山东省农业气象灾害与主要农作物产量的灰色关联分析

为分析农业气象灾害对山东省农作物产量的影响,结合山东省1950-2016年的农业统计数据,分别研究了洪涝灾、干旱灾、风雹灾、低温灾和台风灾这5种农业气象灾害对主要农作物小麦、玉米、棉花单产及总产量的影响。并从受灾范围和灾害强度两方面入手构建了灰色关联分析法的数理模型。该模型将整个研究周期划分为1950-1959、1960-1969、1970-1979、1980-1989、1990-1999、2000-2009和2010-2016年7个阶段。结果表明:从受灾范围看,风雹灾、旱灾是影响山东省农作物总产量的主要农业气象灾害。从受灾强度看,山东省农作物主要受到干旱灾害和洪涝灾害的影响。干旱灾无论从受灾范围还是灾害强度上对山东省农作物的产量影响都较大。低温灾和台风灾则对山东省农作物的产量影响较小。     

不同经济地带旱灾灾情变化及其与粮食单产波动的关系

旱灾是造成我国农业经济损失中最严重的气象灾害,加强旱灾研究已是当务之急。选择旱灾受灾面积占总受灾面积之比、旱灾受灾率、旱灾成灾面积占总成灾面积之比、旱灾成灾面积占旱灾受灾面积之比、旱灾受灾率异常指数等作为旱灾灾情指标,通过对东、中、西三大经济地带旱灾灾情的时空变化规律,及其与粮食单产波动相关关系的分析,探讨了我国粮食生产的波动性及受旱灾影响的区域特征。结果表明,三大经济地带旱灾受灾程度在20世纪70年代以后呈加重态势,且与粮食单产波动系数具有较明显的负相关关系。     

中国农作物成灾面积的演化趋势及波动特征研究

综合运用经验模态分解法、剩余法和方差分解法,系统分析了1978—2012年中国农作物成灾面积的演化趋势、波动特征及引起成灾面积波动的灾害类型差异和地区差异,旨在为中国农业生产防灾减灾提供科学依据。结果表明:(1)农作物成灾面积"先增后降",旱灾和水灾是主要灾害类型;成灾面积主要分布在长江中下游区,黄淮海区和黄土高原区。(2)农作物成灾面积的波动特征明显,存在3a和8a左右的准周期波动。(3)在灾害类型上,旱灾和水灾成灾面积波动的总方差贡献为91.77%,是中国农作物成灾面积波动的主要灾害类型。(4)从八大粮食产区看,长江中下游区农作物成灾面积波动的总方差贡献率最大,其次为东北区和黄淮海区,应重点关注这几个地区的成灾面积变化和波动。     

我国农业水旱灾害的时间分布及重灾年景趋势预测

分析了我国 1970～ 1999年农业水旱灾害的时间分布特征。分析结果表明 :在研究时段内 ,我国农业自然灾害总体上呈增长态势。该时段可划分为两个明显的阶段 :80年代中期以前 ,总灾、水灾及旱灾对农业生产的危害较轻 ;80年代中期之后 ,呈现出影响范围广、损失增大的趋势 ,重灾年份明显增加。旱灾和水灾是威胁我国农业生产最为严重的自然灾害 ,尤以旱灾为甚。我国农业遭受旱灾威胁的范围多年基本不变 ,而旱灾受灾率波动明显 ,成灾率逐年增长 ,这与近几年农田水利设施建设缓慢、灌溉能力降低有关 ;水灾受灾率和成灾率具有特别显著的同步特点 ,表明水灾致灾能力强 ,一旦发生 ,极易成灾 ,水灾危害加剧与防洪、抗洪能力低下及生态环境恶化有关。各灾种的受灾率和成灾率呈正相关关系 ,表明我国农业生产系统的抗灾能力总体上较弱。　　本文还用灰色系统理论的建模方法 ,建立了农业总受灾率 -总成灾率、水灾受灾率 -成灾率、旱灾受灾率 -成灾率的重灾年景灰色灾变GM(1,1)预测模型 ,对未来 10年我国农业灾害趋势进行了预测分析。灰色预测结果表明 ,2 0 10年之前 ,除 2 0 0 3,2 0 0 6年水旱灾害危害较小外 ,其它年份均为灾情严重年份 ,其受灾率和成灾率均高于近 30年的平均水平。其中 ,2 0 0 4 ,2 0 0 7年将为水灾重     

