我国玉米自然灾害风险区识别研究

自然灾害严重影响和制约我国农业生产的持续稳定发展,识别主要作物自然灾害风险因子和风险区,对作物生产风险监测预警和风险防范及有效评估作物因灾损失有重大意义。基于区域自然灾害理论,构建了由致灾因子、孕灾环境因子和承灾体因子构成的作物自然灾害风险评价指标,利用1980-2010年全国各省市玉米产量数据和1991-2010年全国257个气象站点以玉米为承灾体的灾情数据,计算了省级单元不同因子自然灾害影响指数和灾害风险综合评价指数,揭示了我国玉米主要自然灾害的时空分布规律,识别了玉米自然灾害极高风险区、高风险区、中风险区、低风险区和可忽略风险区。结果表明,干旱是我国玉米产区主要自然灾害,其次是低温和风雹,干旱、洪涝、风雹、病虫害等多发于6-8月份,低温灾害多发于4-5月份;不同种类自然灾害大多具有连片发生的特点;自然灾害高风险区省份主要集中于北部和黄淮海平原玉米产区,同一级别风险区的风险影响因子不尽相同,在风险监测预警和防范中需区别对待。     

我国主要农业气象灾害机理与监测研究进展

对我国农业气象灾害机理与监测方面的研究进行了深入系统的回顾与评述,阐述了我国主要农业灾害研究的前沿领域和学术问题,探讨了农业灾害研究的发展趋势.灾害性天气只是农业成灾的外部环境条件(环境胁迫),在这种环境胁迫下,农业生产系统是否最终成灾,还要取决于农业生产系统本身对这种环境胁迫的应对和作用.因此农业灾害机理反映了环境胁迫与农业生产系统的相互作用和相互影响.当前,对农业灾害机理研究不足,农业成灾过程和关键因子认识不深入,农业灾害监测理论与方法不完善,已经成为建立有效的农业灾害监测预警系统、开展灾害时空动态监测,以及国家进行重大防灾减灾决策的瓶颈和障碍.对主要农业灾害机理开展研究以及发展农业灾害理论和监测方法,是国家实现农业发展目标的需要,也是多门相关学科理论与方法发展的需要.     

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。     

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...     

泾惠渠灌区旱灾危机预警研究

旱灾是所有自然灾害中影响人口最多,范围最广,驱动因素也最复杂的一种灾害,常威胁区域农业经济发展与社会稳定。而现行的旱灾应对体制多关注气象驱动与旱情监测,对干旱事件发展的过程模拟与危机管理缺乏研究,尤其对人类活动的驱动性影响考虑不足,常因整合性预警体系的缺失,导致旱灾危机诊断和抗旱决策信息不够充分,进而引发农业经济损失。因此,完善旱灾危机预警系统对区域防灾减灾以及社会可持续发展具有重要意义。本文定义了有别于旱情和旱灾的旱灾危机的概念与内涵,考虑了人类活动对旱灾形成过程的影响,并基于旱情评估、水文模拟、水资源调控、危机预警等模型构建了面向灌区的旱灾危机预警系统,以实现对旱灾危机从诊断、预警到决策的全过程支持。系统以泾惠渠灌区为研究区,通过将干旱状态指标与抗旱能力指标相融合,构建了综合旱灾危机预警指标(DCAI),表征灌区未来3个月的危机情势,通过对校验期灌区旱灾危机的滚动预警与决策模拟,发现预警指标与决策建议与官方发布的监测结果较为一致,进一步验证了旱灾危机预警系统与应对机制的科学性与适用性,认为其预期可为灌区干旱管理与危机应对提供决策支持。     

