洞庭湖北部地区水稻旱灾风险评估

全球气候变化的背景下,旱灾可能对未来农业生产及粮食安全造成日益严重的影响,开展种植业旱灾风险评估有着重要的意义。以中国洞庭湖北部地区作为研究区,依据历史旱灾记录选取水稻生育期内逐月降水量、气温、太阳辐射以及地表径流等气象水文要素,构建了上述要素与水稻因旱灾减产之间的脆弱性模型,识别了研究区水稻旱灾的致灾因子代理变量,在此基础上通过蒙特卡罗仿真对洞庭湖北部地区的水稻旱灾风险进行了评估。结果表明:(1)对水稻旱灾减产显著贡献的致灾因子代理变量为7月总降水量和8月总降水量,这两个月的各月降水量每减少1.0 mm将使研究区水稻因旱灾的减产量相应上升2.86%和3.34%;(2)5 a一遇、10 a一遇、20 a一遇以及50 a一遇的水稻旱灾损失率分别达到2.3%,11.2%,22.7%和50.3%。     

人为因素在农业旱灾形成过程中所起作用的探讨──以河北省旱灾脆弱性研究为例

旱灾是河北省发生频率最高,危害和损失最大的农业自然灾害。旱灾发生的直接影响因素是降水不足,但其发生的频率、成灾分布与灾情强度却是农业旱灾脆弱性的体现。本文分析了河北省旱灾脆弱性的影响因素,建立了旱灾脆弱性评估指标体系,并以县为单位进行了旱灾脆弱性评估,最后,对估算结果进行了验证。     

人为因素在农业旱灾形成过程中所起作用的探讨：以河北省旱灾脆弱性 …

旱灾是河北省发生频率最高,危害和损失最大的农业自然灾害,旱灾发生的直接因素因素是降水不足,但其发生的频率成灾分布与灾情强度却是农业旱灾脆 弱性的体现。本文分析了河北省旱灾脆弱性的影响因素,建立了旱灾脆弱性评估指标体系,并以乃至 迷单位进行了旱灾脆弱性评估,最后,对估算结果进行了验证。     

基于灾情的中国粮食主产区旱灾变化周期研究

利用1971-2016年中国粮食主产区各省区农作物播种面积和农作物干旱受灾面积,计算得到各省区干旱受灾率时间序列,采用经验模态分解法(EMD)得到各省区干旱受灾率时间序列IMF分量,据此分析粮食主产区旱灾变化周期,为旱灾防御提供理论依据。结果表明,湖南省分解得到5个IMF分量,安徽、河南、江苏和黑龙江省以及内蒙古自治区得到4个IMF分量,其他各省分别得到3个IMF分量,与原数据序列相关分析结果表明IMF分量均为有效分量。粮食主产区干旱受灾率时间序列表现为多尺度的周期性波动特征,具有准2～3年周期、准4～6年周期、准10～13年周期以及准16～25年的变化周期,其中,IMF1分量的方差贡献率最大,粮食主产区旱灾主要表现为准2～3年周期的波动特征。趋势项结果表明,1971-2016年粮食主产区干旱受灾率总体呈下降趋势。     

农业旱灾对国家粮食安全影响程度的定量分析

旱灾是影响我国农业最严重的自然灾害。近10多年来我国每年有170~200万hm2农田遭受不同程度的旱灾,造成了巨大的损失,威胁着国家的粮食安全。然而,农业旱灾对我国粮食产量影响的定量分析尚未见有人研究。提出了一个衡量旱灾强度的定量模型,建立了旱灾粮食损失的估算方法,并对全国及各省区近10多年来的旱灾粮食损失进行了评估,定量分析了农业旱灾对我国粮食安全的影响程度,建立了旱灾强度与灾害粮食损失之间的时空数量关系。结果表明,旱灾对我国粮食安全的影响较为显著,1990-2005年间我国平均旱灾强度达13.8%,平均每年因旱灾导致的粮食损失达到2600万t,对国家粮食安全的影响为8%左右;粮食损失量可满足6000万人,相当于一个大省如河北省人口的需要。因此,加强农业旱灾监测评价,积极进行农业抗旱减灾,是保障国家粮食安全的重要措施。     

