三北工程区降水量长时间序列与多尺度变化趋势检验及预测

三北防护林体系建设工程区(以下简称"三北工程区")早期的植被建设忽略了水资源承载力,对三北防护林的可持续维护产生了不利影响.为落实"以水定林草"的发展理念,在三个空间尺度上,基于1951-2018年降水量,采用Mann-Kendall非参数检验方法、自回归积分滑动平均模型(Autoregressive Integrated Moving Average Model, ARIMA)和地理信息系统空间分析等方法,开展全年、生长季和非生长季降水量多尺度变化趋势与未来30年预测研究,结果表明:"三北工程区"全年和生长季降水量呈增长趋势的面积百分比分别为73.64％和70.10％,主要分布在西北荒漠区;非生长季降水量呈增长趋势的面积比例达92.06％,除黄土高原南部和风沙区的少部分地区而外,均呈增长趋势.全年、生长季和非生长季降水量呈增长趋势且置信度为90％以上的面积百分比分别为45.43％、37.31％和36.79％.18个重点建设区的雷达统计图显示:生长季与全年降水量的变化趋势一致,由东向西,松辽平原等7个区域以不显著减少趋势为主,松嫩平原等7个区域以不显著增长趋势为主,西部的柴达木盆地等4个区域以显著性达到90％或95％的增长趋势为主;非生长季除晋陕峡谷、泾河渭河流域以非显著减少趋势为主而外,其他地区均以增长趋势为主.5个"重点县"的降水统计量UFk与其反序统计量UBk两条曲线出现交点,表明年降水量有突变发生,库尔勒市、磴口县、科尔沁左翼后旗UFk与UBk曲线多处出现交点,表明年降水量突变发生频繁.采用ARIMA预测得出未来30年的年降水量,计算得到未来30年间的年降水量变化数据,并绘制其空间分布图.本研究可为三北工程区开展基于水资源承载能力的林草资源优化配置提供基础数据,为发展"雨养林草植被"提供科学支撑.