在世界气候变化的大背景下,旱灾等极端气候事件出现频率日趋增加,粮食作物的干旱研究早已成为当今世界农业生产和应用气象领域重要的研究课题。马铃薯在全球重要粮食作物中位列第四,华北一作区是中国马铃薯的优势产区,干旱是影响此区域马铃薯产量的主要因素。干旱指标的构建、干旱等级阈值的确定以及干旱灾害的监测历来是农业气象领域研究的重要课题。本研究以中国华北一作区马铃薯干旱为主要研究对象,利用1981-2015年气象数据资料、马铃薯生育期资料及历史实际灾情资料,根据不同生育期的作物水分亏缺,建立马铃薯干旱指数DI;通过历史实际灾情反演、独立样本T检验、累积概率反函数、K-Means聚类分析等方法,率定马铃薯不同生育时期干旱等级指标阈值;通过预留独立验证样本对比分析方法,对马铃薯干旱等级指标的有效性进行验证。并利用构建的马铃薯干旱等级指标,分析了华北一作区马铃薯干旱的时空分布特征。研究主要结果如下:1)根据马铃薯各发育阶段的水分需求和供给,建立了马铃薯干旱指数DI。并对指数有效性进行了统计检验。结果表明,3个生育期的有灾样本与无灾样本指数序列均差异显著,这说明本文构建的干旱指数能够作为研究区域内马铃薯不同生育期干旱的指示性因子。2)马铃薯播种—出苗期发生轻、中、重度干旱等级指标阈值分别为0.75≤DI＜0.82,0.82≤DI＜0.94和DI≥0.94;出苗—开花期发生轻、中、重度干旱等级指标阈值分别为0.63≤DI＜0.74,0.74≤DI＜0.88和DI≥0.88;开花—收获期发生轻、中、重度干旱等级指标阈值分别为0.50≤DI＜0.58,0.58≤DI＜0.69和DI≥0.69。3)利用预留的马铃薯干旱验证样本,对构建的马铃薯干旱等级指标的判识结果进行了验证,结果表明:播种—出苗期马铃薯干旱等级指标判识出发生干旱的占比84.6%,其中干旱等级判识程度为完全符合的,即干旱等级判识结果与实际干旱等级相同的占比69.2%;干旱等级判识程度为基本符合的,即干旱等级判识结果虽与实际干旱等级存在差异,但未出现跨级差异的占比15.4%。出苗—开花期和开花—收获期指标判识出发生干旱的占比分别为95.7%和90.0%,其中出苗—开花期和开花—收获期干旱等级判识与实际干旱等级完全符合的占比分别为78.3%和75.0%,基本符合的占比17.4%和15.0%。4)华北一作区1981—2015年马铃薯播种—出苗期、出苗—开花期和开花—收获期的干旱指数DI表现为随马铃薯生育期变化呈现逐渐降低趋势;从典型站点不同生育期干旱指数的年际变化上看,在开花—收获期,不同站点马铃薯干旱指数随年份的增加均呈现出上升趋势;从空间分布上看,总体来说整个区域干旱发生频率表现为西部地区高于东部,西部地区在开花—收获期受重旱影响的可能性较大,东部和中部地区在出苗—开花期受轻旱影响可能性较大。