《Environmental and Sustainability Indicators》：Spatiotemporal Characteristics of Drought in the Southwest Karst Rocky Desertification Zone, 1992–2022
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本研究针对全球气候变化背景下生态脆弱的西南喀斯特石漠化区，综合运用RDI、SPEI和SPI等多种干旱指数，结合TVDI遥感数据和EM-DAT灾害记录进行交叉验证，系统揭示了1992-2022年间该区域干旱的时空演变规律。研究发现：2002年左右出现干旱加剧的显著转折点；干旱热点与石漠化严重区高度重叠；春秋季干旱对生态系统威胁尤为突出。该研究为喀斯特地区水资源精准调控和生态恢复提供了科学依据。
在全球气候变暖的背景下，干旱已成为最严重的全球性环境挑战之一。中国西南喀斯特地区作为世界三大生态脆弱区之一，因其石灰岩基岩孔隙度高、土壤浅薄、蒸发强烈等特点，对干旱事件尤为敏感。更令人担忧的是，在气候变化和人类活动的双重驱动下，该区域的干旱风险持续加剧，严重威胁着农业生产和生态系统的稳定性。然而，现有研究对喀斯特地区干旱的认知仍存在明显不足：不同干旱指数的适用性缺乏系统评估，对干旱事件离散特征（如持续时间、强度峰值）的关注较少，且缺乏多源数据的交叉验证。
为填补这些研究空白，发表在《Environmental and Sustainability Indicators》上的这项研究，对1992至2022年间西南喀斯特石漠化区的干旱动态进行了全面剖析。研究团队创新性地采用了多指数协同分析框架，旨在通过遥感产品和历史灾害记录的双重验证，评估干旱监测结果的可靠性，并深入揭示干旱的时空演变机制及其与地质背景的耦合关系。
研究采用了几个关键技术方法。首先是多指数综合评估，计算了标准化降水指数(SPI)、标准化降水蒸散指数(SPEI)和勘测干旱指数(RDI)。其次是利用多阈值游程理论识别干旱事件并提取其特征指标（如持续时间、严重度、强度）。第三是运用曼-肯德尔(Mann-Kendall)趋势检验分析干旱的长期变化。此外，研究还引入了温度植被干旱指数(TVDI)进行空间一致性验证，并参考紧急事件数据库(EM-DAT)的历史记录来验证主要干旱事件。
3.1. 利用TVDI和EM-DAT数据库验证干旱事件识别
为了评估SPI、SPEI和RDI识别干旱事件的科学性和生态相关性，研究引入了温度植被干旱指数(TVDI)和EM-DAT历史记录进行验证。相关性分析显示，TVDI与三个气象干旱指数的整体相关性较弱，这表明气象指数和植被指数捕捉了干旱的不同维度——前者关注气候水分亏缺，后者反映生态水分胁迫。与EM-DAT记录的对比则证实，这三个指数，尤其是SPEI和RDI，成功识别了大多数历史重大干旱事件，表明它们能够捕捉具有显著生态和社会影响的干旱。
3.2. 干旱指数的年际趋势
RDI、SPEI和SPI的年际变化均表明，从1992年到2022年，该区域呈现出干旱化加剧的总体趋势。一个关键的发现是，在2002/2003年左右发生了一次显著的突变，区域由相对湿润阶段转入持续的缺水期（2002-2019年）。这一转变主要由水分输送减弱和全球变暖驱动的潜在蒸散发(PET)增加协同作用导致。2019-2022年期间，气候不稳定性增强，出现了极端干旱与湿润的快速交替，表明区域水文循环加剧。
3.3. 干旱特征的空间趋势
空间分析揭示，干旱高风险区集中分布在滇东、黔西南和桂西的连续地带。这一空间分布格局与严重的喀斯特石漠化区高度重叠，证实了区域干旱受到地质背景的关键性调制。喀斯特地区特有的“地表-地下”二元水文结构以及浅薄的土层，加速了水分渗漏，放大了气象降水亏缺的生态影响。
3.4. 干旱事件特征
春季和秋季是该区域干旱发生的关键风险窗口。春季干旱发生频率高，严重干扰植被返青等关键物候期；秋季干旱则加剧了土壤水分的消耗。分时段的变化显示，干旱频率和强度在多个子区域均呈增加趋势，表明干旱对脆弱喀斯特生态系统的压力持续增大。
研究的讨论部分进一步阐释了干旱演变的机制。2002年左右的干旱加剧与大气环流系统变化密切相关，例如青藏高原感热减弱导致南亚高压减弱，以及西太平洋副热带高压收缩阻碍暖湿气流向内陆输送。空间上，干旱热点与石漠化区的重叠凸显了地质约束的主导作用，喀斯特地貌的高渗透性系数（0.3-0.6）导致地表水快速流失。在方法论上，虽然国家标准（GB/T 20481-2017）的阈值能有效捕捉宏观干旱事件，但考虑到喀斯特植被对水分亏缺的低耐受性和高敏感性，实际生态胁迫可能比统计结果更为严重。
综上所述，本研究通过多指数、多源数据验证的方法，系统揭示了西南喀斯特石漠化区近30年来干旱的时空演变规律，强调了地质-气候耦合机制在驱动区域干旱中的核心作用。研究成果不仅为理解喀斯特地区干旱成因提供了新视角，也为该区域水资源精准管理、生态恢复措施制定以及增强生态系统韧性提供了至关重要的科学依据。未来研究可致力于发展融合地表与地下过程的多维复合干旱指数，并基于喀斯特植被生理响应曲线构建更具生态意义的干旱预警阈值。
