河南水旱灾害危险性时空特征研究

河南省地处南北气候过渡带,水旱灾害频发。综合利用灾害数据资料及信息扩散模型,从致灾和承灾两个层面对河南省水旱灾害进行风险评估与时空特征研究,为加强水旱灾害的风险评估和管理提供理论依据。结果表明:①1988-2007年间发生水灾的年份主要是2003、2000、1998、1996、 2005,旱灾年份是1997、2001、1999、1992、1988;②当降水距平百分率为20%、30%、40%时,发生水灾的概率分别为0.10、0.06、0.04,当降水距平百分率为-20%、-30%、-40%时,发生旱灾的概率分别为0.13、0.07、0.03;③水灾在5%、10%和15%受灾率时的风险概率分别为0.81、0.54、0.35,即1~3 a一遇之间,当受灾率大于20%时,风险概率为0.22,大约4.5 a一遇;而旱灾在5%、10%、15%、20%、25%受灾率时的风险概率分别为0.87、0.72、0.58、0.47和0.38,即1.2 a、1.4 a、1.7 a、2.1 a和2.6 a一遇;④旱灾发生频率大于水灾,空间上具有较大的区域差异,水旱灾害高风险区主要是驻马店、南阳、平顶山一带,旱灾大于水灾的区域主要是三门峡、洛阳、郑州、焦作、安阳、许昌,水灾大于旱灾的区域主要是信阳、漯河、开封、商丘、周口、濮阳,水旱灾害均较小的是济源和鹤壁。     

民国时期辽宁水旱灾害研究(1912—1948)

民国时期辽宁水旱灾害发生频繁,分析其时空分布对深入了解水旱灾害的概况及有效防灾减灾意义重大。通过对民国时期辽宁水旱灾害史料的统计分析,发现民国时期辽宁水旱灾害频发,几乎年年有灾,甚至许多年份两灾并发;水旱灾害的时间分布呈现不平衡性,主要集中于春夏两季,水灾多发于夏季,旱灾则多发于春季;旱灾的持续时间与水灾相比更具连续性,但水灾的波及地域较旱灾更具广泛性;水旱灾害的地区分布具有明显的区域性,水灾多发于辽中地区,旱灾则多发于辽西地区。     

基于信息扩散理论的福建省农业水灾风险评估

利用1978—2008年福建省农业水灾受灾和成灾面积数据,以灾情(受灾和成灾)指数反映水灾的影响范围,以成受比(成灾与受灾指数的比值)指数反映水灾影响强度,基于正态信息扩散计算方法对农业水灾进行风险评估,利用发生频次法对评估结果进行检验。结果表明:农业受水灾影响的风险概率随风险指数提高而下降;在相同风险指数下,成受比风险概率>受灾风险概率>成灾风险概率;受灾、 成灾、 成受比的平均风险概率分别为0.448 7、 0.480 0、 0.651 6,水灾对福建农业的影响比较频繁,影响范围和强度比较严重。风险评估结果与实际情况基本相符。     

基于自助法与云模型的区域旱灾风险评估及区划研究

区域旱灾风险评估与区划是科学揭示旱灾风险系统要素相互作用与演变机制的基础性工作,可为制定区域旱灾风险防控措施、实现旱灾风险管理提供合理有效的决策依据。为系统描述区域旱灾风险系统包含的随机性、模糊性及未确知性等复杂不确定性信息,论文基于随机抽样Bootstrap方法在合理构建区域旱灾风险系统样本方案集的基础上,将传统的确定性旱灾等级标准进行云化处理,采用正向正态云算法对区域因旱受灾风险系统Bootstrap样本集进行风险估计,并借助ArcGIS自然间断点分级法对区域旱灾风险分布状况进行区划研究,最终建立了基于自助法与云模型的区域旱灾风险评估及区划模型。该模型在安徽省的应用结果表明：1）云模型方法能较好地描述旱灾风险系统的不确定性,计算所得的旱灾风险率区间估计结果能进一步反映风险内涵;2）淮北平原（阜阳市、宿州市、亳州市、滁州市）、江淮丘陵地区（六安市）及皖东南山区（黄山市、池州市）未来发生旱灾风险事件的总体概率较大,是安徽省旱灾风险管理的重点区域。可见,采用云模型方法进行旱灾风险评估能进一步降低旱灾风险系统不确定性对评估结果的误差影响,对区域旱灾风险评估及区划的理论与实践研究具有参考应用价值。     

