泾惠渠灌区干旱预警体系研究

在当前的农业干旱事件应对和管理中,常仅根据气象干旱结果,被动采取抗旱措施,造成应对操作相对滞后,极易对农业造成较大损失,威胁区域粮食安全。通过将气象干旱与抗旱能力相结合,提出了一个更符合实际旱情发展的评估方法。基于降雨与土壤墒情指标,通过模糊综合评价法,评估了灌区实时旱情;通过分析未来供需水情势,预估了灌区的水源盈缺关系;最后,耦合实时旱情与水源情势指标,构建了灌区干旱预警指标和一套较为完整且简单实用的干旱预警体系。以泾惠渠灌区为例开展了干旱预警实例研究,预警结果与泾惠渠管理局官方监测结果基本一致,验证了预警结果的准确性和可靠性。研究成果对干旱半干旱地区灌区,特别是多水源灌区的干旱预警工作具有一定的参考价值。     

作物对干旱胁迫的响应过程与早期识别技术研究进展

作物干旱是干旱灾害的主要表现形式之一,严重影响着全球范围的粮食产量。为了积极应对干旱灾害影响,实施对作物干旱的早期精准预警是最行之有效的手段。该文综述了国内外已开展的作物对干旱胁迫的响应过程研究进展,包括干旱临近—发生阶段作物根系、气孔、叶水势等对早期干旱响应的敏感信号和指标;干旱发生—发展阶段中光合作用、蒸腾作用、叶绿素荧光参数、同化代谢与干物质累积等对干旱的响应过程;干旱发展—结束过程中的复水效应与干旱影响损失定量模拟评估技术等;梳理了农业干旱监测预警综合系统的发展和应用情况、农业干旱监测和预警指标种类和应用情况、农业干旱遥感监测方法以及作物干旱地面监测与识别技术等相关成果。探讨了未来通过开展作物对干旱应激响应的生理生态过程机制研究,进而准确捕捉到作物响应干旱胁迫的早期信号,为实现作物干旱的早期识别、提前预警和应对作物干旱灾害的不良影响提供依据。     

旱情评定与灾情指标之探讨

旱灾统计的标准不一致,以及灾情数据中存在人的主观意识,降低了灾情数据的可信度。为了能够较科学地评估和检验农业干旱,本文提出了水平衡干旱模拟模型。该方法指标评定旱级时综合考虑气候-土壤-植物体系和各时段旱象对整个作物旱情的影响程度。通过实际应用其计算结果符合各地情况。     

冬小麦旱灾风险评价的指标体系构建及应用——基于2009年北方春旱野外实地考察的认识

2009年2月初,我国北方冬麦区遭受了数十年未遇的严重干旱。基于野外实地考察,判断本次干旱对冬小麦造成的实际影响比气象统计与遥感监测结果要轻,同时因纬度、地貌类型、微地貌和田间管理水平的不同而呈现出明显的区域差异。在此基础上,提出应在已有的旱灾致灾指标（气象干旱）基础上,综合考虑地带性、地貌、水库等孕灾环境指标和田间管理水平等灾害适应指标来构建冬小麦旱灾风险的综合评价指标体系。并以北方冬麦区为例,选取SPI、地貌类型、DEM和水库缓冲区等指标得到的旱灾综合风险等级与实际旱情存在较高的吻合性。研究可为高风险区的冬小麦旱灾风险防范提供理论依据和案例支撑。     

基于灰色关联度和联系数耦合的农业旱灾脆弱性评价和诊断研究

农业旱灾脆弱性评价和诊断是科学防范农业旱灾风险的关键,在区域农业旱灾风险调控实践中具有重要作用。为定量评价区域农业旱灾脆弱性强弱程度、识别影响其强度变化的主要指标,通过改进差异度系数的计算方法,建立了基于灰色关联度和联系数耦合的区域农业旱灾脆弱性评价模型,对区域农业旱灾脆弱性进行动态评估,并根据此模型提出了基于五元减法集对势的区域农业旱灾脆弱性诊断方法,用以识别影响脆弱性的主要指标。在蚌埠市的应用结果表明:蚌埠市农业旱灾脆弱性评价等级从2001-2003年的超3级水平改善到2004-2010年的3级水平,农业旱灾脆弱性呈减弱趋势,农业系统对干旱灾害的承受能力呈逐年提升趋势;通过诊断模型识别出影响蚌埠市农业旱灾脆弱性的主要指标有农民人均GDP、单位耕地面积农机动力、农业万元GDP用水量和单位农业增加值耗水量,其中单位农业增加值耗水量与农业旱灾脆弱性的相关性最大。这些结果可为区域农业旱灾风险调控提供科学依据,对促进农业旱灾风险定量研究具有重要意义。     