不同经济地带旱灾灾情变化及其与粮食单产波动的关系

旱灾是造成我国农业经济损失中最严重的气象灾害,加强旱灾研究已是当务之急。选择旱灾受灾面积占总受灾面积之比、旱灾受灾率、旱灾成灾面积占总成灾面积之比、旱灾成灾面积占旱灾受灾面积之比、旱灾受灾率异常指数等作为旱灾灾情指标,通过对东、中、西三大经济地带旱灾灾情的时空变化规律,及其与粮食单产波动相关关系的分析,探讨了我国粮食生产的波动性及受旱灾影响的区域特征。结果表明,三大经济地带旱灾受灾程度在20世纪70年代以后呈加重态势,且与粮食单产波动系数具有较明显的负相关关系。     

我国旱灾特点及经济损失评估

文章认为我国旱灾具有危害深远、经济损失巨大;时空分布差异性大、区域性强;发生频率加快、面积增大的特点。计算了1989年我国因旱灾造成的农作物种植业的直接经济损失并运用投入产出链法对间接经济损失作了评估。     

我国农业水旱灾害的时间分布及重灾年景趋势预测

分析了我国 1970～ 1999年农业水旱灾害的时间分布特征。分析结果表明 :在研究时段内 ,我国农业自然灾害总体上呈增长态势。该时段可划分为两个明显的阶段 :80年代中期以前 ,总灾、水灾及旱灾对农业生产的危害较轻 ;80年代中期之后 ,呈现出影响范围广、损失增大的趋势 ,重灾年份明显增加。旱灾和水灾是威胁我国农业生产最为严重的自然灾害 ,尤以旱灾为甚。我国农业遭受旱灾威胁的范围多年基本不变 ,而旱灾受灾率波动明显 ,成灾率逐年增长 ,这与近几年农田水利设施建设缓慢、灌溉能力降低有关 ;水灾受灾率和成灾率具有特别显著的同步特点 ,表明水灾致灾能力强 ,一旦发生 ,极易成灾 ,水灾危害加剧与防洪、抗洪能力低下及生态环境恶化有关。各灾种的受灾率和成灾率呈正相关关系 ,表明我国农业生产系统的抗灾能力总体上较弱。　　本文还用灰色系统理论的建模方法 ,建立了农业总受灾率 -总成灾率、水灾受灾率 -成灾率、旱灾受灾率 -成灾率的重灾年景灰色灾变GM(1,1)预测模型 ,对未来 10年我国农业灾害趋势进行了预测分析。灰色预测结果表明 ,2 0 10年之前 ,除 2 0 0 3,2 0 0 6年水旱灾害危害较小外 ,其它年份均为灾情严重年份 ,其受灾率和成灾率均高于近 30年的平均水平。其中 ,2 0 0 4 ,2 0 0 7年将为水灾重     

基于多时相HJ影像的水稻洪涝灾情和产量监测

洪涝灾害是影响水稻生产的重要逆境因子。利用多时相HJ卫星影像数据评估了2012年辽宁洪涝灾害对水稻的影响。类似于土壤线,首先基于洪涝浑浊水体像元建立了水体线WL(NIR=0.693 1RED+0.022 7),并以此定义水体浑浊指数WTI和垂直植被指数PVI来分别监测洪涝水体的泥沙含量和水稻作物产量,对PVI与地面实测产量数据进行了相关分析,建立了灾后水稻产量与PVI的线性回归方程Yield=50 279PVI-2 804.1。研究结果表明,泥沙含量越高,水稻受灾越严重,产量越低。WTI可用于监测洪水泥沙含量,PVI则与水稻产量具有极显著的相关关系(R2=0.965),洪涝灾害对水稻的影响不仅可以从水稻收获前的遥感影像进行估测,更能够在洪涝灾害发生后及时进行估测,对洪涝灾后的水稻实际生产具有一定的指导意义。     

自然灾害对我国农业的影响研究

通过对2000-2008年自然灾害发生面积与我国农业发展过程中的各项指标进行了对比分析和回归分析,得出了自然灾害对我国农业发展影响较为显著,并具体指出了旱灾、水灾等自然灾害对我国农业发展的影响.自然灾害通过影响农业单产、农业有效利用面积及农业总产值来影响农业,不同种类自然灾害的发生面积都处于不断波动之中,并呈现逐步提升之势,具有一定的区域性.最后指出了通过增强农业本身抵御自然灾害的能力和更好的预测农业自然灾害等,为各级政府制定抗灾减灾对策提供依据.     