青藏高原生态风险及区域分异

全球变化背景下,青藏高原生态系统受到自然、人为双重影响和威胁,生态风险日益加剧。针对生态风险源、脆弱性以及风险管理能力选取30个评估指标,利用生态风险评估优化模型,综合评估了青藏高原的生态风险,并得出如下结论：青藏高原生态风险总体处于较低水平,以低和极低生态风险为主,共占研究区面积的55.84%;极高风险主要分布在北部高山和极高山地区,中等风险主要分布在高原北部以及高原的西部和西南部地区,中、高生态风险在空间分布上形成一个“C”字形结构;青藏高原生态风险整体受自然主导因子控制,人为对生态环境的影响不容忽视,协调和降低青藏高原人类活动区域人类对生态环境的影响,是今后规避生态风险的重要途径。     

大尺度生态干扰风险评估技术方法及应用研究

为实现大尺度生态干扰高风险区域的快速、有效识别,从生态易损性、干扰易达性和资源易引性三个方面选取了9个指标,构建了生态干扰风险评估指标体系和评估模型,形成了完整的大尺度生态干扰评估技术与方法.利用该技术方法,本文评估分析了全国国土空间生态干扰风险状况、空间分布格局及其成因,并结合2017~2019年全国自然保护区人类活动监测数据和《全国主体功能区规划》中生态脆弱性评价结果对生态干扰风险评估结果进行了精度分析.结果显示：超过90%的自然保护区人类活动都集中在评估得到的中高风险区域;全国生态干扰风险主要以中风险为主、低风险次之、再次是较低风险、较高和高风险区域面积最少;其中较高和高风险区域主要分布在我国中西部和东北部的秦岭、祁连山、三江源和内蒙古草原等区域,生态干扰风险空间分布格局与生态系统结构与功能状况、地形与交通条件、资源潜力等因素具有较强相关性.     

太湖蓝藻水华灾害风险分区评估方法研究

通过对太湖蓝藻水华灾害风险分析,构建太湖蓝藻水华风险评估指标体系,结合风险评估概念,建立太湖蓝藻水华灾害风险评估方法.在此基础上,以2008年为基准年,结合太湖9个分区,评估各湖区蓝藻水华灾害危险性、易损性、脆弱性和综合风险.结果表明,综合风险最大的区域集中在太湖的北部,尤其作为水源地的贡湖风险最大,为重度风险;竺山湖、梅梁湾和西部沿岸由于其危险性较大,而总体风险较大,为中度风险;其他湖区风险较小,胥湖、南部沿岸和大太湖为轻度风险;太湖的东南部湖区箭湖东茭咀和东太湖由于水体富营养化程度较低,植物覆盖率较高,蓝藻水华发生危险性较小,综合风险指数较小,为轻微风险.     

东北地区粮食单产空间格局变化及其动因分析

基于东北地区183个县级行政区域的统计数据,运用数理统计和GIS空间分析等方法,分析1980-2005年该区粮食单产变化空间变化特征及其动因,并划分粮食单产变化的空间类型。结果表明：①粮食单产水平较高的县域主要集中在松嫩平原黑土区和辽河平原区,单产水平较低的县域主要分布在松嫩平原北部、大小兴安岭、长白山地丘陵区和三江平原区;②区域粮食单产总体呈增长态势,单产水平增加的县域占有绝对控制地位,约占全部县域的83.61%;③粮食单产变化的区域差异显著,单产水平较高的区域总体有由中部平原区向周边低山丘陵区扩张的趋势,单产水平较低的区域总体呈由东北地区南部向北部减缩的趋势;④农业投入变化是粮食单产格局变化的主要动因,农产品价格的影响不断扩大,自然灾害和农民收入变化的影响不容忽视;⑤依据1980年粮食单产和1980~2005年粮食单产平均增长率,可将东北地区粮食单产变化划分为5种空间类型。指出加快农业现代化建设、加强中低产田改造是提高区域粮食综合生产能力和增强粮食安全保障能力的主要途径。     

