广泛使用的标准化降水指数（SPI）是在假定降水时间序列满足平稳性条件下利用具有常参数的伽玛分布拟合降水数据而获得,但全球气候变化背景下,降水的平稳性假设并不完全成立。因此,本文以气候指数作为位置、尺度和形状的广义加性模型（GAMLSS）的解释变量建立具有可变参数的非平稳伽玛模型,计算非平稳SPI（NSPI）,探讨NSPI在长江流域的适用性。然后利用NSPI分析流域气象干旱的时空变化特征和联合重现期,并结合可靠性、回弹性和脆弱性（RRV）指标从干旱方面评估不同时间尺度下流域的健康状况。结果表明:（1）NSPI与平稳SPI（SSPI）的时间变化趋势基本一致,但非平稳模型能更好的重现降水量以捕获全球气候变化背景下的降水变化,说明NSPI更适用于反映长江流域的干旱情况。此外,对同一典型的极端干旱事件,SSPI较NSPI估计的干旱程度更为严重。（2）长江流域干旱具有显著的时空分布差异。流域西部主要以重度干旱为主,但干旱具有减轻的趋势;而流域中北部主要受中度干旱的影响,但干旱有加重的趋势。干旱峰值与干旱强度具有相似的空间分布格局,其较大的平均值主要分布在流域的西部和中南部,而较小值主要分布在流域的中北部,但干旱在流域中北部具有更高的发生频率。（3）干旱特征的联合重现期表明,长江流域主要以具有小于25年重现期的、3个月内的轻度和中度干旱为主;3个月以上的严重和极端强度干旱几乎不发生,但轻度和中度干旱强度的极端峰值干旱具有小于100年的联合重现期,并且覆盖流域的大部分区域。此外,对大多数干旱情景,长江流域中北和东南部较流域其他区域呈现出更长的联合重现期。（4）RRV综合指标的结果显示,各时间尺度下长江流域大部分区域处于一般健康等级状态,并且指标值主要在流域西部表现出显著上升趋势,而在流域中南和东南部呈现出显著下降趋势。对于回弹性指标,发现5年时间尺度与其他时间尺度下的指标值的空间分布存在差异,但不同时间尺度下的较小值均主要分布在长江源头。然而,同一时间尺度下不同气象站以及不同时间尺度下同一气象站的可靠性指标差异性不大,其指标值均达0.80以上,说明各时间尺度下流域处于满意状态的概率均较大。