中国北方沙区城市风沙灾害危险度评价——基于遥感、地理信息系统和模型的研究

开展风沙灾害危险度评价研究,对促进中国北方沙区城市的安全与可持续发展具有重要意义。基于灾害系统理论,构建了城市风沙灾害系统动力学模型,对中国北方沙区城市风沙灾害危险度进行了评价。结果表明：中国北方沙区风沙灾害高危城市主要分布在新疆塔克拉玛干沙漠周边和古尔班通特沙漠南缘、甘肃省以及宁-陕-蒙3省区接壤区。重度危险以上的城市共计35个,占参评城市的51％,其中,极度危险的城市有12个,由西向东依次为乌鲁木齐、和田、中卫、乌海、包头、榆林、通辽等。近邻沙源是城市风沙灾害的主要诱因,应该加以重点治理;经济发达城市应该重点保护。减轻土壤风蚀的城市周边沙化土地利用格局优化的方法与技术应是防治城市风沙灾害的研究重点。     

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.     

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。     

中国未来极端降水事件的变化——基于气候变化预估结果的分析

利用区域气候模式PRECIS单向嵌套Hadley气候中心海-气耦合模式HadCM3高分辨率的大气部分HadAM3P,分别进行了气候基准时段(1961—1990年)和2080 s时段(2071—2100年)中国区域各30年时间长度的模拟试验,以分析PRECIS对当代中国区域极端降水事件的模拟能力和SRES B2情景下2080s时段相对于气候基准时段中国区域极端降水事件的可能变化趋势。气候基准时段模拟结果与观测值的对比分析表明:PRECIS能够较好地模拟出中国区域年平均极端降水事件的空间分布特征,但模式模拟的大雨事件和湿日数高值区范围较观测值偏大,对华南地区暴雨事件和日最大降水事件的模拟结果较观测值偏低。SRES B2情景下,2080s时段年平均大雨事件除东北和华南地区外,全国均呈增多趋势。暴雨事件在西部地区以减少为主,而东部地区主要呈增加趋势。年平均日最大降水事件的分布型与大雨事件基本一致。湿日数除华北、西北和青藏高原部分地区外均呈减少趋势。未来长江流域洪涝灾害事件发生的频率将可能增大。     

中国小麦生产的区域比较气候风险研究

以减产率〉5．0％界定灾年，分析了中国各省（市、自治区）小麦灾年发生的风险概率、平均减产率和变异系数，及其与全国平均水平相比的区域比较风险度、减产度和变异度。基于以上3个区域灾年减产率的比较指标，得到了区域比较气候风险指标；利用区域比较气候风险对中国小麦生产进行了分区论述，同时得出了小麦总产量损失与播种面积呈显著正相关，与小麦单产只有一般中度相关，而与比较气候风险基本不相关的关系，并指出了区域比较气候风险指标与防灾减灾工作的关系。     

基于气候变化的干旱脆弱性评价——以青海东部为例

基于青海东部农业区22个县区的20个气象、农业、社会经济统计指标,利用层次分析法和等级化等数学分析方法,分别进行了暴露性、敏感性和适应性的评价,再通过分析承险体的内在脆弱性,将气候变化和内在脆弱性进行综合分析,得到了青海东部干旱脆弱性等级。结果表明:在目前全球变暖背景下,干旱脆弱性最高的是民和、化隆,较高的是城中、城北区、湟中、大通等四县区,门源、互助、同仁、同德的干旱脆弱性中等。在此基础上,提出了强化旱灾的风险管理模式、倡导节约型水资源开发利用模式等干旱防范措施。     

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。     

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.     

中国雨日变化趋势的分形研究

利用1951-2002年中国752个台站的雨日资料,运用分形理论和R/S分析法,研究并预测了中国五大降水区年雨日的气候变化趋势.研究表明:中国五大降水区未来的年雨日变化趋势与过去50a的变化有着很好的自相似性.为了更深入研究雨日的未来的变化,设计了两项Hurst指数试验,用两项试验结果与年雨日年际变化趋势的对应关系来推断未来的变化趋势及其转折与突变.结果表明:中国五大降水区年雨日有着一致的减少趋势,但其变化呈现显著的地域分异特征.依照五大降水区的气候倾向率,西北区、西南区、青藏高原区、东部北方区、东部南方区未来平均每10a雨日减少分别为4.1d,11.4d,3.7d,6.8d和5.9d,其中西南区年雨日减少最多.期间,中国五大降水区虽有气候变化的转折,但不存在雨日气候变化的突变点.     

中国北方沙尘暴与气候因素关系分析

利用气象观测数据，分析了我国北方沙尘暴发生频次年际变化与气候因素的关系，结果表明：（1）我国北方沙尘暴发生频次与北方大风日数的分布在空间上并不完全一致，沙尘暴的发生频次受区域特征条件影响较大；（2）我国北方沙尘暴发生频次的年际变化呈现减少的趋势，与我国北方温度持续升高，夏季降水量有所增加的趋势有着较好的一致性；（3）我国北方沙尘暴频次的年际和季节变化特点说明降水和温度通过改变地表植被、土壤等特征，影响着区域沙尘暴发生的风险等级。文章最后还提出了沙尘暴风险评估和建立预警系统的建议。     

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。