农业气象灾害对辽宁省粮食产量的影响

为更好适应气候变化,保障粮食安全,借助辽宁省1987-2016年间旱灾、水灾、风雹和冷冻等历史灾害数据及主要粮食作物产量数据,选取受灾率、灾害强度指数等指标,利用灰色关联分析1987-1993、1994-2004、2005-2016年3个阶段作物产量与不同灾害类型之间的相关性,探究区域内多时段多种农业气象灾害对多种作物产量的影响。结果表明:①气象灾害对辽宁省粮食生产具有重大影响,研究时段内受灾范围和受灾强度对粮食产量的影响整体呈现下降趋势,关联系数多降至0.7以下。②从受灾范围分析,风雹是辽宁省粮食生产的重大气象灾害因素,近年来水灾对粮食生产危害有所上升。③从灾害强度分析,4种气象灾害对粮食生产的危害程度整体呈下降趋势,但对小麦的危害在不断上升。④总体而言,辽宁省受灾范围对粮食产量影响程度要略大于受灾强度。     

江西农业气象灾害的时空演变及其对ENSO特征值的响应

利用线性分析和灰色关联分析法,分析了1970-2014年江西省主要气象灾害的时空演变,及其对主要农作物总产量影响的大小及各项ENSO特征指数对总受灾面积的影响。结果表明:(1)受灾率在30%以下的发生概率比较高,达86.67%。受灾率每10 a增加2.858%,成灾率则每10 a增加1.639%。其中,洪涝、低温、风雹、旱灾受灾率每10 a分别增加2.244%,-0.034%,1.049%和0.59%。(2)对主要农作物总产量影响大小依次为洪涝低温风雹旱灾。(3)洪涝灾害主要分布在赣东北、赣北赣中地区,区域性和阶段性干旱严重,主要出现在中南部,旱灾受灾率总体呈北少南多的区域分布特征。(4)ENSO特征值对农业气象灾害受灾面积的影响大小总体上表现为Nino 1+2Nino 3Nino 3.4Nino 4,其中Nino 1+2和Nino 3区海温距平对江西省的农业气象灾害影响最大,应予以重点监测。     

湖南省农业旱灾的年际变化及重灾年份预测

旱灾是湖南省最严重的农业自然灾害之一,旱灾几乎年年都有发生,且涉及面广,后续和潜在危害较大。湖南省农业旱灾的受灾率异常指数和成灾率异常指数的变化规律揭示:过去58年,农业旱灾具有明显的波动性与阶段性,大致以5年为尺度,轻重灾期交替出现;受灾率与成灾率具有同步性,在重灾期尤为明显;1980年以来灾情更为严重,成灾率、受灾率都较大。湖南省农业旱灾异常指数周期性变化可以分为2个时段,1990年代初期以前存在4个特征时间尺度,分别为3年、5年1、0和21年4个周期;1990年代初期以后存在3个特征时间尺度,分别为3年、7年和17年年3个周期。根据异常指数的变化,建立了农业旱灾灰色灾变预测模型,进行了重灾预测。结果表明,今后20年湖南省农业旱灾将出现5个重灾年份,分别在2010-2011年、2013—2014年2、016—2018年2、021—2022年、2025—2027年期间,间隔为4年左右。     

亚洲季风区过去700年来夏季极端干/湿事件多尺度变化特征分析

长期器测数据的缺乏妨碍了对亚洲季风较长历史时期的时空变化特征及对这一变化背后的驱动因子的深入研究,MonsoonAsiaDroughtAtlas（MADA）资料是根据亚洲季风区内300多个不同地点的树木年轮而测定的一个历时700年（1300－2005年）的在整个亚洲范围内的季风变化记录。利用MADA资料中504个格点逐年夏季的帕尔马干旱指数（PalmerDroughtSeverityIndex,PDSI）,以5年为一个间隔得到1300－2005年夏季整个区域内处于极端湿润、严重湿润、极端干旱和严重干旱等级格点数的变化序列,分析了各序列的整体变化特征;针对气候系统的非线性/非平稳性和气候层次理论,采用集合经验模态分解（Ensembleempiricalmodedecomposition,EEMD）方法对亚洲季风区过去700年来的极端干/湿事件进行多尺度分析,求出各个序列的本征模态分量（IMF）,分析了各IMF分量的方差贡献率,并对各个IMF分量进行了显著性检验;基于不同时间尺度的IMF分量,分析了亚洲季风区过去700年来极端和严重等级干湿状态在不同时间尺度的振荡变化特征,以及各个IMF分量的振荡对整个亚洲季风区干湿变化的影响作用。     