我国水稻对气候变化的敏感性和脆弱性

采用PRECIS模型输出的B2气候情景,结合CERES-Rice作物模型数据,依据产量的变化率和GIS技术对我国未来(21世纪70年代)水稻的气候变化敏感性和脆弱性进行了研究.结果表明:受气候变化影响,未来我国绝大部分地区的雨养水稻将会减产,仅个别地区有增产趋势.负敏感区(减产区)主要集中在东北的辽宁和赤峰、华北平原大部、江淮及东南沿海地区;而在黑龙江西南部、福建大部、陕西与四川交界地区的雨养水稻有增产趋势.我国的灌溉水稻也以减产为主,负敏感区主要集中在辽宁、吉林西部、华北地区、陕西、宁夏、新疆南部、淮河流域、长江中下游及其以南广大水稻主产区;增产区主要集中在黑龙江西南部、内蒙古东部地区及陕西与湖北交界等地.未来我国雨养水稻的脆弱区主要分布在:(1)东北地区的中南部;(2)山东北部及淮河流域;(3)南部沿海和海南岛;(4)西南地区.未来我国灌溉水稻的脆弱区面积较大,主要分布在辽宁、黄河中游和下游、新疆南部及广西大部地区.     

早霜冻对水稻商品品质的影响

在调查水稻生长发育物候期和黑龙江省粮库各年收购水稻商品品质的基础上，采用统计分析和灰色系统分析方法，研究了黑龙江省早霜冻的发生规律和对水稻商品品质的影响，并提出了减轻水稻早霜冻害的具体对策和建议．     

中国近300年来3次大旱灾的灾情及原因比较

根据中国近500年旱涝史料和历史文献,选取过去300年中发生在乾隆后期(1784-1786)、光绪初年(1875-1878)和民国时期(1927-1930)的3次严重旱灾,从旱灾的时空发展过程、发生时的区域自然环境和社会政治经济背景三个方面进行了对比分析.结果表明:以旱情的严重程度而言,3次旱灾都可谓过去300年间我国北方地区罕见的极端气候事件,但由于各次旱灾的受灾中心所处区域的自然环境条件(受气候条件影响的环境承载力)有优劣之分,旱灾发生时的不同社会经济背景(人均粮食占有量、政府粮食储备、财政情况等)造成的防灾御灾能力有高下之别,在不同层面上左右了3次旱灾的灾情,从而使其对社会经济的影响程度有显著差异.     

我国自然灾害时空分布及其粮食风险评估

分析了旱灾、水灾、风雹灾、霜冻灾、台风灾和农业病虫害、草害、鼠害8种自然灾害的时空分布情况,计算了其造成的历年粮食减产量,并在此基础上评估2020年自然灾害对粮食产量的影响。结果表明,2020年不同自然灾害对我国各省粮食生产的影响程度不同。旱灾风险区集中在我国北方地区,分布在黄淮海区、西北区等;涝灾风险区集中在我国南方地区,分布在长江中下游区等;风雹灾风险区对我国粮食产量影响相对较小,主要分布在新疆和青海;台风灾风险区集中在我国南方沿海地区;农业病虫害风险区集中在我国的南方地区,分布在华南沿海区和西南区等;而霜冻灾、农业草害、鼠害对粮食生产的影响范围和影响程度较小。     

榆林地区与关中平原清代旱灾对比研究

通过对榆林地区和关中平原清代(1644-1911年)历史资料的搜集和整理,对这两个地区旱灾进行了研究和对比。结果表明,在清代的268年里,榆林地区发生旱灾66次,平均每4.1年发生1次,其中轻度旱灾、中度旱灾、大旱灾和特大旱灾各发生22次、38次、4次和2次。关中平原发生旱灾89次,平均每3.0年发生1次,其中轻度旱灾、中度旱灾、大旱灾与特大旱灾分别为29次、41次、14次和5次。关中平原旱灾频次是榆林地区的1.3倍。榆林地区清代旱灾主要发生在秋季,关中地区的旱灾主要发生在夏季,两个地区清代旱灾均可分为两个阶段,早期为旱灾少发阶段,晚期为旱灾多发阶段。年平均降水量显著减少是造成这两个地区旱灾发生的主要原因。     

干旱及其影响

本文研究了干旱和沙漠化、干旱与饥荒、干旱与蝗灾的关系。得到三个主要结论:1.气候干旱是沙漠化的主要原因;2.公元1949年前我国华北地区饥荒发生的面积与干旱指数成正相关;3.公元1949年前我国华北地区蝗灾的面积与干旱指数成正相关。公元1470—1979年我国出现了两次严重的旱灾:最严重一次旱灾出现在公元1636—1642年;较严重一次旱灾出现在公元1875—1878年。本文分析了它们的发生、发展及其对社会的影响。     

