人类活动正使包括干旱在内的极端气候事件变得更频繁和严重^［1］。IPCC第四次评估报告（AR4）和第五次评估报告（AR5）指出，未来干旱灾害风险有不断增加的趋势^［2-3］。第六次评估报告（AR6）^［4］表明，中国北方地区在1960年以来干旱有增加的趋势。气候变暖背景下，区域干旱造成的损失日益严重^［5-7］。干旱灾害风险评估与区划是进行灾害风险管理及减少损失的重要途径。

目前国内外学者在干旱灾害风险评估方面开展了大量研究。Ullah等^［8］采用数据聚类和L-矩技术对巴基斯坦的干旱灾害易损性进行了分区。Hoque等^［9］对澳大利亚的干旱灾害风险采用了基于GIS的模糊逻辑方法进行了综合评估。王莺等^［10］和张竟竟^［11］利用信息扩散理论的模糊数学方法和风险等级划分，分别对甘肃省和河南省农业旱灾风险进行评估。根据目前公认且较为综合的灾害风险形成理论，干旱灾害风险主要从致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体暴露度以及防灾减灾能力4个方面评估^［12］。一些学者在此基础上结合GIS、遥感等技术，对黄河流域、松花江流域、云南、山西、重庆、甘肃河东地区等地建立干旱灾害风险评估模型，并进行风险评估及区划^［13-18］。

陕西省地处青藏高原东北侧的中国大陆腹地，常发生季节性干旱，据统计，在1949—2006年，全省发生季节性干旱78次，平均每年都有不同程度的季节性干旱^［19］。陕西省年内降水高度集中且变率大，土壤调节功能脆弱，地表水和土壤水分利用率低^［20］，人类活动影响和作物生理特征以及各地不同作物抗旱能力的差异导致省内干旱灾害发生的区域和季节分布不均^［21］。但目前针对陕西干旱的风险评估研究集中在采用基于主成分分析与层次分析法相结合^［22］或基于模糊聚类循环迭代模型^［23］，对陕西省农业干旱进行风险评估与区划；或结合灾害学相关理论，运用GIS空间数据分析功能将干旱的自然和社会属性统一起来进行干旱灾害风险评估及区划^［24］等方面，对陕西干旱灾害的季节性风险特征认识还不全面，影响了干旱灾害防御和风险管理水平的提高。因此，有必要建立陕西省季节性干旱灾害风险度量指数，进行干旱灾害风险评估区划，为干旱风险控制工作服务，对同类气候区干旱监测方案的建立和政府防灾减灾知情决策具有重要意义，对实现抗旱减灾及粮食稳产增产至关重要^［25］。

陕西省（31°42′—39°35′N、105°29′—111°15′E）境内山脉多，地形复杂，地势南北高、中间低，西部高、东部低。陕西省四季分明，是气候变化的敏感区域^［26］。陕西省自北向南划分为3个温度带，跨越7个气候区^［21］。省内水系以秦岭山脉为分水岭，北部为黄河流域，南部为长江流域。属大陆性季风气候区，年降水量300—1 200 mm，南多北少，巴山最多^［20］。

气象数据来自中国气象局国家气象信息中心，为陕西省94个气象基本站1961—2018年逐日降水量、气温、相对湿度，站点信息如图1所示。

地理信息数据（DEM，30 m×30 m）来源于地理空间数据云（http：//www.gscloud.cn/）。

社会信息数据中，GDP数据（2015年，1 km×1 km）来自于地理监测云平台（http：//www.dsac.cn/）。土地利用数据（2018年，100 m×100 m）来自于中国科学院资源与环境科学数据中心（http：//www.resdc.cn/）。

气象干旱综合监测指数（MCI）是国家气候中心研发多年^［27］，已被国家及省级气象部门在业务服务中应用的干旱监测指标，该指标综合考虑了地区及季节，可较好地反映当前气象干旱。

式中：K_a为季节调节系数；SPIW₆₀为近60 d标准化权重降水指数；a为SPIW₆₀项的权重系数，北方和西部地区取0.3；MI₃₀为近30 d相对湿润度指数；b为MI₃₀项的权重系数，北方及西部地区取0.5；SPI₉₀为近90 d标准化降水指数；c为SPI₉₀项的权重系数，北方及西部地区取0.3；SPI₁₅₀为近150 d标准化降水指数；d为SPI₁₅₀的权重系数，北方及西部地区取0.2。

