识别中国福建省干旱的时空格局及驱动因素

一个多雨省为何担心会缺水

位于中国东南沿海的福建省以茂密的森林、稻田和茶园遍布的山坡著称。乍看之下，这里似乎不需要为干旱担忧。然而近几十年来，气温上升和季风降雨格局变化带来了更频繁的枯旱期，威胁到农作物、饮用水和地方经济。本文提出了一个看似简单但对粮食安全和气候韧性影响重大的问题：福建何时何地真正出现缺水——以及原因何在？

从太空为景观“把脉”

研究者没有仅依赖雨量计和气象站，而是把福建视为一个可以从轨道监测的“有生命”的景观。他们将全省划分为11个流域，从内陆的大闽江系统到东南沿海的小河流。利用NASA的卫星数据并在谷歌的Earth Engine云平台上处理，他们追踪了2000年至2023年间四种不同的“干旱健康”指标。这些指数结合了植被的绿度和地表温度信息——当植物缺水时这两项指标都会迅速变化。通过比较这些信号的时间和空间变化，研究团队得以绘制出哪些流域通常湿润、哪些倾向于变干以及这些格局如何在变化。

土地先在哪些地方变干

卫星记录勾勒出清晰的画面：在过去二十年里，福建大部分地区基本未遭遇严重干旱，但东南部沿海平原经常面临风险。晋江、九龙江、木兰以及东南沿海河流等流域出现轻到重度干旱的频率较高，而地形较崎岖的内陆流域则相对有韧性。2005年为全省干年，超过四分之三的区域在至少一个指数上显示出干旱迹象。然而当团队考察长期趋势时发现，自2000年以来整体状况有所改善，尤其是2013年以后。近半省份的基于植被的指数显示出统计学上显著的干旱缓解，这很可能反映了生态修复、植被恢复和更好的土地管理。

热量、山地、土壤与城市的隐性驱动

为了超越干湿年地图的简单描述，作者探讨了哪些物理特征使得某些地区更易发生干旱。他们将干旱指数与气温、降雨、海拔、坡度、土壤、基岩和土地覆盖进行比较。出人意料的是，在福建的湿润气候中，气温常与卫星干旱得分呈正相关：因为热与湿常常同时到来，较暖的年份往往伴随植被生长旺盛。相较之下，降雨呈现出更弱且更复杂的关联。地形本身至关重要。森林覆盖的山地和丘陵，因土壤更深且铺装面较少，在枯旱期间通常表现较好。裸地、覆盖稀疏的农田和大量混凝土的城市地区则迅速失水，显示出最低的干旱指数值。松散的河流与沿海沉积物以及某些土壤类型也排水迅速，使植物在雨季间更易受胁迫。

为监测选择合适的工具

由于每种干旱指数强调的水分胁迫侧面略有不同，团队测试了它们在福建山海混合地形中的表现。两种侧重于植被“绿度”的指数在丘陵、林区中往往低估干旱，但在低洼的沿海平原上表现良好。另两种强调地表温度的指数有时在炎热且高度建设化的海岸线上夸大干旱，但能更好地捕捉内陆流域的胁迫。作者建议按流域采用组合监测：在平原和城市使用以绿度为主的指数，在崎岖、林区则用以温度为主的指数。针对性的组合方法可以提升预警系统的敏感度，使区域干旱评估更可靠。

对民众与规划的意义

对福建的居民和规划者而言，这项研究既带来慰藉也发出警示。一方面，得益于充沛的降雨以及大规模的植被恢复和生态保护努力，全省大部分地区的长期干旱风险总体上有所缓解，而非恶化，尽管气温在上升。另一方面，研究显示某些沿海流域仍是未来干旱的明显热点——这些地区城市快速增长、农田裸露且土壤排水快。通过将卫星监测与当地土地利用、土壤和地形信息相结合，主管部门可以把治理重心投向这些脆弱流域，推动更绿的城市、更智能的农业和更好的蓄水措施。简言之，在湿润省份提前应对干旱，关键不是追逐每次干年，而是理解气候与景观如何共同决定土地首先在哪些地方变干。

引用: Wu, Z., Wang, J., Chen, Y. et al. Identifying the spatio-temporal pattern and driving factors of drought in Fujian Province, China. Sci Rep 16, 7089 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37602-y

关键词: 干旱, 遥感, 福建省, 流域, 土地利用