降水變化和預測分析中常需要確定降水周期，本文采用功率譜和分析方法提取了扎龍濕地的降水周期。

扎龍濕地位于我國黑龍江省西部的松嫩平原，面積約 2100 km2，是我國最大的以鶴類等水禽為主體的珍稀鳥類和濕地生態類型自然保護區。降水以直接或間接的方式為濕地提供補給水源，從而影響濕地的水文過程和生態系統，因此，深入研究和分析扎龍濕地降水變化的特征和規律，將為扎龍濕地生態環境的研究和保護提供科學的依據。

1、 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

由于扎龍濕地中心位置位于齊齊哈爾市東南 26 km 處，所以采用齊齊哈爾市氣象局及扎龍濕地自動站1951-2008 年降水觀測數據進行計算。

1.2 回歸分析

該方法利用數理統計原理建立變量之間的回歸關系函數表達式，可以采用最小二乘法建立一元線性方程或一元多次方程來模擬變量的變化趨勢，以直線或曲線的形式來反映變量的變化特征。

1.3 單位根檢驗

譜圖分析是基于平穩序列的分析，因此對時間序列進行譜分析前需要對其平穩性進行檢驗。單位根檢驗是檢驗時序平穩性的一種正式的方法，它包括 DF 檢驗、ADF 檢驗、PP 檢驗。

1.4 功率譜分析

功率譜分析方法是譜分析方法中的一種，是數字時間序列在不同頻率上能量分布特性的表征。此方法以傅立葉變換為基礎，并可以通過自相關函數進行間接的計算，因此應用極為廣泛，計算步驟如下：

（1）自相關系數計算

（5）顯著性檢驗通常，平滑后的譜估計最大值對應著主周期，但此周期是否顯著，還需要進行顯著性檢驗。檢驗原理是以樣本譜估計值與已知的非周期過程譜估計值作比較，如果兩者存在顯著差異，則樣本存在周期過程，反之，則無周期，包括白噪聲檢驗和紅噪聲檢驗。

2、 結果分析

2.1 回歸分析結果

為消除偶然因素對降水變量的影響，在 5 次平滑的基礎上應用 SAS 軟件對數據進行回歸分析，結果如圖 1 和表 1 所示，從擬和曲線和回歸參數可以看出 5 次多項式擬和的效果優于 1 次、2 次和 3 次線性模型，說明扎龍濕地年降水量存在較大的波動，可能存在變化周期，可對其進行進一步的周期分析。

2.2 單位根檢驗結果

由于標準化序列計算的譜估計與一般的譜估計結果完全一樣，對降水觀測數據的離差進行最大值標準化處理。應用 Eviews5 軟件對其進行單位根檢驗，得到 ADF 檢驗的統計量值為-3.09，小于 0.01 水平下的臨界值-2.61，說明是平穩序列；PP 檢驗的統計量值為-6.91，小于 0.01 水平下的臨界值-2.61，序列為平穩序列。

2.3 功率譜分析結果

2.4 驗證

為驗證功率譜分析方法提取周期的準確性，采用極大熵譜分析計算扎龍濕地年降水序列周期，按照Fisher 檢驗方法對可能存在的多個隱含周期進行檢驗，結果 2.4 年、6.4 年通過檢驗。綜合功率譜分析結果可以確定該地降水存在 3 年左右的短周期。

3、 結束語

（1）功率譜分析是目前應用較廣泛的一種譜分析方法，從實例分析中可以看出最大時滯不同時均檢測到短周期的存在，周期值差異較小，均通過檢驗，說明它對于短周期的識別比較穩定和準確，這是其優勢所在；缺點在于對長周期的識別與最大時滯有關：當最大時滯值較小時，長周期不能被識別；當選取較大值，周期雖能被識別，但卻與最大時滯成倍數關系，雖然通過檢驗，也是虛假的周期，因此會因最大時滯主觀選擇的不同造成長周期識別和提取的錯誤。此外隨著最大時滯的增大，譜圖曲線的刻畫越細致，峰值越明顯，但也造成虛假峰值的出現。

（2）扎龍濕地年降水時間序列的功率譜分析結果表明，該地區具有 3 年左右的降水短周期。

參考文獻：
[1] 易丹輝. 數據分析與 Eviews 應用[M]. 北京：中國統計出版社，2002：106-150．