福建气象干旱风险监测预警和评估技术

利用1961-2017年逐日气温、降水、风速气象资料,根据国家标准"气象干旱等级"中定义的MCI指数,结合干旱历史记载,采用多年平均值无量纲化处理、百分位数法确定致旱因子权系数和阈值,构建与国家干旱业务体系相一致的、适合福建的气象干旱监测预警和强度评估体系:确定全省范围内监测气象干旱可能带来灾害影响的临界阈值,用于发布干旱预警;继而根据符合预警的历史干旱过程,研制了福建全省和9地市不同区域气象干旱过程强度定量化评估指标,用于动态的过程强度评估、相似过程比较和历史排位分析等。经过2018年实际业务检验、2018年历史相似年份对比分析和历史重大干旱过程的验证,表明所确定的指标具有很好的业务应用价值。通过系统平台业务化建设,实现了对区域气象干旱风险实时动态监测预警、未来一周干旱预估和过程定量化评估,为干旱灾害防御和风险控制提供了科学的依据。     

自然灾害综合监测预警系统建设研究

建设自然灾害监测预警系统是防范灾害风险的重要手段。在综合调研国内外自然灾害监测预警系统建设进展基础上,从我国自然灾害监测预警信息化工程建设现状及国际发展趋势出发,开展系统建设关键要素分析,提出以人为本、协调机制、监测预警技术、信息传播和沟通策略、风险意识、响应能力六大关键要素。基于提升风险分析、综合决策、预警信息发布、指挥调度、应急处置的五大业务能力需求,提出信息技术和应急业务深度融合的建设模式,采用感知网络、基础设施、数据服务、业务支撑、综合应用的分层架构设计,贯穿灾前风险监测、预警、应急响应全过程,构建重大风险全覆盖的多层级自然灾害监测预警体系,以提高风险早期识别、多灾种综合监测、预警预报和应急处置能力,有效防范化解灾害风险。     

泥石流早期识别与监测预警研究进展探讨

近年来,受极端地震和极端天气的影响,泥石流灾害日益加剧,山区城镇泥石流风险问题逐渐引起大众的关注。泥石流的早期识别和监测预警作为防灾减灾的有效途径之一,已在山区城镇及重大工程建设区发挥重要的减灾作用。分析总结泥石流早期识别与监测预警技术方法和理论的目的在于掌握其发展现状与问题,进一步为山区城镇泥石流灾害防灾减灾提供有效应急对策。同时指出改进当前存在问题可为后期发展提供参考依据。本文通过文献综述法在阅读大量文献基础上,从技术与设备、预警理论与模型和监测预警体系3个方面对泥石流早期识别和监测预警研究进行回顾与评述,并针对其不足提出了加强深度学习在泥石流早期识别中运用,注重构建地面因素与天上因素耦合的泥石流预警模型,完善泥石流灾害应急系统的初步看法。     

农田涝渍灾害研究进展

农田涝渍灾害是我国传统的农业气象灾种之一。为了解我国农田涝渍灾害研究现状和研究进展,综述了农田涝渍灾害形成过程、涝渍胁迫影响农作物形态及生理和产量机理、涝渍排水和灾害等级指标、涝渍灾害风险及灾损评估、涝渍灾害防控技术等,揭示了强降水和持续性降水造成农田积水或土壤水分过饱和、引起作物根系和植株缺氧、诱发根系活性氧自由基急剧变化并对作物根系、叶片和茎鞘细胞发生过氧化反应而致灾的机理过程。文献数据分析表明：涝渍胁迫持续时间越长,对作物株高、叶绿素含量、叶片光合和呼吸作用和产量及构成影响越大。我国玉米生产最易遭受涝渍胁迫而致灾,平均减产率43.7%。小麦、棉花等农作物平均减产率在35%～20%。涝渍胁迫影响干物质分配和减产机理、分作物种类的灾损评估指标体系等缺乏深入研究,是今后重点研究方向。     

GIS在水稻“寒露风”冷害监测预警中的应用

水稻低温冷害是广西的主要农业气象灾害,低温冷害的实时监测预警对农业趋利避害和减轻灾害损失十分重要。依托GIS技术和统计学方法,利用1∶25万的经度、纬度、海拔高度等广西基础地理信息数据,按照1 km×1 km的较高空间分辨率,对低温冷害的相关气象数据进行细网格空间分析推算,结合广西水稻生长发育状况和"寒露风"低温冷害受害指标,实现对广西水稻冷害发生发展及其强度、范围的实时监测预警,并以2010年10月上中旬冷害过程为例检验了监测效果,与冷害实际情况比较相符。     

