加但并不显著。
表2 塔额盆地各站点全年和四季气候倾向率

Tab. 2 Climate tendency of each station in annual and four seasons in the Ta’e Basin /(10a)-1

站点 年际 春季 夏季 秋季 冬季
托里县 0.070 -0.033 0.055 0.243 0.348*
塔城市 -0.076 -0.043 -0.192 0.090 0.049
铁厂沟 0.026 -0.071 0.069 -0.073 0.090
161团 -0.355* -0.201 -0.095 0.073 -0.084
团结农场 -0.172 -0.196 -0.170 -0.055 0.038
167团 -0.395* -0.521** -0.429* -0.677** 0.099
168团 -0.290 -0.289 -0.425* -0.446 0.049
额敏县 -0.494** -0.205 -0.456** -0.606** 0.103
裕民县 -0.287 -0.215 -0.085 0.053 -0.348*

注：**表示通过0.01显著性水平检验；*表示通过0.05显著性水平检验。下同。

不同季节下的SPEI在空间分布上差异较大。春季塔额盆地各地区均存在不同程度的干旱，其气候倾向率分布在-0.521·(10a)-1~-0.033·(10a)-1之间，干旱程度由南到北递减（图4b）。北部167团地区干旱增势最大，达到-0.521·(10a)-1（P<0.01），干旱极为显著。其余地区干旱增势均不显著，尤其是南部托里县，气候倾向率为-0.033·(10a)-1（P>0.05）。夏季塔额盆地北部的干旱程度大于南部，托里县和铁厂沟地区气候倾向率为0.055·(10a)-1（P>0.05）和0.069·(10a)-1（P>0.05）均呈不显著的上升趋势，其余站点SPEI均有所下降，这表明除托里县和铁厂沟外，其余地区的干旱程度均有所增加（图4c）。额敏县增加趋势极其显著，气候倾向率达到-0.456·(10a)-1（P<0.01），其次是167团和168团地区，气候倾向率为-0.429·(10a)-1（P<0.05）和-0.425·(10a)-1（P<0.05），干旱增加程度较为显著。秋季塔额盆地SPEI呈增加趋势的范围扩大，相比于夏季，大部分地区干旱程度有所缓和，44.44%的站点气候倾向率为正，干旱程度减轻，但并不显著，托里县、塔城市、161团和裕民县的气候倾向率分别为0.243·(10a)-1（P>0.05）、0.090·(10a)-1（P>0.05）、0.073·(10a)-1（P>0.05）、0.053·(10a)-1（P>0.05）（图4d）。北部额敏县和167团地区SPEI的减小趋势极其显著，气候倾向率达到-0.606·(10a)-1（P<0.01）和-0.677·(10a)-1（P<0.01）。冬季托里县和裕民县的变化趋势相反且较为显著，托里县的气候倾向率达到了0.348·(10a)-1（P<0.05），干旱持续减轻，裕民县的气候倾向率为-0.348·(10a)-1（P<0.05），SPEI下降趋势显著（图4e）。冬季塔额盆地除161团和裕民县外，其余地区呈现湿润化发展趋势。

2.4 相关性与变异系数分析

降水量与潜在蒸散量是影响干旱气候形成的2个最主要驱动因子，本文计算潜在蒸散量时使用的是Thornthwaite法，此方法主要基于气温来计算气候水分条件，而SPEI是由降水量和蒸散的差值构建，因此本文利用相关性分析法等探究塔额盆地的降水量、气温与SPEI之间的影响关系（表3）。利用皮尔逊相关系数反映降水量、气温与SPEI的相关密切程度，相关系数为正则表示气温、降水量与SPEI呈正相关，反之则呈负相关关系，其值的绝对值越大，相关越密切。变异系数反映的是气温、降水量的相对浮动程度，其值越小，表示研究区气温和降水量的变化程度越小，相对稳定。
表3 相关系数及变异系数