为消除各指标之间的量纲差异，须进行归一化处理。

式中：ED_i 是第i个指标归一化值；A_i 是第i个指标值；A_maxi 和A_mini 分别是第i个指标中的最大值和最小值。

对归一化后的地形、人口、经济等各评估指标，通过主成分分析法，确定各指标的权重^{［22，27-30］}。

干旱致灾因子由灾害发生强度和持续时间共同作用，干旱危险性指某强度干旱灾害发生的可能性，由干旱强度和发生频率决定。因此，定义四季干旱平均强度为某季节干旱累计强度与累计时间的比值^［17］，用以评估干旱灾害致灾因子的危险性。

孕灾环境脆弱性表示灾害发生的地理环境对干旱的适应和响应能力，是地形、土壤等自然环境和社会经济系统对干旱灾害影响的敏感度和恢复能力的综合反映^［22］。根据自然环境对干旱灾害的减缓或加速能力选择指示性指标来评价孕灾环境脆弱性，包括地形、第三产业人均GDP、植被指数及土壤粒径。某地的第三产业人均GDP越高，受干旱影响程度越大；土壤种类繁多，地表上覆盖的沙质疏松沉积物和肥沃程度影响旱灾。

承灾体暴露度是承灾体可能受到来自干旱灾害威胁而产生的破坏、农业损失及人员伤亡情况。某地暴露于干旱威胁的价值密度与遭受干旱的损失成正比。选取耕地比例、人口密度和经济密度为承灾体暴露度评价指标。

防灾减灾能力是受灾风险地区对干旱灾害的抵御及恢复能力，选取人均GDP、河网密度、库区密度为防灾减灾能力评价指标。人均GDP越高的经济发达地区，防灾减灾能力措施较强，河网密度越大且周围库区密度越大，应对干旱的能力就越强。

通过陕西省不同季节干旱灾害风险分析，采用主成分分析法确定各评价因子及其指标的权重系数，构建陕西省不同季节干旱灾害风险评估指标体系（式（3），表1），利用加权综合评价法得到综合干旱灾害风险指数，对陕西各季节干旱灾害风险进行评估。

式中：MDRI为干旱灾害风险评估的综合指数，用来表示干旱灾害风险的程度，MDRI值越大，表明该区域干旱灾害风险的程度越大；VE、VH、VS、VR分别是根据公式（3）加权综合评价法计算得到的干旱灾害危险性指数、脆弱性指数、暴露性指数和防灾减灾能力指数；ve、vh、vs、vr是各评价因子的权重^［6］。

运用GIS空间分析功能，采用自然断点法（Natural Breaks），该分类方法基于数据中固有的自然分组，识别分类间隔，可对相似值进行分组，并实现各个类之间的差异最大，最终得出陕西省干旱灾害综合风险区划图。

春旱是影响陕西省春播及夏粮产量的重要因素。春季陕南汉中、安康地区，陕北北部地区干旱致灾因子危险性较高，为高和较高危险区。关中南部、陕北东部及南部地区为中危险区。关中大部和陕南商洛地区风险较低，其中关中东部和商洛东部危险性最低（图2A）。从大气环流形势分析，通常春季利于陕西降水的东路冷空气较少出现，从而导致陕西大部春季少雨。

夏季陕南汉中、安康地区，商洛东部及延安中部危险性较高，为较高和高危险区。关中南部、商洛西部、陕北中南部为中危险区，关中西部、渭南东部、陕北定边、吴起及陕北北部地区是夏旱的低危险区（图2B）。

陕西伏旱高危险性和较高危险性较其他季节区域范围最大，这说明伏旱发生的强度大、频率高，其中陕南汉中、商洛北部，关中的宝鸡、咸阳、西安、铜川及陕北中部等地区为伏旱的高危险和较高危险区，而陕南的安康南部、商洛南部及陕北榆林的北部地区伏旱危险性低（图2C）。从大气环流形势分析，夏季虽陕南西部或陕北有局地对流天气，但大部地区受副高控制，干旱少雨。

秋旱致灾因子危险性较高的地区主要是陕南中部和陕北北部地区，其中城固、洋县、西乡及宁陕为高危险区。由于受到华西秋雨的影响，关中大部为干旱的低危险区（图2D）。从大气环流形势分析，造成秋季干旱的原因主要是副高南撤过快，造成陕西大部干旱。