基于信息扩散模型的沣东新城区土壤重金属潜在生态风险评估

我国目前大规模的新区建设导致严峻的区域土壤重金属污染形势.以沣东新城为研究靶区,进行重金属含量特征描述性统计及克里金插值分析,进一步结合潜在生态风险指数与信息扩散理论,构建基于风险评估的信息扩散模型,探讨了Pb、Cu、Cd和Hg的污染程度、污染风险及风险发生概率.结果表明,研究区内4种土壤重金属的含量均值远超土壤重金属背景值,分别是背景值的1.943（Pb）、1.419（Cu）、3.074（Cd）和3.567（Hg）倍,且重金属分布受人为干扰较大呈强变异性（CV>65%）.其中,Pb和Cu污染分布主要受到工业生产与建设用地开发的影响,工业活动、农业活动及交通运输是主要的Cd污染源,而工业建设是造成Hg污染的主要因素.重金属潜在生态风险指数平均值分别为9.716（Pb）、7.095（Cu）、92.292（Cd）和142.469（Hg）,区域综合潜在生态风险指数（RI）均值为251.573,表明区域整体处于较高的潜在生态风险状态.区域Pb和Cu整体处于轻度潜在生态风险,而Cd和Hg以中风险与较高风险为主,表明Cd和Hg是区域重金属污染的主导因素.信息扩散潜在生态风险模型评估结果显示,区域综合潜在生态风险各等级的概率排序为：较高（38.98%）>中度（38.55%）>高（5.89%）>轻微（5.15%）>极高（3.56%）,Cd、Hg元素各潜在生态风险等级的超越概率远大于Pb和Cu,Hg元素各污染等级的超越概率分别为轻微（94.89%）、中度（66.85%）、较高（23.62%）、高（3.9%）和极高（2%）,其中仅轻微等级的超越概率小于Cd.潜在生态风险等级的污染概率预测误差均小于5%,体现了基于风险评估的信息扩散模型的可靠性.研究结果可为样本受限地区的土壤重金属潜在生态风险监测与管控提供技术借鉴与支持.     

基于信息扩散理论的尘肺病风险评估研究

在进行尘肺病职业危害风险评估时,由于相关信息获得难度大、样本数量少,传统的统计模型基本上无法满足风险分析的需求。基于信息扩散原理,通过扩散函数对不完备信息进行适当的扩充,建立起观测样本和风险概率分布的映射关系,构建了评估区域尘肺病风险分析模型,并利用某省2009—2013年新发尘肺病病例数以及新增的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期尘肺病病例数作为尘肺病风险分析样本,应用构建的尘肺病风险分析模型,对上述各类尘肺病的潜在风险进行评估,以为尘肺病预防和治理提供依据。     

天津地区旱涝灾害危险性评价及区划研究

根据自然灾害风险理论,自然灾害危险性评价的目的是确定区域内某类潜在危害发生的可能性大小.根据旱涝灾害危险性特点,以天津近16年的降水距平百分率为样本,借助信息扩散理论等方法对天津地区旱涝灾害危险性进行评价及区划研究.结果给出了天津十三个区/县每年遭受重涝、大涝、偏涝,重旱、大旱、偏早六种不同强度危害威胁的可能性.通过区...     

1960-2016年中国北方地区极端干湿事件演变特征

基于中国北方地区424个气象站点1960-2016年的日气象数据础,应用FAO Penman-Monteith模型计算潜在蒸散（ET₀）,基于降水量和潜在蒸散计算湿润指数,对湿润指数进行标准化后统计极端干湿事件频率,分析极端干湿事件频率的空间变化趋势、多时间尺度演变特征以及ENSO事件对极端干湿事件变化趋势的影响。结果表明：北方极端干旱和极端湿润事件频率分别呈显著下降和显著上升趋势,年际倾向率分别为-0.10次/10年和0.13次/10年。空间上,极端干旱频率整体呈减少趋势,包括青藏高原、西北和东北地区。西北极端干旱频率减少速率较大,青藏高原中部、新疆北部和东北北部部分站点极端湿润频率增加幅度较大。各年代中,华北极端干旱多发,东北和青藏高原极端湿润多发。季节上,分区极端干旱发生概率均大于极端湿润发生概率,华北极端干旱发生概率最高,青藏高原极端湿润发生概率最高。ENSO与湿润指数存在滞后性的关系。El Niño翌年,气候偏湿润的年份较多;La Nina翌年,气候偏干旱的年份较多。SSTA与翌年湿润指数在年际和夏季两个时间尺度上存在显著的正相关关系。     

