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。     

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。     

安徽省农作物干旱损失动态评估模型及其试用

利用安徽省78个气象站1971-2005年资料,采用FAO Penman-Monteith模型和一季稻作物系数计算作物需水量,得到针对一季稻的农业干旱指标;在分析了1980年以来一季稻主要发育期变化不大的基础上,利用多年农业气象观测资料,采用詹森乘法作物-水分模型新解法进行一季稻干旱敏感性系数分解,得到一季稻逐旬敏感性系数;建立了基于农业干旱强度、作物敏感性和区域脆弱性的一季稻旱灾损失评估模型。试用结果表明,模型的相对误差大部分为20%～35%,绝对误差为2.9～4.0,基本满足业务应用。由于各地水稻品种不同,抗灾能力也有差异,因此模型误差仍偏大,需进一步修正模型,并加强抗灾能力对减轻灾害损失贡献的研究。     

20世纪90年代以来主要气象灾害对我国粮食生产的影响与减灾对策

干旱、洪涝、风雹和低温四大类主要气象灾害已经成为限制我国粮食增产的主要障碍。近5年的统计结果表明，我国平均每年粮食受灾面积达0．52亿hm^2，粮食损失超过500亿kg。干旱是危害最大的灾种，每年因旱灾损失粮食占气象灾害损失粮食的57％。20世纪90年代以来旱灾的发生较以往大幅度加重。我国农业应该采取的减灾对策为：改善生态环境；加强农业基础设施建设；推广节水灌溉与旱作农业技术；加强农业减灾科学技术研究；完善农业防灾减灾体系；建立农业灾害保险与补贴机制。     

基于CERES-Maize模型的吉林西部玉米干旱脆弱性曲线研究

自然灾害风险(Risk)是灾害损失的可能性,主要取决于致灾因子、脆弱性、暴露性以及防灾减灾能力四个因素。脆弱性(Vulnerability)衡量承灾体遭受损害的程度,是灾损估算和风险评估的重要环节,是致灾因子与灾情联系的桥梁。在全面收集研究区气象、土壤、土地类型、田间管理数据等资料的基础上,以吉林西部玉米干旱灾害作为研究对象,选取了吉林西部2001年、2002年、2004年以及2006-2009年7个案例干旱年的干旱致灾强度作为输入,运用CERES-Maize模型,模拟和计算出不同干旱致灾强度下不同生育期对最终产量起主要影响的关键指标的损失率,并且拟合出脆弱性曲线。结果表明,脆弱性对最终产量影响由高到低的生育期为抽雄-乳熟期、拔节-抽雄期、乳熟-成熟期、出苗-拔节期。研究结果可以为旱灾损失的快速评估、区域农业干旱灾害风险评估以及预警提供依据,为区域防灾避灾与管理工作提供科学依据。     

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。     

不同受旱胁迫下大豆蒸发蒸腾与地上部生长物质之间响应关系研究

农业旱灾损失形成过程中存在着大量的不确定性,不同受旱胁迫下作物蒸发蒸腾与生物量积累之间的定量响应关系是解析该过程的理论基础,对指导区域抗旱减灾具有重要实践意义。基于淮北平原两季夏大豆盆栽受旱试验,分别构建了收获时植株地上部生物量与籽粒产量之间、受旱当期和受旱后复水各生育阶段蒸发蒸腾量与同期地上部生物积累量之间的函数关系,并对不同阶段受旱胁迫下的产量构成要素响应进行了定量分析。结果表明,不同受旱胁迫下大豆收获时地上部生物量与籽粒产量之间均呈显著正相关（2015、2016季相关系数分别为0.91和0.78）,籽粒产量与其各阶段不断积累的地上部总生物量存在定量转化;大豆某一生育阶段受旱当期的蒸发蒸腾量与该阶段的地上部生物积累量呈显著正相关,且在花荚期更为明显;某一阶段受旱对后续各生育阶段的蒸发蒸腾与地上部生长均产生影响,且两者具有一定的相关性,但距受旱时期越远相关性越弱;大豆在营养生长阶段受旱后复水,鼓粒期的地上部生长机制恢复正常,且这种恢复效应在前期轻度受旱后更为明显;不同阶段受旱造成的籽粒产量损失差异较大,与充分灌溉相比,大豆分别在苗期、分枝期、花荚期和鼓粒期遭受干旱时,2015和2016季的产量分别减少了14.2%和28.0%、18.2%和30.5%、53.1%和56.2%、50.1%和45.2%,花荚期和鼓粒期受旱对籽粒形成的不利影响更为严重;两季鼓粒期受旱胁迫下的收获时地上部生物量和千粒重均为最低。     