干旱对阜新粮食产量的影响研究

利用2000-2017年阜新地区旱情、降水量和粮食产量等相关资料,对阜新农作物生长季干旱与粮食产量关系进行了分析和研究。得出的结论是:阜新农业干旱存在大小周期。其中,小周期有3年、6年,大周期15年。干旱年多呈连续性,最多连续干旱4～5年,出现在大周期;最少连续干旱1～2年,出现在小周期。春、夏、秋各季重特大干旱几率比为3:4:3。重特大干旱、中轻旱、不旱的几率比为7∶2∶1。春、夏、秋三季连续重特大干旱、二季重特大干旱、一季重特大干旱之间的几率比为1. 7∶2. 5∶5. 8。中轻度干旱年,粮食年景为8～10成年;一季重特大干旱年,粮食年景为6～7成年;二季重特大干旱年,粮食年景为5～6成年;三季重特大干旱年,粮食年景为2～3成年。阜新粮食总产量与全市各乡镇3～10月平均降水量相关性最好,相关系数为0. 814;玉米平均单产与全市各乡镇6～8月平均降水量相关性最好,相关系数为0. 836。阜新生长季降水量对粮食总产量的平均贡献率为0. 088亿kg/mm。     

广东农业旱灾的时间分布规律及重灾年份预测

广东是华南农业旱灾较严重的省份，几乎年年都有发生，造成了巨大的经济损失。过去55a间，农业旱灾波动性加重发展，大致以10a为周期，轻重灾害期交替出现。在重灾期内，受灾率和成灾率都很高。广东农业旱灾的受灾率异常指数和成灾率异常指数变化较大，据此建立了农业旱灾灰色灾变预测模型。计算结果表明，今后20a将出现3个重灾年份，即2010-2011年，2015-2017年和2022—2024年期间，后两个年份极有可能发生特大旱灾。     

极端灾害天气对港口锚地的影响研究——以河北秦皇岛港为例

当前全球变暖趋势愈发明显,极端天气出现的概率以及强度都不断提升。诸多极端天气都影响了沿海地区的发展。以河北秦皇岛港口为例,采用综合干旱指数、EMD分解、回归分析等方法,探讨秦皇岛港区的极端天气灾害特征及其对港口锚地的影响。研究结果表明:1秦皇岛港区历年干旱发生频率约为48%,春季干旱发生频率在45%左右,四季中春旱发生频率最高。近60年以来,秦皇岛港区的干旱持续时间和干旱强度虽存在明显的年际波动,但线性变化趋势不明显。2秦皇岛港区年降水量总体来说振幅逐渐变小,而平均周期由短变长。暴雨序列与年降水量序列周期对应关系较好,准6年周期是秦皇岛港区暴雨灾害的主周期。3极端天气因子中高温天数、年均降水量以及大雨天数为主要影响因子,会影响秦皇岛港货物吞吐量,且均与吞吐量呈负相关。     

福建农业气象灾害的产量灾损风险评估

针对传统的灾损评价中趋势产量和气象产量难以区分的缺点,利用福建省1981-2005年主要气象灾害面积资料,通过计算灾害造成的粮食减产量,得到各灾害相对灾损量序列,并引入信息扩散理论的模糊数学方法,构建了福建农业气象灾害产量灾损风险评估模型,进行了相应的风险评价实例分析.结果表明,福建省农业气象灾害的产量灾损风险随概率的增大而减少,气象灾害发生灾损的概率风险估计值,洪涝灾害风险大于旱灾,风雹灾害的风险大于低温冻害.干旱风险高值区出现在灾损率5%～45%,洪涝灾害出现在5%～70%,风雹灾害在5%～30%,低温冻害的风险主要集中在灾损率5%～20%.     

