《Climate》：Territorial Stress Index (TSI): A Spatial Approach to Climate Change in Gran Canaria, Spain and Its Implications for Emergency Management
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气候变化在领土上的表现并非均质，尤其是在海洋性岛屿上，地形的复杂性可在短距离内产生显著的气候梯度。本研究分析了1991–2025年期间大加那利岛最高气温（TMAX）和降水量的空间演变，并探讨了其对土地利用规划和应急管理的影响。为此，研究人员使用了西班牙国家气象
气候变化在领土上的表现并非均质，尤其是在海洋性岛屿上，地形的复杂性可在短距离内产生显著的气候梯度。本研究分析了1991–2025年期间大加那利岛最高气温（TMAX）和降水量的空间演变，并探讨了其对土地利用规划和应急管理的影响。为此，研究人员使用了西班牙国家气象局（AEMET）的均一化月序列数据，基于将该岛划分为七个气候区的区划方案，并采用不同的统计程序来估计和检验趋势。此外，研究人员还开发了一个探索性的领土压力指数（TSI），用以综合热力变化和降水变化的相对强度。结果表明，变暖趋势具有普遍性和统计显著性，但存在显著的空间差异；而降水则表现出更大的异质性，全岛尺度上未呈现显著趋势。在气候区尺度上，TMAX趋势介于每十年0.149至0.408 °C之间，而降水趋势在幅度和方向上均存在差异。TSI最高值（90.0）出现在背风坡中海拔区域，该区域强烈变暖与降水减少同时发生，形成变暖–干旱化情景。其他相对较高值的区域则呈现变暖–湿润化配置，表明气候压力并非遵循单一的领土轨迹。TSI并非风险指数，但有助于识别气候压力因子演变的空间差异，可为后续纳入灾害、暴露度、脆弱性和响应能力的评估提供基础。这些结果凸显了将岛内气候差异化纳入适应策略、土地利用规划和应急管理的重要性。
论文解读
一、研究背景与问题
气候变化在全球范围内呈现出显著的空间异质性，这一特征在岛屿地区尤为突出。海洋性岛屿由于地形复杂、资源有限、人口和基础设施高度集中，对气候变化的脆弱性更为显著。传统的气候研究多聚焦于量化变暖幅度或识别降水趋势，但此类分析本身不足以全面理解气候变化的领土含义——除了判断温度和降水是否发生显著变化，还需分析这些变化在空间上如何分布，因为相邻区域间的变化强度可能存在显著差异，从而产生差异化的环境条件。这一空间维度对于领土规划和应急管理尤为重要：背景气候条件影响着决定备灾、预防和资源空间配置的诸多环境过程。
大加那利岛作为研究区域具有独特优势：其复杂的地形、显著的地形气候多样性和短距离内的强烈领土分化，使其成为检验气候变化空间差异性的理想场所。该岛北部迎风坡年降水量可达700–800毫米，而南部海岸不足100毫米；年均气温从最高海拔区域的12.5 °C到南部海岸的22 °C不等。这种强烈的气候梯度意味着全岛尺度的平均趋势可能掩盖局部的显著差异。
既有研究表明，加那利群岛存在明确的变暖信号但具有显著空间差异，降水则表现出更大的异质性和不确定性。然而，现有研究尚未将温度与降水趋势的联合空间演变系统性地纳入领土压力和应急管理的分析框架中。为此，本研究提出三个研究问题：1991–2025年期间大加那利岛最高气温和降水行为发生了哪些变化？这些变化的幅度和方向在不同气候区和区域单元之间的差异程度如何？热力和降水趋势的不同组合如何从领土压力角度进行解读，对规划和应急管理有何启示？
二、研究设计与主要技术方法
研究人员采用了一套多步骤的分析框架。数据方面，使用了西班牙国家气象局（AEMET）的49个TMAX站点和131个降水站点的月序列数据，经质量控制和均一化处理后，最终选取29个TMAX站点和34个降水站点用于构建气候区参考序列。均一化采用Climatol软件（版本4.4-0），通过标准正态均一性检验（SNHT）进行站点间比较，并根据岛屿气候特征将SNHT值从25调整至35以提高容忍度。