晋北农牧交错带农业旱灾脆弱性评价

晋北地区是北方农牧交错带的重要组成部分,是半干旱区与半湿润区的过渡带,干旱是影响该区农业生产最主要的气象灾害,正确评价农业旱灾脆弱性是科学应对干旱的基础和前提。选取晋北地区作物因素、环境因素和人为因素的11项指标,运用熵权法和层次分析法相结合的组合赋权法确定各指标的权重,通过综合加权建立农业旱灾脆弱性评估模型,并基于GIS的Iso非监督聚类方法进行分区。结果表明:晋北农牧交错带旱灾脆弱性分布特征是,东北和西南地区较重,中部和东南部地区较轻。重度和中度脆弱区占晋北地区总面积的58.2%,轻度脆弱区占27.0%,晋北农牧交错带农业旱灾脆弱性整体来说较重。在各影响指标中,有效灌溉面积和机井数影响最大,其次是乡村人均收入和降水量,说明气候和人为抗旱能力对农业旱灾脆弱性有很大影响,因此,应适当增加农业投入,提高天然降水的利用率和土壤蓄水保水能力,大力推广农业节水技术,提高农业防旱抗旱能力。     

河北省农业旱灾脆弱性区划与减灾

脆弱性是农业遭受干旱影响和旱灾损失的必要条件,它决定旱灾影响的强度。本文对河北省农业旱灾脆弱性进行了区划,分析了区域农业旱灾脆弱性变化的成因,针对区域农业旱灾脆弱性累进的动态压力,提出了调整人类行为、降低脆弱性、减轻灾害影响和损失的思路。     

基于APSIM模型的春玉米生育期旱灾损失敏感性定量分析

作物不同生育期旱灾损失敏感性研究对于提高农业干旱监测准确率、采取合理的农业抗旱减灾措施等有重要意义。干旱发生时,农业用水被压缩,充分利用当前可用灌溉水量以取得较好的作物产量效益是农业抗旱减灾中的重点。目前已有研究大多从水分胁迫试验出发,分析不同干旱胁迫对作物产量的影响,定性分析作物各生育期旱灾损失敏感性。由于农田试验样本有限,无法从统计手段定量研究作物旱灾损失敏感性。该文利用作物模型模拟的方法,基于历史数据设置干旱情景,模拟春玉米生长,研究不同生育期干旱胁迫与产量关系。选取典型年,通过历史气象数据替换典型年不同作物生育期同期气象数据的方法,构造典型年不同生育期干旱情景,驱动作物模型,模拟春玉米生长过程及产量。选用标准化降水指数(SPI)识别干旱程度,建立不同生育期SPI与产量之间定量统计关系,利用SPI变化所引起的产量变化率构建旱灾损失敏感性指标,定量评估春玉米不同生育期旱灾损失敏感性。结果表明:(1)不同生育期阶段发生不同程度干旱对产量的影响差异较大。其中拔节-抽雄、开花-吐丝旱灾损失敏感性较大,播种-七叶以及乳熟-成熟阶段敏感性较小。在典型正常年景下,春玉米播种-七叶、拔节-抽雄、开花-吐丝以及乳熟-成熟阶段的旱灾损失敏感性指数分别为90.5、804.7、772.5和401.9。(2)不同典型年水平下,春玉米旱灾损失敏感性差异明显,其中典型干旱年各生育期阶段旱灾损失敏感性最大,典型丰水年各生育期阶段旱灾损失敏感性最小;典型干旱年、正常年和丰水年春玉米生育期平均旱灾损失敏感性指数分别为862.7、518.9和35.2。(3)典型丰水年景下,即使是抽雄、开花-吐丝期春玉米产量形成关键阶段发生严重干旱,春玉米产量影响较小,表明春玉米单个生育期受旱,相邻生育期水分充足时,产量受到明显的水分补偿作用。     