Tab. 3 Correlation coefficients and coefficients of variations

指标 相关系数 最小值 最大值 平均值 变异系数
年均降水量/mm 0.555** 18.800 34.351 25.315 0.163
春季降水量/mm 0.584** 15.451 35.694 24.392 0.187
夏季降水量/mm 0.397* 20.821 72.489 32.932 0.320
秋季降水量/mm 0.174 16.224 38.950 27.474 0.196
冬季降水量/mm 0.337 11.060 31.937 16.461 0.242
年均气温/℃ -0.463** 5.762 7.862 7.051 0.072
春季气温/℃ -0.562** 7.366 11.553 9.307 0.109
夏季气温/℃ -0.597** 19.473 23.352 21.835 0.044
秋季气温/℃ -0.237 5.114 8.232 6.680 0.107
冬季气温/℃ 0.456** -11.209 -7.951 -9.616 -0.085
SPEI与年均降水量，春季降水量呈极显著正相关关系，相关系数分别为0.555（P<0.01）和0.584（P<0.01），与春季降水量的相关程度更高。SPEI与夏季降水量呈显著正相关关系，其相关系数为0.397（P<0.05）。当年均、春季和夏季降水量增多时，SPEI也会随之增大，有湿润化趋势。SPEI与秋季、冬季降水量的相关性并不显著，相关系数分别为0.174（P>0.05）和0.337（P>0.05）。塔额盆地过去31 a夏季降水量的最大值和最小值相差最大，达到了51.668 mm，降水量的离散程度较高，夏季降水量分布不均，对SPEI的影响程度较大，其变异系数为0.320。与SPEI相关密切程度的排列为春季降水量>年均降水量>夏季降水量>冬季降水量>秋季降水量。降水离散程度的排列为夏季降水量>冬季降水量>秋季降水量>春季降水量>年均降水量，其变异系数分别为0.320、0.242、0.196、0.187、0.163。
SPEI与年均、春季、夏季气温呈极显著负相关关系，相关系数为-0.463（P<0.01）、-0.562（P<0.01）、-0.597（P<0.01），与秋季气温的密切程度不高，相关系数为-0.237（P>0.05）。相关密切程度为夏季气温>春季气温>年均气温>秋季气温，SPEI与夏季气温的相关程度最高。气温增加时，SPEI减少，向干旱化发展。SPEI与冬季气温呈极显著正相关关系，相关系数为0.456（P<0.01），冬季气温越低，SPEI越低，干旱程度增加。由于冬季气温为负值，其变异系数也相应为负。气温浮动程度大小的排列为：春季气温>秋季气温>冬季气温>年均气温>夏季气温，春季气温变化较不稳定，变异系数达到0.109，最大值与最小值最高相差4.187 ℃。
相较于气温，降水量是影响SPEI的关键因子，与SPEI的相关性更加显著，但其变异系数普遍高于气温的变异系数，降水量不稳定。与塔额盆地SPEI关系较为密切的3个因子为：夏季气温、春季降水量、春季气温。

3 讨论

（1） 本文通过计算不同时间尺度下的SPEI，对塔额盆地干旱时空演变特征进行研究发现，近31 a来塔额盆地SPEI整体呈下降趋势，干旱有所增加，这与大区域下的研究结果一致，然而托里县和铁厂沟出现了不显著的湿润化趋势，这是大区域研究下未能察觉出的，湿润化的原因可能是由于托里县和铁厂沟近年来降水量有所增加，日照时数减少导致的；春季塔额盆地各地区均出现干旱，夏、秋两季塔额盆地北部地区干旱增加程度大于南部地区，冬季大部分地区旱情缓和，这与努尔沙吾列提等[20]的研究结果类似。
（2） 1994年是塔额盆地干旱突变开始的年份，这与《中国气象灾害大典（新疆卷）》[21]记载的内容一致，旱情描述为：1994年北疆部分地区干旱，尤其是新疆塔城北部地区旱情最为严重。1995年是塔额盆地春季干旱突变的开始年份，据《兵团年鉴(1995)》[26]记载，这是由于塔额盆地1994年冬至1995年降水量偏少，山区积雪较薄，河流水量来源不足，导致4月出现历史罕见的春旱威胁。夏季塔额盆地最干旱的年份发生在2008年，这与吴秀兰[5]的研究结果类似。秋季和冬季最干旱的年份为1997年，《兵团年鉴（1997）》[27]中记录：由于当年气候异常，春季重播重灌浪费了一定的水量，加之夏季洪水来的晚，水资源紧张，使旱情进一步加剧，导致秋季缺水严重，旱情一直未得到缓解，尤其是在塔城市。由此可见本文计算出的SPEI所表征的干旱事件与年鉴记载的同期同地区的干旱事件发生吻合程度较高，表明SPEI能够较好地反映出塔额盆地历史典型干旱事件，该指数在塔额盆地对干旱事件有一定的指示功能。
（3） 在塔额盆地，降水量与SPEI呈正相关关系，春季降水量对干旱指数影响最大。因此，当地在春季应选择抗旱作物和抗旱品种，实行耕作保墒，加大空中云水资源的开发，捕捉有利时期进行人工增雨。春季和夏季的气温也是对当地SPEI影响较大的因素，当地可以通过以水调温、喷施叶面肥、灌水补墒、覆盖秸秆等[28]方式，尽力缓解高温对旱情影响。本研究中只考虑了气温和降水量的因素对干旱的影响，但干旱还受到地貌、人类活动等其他因素影响，在进行抗旱工作时还应根据各地干旱的发展趋势实施有针对性的措施，减少对不显著湿润化地区抗旱成本的投入。

4 结论

（1） 1992—2022年塔额盆地全年和四季的SPEI值呈减小趋势，分别以-0.182·(10a)-1、-0.215·(10a)-1、-0.154·(10a)-1、-0.114·(10a)-1、-0.050·(10a)-1的速率减少，干旱程度有所增加。
（2） 春季塔额盆地出现全区域一致的干旱，气候倾向率达到-0.521·(10a)-1~-0.033·(10a)-1；夏季额敏县干旱显著增加，气候倾向率达到-0.456·(10a)-1，南部托里县和铁厂沟以0.055·(10a)-1和0.069·(10a)-1气候倾向率呈不显著的湿润化趋势；秋季北部167团地区干旱进一步加剧，气候倾向率达到-0.677·(10a)-1；冬季裕民县的SPEI以-0.348·(10a)-1的速率减少，干旱增加，其余地区干旱减轻。
（3） 降水量与SPEI呈正相关关系，春季降水量对SPEI影响最大，其相关系数达到0.584，相关性显著。气温与SPEI呈负相关关系（冬季气温除外），其中夏季气温对SPEI影响最大，相关系数为-0.597，相关性显著。

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