华北地区冬小麦干旱风险评估的初步研究

作者在本文中探讨了利用风险分析进行气象灾害影响评估的方法。根据华北地区冬小麦干旱的特点，确定了小麦各发育阶段在有限灌溉条件下的干旱指标及发生概率。利用ＦＡＯ产量与水分关系模型，计算出干旱引起的减产率，并综合考虑当地抗灾性能和承灾体密度，得到冬小麦各发育阶段及全生育期的干旱风险度，进行分级定量评估。为小麦持续高产稳产决策提供科学依据。     

华北地区冬小麦干旱受灾率多尺度分析

以华北区域内56个气象站历年逐日降水量资料、冬小麦发育期资料以及产量资料为数据支撑,研究华北地区冬小麦干旱等级指标,并在此基础上分析不同等级干旱受灾范围变化的周期性振荡特征.首先,分析冬小麦干旱指标距平与相对气象产量间的关系,然后,制作指标距平与相对气象产量相关性大小的分布格局图,进而,根据冬小麦干旱指标负距平与减产率...     

华北地区冬小麦干旱危险性分析

利用华北地区48个农气站冬小麦发育期资料(1981-2010年)和气象资料(1961-2010年)以及近50 a产量资料,将冬小麦全生育期划分为前期(播种期—起身期)、中期(拔节期—开花期)、后期(灌浆期—成熟期)3个阶段,并考虑了底墒形成期(播种当年7-9月)内的降水。通过构建干旱指数,分析不同发育阶段干旱灾害的时空分布规律。根据典型灾害年份的减产率数据,将不同发育阶段干旱灾害造成的灾损情况进行了量化,并以权重系数的形式来反映干旱危险性的贡献大小。最后利用GIS技术绘制了华北地区干旱危险性区划图。结果表明:(1)华北地区冬小麦各发育阶段均受到干旱威胁,其中中期水分亏缺最为严重。(2)冬小麦平均干旱指数空间分布在前期和后期由东南向西北递增,在中期由南向北递增。(3)华北地区冬小麦前期危险性权重系数由南向北逐渐增大,而中期危险性权重系数由北向南逐渐增大。     

关于干旱指标的研究

本文分析了至今还没有一个可被普遍接受的干旱定义的原因,指出其统一定义的难度与复杂性。还说明了制定干旱指标应该考虑的几个原则,并列举了目前常见的三类十七种干旱指标,比较和评价了它们的优劣.     

灌溉降低华北冬小麦干旱减产的风险评估研究

从冬小麦生育期水分供需平衡的关系出发，建立了其缺水率模式。采用风险分析技术与方法，基于华北平原河北省及京津地区代表站点近40a(1961—2000年)冬小麦供需水的有关资料，估算了冬小麦全生育期在不同灌溉条件下，不同干旱年型不同缺水率出现的概率，分析了灌溉可降低的冬小麦干旱减产的风险水平。结果表明：这些地区生育期内的自然降水和底墒水只能满足冬小麦全生育期需水的1／3—2／3。如果没有灌溉，冬小麦全生育期缺水率20％以上出现的概率大都在80％以上，缺水率30％—40％的重早年出现的概率高达30％；随着灌水次数的增加，相应干旱减产的风险水平随之降低。如果在缺水的关键期适当补充3次水，总量在2025m^3／hm^2左右，则缺水率≥10％的风险概率可降到10％以下，而大部分地区基本上可满足水分的需求；为节约用水和提高水分利用效率，除严重干旱年外，大部分地区一般只需灌3次水便可满足冬小麦稳产、高产的水分需求。     