冬旱致灾因子危险性较高的地区主要是陕南西部、关中中南部和陕北北部地区，其中城固、洋县、西乡、宁陕和陕北北部府谷、神木、横山、佳县、定边等地为高危险区，陕北南部、关中北部和陕南安康东部地区、宝鸡、咸阳北部和延安南部为中危险区，关中和陕南东部地区冬旱危险性较低（图2E）。

秋冬旱致灾因子危险性分布形势与秋旱基本一致（图2F）。

总体而言，陕西各区域干旱危险性季节差异明显。陕北北部地区除夏季降水量较大起到缓解干旱的作用，其他季节干旱危险性较高，关中地区除伏旱危险性较大以外，其他季节较少发生干旱。陕南的汉中各季节干旱危险性均较大，安康东部和商洛各季节干旱危险性则较小。

由于孕灾环境脆弱性评估指标中只有植被指数与季节变化相联系，且伏旱发生时间包含于夏季，伏旱孕灾环境脆弱性与夏旱一致。根据陕西气候变化特点，陕西常年全省入冬时间自北向南于10月2日至11月17日^［26］，秋冬季植被指数变化值更趋近于冬季，因此秋冬旱孕灾环境脆弱性与冬季一致。

春季干旱孕灾环境高脆弱性区主要位于陕南的汉中平原及安康的汉江河谷地带，关中的西安和渭南地区，陕北北部榆林地区。陕北南部延安大部分地区、关中中西部、陕南大部海拔高、植被覆盖好的地区，脆弱性较低（3A）。

夏季和秋季干旱孕灾环境高、中、低脆弱性区分布与春季基本一致（3B、C）。

冬季植被覆盖较夏秋两季变化较大，陕西省冬季干旱孕灾环境高脆弱性区较春夏秋三季有所扩大，主要位于陕南汉中盆地、安康河谷地带，关中的西安和渭南地区以及陕北大部分地区。秦岭、大巴山及关中西北部、陕北南部海拔较高的地区，干旱灾害对其影响不大，属于中低脆弱性区（图3D）。

总体而言，春季、夏季和秋季全省干旱孕灾环境脆弱性区划分布基本一致，陕南的汉中平原及安康的汉江河谷地带，关中的西安和渭南地区，陕北北部榆林地区为高脆弱性区或较高脆弱性区，这些地区植被覆盖度较秦岭地区低，干旱发生时较难进行自然生态自动调节，抵御灾害能力不高。关中地区、陕北北部为低脆弱性区或较低脆弱性区，延安地区为中等脆弱性区。冬季陕南大部、秦岭地区的高脆弱性区较其他三季范围有所减小。海拔较高的秦岭山地，关中平原和陕北北部依旧为低脆弱性区或较低脆弱性区。

陕西省承灾体暴露度最高的是关中的西安、咸阳、宝鸡和渭南市区，这些地区人口和经济密度大、耕地比例高，干旱灾害造成的损失大。中等暴露度区位于陕北北部靖边、定边，延安南部，关中南部和陕南除汉江河谷外的地区。低暴露度区域位于延安市辖县、关中北部咸阳、渭南部分区县和陕南的汉江河谷地带（图4）。

防灾减灾能力是与社会经济、周围水体条件联系紧密的要素。陕西省干旱灾害防灾减灾能力最高的地区为陕北黄河沿线，关中的西安、咸阳、宝鸡和渭南的城镇地区，由于这些地区距离水系较近，灌溉条件较好，同时经济较为发达，可以最大限度地防御干旱灾害。陕北北部榆林、神木，陕北西北部靖边、定边，陕南汉中、商洛等地区为次高能力区，全省其他大部地区为干旱的防灾减灾能力的中、低区（图5）。

在对致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体暴露度和防灾减灾能力定量分析的基础上，根据干旱灾害风险综合评估指数将干旱灾害风险区划分为低、较低、中等、较高、高等5个风险等级区，得出陕西不同季节干旱灾害综合风险等级区划（图6）。

春季，陕南南部的大巴山大部地区包括宁强、镇巴、镇坪、紫阳、岚皋、平利等地及秦岭南侧的略阳、留坝、佛坪、宁陕等地为干旱的高风险区。关中南部秦岭北侧大部分地区、商洛北部的洛南、陕北南部除延安市区的大部地区为干旱风险较高区。陕南商洛和汉江平原、关中北部高海拔地区和陕北北部地区为春季干旱的中等风险区，关中平原、陕北延安和榆林及定边、靖边为春季干旱较低、低风险区（图6A）。