方法方面，研究人员将岛屿划分为七个气候区（迎风低地、迎风中坡、迎风上坡、山顶区、背风低地、背风中坡、背风上坡），并构建了三个非重叠区域序列及五区聚合序列，采用面积加权方法确保各气候区贡献与其地理面积成比例。趋势分析综合运用了普通最小二乘（OLS）回归、Mann–Kendall检验和Sen斜率估计，并针对残差自相关进行了有效样本量校正（Santer调整）。此外，采用负二项回归模型分析月TMAX超过30 °C的观测频率变化，并以发生率比（IRR）表示每十年的变化倍数。领土压力指数（TSI）通过将TMAX正趋势和降水趋势绝对值进行0–100归一化，以60:40权重合成。空间插值采用反距离加权（IDW）方法进行探索性可视化。
三、研究结果
区域变暖与月30 °C阈值。 三个区域TMAX序列及五区聚合序列在1991–2025年期间均呈正向且统计显著的趋势。OLS增幅最大的为上迎风坡和山顶区（每十年0.252 °C）及迎风低地和中坡（每十年0.228 °C），五区聚合增幅为每十年0.204 °C，背风低地增幅最小但依然显著（每十年0.149 °C）。Mann–Kendall检验和Sen斜率估计方向一致。月TMAX超过30 °C的观测频率在迎风低地和中坡增加75.0%每十年，上迎风坡和山顶区增加25.9%，五区聚合增加42.1%；三区域合并模型的IRR为1.442（95%置信区间1.226–1.697，p < 0.001），即平均每十年增加44.2%。
降水变率及其与TMAX的关系。 三个区域降水序列及五区聚合序列均未呈现统计显著的单调趋势。OLS斜率在迎风区域和五区聚合中为正，而背风低地呈接近零的微负斜率，置信区间均包含零。背风低地年均降水量最低（90.3毫米），变异系数最高（45.7%）；上迎风坡和山顶区年均降水量最高，变异系数为31.6%。TMAX与降水异常在多数区域呈负相关，但仅在上迎风坡和山顶区达到统计显著（Spearman ρ = ?0.367，p = 0.030）。
空间分化与领土压力指数。 七个气候区的TMAX趋势均为正，范围从背风低地的每十年0.149 °C到背风中坡的每十年0.408 °C。自相关校正未改变多数区域趋势的显著性。降水方面，仅迎风中坡呈现统计显著的增加（每十年8.83个百分点），背风中坡、山顶区和背风低地的负斜率未达显著水平。IDW插值显示TMAX最强增幅集中于内陆和较高地形，降水表面呈现相邻正负值并存格局。TSI排名中，背风中坡以90.0位居首位，呈变暖–干旱化配置；其后依次为迎风中坡（67.1）、背风上坡（53.9）和迎风上坡（50.1），均呈变暖–湿润化配置；山顶区和迎风低地为中间值，背风低地为相对最小值。
四、讨论与结论
讨论部分指出，大加那利岛近期气候变化不能被视为全岛均质过程。TMAX呈现普遍变暖趋势，而降水在全岛尺度无显著趋势但存在显著空间变率，这一格局与全球小岛屿区域及西班牙全国尺度的观测一致。TSI的价值在于识别气候压力因子的空间差异，但需结合降水趋势方向解读——变暖–干旱化配置可能有利于增加蒸发需求、水分胁迫和植被干燥度，从而为野火发生和蔓延创造更有利的背景条件；而变暖–湿润化配置则涉及不同类型的领土压力，不能据此推断洪水风险增加。TSI既非火灾危险指数也非灾害风险指数，其作用在于为后续纳入灾害、暴露度、脆弱性和响应能力的评估提供气候层面的基础信息。研究还指出气候区与行政边界的不对应性，建议未来将气候区与21个市镇边界进行空间叠置分析。局限性方面，月尺度数据无法充分刻画热浪、暴雨等短历时极端事件，未来需引入日尺度数据，并将TSI与历史火灾、燃料模型、城市–森林交界带、人口和基础设施暴露度及运行响应能力等信息整合。
结论部分强调，大加那利岛近期气候变化在领土上表现不均质：最高气温呈普遍且统计显著的变暖趋势但幅度因气候区而异，降水则呈更大的空间异质性且全岛尺度无显著趋势。TSI综合了这些空间差异，识别出对比鲜明的气候轨迹：背风中坡TSI最高（90.0），强烈变暖伴随降水减少；其他区域则呈变暖–湿润化配置。这些发现表明，全岛平均可掩盖小面积复杂地形区域内截然不同的气候轨迹。研究结果支持采用空间差异化策略而非全岛统一方案，可优先指导气候监测、水资源规划、野火预防、土地利用规划、关键基础设施保护和应急准备。总体而言，研究凸显了将精细尺度气候信息纳入大加那利岛气候适应、减缓、领土规划和应急管理策略的价值。