干旱对北方冬小麦产量影响的风险评估

对非灌溉与灌溉两种不同的背景,以水分平衡原理求得的自然水分亏缺率为轴线,以风险评估技术方法为核心,分别从基于实际产量和生产潜力的两种不同途径,研究了北方地区干旱对冬小麦产量影响的风险水平.建立了基于灌溉地区的冬小麦实际产量与自然水分亏缺率的相关关系,根据其敏感性的不同,确定出A、B两类不同干旱年型的自然水分亏缺率及其相应的实际减产率指标.结果表明(1)水分对生产潜力的影响各地差别较大,光温生产潜力的减产率和气候生产潜力的减产率在陕西、山西和河南3省的概率分布呈由南向北增大的趋势,而在山东呈由南向北、由东向西增大的趋势,且整个北方冬麦区呈现较好的连片性和区域性.(2)根据自然水分亏缺率,划分出5种干旱年型轻旱、中旱、重旱、严重干旱和极端干旱,与其相应的缺水率分别为＜20%,20%～30%,30%～40%,40%～70%和＞70%.A类不同干旱年型的实际减产率分别为＜9%,9%～12%,12%～14%,14%～21%和＞21%,该类指标适用于山东东部及中部的部分地区、陕西南部渭河一带、河北中部的部分地区;B类不同干旱年型的实际减产率分别为＜9%,9%～15%,15%～21%,21%～40%和＞40%,该类指标适用于本区的其它地区.     

干旱定义及其指标评述

本文对气象、水文、农业、经济四种干旱类型的概念进行了论述，并对这四种干旱类型之间的并、交和包含关系及其指标进行了探讨。     

华北地区冬小麦干旱时空分布特征

根据作物气候指标距平,利用经验正交函数和小波分析方法,研究了华北地区冬小麦干旱的空间分布和时间演变特征。研究结果表明,主要有3种空间分布类型:以中西部为中心的全区一致型;西北、东南相反分布型,其正值中心分布在北京、霸州等区域,负值中心分布在济南、淄川、临沂等区域;东、西相反分布型,其正值中心分布在河北省东北部的唐山、秦皇岛和山东省的烟台、福山、海阳为等区域,负值中心分布在河北省的邢台、石家庄以及河南省的安阳和新乡等区域;3种空间分布型时间系数变化趋势都表明,20世纪90年代以后华北地区冬小麦干旱呈加重的趋势。     

华北北部冬小麦干旱和产量灾损的风险评估

利用河北及京津地区53年(1949～2001年)的冬小麦实际产量资料,采用直线滑动平均法分离出趋势产量和气象产量,并将气象产量作了相对化处理;以本区主要由干旱所造成的相对气象产量负值(减产率)序列作为研究对象,根据风险理论采用风险评估技术和方法,计算了该区在干旱气候条件下冬小麦不同减产率范围出现的概率,并选取历年减产率的变异系数、历年平均减产率和减产率风险概率作为评价指标,分析了干旱气候条件下河北及京津地区历年冬小麦产量灾损的风险水平。研究结果可为冬小麦产量风险预测及抗灾减损提供科学依据。     

帕默尔干旱指标及其应用研究进展

干旱灾害是世界各国,尤其是我国最为严重的自然灾害之一.不同领域、不同应用中所定义的干旱指标各不相同.气象干旱是其他各类干旱的基础,而帕默尔(Palmer)干旱指标是气象干旱的主流指标,有着广泛的影响,该指标能反映干旱的成因、程度及开始、结束和持续时间,具有物理意义明确、涉及资料容易获得和参数计算简便等特点.根据国内外大量文献,对帕默尔干旱指标的研究进展进行了回顾,对其应用进行了总结,同时对未来帕默尔旱度模式的进一步修正进行了展望.     

华北平原冬小麦干旱区划初探

干旱是以降水缺少并造成作物减产为特征的。以冬小麦生育期间降水负距平和减产率为指标,对不同发生频率的降水负距平和减产率作了系统分析。确定了不同程度的干旱在区域上的分布特征及其发生频率。研究结果表明,重旱10年一遇,发生面积占73％,重点在豫东北和鲁西南地区;中旱3～4年一遇,发生面积占93％;轻旱2年一遇,发生面积占98％。利用干旱灾害综合指数进行了干旱区划,发现干旱高值区往往是降水负距平最大,同时也是减产率最高的地区。     