农业干旱程度量化分析及其概率分布

评估农业干旱程度的量化指标和方法很多,但评估指标最重要的是应能正确反映干旱给农业造成损失的大小.基于这一思想,从干旱与农业损失的关系出发,建立了农业干旱程度评估指标的量化模型.考虑到农业干旱程度具有随机性,在该模型的基础上,利用蒙特卡罗模拟方法对农业干旱程度的概率分布进行了研究,使之能够定量地、连续地描述旱情,并可以直接反映干旱给农业造成的损失.以河南省濮阳市渠村灌区为例,计算了当地农业干旱程度的概率分布,以及不同干旱程度给农业造成的损失,验证了该模型的正确性.     

湖南省严重农业旱情时空变化遥感监测与影响分析

针对2013年湖南省夏季旱灾,基于MODIS时序数据,采用温度植被旱情指数监测分析了2013年6-10月间湖南省旱情发展的时空格局与过程,及其对农业生产的影响。结果表明:(1)2013年6-10月湖南省发生了大面积的农业干旱灾害,其中,6-8月旱情持续加重;9-10月旱情得到缓解;(2)2013年6月重旱区呈带状分布于湘西北、湘中地区,7月向东发展,8月又大幅转移至西部,9-10月逐步向东南方撤退至衡阳及其以南区域;(3)6-10月是湖南省早、中、晚稻生长发育的关键时期,2013年的严重干旱导致该时段的水稻减产。     

我国农业旱情监测技术现状及发展趋势分析

旱情监测预警系统是干旱灾害风险管理重要的关键环节,我国农业旱情监测手段从旱情统计上报制度,发展到测定土壤含水量,测定方法从烘干法发展到电子测量技术。分析卫星遥感影像与地面土壤含水量的相关关系,实现了旱情范围空间分布的快速监测,解决了原有手段存在的问题,是未来旱情监测的发展方向。黑龙江省承担了国家土壤含水量监测技术的项目试点工作,在旱情监测新技术方面走在全国前列。     

广西喀斯特干旱农业区干旱遥感监测模型研究

广西中部喀斯特平原区是广西重要的粮食生产基地,但旱灾已成为该地区经济发展的障碍.利用EOS/MODIS数据,采用植被状态指数(IVC)和温度条件指数(ITC),构建了干旱指数ID的遥感监测模型, 统计分析了ID与农业受旱率的相关系数,从而确定了模型中各参数的权重系数.将该模型应用于2005年秋旱监测,经与旱情实况及前人研究成果进行对比分析,验证了干旱指数ID的有效性.通过对ID随ITC和IVC变化的敏感性评价,结果表明,ITC和IVC都能反映旱情变化,但ITC反映旱情的敏感性高于IVC,以ITC和IVC为因子构建的干旱遥感监测模型适用于广西中部喀斯特干旱农业区的旱情遥感监测.     

辽西北地区农业干旱灾害风险评价与风险区划研究

以辽西北29个农业县(市、区)为研究区域,选取辽西北最主要的玉米作物作为研究对象,从造成农业干旱灾害的致灾因子危险性、承灾体暴露性、脆弱性和抗旱减灾能力4个方面着手,利用自然灾害风险指数法、加权综合评价法和层次分析法,建立了农业干旱灾害风险指数(ADRI),用以表征农业干旱灾害风险程度;借助GIS技术,绘制辽西北农业干旱灾害风险评价区划图,将风险评价区划图与2006年辽西北受干旱影响粮食减产系数区划图对比,发现两者可以较好的匹配。研究结果可为当地农业干旱灾害预警、保险,以及有关部门的旱灾管理、减灾决策制定提供理论依据和指导。     