近40a黄淮海地区夏玉米生长季干旱时空特征分析

干旱是制约黄淮海地区夏玉米产量稳定的主要农业气象灾害,明确粮食主产区农业干旱发生的演变规律,对于采取有效的防灾减灾对策意义重大。基于作物水分亏缺指数和夏玉米干旱等级指标,分析了黄淮海地区近40a夏玉米生长季干旱的时空变化规律。结果表明:夏玉米各生育阶段间比较,播种-出苗期水分亏缺指数和干旱发生概率最大。除播种-出苗期外,随着干旱等级的升高,干旱发生概率逐渐降低,但播种-出苗期则以特旱等级发生概率最大;各阶段水分亏缺指数无明显的时间变化趋势,但年际间波动较大,特别是夏玉米生长中后期,1997年是近40a干旱发生最为严重的年份,不仅干旱持续时间长,且发生范围也最大;水分亏缺指数空间分布范围在年代际间存在"缩小-增大-缩小"的变化规律,从各年代干旱等级及其分布范围看,1991-2000年干旱最严重,2001-2010年有所减轻。夏玉米各阶段水分亏缺指数及各等级干旱发生概率基本呈现为由东南向西北逐渐增大的变化趋势,河北大部、河南西部和北部以及山东的中西部地区是各阶段干旱概率的高值区。由于年际间的波动在增大,黄淮海地区夏玉米生长中后期极端干旱灾害发生的可能性较大,北部及西部地区更是干旱灾害的高发区,生产中仍需加强对干旱灾害的预测预报及防御工作。     

陕西市县农业气象灾害监测预警业务系统研究

分析修正了陕西主要农业气象灾害指标和农作物气候适应性域;利用Delphi、VC 、VB与SQL Server等开发工具,开发了一套基于Client/Server结构的市县农业气象灾害监测预警系统.该系统主要由农业气象灾害数据管理、农业气象成灾条件分析、农作物全程气象适应性监测、农业气象灾害监测、农业气象灾害预警组成.     

碎屑流－堵河震动频谱特征识别的试验研究

主动监测碎屑流运动过程中产生的地震动信号可用于灾害运动演进过程评估、监测预警。通过开展室内模型试验,模拟了不同坡度下,山前平地型碎屑流和堵河型碎屑流运动过程,并采用经验模式分解（EMD）和短时傅里叶变换（STFT）相结合的时频分析法分析了其震动特征。结果表明:①根据震动信号将碎屑流运动过程分为分离启动阶段、加速阶段、冲击接触阶段、堆积阶段,并分析了各阶段的时域、时频域和瞬时能量特征;②碎屑流相对运动产生的地震信号的能量强度、频率和振幅与碎屑流相对于滑槽的运动状态相关性强;③斜坡坡度增大时,对波形曲线特征、能量分布特征影响显著,同时加速阶段和冲击接触阶段的最大振幅逐渐增加,呈现较好的线性关系;④山前平地型碎屑流和堵河型碎屑流在堆积阶段的地震波波形、时频图和瞬时能量变化都具有明显差别,并且前者在堆积阶段的最大振幅在相同斜坡坡度下都大于后者,以上指标可作为碎屑流-堵河的超前识别依据。     

我国主要农业气象灾害指标研究进展

由于我国气候复杂,作物在其生育期间经常会遭遇农业气象灾害,其中干旱、低温冷害、寒害和高温热害是我国常见的农业气象灾害。针对这4种灾害,归纳了其常用的灾害判别指标,并对各种指标的优劣、界定范围及其在各领域的主要用途进行了总结,同时也对目前灾害指标存在的问题和改进的方向提出了看法,为今后进一步改进灾害指标及各类灾害的监测评估及防灾减灾工作提供参考。     