延安地区明代、清代干旱灾害与气候变化对比研究

根据延安地区历史时期旱灾资料,研究了该地区明清旱灾差异和气候的不同。结果表明,延安地区明代(1368-1643年)276年内,共发生旱灾115次,平均每2.4年发生1次;其中轻度旱灾17次,中度旱灾52次,大旱灾34次,特大旱灾12次。清代(1644-1912年)的269年里,共发生旱灾35次,平均7.7年发生1次;其中轻度旱灾6次,中度旱灾25次,大旱灾3次,特大旱灾1次。延安地区明清旱灾差异显著,明代旱灾频次是清代的3.2倍;明代旱灾等级比清代高,前者大旱灾与特大旱灾占旱灾总数的40%,后者的仅占11.6%。明代干旱气候事件频繁,清代干旱气候事件少见。延安地区明代旱灾发生频繁和等级高的原因是当时气候变干和干旱气候事件频繁出现引起的,说明明代是气候较为干旱的时期。延安地区清代旱灾频次低和等级低是当时降水量较多的结果,说明清代是较湿润的时期。明代和清代大旱灾发生时的年均降水量为440mm左右,特大旱灾发生时的年均降水量为360mm左右。     

我国典型区因旱饮水困难人口快速评估模型研究

估算因旱饮水困难人口是我国政府实施旱灾救助物资、资金发放的重要基础性工作。目前我国因旱饮水困难人口的判断主要依据地方民政部门灾情数据的上报,还未有对该数据的质量控制和快速评估系统。因此,准确地预测并评估因旱饮水困难人口的发生发展,并采取适当的风险防范措施就显得十分重要。在收集并处理全国基础地理信息、气象、社会经济、旱灾灾情等数据的基础上,将全国划分为7个典型区,利用2009-2012年典型历史旱灾案例灾情数据为样本,基于BP人工神经网络构建因旱饮水困难人口快速评估模型,以地形高程、月均降水量、水系密度、年末总人口、路网密度和GDP为网络输入,以因旱饮水困难人口数量为网络输出,确定收敛误差0.01,经试算不断优化模型参数,得到东北、华北、华东、华中、华南、西南、西北7个典型区的模拟值与实际值的线性拟合结果:华东、华南、华中地区的模型精度较高,R2分别达到0.94、0.83、0.81;东北、西北、华北地区的模型精度居中,R2分别达到0.79、0.71、0.70;模型精度最低的是西南地区,R2为0.46。结果表明该模型操作简便,精度较高,实现了我国基于区域差异的旱灾主要灾情指标的快速评估,能够为典型区因旱饮水困难人口的快速评估和灾情的核查提供科学依据。     

基于种植结构调整的农业生产适应性分析——以内蒙古乌兰察布市为例

提高农业旱灾适应性,有利于降低农业旱灾风险,使农业生产在与旱灾风险共存中求得可持续发展,而种植结构调整是主要的农业生产适应措施之一。以内蒙古乌兰察布市为案例区,基于统计年鉴数据,分析了该市近50 a以来的种植结构调整情况;并结合区域降水年内及年际变化特征,对基于政府政策驱动下的种植结构调整进行了分析。基于粮食产量波动与降水波动的关系,评价了农业生产的气候适应度。结果显示,种植结构调整作为旱灾适应性的有效调整措施,保证了该区农作物单产在降水波动增大的条件下仍呈现逐年增长的趋势,1995年以来区域农业旱灾适应性明显增强,更适于气候暖干化条件。     

基于信息扩散与自助法的旱灾风险评估模型──以安徽为例

旱灾风险管理是抗旱减灾的科学手段、干旱及旱灾研究的重要方向,定量评估旱灾风险是旱灾风险管理的核心内容。为降低各种不确定性因素影响下旱灾风险评估结果的误差,提高结果的可靠性,提出运用信息扩散法估计旱灾损失的超越概率,结合自助法的区间估计算法,建立基于信息扩散与自助法的灾害风险评估模型,用不同置信水平下旱灾损失对应超越概率的置信区间来反映旱灾风险。将该模型运用于安徽省农业易旱地区干旱灾害风险评估,计算并确定在置信水平为0.75时安徽省易旱地区的旱灾风险区间评估结果合理、可靠,可为抗旱规划提供科学的决策依据。