晋冀鲁豫地区的干旱及干旱对农业影响的研究

本文分析了晋冀鲁豫地区近500年来的干旱和干旱对农业的影响,讨论了农业抗旱对策制定所需考虑的降水指标。     

农业旱灾监测中土壤水分遥感反演研究进展

土壤水分是农业干旱监测最重要的指标之一。文章全面回顾了光学遥感和微波遥感土壤水分遥感反演进展，重点讨论了符种反演方法的优点和不足。光学遥感中，热惯量法和作物缺水指数法可分别较好地应用于裸露地和作物覆盖地的土壤水分监测；距平植被指数、植被条件指数采用了植被指数因子实现农业旱情监测，温度植被指数、植被供水指数和条件植被温度指数同时考虑了作物植被指数和地表温度。微波遥感被认为是当前土壤水分监测中最有效的方法。主动微波遥感空间分辨率较高，但对土壤粗糙度和植被敏感；被动微波遥感空间分辨率低，重访周期短，对大尺度农业旱灾监测具有较大潜力。为提高农业旱灾监测巾土壤水分遥感反演的精度和效率，采用光学遥感和微波遥感的结合可能是较为实际的方法。     

干旱综合风险指标的构建及风险区划——以河北省冬麦区为例

以河北省冬小麦种植区为例,基于自然水分亏缺率指数、降水距平百分率指数和抗旱指数,构建了干旱风险综合指标,并开展了风险区划;同时,利用冬小麦单产减产百分率和该区域历史旱灾发生频次资料,比较并验证了干旱风险综合指标和风险区划结果。结果表明,所构建的干旱风险综合指标适用于冬小麦的干旱风险区划,对于冬小麦因旱灾造成减产的风险评估和预测具有一定的参考价值。     

陕西省农业旱灾系统及农业旱灾灾情模型研究

为试图解决当前有关干旱（旱灾）指标的片面性,本文提出了农业旱灾系统（ＡＤＳ）,并设计了描述农业旱灾灾情的模型：Ｅ＝ｋ＊Ｍ＊Ｈ＊Ａ。农业旱灾系统由气象干旱（Ｍ）、水利抗旱（Ｈ）、农业承旱（Ａ）及农业旱灾灾情（Ｅ）等四个要素组成。每一要素均由若干区域性指标进行刻划。在分析陕西省农业旱灾特点的同时,建立了陕西省农业旱灾系统的框架,并利用各种资料分析了陕西省农业旱灾灾情。分析结果表明,由该模型计算的陕西省各县级单位的农业旱灾灾情和几十年来的实际资料是相吻合的,模型是可靠的。而且,通过模型和实际情况的对比,能够为研究农业旱灾灾情形成机制提供更好的佐证。     

基于灰色-模糊理论的农业旱灾风险分析

从农业旱灾的自然与社会双重属性出发,并考虑系统的不确定性,分析了农业旱灾风险。应用信息扩散理论计算了干旱出现机率,将灰色系统理论和风险分析理论相结合,在确定干旱出现机率的基础上计算农业旱灾灰色风险率,前者考虑了系统的模糊不确定性,后者考虑了对系统认知缺乏所产生的主观不确定性,完善了农业旱灾风险分析,为防灾减灾和开展政策性农业保险提供参考。     

广西大石山区农业干旱成因分析及脆弱性评价

广西大石山区水资源丰富,降雨量大,但干旱灾害频发,灾情呈加重趋势。从坡耕地面积比、水土流失、降雨时空分布、控制性水源工程、水资源利用率和抗旱能力等方面对其进行了成因分析。用基于熵权的模糊综合评价法对承灾体脆弱性进行了分析,从自然生境、社会、经济三个方面选取了17个评价指标,对其干旱脆弱度进行了评估。结果表明:广西大石山区的干旱脆弱度大小与旱灾风险指数大小呈正相关关系,旱灾风险指数大的其干旱脆弱度一般较重,而影响其干旱脆弱度大小的主要指标包括岩溶面积比、土地石漠化率、坡耕地面积比、林草覆盖率、农田灌溉率、人均有效库容、抗旱应急送水设施规模和城镇化水平等,阐明了广西大石山区的干旱成因,为降低该区域的干旱脆弱度,增强抵御旱灾风险能力,有针对性地采取治理措施和对策提供了依据。     

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。