中国农业自然灾害可接受风险水平研究

农业自然灾害可接受风险水平的确定是实现农业灾害风险管理和区域农业可持续发展的有效途径。基于2010—2020年中国农业和农业自然灾害(包括干旱、洪涝、地质灾害、台风、风雹、低温冷冻和雪灾等)损失数据(不含港澳台地区数据),分析农业自然灾害的时空分布特征,并在最低合理可行原则(As Low As Reasonably Practicable,即ALARP原则)下,应用F-N曲线法,构建不同风险厌恶程度的全国及其7大地理分区的农业自然灾害可接受风险曲线。结果表明：(1)2010—2020年中国农作物受灾率总体呈下降趋势,农作物成灾率为先波动上升至2015年达最高值后又波动下降,农作物绝收率总体呈上升趋势;华北和西北地区是我国农作物年均受灾率和成灾率最大的地区,而华南地区是农作物年均成灾率和绝收率最小的地区;(2)风险厌恶程度分别为1、1.5和2时,农业自然灾害致1万hm²农作物年绝收的累计频率分别不超过0.12、0.07和0.02为可接受风险,超过0.50、0.15和0.07为不可接受风险。不区分风险厌恶程度,农业自然灾害导致农作物年绝收面积超过300万hm^...     

我国近期粮食生产的波动性及其与农业自然灾害发生状况的相关分析

从我国近年来粮食生产的波动性出发,通过粮食产量的时间趋势项与波动项与波动项的分解,探讨了我国主要粮食作物生产的波动性及其区域差异,并分析了主要农业自然灾害对粮食生产的影响,结果表明,我国粮食生产的波动性在很大程度上受到于受灾状况并具有显著的区域差异。     

陕西省干旱变化特征及其对玉米产量的影响

根据1961-2010年陕西省的逐日降水量资料,运用标准化降水指数(SPI)法、Morlet小波分析法,分析了干旱的时间变化特征、周期变化特征和空间变化特征。结合2007-2010年陕西省17县(区)的玉米产量资料,借助面板数据模型,就干旱对陕西省玉米单产的影响效应进行了研究。结果表明:陕西省干旱趋势逐渐增强,以20世纪90年代干旱最为严重;陕西省干旱的危害程度由北向南逐渐降低,陕北的危害最严重,关中次之,陕南最轻;同时,陕西省年干旱时间序列存在显著的准2~4a和准4 a尺度周期变化规律;另外,干旱与玉米产量呈显著的负相关,干旱指数(标准化降水指数)等级每增加一个级别,将导致陕西省每hm2耕地玉米产量减少128.985 kg。期望研究结果能为陕西省针对干旱气象灾害制定相应的减灾政策,有助于保障陕西地区玉米生产的稳定。     

洞庭湖区农业水旱灾害演变特征及影响因素——60年来的灾情诊断

以洞庭湖区1950-2009年的灾情?雨情和水情等资料为依据,运用灾害系统理论与方法,分析了湖区农业水旱灾害的演变特征及其影响因素。结果表明:在水旱灾害时间序列中,其演变特征表现为:⑴具有明显的频发性,不同等级的旱灾在1950-1999年间为间歇发生,但2000年以来为连年发生,不同等级的水灾年年发生;⑵水旱承灾体受灾率?成灾率异常指数的演变具有高位波动性,其中以水灾波动幅度最大;⑶水旱灾害损失演变的总体趋势表现为:水灾损失减少,旱灾损失稍有增加;⑷三峡水库运行以来,毁灭性的洪溃决堤灾害得到有效控制,但涝渍灾害仍然频发,夏秋连旱灾害年年发生。水旱灾害的这些演变特征即是洞庭湖流域降水量年际、年内分配不均,河?湖?库蓄水量年际年内变化大,以及湖区各个阶段对防洪?排涝?抗旱等水利设施建设投资力度的差异等因素综合作用的结果。     

