在气候变化背景下,我国干旱问题日益凸显,对工农业生产造成了严重损失。由降水短缺形成的气象干旱是农业干旱的驱动因子,研究农业干旱对气象干旱的响应关系,对农业防旱抗旱管理和减轻干旱损失具有重要的指导意义。已有研究集中于分析农业干旱指数和气象干旱指数的相关关系,而对两类干旱所反映的干旱特征(如干旱历时、干旱烈度)之间的关系研究较少,难以指导防旱抗旱工作。本文以甘肃省为研究区,采用标准化降水蒸散发指数(SPEI)和植被状态指数(VCI)分别表征气象干旱和农业干旱,利用一元线性回归、M-K检验、小波分析等方法分析了甘肃省气象干旱及农业干旱的时间变化特征;利用统计方法和Arcgis中插值技术分析了气象及农业干旱的空间分布特征;采用最大相关系数法研究了VCI指数对不同时间尺度的SPEI指数的响应关系;利用游程理论识别了气象干旱和农业干旱的干旱历时和干旱等级累计值,并在此基础上建立了气象干旱与农业干旱等级累计值之间的关系模型。研究获得以下主要结论:(1)年尺度下甘肃省及各个分区的气象干旱呈增加趋势。不同季节中,除冬季陇南和甘南地区、秋季陇南地区以外,其余季节和地区均为干旱增加趋势;年季尺度下气象干旱呈增加趋势的时期主要集中于90年代和00年代的中后期。90年代发生年气象干旱的频次最高。不同季节干旱频次最高的时期除夏季为00年代外,其他季节均为90年代。年尺度和季节尺度下气象干旱均存在多个主周期,长主周期以32年为主,短主周期以5-7年为主。(2)气象干旱空间分布趋势为春季河西地区表现为显著的干旱减轻趋势,其他地区干旱呈显著增加趋势;夏季,除陇东以外,其他地区呈干旱显著增加的趋势;秋季,陇东地区为不显著的干旱减轻趋势;冬季除了陇南地区干旱呈不显著增加趋势外,其余地区呈不显著的减轻趋势。春季干旱高频区为陇东地区;夏季为河西地区;秋季,不同时间尺度气象干旱的空间规律差异较大,但总体上干旱发生频率较高的区域主要集中在河西和陇东地区。冬季干旱高频区为陇东地区。(3)甘肃省年尺度农业干旱呈显著减轻趋势。农业干旱严重的时期为1982-1985年、1992-1995年和2003-2005年。其中耕地在整个90年代旱情严重。春、夏、秋及整个生长季农业干旱呈减轻的趋势。年干旱面积占比为显著减小的趋势,2005年以后更加明显。农业干旱的突变点为2008年。夏季全省农业干旱突变变点为2011年,林地、草地、耕地三种土地类型下农业干旱的突变点均为2014年。秋季突变点为2006年。冬季全省不同土地利用类型下农业干旱突变点均在2007-2 011年之间。(4)年尺度农业干旱频率较高的地区分布在酒泉的中部和东部、陇中的东部、陇东的西北部。春季,农业干旱高发地区主要集中在陇中的东部、河西的中部、陇东的部分地区;夏季,河西地区,陇东地区尤其是庆阳市干旱频率明显增加;秋季,干旱频率的空间分布规律与夏季基本一致;整个生长季,干旱高发区为河西地区、陇中中部、陇东部分地区。全省农业干旱呈显著减轻趋势的面积占比为89.6%,通过0.01和0.05显著性检验的面积占比分别为53.3%和13.0%。春、夏、秋季和生长季整体呈干旱减轻的趋势,农业干旱减轻面积占比均超过85%,通过0.01和0.05显著性检验的占比分别为45%和13%。其中,秋季是干旱趋势减缓面积最低和显著性占比最低的季节。生长季干旱趋势减缓面积最高,且通过显著性检验的占比最高。(5)与VCI指数对应最大相关系数的栅格数占比最大的SPEI时间尺度为春季SPEI-6、夏季SPEI-12、秋季SPEI-3、生长季SPEI-3。VCI指数与SPEI-3相关性最好,即对SPEI-3响应最灵敏。(6)在气象干旱和农业干旱中,历时为1个月的短期干旱均占最大比重,短历时农业干旱对短历时气象干旱的响应具有一致性。在最长气象干旱历时和农业干旱历时中冬春连旱或者秋冬连旱的情况较多。建立VCI指数累计干旱等级与SPEI-3累计干旱等级的统计关系模型,线性模型对环县站拟合效果较好,相关系数的平方R~2=0.318,均方根误差RMSE=0.907;多项式模型对榆中站拟合效果较好,R~2虽然较小,但RMSE=0.051,验证效果好;对数模型对玛曲站拟合效果较好,R~2=0.347,RMSE=1.340。三种模型对张掖站拟合效果均最差,原因是张掖地区为灌溉农业,植被生长依赖于灌溉用水,对气象干旱的敏感性不高。以上研究结果可为甘肃省农业防旱抗旱管理提供科学依据。