1961-2000年干旱对我国冬小麦产量的影响

假定在目前条件下的冬小麦作物品种、耕种措施和土壤特性不变,利用WOFOST作物模型,模拟了1961-2000年干旱对我国冬小麦产量的影响。模拟结果显示:1961-1980年干旱对我国冬小麦产量影响较为严重,干旱使整个麦区冬小麦平均减产4．6%,使北方麦区冬小麦平均减产12%。1981 -2000年,干旱对冬小麦产量的影响明显减轻。总体上,1961-2000年虽然冬小麦生育期内降水量持续减少,但干旱对冬小麦产量的影响没有加重的趋势。通过分析发现,我国北方地区冬小麦生育期内的降水和干旱与产量并没有显著相关关系,但春季降水和干旱则与产量显著相关,揭示了我国北方春季降水量对冬小麦产量影响的重要性。     

中国北方冬小麦播种期底墒干旱模型

用统计方法分析了中国北方地区冬小麦播种期0-100cm土壤底墒与当年7-9月的降水量、可能蒸散量,水分盈亏量和年降水量和前一年10月至当年9月降水量、多年平均降水量、径流量以及径流率等8个影响因子的相关关系,建立了计算冬小麦播种期土壤底墒的各单因子统计模型和不同F检验水平下的多因子统计模型,并对各统计模型进行了精度比较。选取其中一个模型,计算了北方冬小麦区94个站点1961-2000年历年冬小麦播种期的土壤底墒值,初步得到了北方冬小麦播种期土壤底墒的变化规律,并为北方冬小麦播种期土壤底墒的计算和预测提供了一个实用的方法。     

华北地区干旱强度的表征形式及其气候变异

在分析1951-2001年华北地区降水量、气温及蒸发量变化特征的基础上,确定利用月降水量与蒸发量之差的Z指数表征干旱强度.该指数在时间及空问分布上的实际概率与理论概率均很接近,可以较好地表征华北地区干旱强度状况.分析表明,华北地区干旱强度不但具有显著的年代际变化特征,且年际振荡的信号也很强.华北地区四季的干旱强度变化在干旱期的开始时间、干旱持续时间和干旱强度等方面存在一定的差异.     

华北雨季不同时段严重旱涝特征的诊断研究

利用华北平原地区的１３个站点,４５年（１９５１～１９９５）的降水资料,对夏季４个时段（６月、７月、８月、４～８月）进行了Ｚ指数计算,确定了干旱则主要发生在８月,并可明显看出由５０～６０年代的多水期向７０年代中期以后的少水期的转变,另外,乌拉尔山到巴尔喀什湖附近的低压槽加深和西北太平洋副热带高压的北抬,对华北地区雨季持续性暴雨的产生起着决定性的作用。严重洪涝年的夏季（６～８月）,西北太平洋副热带高压     

近半世纪华北干旱化趋势研究

首先 ,提出了一种新的干湿指数 ,该指数的主要特点是它是相对于一地的水份需要量而言的 ,并且针对干旱的特点 ,考虑了前期降水对近期干旱现象的贡献。利用该指数 ,对我国华北近几十年来的干湿变化进行了讨论 ,发现近半个世纪以来 ,华北的干旱化趋势是十分明显的。其次 ,对华北干旱化的季节结构和周期性变化特点进行了研究 ,得出了一些有意义的结论。最后 ,讨论了近年来华北的连续干旱现象 ,指出近两年来的连续干旱是近 5 0年来最为严重的 ,并且到目前为止仍没有明显的结束趋势 ,值得我们进一步关注。     

黄淮地区冬小麦的抗晚霜冻害能力

使用人工移动霜箱,对黄淮麦区小麦霜冻害的抗冻性进行了研究。结果表明,按幼穗的冰点来判定不同品种的抗霜能力,可以将小麦的抗霜冻能力分为4个等级:-4℃以上抗性弱,-4～-5℃抗性较弱,-5～-6℃抗性较强,-6℃以下抗性强。随着生育进程的推进,小麦的冰点升高;随着茎高的增高,冰点升高,主茎和分蘖的受害率增大;随着细胞液浓度的升高,冰点降低,受害率降低。小麦在雌雄蕊末到药隔初的冰点温度较高。随着生育时期的推进,幼穗的冻死率升高,而其冻伤率降低。