高原山地农户旱灾应灾行为研究——以云南省南涧县为例

旱灾作为云南省的第一大农业气象灾害,给农业生产造成了巨大的损失。在旱灾面前,人类既是旱灾承灾体,又是减灾政策、措施以及直接抗旱减灾响应行为的具体执行者。在灾害的发生过程中,人类应灾行为对提高旱灾应对能力、减少旱灾损失有着更为实际的效果。该文以云南省南涧县为例,通过问卷调查和入户访谈获取数据,使用主成分分析和系统聚类分析方法对数据进行处理,并将收集到的11种应灾行为分为三大类进行多维尺度分析;根据175名农户对11种应灾行为的评价特点,将这些农户进行判别分析并划分为三类应灾人群,针对不同应灾人群中的典型农户分析其应灾行为特征。     

旱灾风险评估的初步理论框架

旱灾风险评估是定量认识旱灾风险机理、科学防控旱灾风险的重要基础性研究,在旱灾风险管理理论与实践中具有重要意义。根据旱灾风险的形成机制,在旱灾风险评估基本概念分析的基础上,提出并系统地阐述了由旱灾致灾因子危险性、承灾体的灾损敏感性、暴露和抗旱能力组成的旱灾风险系统。在此系统结构基础上提出了旱灾风险评估方法论和旱灾风险评估理论模式,进而建立了由致灾因子危险性分析、承灾体脆弱性分析、旱灾损失风险分析、旱灾风险评价、旱灾风险决策分析方法组成的旱灾风险评估方法体系,以及由干旱频率与旱灾损失关系曲线图、干旱频率空间分布图、旱灾损失空间分布图、与旱灾风险有关的致灾因子危险性分布图等各种专题图、旱灾风险区划图组成的旱灾风险评估应用模式体系。由上述旱灾风险系统结构、旱灾风险评估方法论和理论模式、旱灾风险评估方法体系和应用模式体系组成旱灾风险评估的初步理论框架,该理论框架在其它自然灾害风险评估中具有参考应用价值。     

基于链式传递结构的旱灾实际风险定量评估方法与应用模式

面向防灾减灾能力、孕灾环境孕险性实际条件下区域旱灾风险定量评估与区划等自然灾害风险防灾减灾关键问题,应用计算思维、系统科学多学科交叉的研究途径,从风险传导角度探讨了区域旱灾风险物理成因机制,阐述了面向致灾机理的区域旱灾五要素系统结构、基于链式传导的旱灾风险六要素系统结构,探讨了区域旱灾实际风险的概念、由旱灾脆弱性连接干旱与损失变量间关系的因旱致灾机理、连接干旱危险性关系与损失风险关系的旱灾风险传导机理、定量评估方法及其主要应用模式,在自然灾害风险评估中具有推广应用前景。     

近50年东北地区春玉米干旱的时空演变特征

利用东北地区70个气象站点1960-2007年间的逐日气象资料,计算了作物水分亏缺指数(CWDI)并划分了干旱等级;利用ArcGIS软件,绘制了东北地区春玉米种植区的干旱等级时空分布图,对各个年代和生育期的玉米干旱灾害时空分布特征和演变趋势进行了分析。结果表明:在春玉米生长季内,玉米的需水量与降水量均呈现先增加后减少的变化趋势7,月下旬达到峰值,在4-6月和9月份水分亏缺指数(CWDI)值较高,易引起玉米发生干旱。     

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。     

基于交叉谱分析的气象干旱与农业干旱滞后响应研究

为解决干旱问题、实现区域的早期干旱预测,该文对山东省区域应用交叉谱方法分析气象干旱与农业干旱之间的联系.首先,选取1982-2014年的NDVI和降水量日数据进行5 d平均,采用Savitzky-Golay滤波对NDVI时间序列重建;其次,根据山东省降水量的时空特征,将1 a划分湿润期和干旱期两个阶段;最后,采用NDV...     