黑龙江省主要农业气象灾害演变特征及对水稻产量的影响

基于1982-2016年黑龙江省洪涝、干旱、低温冷害、冰雹等农业气象灾害数据及水稻产量数据,将研究期划分为1982-1990、1991-2000、2001-2010和2011-2016年4个阶段,引入受灾比和灾害强度指数,采用数理统计、灰色关联分析方法,研究黑龙江省农业气象灾害演变特征,构建灾害与水稻产量的数理模型。研究结果表明:①洪涝和干旱是影响黑龙江省主要的农业气象灾害,而低温冷害和冰雹相对较弱;②洪涝的受灾范围和灾害强度均呈下降趋势,而干旱则呈先升后降趋势,冰雹受灾范围变化不大,灾害强度呈上升趋势,低温冷害均变化不大;③黑龙江省农业气象灾害对水稻产量为负效应影响,从受灾范围看,干旱为最关键灾害,其次为洪涝,低温冷害和冰雹影响相对较小;从受灾强度看,4种农业气象灾害影响黑龙江省水稻产量强弱依次为冰雹、洪涝、低温冷害、干旱。     

气象灾害灾情评估指标研究与应用——以陕西为例

为了定量评估气象灾害造成的灾情,利用陕西1984-2007年气象灾害普查数据库,建立人员死亡率、农作物种植面积受灾率、直接经济损失率3个灾情因子评估指数并计算灾情综合指数,构建灾情因子和综合灾情年景定量评估指标,将气象灾情年景分为严重、较严重、一般、较轻和轻5类。利用建立的年景评估指标对陕西2008-2010年气象灾害灾情年景进行评估,应用到年度气候影响评价业务服务中。分析每种气象灾害灾情因子指数和灾情综合指数多年平均值,确定陕西危害度最大的气象灾害依次为暴雨、干旱、冰雹、连阴雨、气象地质灾害等。研究结果表明:陕西气象灾害造成的人员死亡率呈现减少趋势,多年平均值为3.23/百万,直接经济损失率变化趋势不明显,多年平均值为1.51%,农作物种植面积受灾率呈明显增加趋势,多年平均值为21.99%。     

中国近300年来3次大旱灾的灾情及原因比较

根据中国近500年旱涝史料和历史文献,选取过去300年中发生在乾隆后期(1784-1786)、光绪初年(1875-1878)和民国时期(1927-1930)的3次严重旱灾,从旱灾的时空发展过程、发生时的区域自然环境和社会政治经济背景三个方面进行了对比分析.结果表明:以旱情的严重程度而言,3次旱灾都可谓过去300年间我国北方地区罕见的极端气候事件,但由于各次旱灾的受灾中心所处区域的自然环境条件(受气候条件影响的环境承载力)有优劣之分,旱灾发生时的不同社会经济背景(人均粮食占有量、政府粮食储备、财政情况等)造成的防灾御灾能力有高下之别,在不同层面上左右了3次旱灾的灾情,从而使其对社会经济的影响程度有显著差异.     

全国及区域尺度上农业旱灾受灾率分级研究

旱灾是影响我国农业发展的重要自然灾害,如何定量评价旱灾的致灾程度,对旱灾等级进行科学界定,对于农业防灾减灾工作具有重要的意义。该文提出以农作物旱灾受灾率(Ia)为分级指标,采用系统聚类法和逐步聚类法为分类方法,拟将农业旱灾划分为5级,分别为无旱(D0)、轻旱(D1)、中旱(D2)、重旱(D3)、特旱(D4),通过判别分析法对分类结果进行验证,以期对全国及区域尺度上的农业旱灾等级标准进行合理地划分。研究结果表明:全国农业旱灾等级划分采用类平均法和重心法划分结果一致,D0为0≤Ia10%,D1为10%≤Ia15%,D2为15%≤Ia20%,D3为20%≤Ia25%、D4时Ia≥25%;在区域尺度上,D0为0≤Ia6%,D1为6%≤Ia13%,D2为13%≤Ia22%,D3为22%≤Ia36%和D4为Ia≥36%。考虑到全国农业旱灾标准的推广性以及未来旱灾可能加重的变化趋势,将全国农作物旱灾受灾率在不同等级的范围提升2%~3%。从实际记录年度旱情来看,两个尺度上的分级结果均比较合理,能很好地解释现有农业旱灾的分级现象,可为今后的农业旱灾应急响应研究和实际工作提供参考。