基于蒙特卡罗模拟的农用地土壤健康风险评价

为科学合理地评价农用地土壤健康风险,基于USEPA的环境风险评价体系,针对我国农用地土壤污染特征,建立农用地土壤健康风险评价模型,并引入蒙特卡罗模拟降低风险评价结果的不确定性。区域农用地土壤重金属的健康风险评价结果表明,该农用地造成的总致癌风险CR服从对数正态分布,为（2.898±2.425）×10-4,总危害指数HQ服从对数正态分布,为15.775±13.797;确定土壤的优先控制污染物为As,优先控制暴露途径为经口摄入。该模型适用于农用地多项污染物对人体的健康风险评价,并能得到优先控制因子和优先控制暴露途径等关键信息。     

基于降水Z指数的朝鲜降水及旱涝时空特征

利用TRMM（Tropical Rainfall Measuring Mission,TRMM）3B43月降水数据,并结合降水Z指数,研究朝鲜1998—2018年的降水和旱涝时空格局。结果表明：TRMM与站点观测降水数据有显著的相关性。朝鲜降水季节性特征明显,57.29%的降水集中在夏季,空间上自东北部沿海岸线向东南递增。朝鲜的区域综合旱涝等级基本处于正常状态,偏旱和偏涝发生的频率最高,其次是大旱和大涝,极旱和极涝发生的频率最低,夏季和冬季干旱发生最为频繁,而洪涝在秋季频发。朝鲜北部发生旱涝事件的频率明显高于南部,咸镜山脉和盖马高原是旱涝的多发地区,温泉平原则最不易受到旱涝影响。春季、夏季和秋季均呈现洪涝强度增强的趋势。夏季洪涝强度加剧的趋势明显,中北部地区通过95%的显著性检验。     

基于MODIS的湖南省农业干旱监测模型

诸多遥感干旱监测指数已被成功应用于中国北方地区,但在南方湿润地区的应用则相对较少。以湖南省为研究区,结合遥感(RS)、地理信息系统(GIS)技术,利用MODIS增强植被状态指数(EVCI)和温度状态指数(TCI)的复合信息,并根据EVCI和TCI对干旱信息的敏感程度不同,赋予不同的权重值,建立干旱状态指数(DCI)遥感监测模型,并将该模型应用于湖南省农作物的旱情监测,得到了湖南省耕地旱情等级的空间分布图。通过与该省97个气象台站同期获取的综合气象干旱指数(CI)的相关分析与验证,表明DCI与CI指数的线性相关显著,EVCI和TCI的权重分别取值0.4和0.6时为最佳组合,并论证了该模型适宜南方地区的干旱监测。     

最近15年来中国气候变化、农业自然灾害与粮食生产的初步研究

本文分析了最近１５ａ来中国气候变化在最近５０ａ来的比较特征,并着重分析与讨论了这一期间气候变化、农业自然灾害与粮食生产的关系。结果表明：降水变化是影响中国粮食生产变化的主要原因,温度变化对粮食生产的影响主要表现在高纬度地区和高海拔地区；因气候变化影响粮食产量的变化幅度一般为３％～５％,个别年份可达１０％左右；因农业自然灾害造成的粮食减产幅度一般在５％～１０％,个别可达１０％左右。     

Modelling economic impacts and adaptation to extreme events: Insights from European case studies

Adaptation to climate change in Europe has only recently become a true policy concern with the management of extreme events one priority item. Irrespective of future climatic changes increasing the need for systematic evaluation and management of extremes, weather-related disasters already today pose substantial burdens for households, businesses and governments. Research in the ADAM project identified substantial direct risks in terms of potential crop and asset losses due to combined drought and heatwave, as well as flood hazards in Southern and Eastern Europe, respectively. This paper focuses on the indirect, medium to longer term economic risks triggered by the direct risks and mediated by policy responses. We present a selection of three economic impact and adaptation assessments and modelling studies undertaken on extreme event adaptation in Europe. Responding to a need for more economically based adaptation assessments, we address some relatively unresearched issues such as the understanding of past adaptation, the role of market response to impacts as well as government’s ability to plan for and share out extreme event risks. The first analysis undertakes an empirical exploration of observed impacts and adaptation in the agricultural sector in the UK comparing the impact of consecutive extreme events over time in order to determine whether adaptation has occurred in the past and whether this can be used to inform future estimates of adaptation rates. We find that farmers and the agricultural sector clearly have adapted to extreme events over time, but whether this rate can be maintained into the future is unclear, as some autonomous adaptation enacted seemed rather easy to be taken. Markets may mediate or amplify impacts and in the second analysis, we use an economic general equilibrium model to assess the economic effects of a reduction in agricultural production due to drought and heatwave risk in exposed regions in Spain. The analysis suggests that modelled losses to the local economy are more serious in a large-scale scenario when neighbouring provinces are also affected by drought and heatwave events. This is due to the supply-side induced price increase leading to some passing on of disaster costs to consumers. The simulation highlights the importance of paying particular attention to the spatial and distributional effects weather extremes and possibly changes therein induced by climate change may incur. Finally, we discuss how national governments may better plan their disaster liabilities resulting from a need to manage relief and reconstruction activities post event. We do so using a risk based economic planning model assessing the fiscal consequences associated with the coping with natural extremes. We identify large weather-related disaster contingent liabilities, particularly in the key flood hot spot countries Austria, Romania, and Hungary. Such substantial disaster liabilities (“hidden disaster deficits”) when interacting with weak fiscal conditions may lead to substantial additional stress on government budgets and reduced fiscal space for funding other relevant public investment projects. Overall, our paper suggests the importance of respecting the specific spatial and temporal characteristics of extreme event risk when generating information on adaptation decisions. As our adaptation decisions considered, such as using sovereign risk financing instruments are associated with a rather short time horizon, the analysis largely focuses on the management of today’s extreme events and does not discuss in detail projections of risks into a future with climate change. Such projections raise important issues of uncertainty, which in some instances may actually render future projections non-robust, a constraint to be kept in mind when addressing longer term decisions, which at the same time should account for both climate and also socioeconomic change.     