夏季干旱灾害综合风险等级分布与春季基本相同，除商洛的商南、山阳、洛南等地在春季为中等风险区，夏季干旱风险升级为高风险（图6B）。

陕南的商洛、洛南等地区为伏旱灾害高风险区，陕南巴山地区、秦岭南北两侧山区、陕北东南部的铜川、延安东南部为伏旱较高风险区。陕南安康大部、陕北南部地区、延安的志丹、延长及榆林北部地区为伏旱中等风险区。陕南汉江平原、关中平原、延安市辖区为伏旱低、较低风险区（图6C）。

陕南巴山地区、秦岭南北两侧、陕北南部为秋季干旱较高、高风险区。陕南安康的旬阳、平利，关中咸阳北部的永寿，陕北延长、延川及毛乌素沙漠边缘为秋季干旱中等风险区。陕南汉江平原、关中平原、延安市区为秋旱低、较低风险区（6D）。

冬季干旱灾害综合风险等级分布与秋季基本相同，除陕北延安南部富县、洛川和黄陵冬季降低为中等风险区，吴起、志丹及毛乌素沙漠边缘带升级为较高、高风险区（图6E）。

秋冬旱与秋旱分布基本一致，陕南巴山地区、秦岭南北两侧、陕北南部为秋季干旱较高、高风险区。陕南安康的旬阳、平利，关中咸阳北部的永寿，陕北延长、延川及陕北毛乌素沙漠边缘为秋季干旱中等风险区。陕南汉江平原、关中平原、延安市区为秋旱低、较低风险区（6F）。

总体而言，陕南巴山地区、秦岭南北两侧、陕北南部由于干旱危险性高、防灾减灾能力较低、各季节基本都处于干旱灾害的高或较高风险区，陕南商洛、安康南部及陕北北部毛乌素沙漠边缘带由于干旱承灾体暴露度低，各季节干旱对其影响不强，基本都处于中等风险区。而陕南汉江平原、关中平原及陕北延安、榆林等地由于水系密度大，经济发达，抵御干旱风险能力强，各季均为干旱较低、低风险区。

陕西省各季节干旱致灾因子危险性较高的地区随季节变化分布于不同区域，陕南大部、秦岭及渭北黄土高原地区为各季干旱高危险区，关中地区主要受到伏旱影响较大；危险性较低的地区主要在关中地区、陕北北部等地。

陕西省春季、夏季和秋季干旱孕灾环境脆弱性较高区基本分布在陕南的汉中平原及安康的汉江河谷地带，关中的西安和渭南地区，陕北北部榆林地区；冬季植被变化明显，高脆弱性区较其他三季范围有所减小。海拔较高的秦岭山地，关中平原和陕北北部四季均为低脆弱性区或较低脆弱性区。

陕西省干旱承灾体暴露度的高风险区主要在陕西省西安市、宝鸡市、咸阳、渭南市等人口集中、经济较为发达的地区，其他地区承灾体的暴露性风险都较低。

陕西省干旱防灾减灾能力较高的区域主要在陕西省关中地区、商洛东部、陕北黄河延安等离水系较近，灌溉条件较好，同时经济较为发达的地区，其他地区防灾减灾能力较低。

陕西省干旱灾害综合风险的高风险区主要在陕南巴山地区、秦岭南北两侧、陕北南部，这些地区除了干旱发生的频次和概率较高外，干旱发生时较难进行自然生态自动调节，抵御灾害能力不高，防灾减灾能力不强，干旱灾害风险水平较高。陕南商洛、安康南部及陕北北部毛乌素沙漠边缘带是干旱中等风险区，而陕南汉江平原、关中平原及陕北延安、榆林等地为干旱较低、低风险区。

由于人均GDP、土壤类型及地形因子对承灾体暴露度的影响在一段时间基本为定值，植被覆盖度受季节的影响较大。因此，植被变化导致反照率、土壤湿度等地表属性的变化，这些变化均可以通过影响地气系统的水分和能量收支，有大面积植被覆盖的区域会减小当地增温的速度，具有缓解伏旱危险性功能^［31-32］。

由于干旱形成过程复杂，以目前有限的资料和技术手段精确分析干旱的发生及演变并评价干旱风险仍有一定难度。建议今后应加强对干旱性天气的监测和预报，同时应用遥感、GIS等技术，结合农业水循环等机理性模型，提高灾害风险区划能力，为防灾减灾提供科学依据。