我国低温雨雪冰冻灾害遥感监测评估技术——研究与应用

针对2008年初发生在我国南方大部分地区的"低温雨雪冰冻灾害",通过典型案例分析,总结了利用微波和光学遥感数据开展冰雪监测、交通拥堵状况监测评估、雪水当量时空变化监测、地表温度反演与农业受灾评估等技术方法,介绍了灾害应急阶段空间信息产品的服务情况。提出对交通运输、能源供应和电力通信等生命线状况的评估,将是今后灾害遥感业务重要的研究和应用方向。最后从数据资源、复杂灾害背景环境下灾害遥感和卫星等资源综合应用三个方面,讨论了当前灾害遥感领域研究的不足及发展方向,指出了建立基于空间信息技术的灾害监测、预警、评估与服务体系的迫切性。     

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。     

气象灾害预警机制与社会应急响应的思考

气象灾害的预警与响应是一个庞大的系统工程,通过对2008年冰雪灾害预警与响应过程的回顾,对现行的气象灾害应对机制与状况进行了分析,指出部门预警、政府牵头,部门联动、全民参予仍是目前抗灾救灾的有效方式;但也同时指出,当前的抗灾救灾体系还存在不少缺陷,突出表现在预警信息传递渠道不畅、部门间联防迟缓、抗灾主动意识不强,因而没能形成有机的合力。据此对如何应对极端天气气候灾害进行了探讨,提出了建立气象灾害防御体系的基本架构。     

陕西省干旱综合评价预警研究

总结了造成陕西省干旱发生的主要原因以及干旱的区域和季节分布特征，在分析气象干旱和农业干旱指标的基础上提出了陕西省干旱分析评价的综合干旱指标、干旱预警方法以及干旱发生起始日期和持续日数的计算方法，通过采用此指标和方法对陕西省典型年份的干旱分析评价，得出的干旱结果和实际干旱状况相比基本一致，说明运用该综合干旱指标、评价干旱状况方法以及干旱预警方法在陕西省干旱的评价和预警中是可行的。     

农作物气象灾害风险识别与评估研究

以安徽省来安县水稻和萧县玉米为例,通过构建气象灾害指数和异常优化匹配技术量化气象灾害与产量损失之间关系,进而实现作物气象灾害风险的识别与评估。考虑到作物产量存在年趋势,利用直线滑动平均法(LMA)法进行产量年趋势剔除,获得产量年际波动率数据;根据研究区及作物生长期特征,用三种气象要素(降水、温度和光照)构建研究区长江的五种气象灾害(干旱、洪涝、高温、冻害、寡照)指数,并利用逐日气象要素值计算气象灾害指数的年极值与年累计值,获得气象灾害指数时序数据;基于气象灾害属于异常天气事件,导致作物产量异常的原理,采用气象灾害指数异常与产量损失异常匹配的方法来识别气象灾害与产量之间的关系。同时,通过调整异常阈值标准来逐步寻找最优的气象灾害指数与产量损失关系模型。借助关系模型,可对来安县水稻和萧县玉米的各种气象灾害风险进行模拟,获得各种气象灾害风险曲线和期望减产率,并据此对各气象灾害风险大小进行排序。农作物气象灾害风险识别与评估技术具有重要的实际应用价值,为农业气象灾害风险的监测及农业天气指数保险产品的开发提供重要的技术支撑。     

农村气象灾害防御体系理论模型初探

根据灾害防御基本原理,简要分析了气象灾害致灾因子对气象灾害防御的影响。在此基础上,结合浙江、重庆、山西、辽宁、安徽、江西、广东、内蒙、贵州等省市的农村气象灾害防御实践,借鉴国外灾害防御体制建设和机制设计的经验,探索性提出了组成农村气象灾害防御体系的6项基本内容,即农村气象灾害风险识别与评价、农村气象灾害监测与预警发布机制、气象灾害预警信息传播与应急响应、气象灾害防御组织体系、气象灾害防御的工程体系以及气象灾害防御的法制化;构建了农村气象灾害防御体系的理论模型;并在专业能力支撑、行政支持、组织保障、政策法规等方面,对未来农村气象灾害防御体系建设提出了建议。