衡阳市早稻洪涝灾害风险区划研究

依托GIS技术,采用自然灾害风险评价的理论和方法,建立早稻洪涝灾害风险评价模型,研究了衡阳市早稻洪涝灾害风险等级。结果表明:综合分析早稻洪涝灾害的致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性和防灾减灾能力,绘制了衡阳市早稻洪涝灾害综合风险区划图,并分析了衡阳市早稻洪涝灾害风险区划的空间分布规律和特点。衡东县早稻洪涝灾害风险等级最高,祁东县早稻洪涝灾害综合风险等级最低。     

长江中下游区域生态系统对极端降水的脆弱性评估研究

气候变化背景下,极端气候事件对生态系统的影响更甚于气候平均态的变化,对极端气候事件的影响评估及机理研究有更为重要的现实意义。研究以极端降水为例,选择我国旱涝频繁的长江中下游地区为研究对象,基于生态系统过程模型的动态模拟,选择与极端降水显著相关的生态系统功能特征量,根据IPCC脆弱性的定义,以生态系统功能特征量偏离多年平均状况的程度及其变化趋势分别定义系统对极端降水的敏感性和适应性,从而评估其脆弱性。研究表明,长江中下游地区生态系统多年平均脆弱度为轻度脆弱,轻度脆弱及以下地区占区域总面积的大半,约65%,脆弱度较高的区域占20%,主要分布在长江中下游的西北部。极端降水会增加长江中下游区域生态系统的脆弱度,多表现为不脆弱转变为轻度脆弱,中度脆弱及以上的生态系统所占比例变化不大。干旱和洪涝对区域内生态系统脆弱度的分布格局影响不大,但干旱的影响程度高于洪涝。不论是干旱还是洪涝,区域内生态系统的脆弱度在灾害过后的下一个生长季能基本恢复,没有连年灾害的情况下,长江中下游区域的旱涝灾害对生态系统的影响不会持续到下一年度。     

长江流域干旱时空变化特征及演变趋势

干旱通常被认为是我国最严重的自然灾害之一,其造成的经济损失十分巨大.长江流域作为典型的湿润-半湿润区,干湿交替明显,干旱事件时空分布特征较为复杂.为了深入认识和理解长江流域气象干旱现状及其特征,探究干旱事件发生规律,采用长江流域1951-2015年PDSI（Palmer drought severity index,帕尔默干旱指数,运用Mann-Kendall检验、EEMD（ensemble empirical mode decomposition,集合经验模分解）、REOF（rotation empirical orthogonal function,旋转经验正交函数分解）、森斜率估算等分析方法,探讨长江流域干旱面积时间变化特征、干湿情景时空分布特征以及变化趋势.结果表明:1951-2015年,长江流域发生季节性干旱的面积整体呈扩大趋势,2000年后该趋势有所减缓.流域内呈现6个明显的干湿空间分布型,2000年后流域的东南部呈变旱态势,整体而言,流域内"南涝北旱"特征十分明显.未来,长江流域整体有变湿的趋势,西北部更旱,东北部变湿,南部以及东南部PDSI上升趋势明显,有发生旱涝急转的可能.