The relationship between El Niño Southern Oscillations and cereal production in Sahel

The effect of drought on crop yield and water resources has been an important socio-economic concern in the Sahel region of Africa. The most severe droughts in the Sahel region occurred during the strong El Niño Southern Oscillation (ENSO) events. There is thus increased need to understand the stochastic relationship between such physical mechanism like ENSO and crop yield. In this paper, such a relationship is investigated using a wavelet approach. Our result shows that a statistically significant relationship exists between ENSO and cereal production in the region. In particular, El Niño events are devastation to millet yield with little or no impact on maize and sorghum production. This can be attributed to the lower length of growing period for maize and sorghum compared to millet. On the other hand La Niña events favor cereal production and mirrored sorghum yield during the La Niña years of 1973–1976. The potential value of ENSO-based rainfall forecast and socio-economic impact on local population in Sahel region are discussed.     

中国农业气象灾害对作物产量的影响

根据中国主要作物产量、受灾面积和气象条件等相关资料，详细分析了全国主要农业气象灾害的分布地区、季节特点及变化特征。结果表明：干旱、洪涝和冷冻害是影响作物产量的主要气象灾害，而各种灾害均有明显增加的趋势。旱灾是最严重的灾害，受灾面积是洪涝面积的2．3倍。分析了全国主要农业气象灾害对作物产量的严重影响，玉米和大豆产区主要是旱灾，早稻和晚稻产区主要是冷害和洪灾，一季稻和棉花产区主要是洪涝和旱灾，冬小麦和油菜产区的严重减产主要受冻害影响。     

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...     

基于TM与MODIS遥感数据的农业旱情监测——以河北省为例

以河北省冬小麦种植区域为研究区,基于TM和MOD IS遥感数据,利用植被供水指数法确定了研究区旱情等级。首先,将其与遥感解译获得的冬小麦空间分布图叠加得到受灾冬小麦空间分布图;然后以1 km的距离在受灾冬小麦周围做缓冲区,并与通过人口密度模型获得的人口密度空间分布图叠加,得出受灾人口空间分布;最后基于光能利用率改进模型构建粮食产量回归统计模型,得到粮食产量。目的是从粮食产量和作物受灾影响人口两个方面对农业受干旱影响情况进行遥感监测和定量评价,以期为相关部门制定防灾、抗灾措施提供科学依据。结果表明,2004年研究区:(1)春季受灾面积小,仅占16.4%;(2)旱情较轻,以轻旱为主,占受灾面积的89%;(3)冬小麦种植面积约为23 965.0 km2,受灾面积约606.3 km2,主要位于唐山市和保定市;(4)粮食产量回归统计模型精度达到了87%,冬小麦产量约为11939247 t,单产约为498.8 t/km2。     

近年黑龙江省春旱频繁发生的研究分析

近年来,黑龙江省春旱连年发生,且具有持续时间长、范围广、受害程度严重的特点.利用30年来的气象资料分析了黑龙江省的降水特征,通过降水、春季湿润系数等分析了近几年的春旱情况,总结了近年春旱发生的特点、时空分布及其对农业生产的影响,为农业生产上减灾、抗灾提供科学的依据.     

东北地区春旱对春玉米幼苗长势的影响指标和模式

春旱对春玉米幼苗长势影响田间试验分3个播种期(温度处理)和4个土壤水分胁迫处理。结果表明,在东北中部玉米主产区,玉米幼苗长势好坏主要取决于水分。玉米幼苗长势(叶龄、生物量和株高)与春季土壤湿度和土壤累积有效水量的关系模式均为二次函数。干旱胁迫降低玉米苗期生叶速度和植株高度,减轻生物量,严重抑制幼苗营养生长。玉米春旱的指标是:W在18%～19%之间,或H在45～54mm之间为轻旱;17%～18%或40～45mm为中旱;17%以下或少于40mm为严重干旱。     

论科学抗旱——以2009年的抗旱保麦为例

干旱是影响我国农业生产最严重的灾害之一。2009年初北方冬麦区出现了严重的气象干旱,但由于苗情基础好和底墒充足,以作物长势为标准的农业干旱大部地区较轻、仅局部较重。虽然河南、安徽两省抗旱保麦取得一定成效,但从整个北方冬麦区看,仍有不少经验教训值得总结和吸取。对干旱的认识与对策存在一系列误区,特别是混淆了气象干旱与农业干旱、冻害与干旱、突发型灾害与累积型灾害的区别,把抗旱简单等同于浇水,轻视农艺抗旱,一些媒体的过分炒作违背科学且不符实际。分析2009年北方小麦仍然获得丰收的原因时,指出少数麦田受旱受冻较重的根源在于播种质量差,并对今后如何提高科学抗旱水平提出了若干基本原则和具体建议。