基于梨树产量损失的气象灾害评估研究

灾害评估是一项新型研究课题,特别是多年生果树作物,由于实况调查观测资料极少,许多自然灾害机理尚不明确,评估工作难度很大,气象灾害的风险评估工作仍然处于探索和研究的起步阶段。进行基于梨树产量损失的气象灾害评估研究,可为果树气象灾害风险评估和果业管理部门防御或减轻气象灾害对果树生产的危害,制定救灾措施提供科学依据。利用统计学方法和风险原理,确定了天水渭北旱山区、渭河河谷川区和关山区3个不同小气候类型区,影响梨树产量形成的主要农业气象灾害,构建了基于梨树产量损失的农业气象灾害风险评估模型。天水3个不同小气候类型,影响梨产量形成的主要农业气象灾害以初春3月干旱、伏期7月干旱和花期4月低温冻害最为严重。评估有灾（包括小灾、中灾、大灾、特大灾）年份18年,评估准确率94%。其中,中灾和大灾评估准确率达100%,评估准确率较高,评估效果比较理想,可为多年生果树气象灾害评估研究提供参考,对农业防灾减灾有一定的指导意义。     

天水春夏季连阴雨天气对蜜桃生产影响的评估技术研究

为有效防御春夏季连阴雨灾害对天水蜜桃生产影响,采用统计学方法和风险原理提取了主要致灾因子并构建了气象灾害风险评估模型。主要致灾因子以5 月上旬蜜桃花后坐果期和7 月下旬至8 月上旬蜜桃果实速生膨大至成熟期影响最为明显,并以春末5 月上旬蜜桃花后坐果期连阴雨天气灾害对蜜桃产量影响最大,贡献率83%;2 个时段连阴雨天气灾害强度均以轻灾最多。综合评估表明,影响天水市蜜桃生产的连阴雨灾害综合评估除大灾、轻灾评估准确率略低为75%和83%外,中灾和重灾评估准确率均达100%,灾害评估效果比较理想,对农业防灾减灾有一定的指导意义。     

山东省小麦气象灾害风险评估模型群研发

为了探寻影响山东省小麦生产的气象风险因子,并探索小麦相对气象产量与气象致灾风险因子的关系,通过采集山东省典型小麦生态区120个监测网点,自1980年至2009年的小麦产量与气候致灾风险数据,采用统计分析方法,对导致小麦减产的气象风险因子以及相对气象产量进行相关和回归分析,确立了导致山东省小麦冷冻害、干旱和干热风等灾害的气象风险因子,建立了山东省小麦气象灾害风险评估模型群,并利用计算机技术进行系统开发,对山东省小麦生产当中遇到的气象因子进行分析,预测是否存在气象灾害,并进行风险评估。该系统为政府部门指导农业生产和制定农业保险费率、保费补贴、粮食最低保护价、农业直补标准等政策提供决策依据。     

辽宁西部地区霜冻致灾风险指数特征分析

为了掌握辽宁西部霜冻发生频率和致灾风险,建立霜冻致灾风险性等级,服务于农业、农村、农民,达到防霜减灾的目的,笔者利用朝阳地区1953—2012年日最低气温资料和农业生产播种出苗、作物成熟期物候资料,应用气候诊断分析方法,对霜冻发生时间、强度、频率等致灾因子进行特征分析。结果表明：终霜冻日期80%保证率在4月27日,年际变化存在提前趋势,但不明显;致灾风险指数为0.41,年际变化呈明显下降趋势,近20年致灾风险指数下降至0.14。初霜冻日期80%保证率在9月26日,年际变化呈明显后推趋势,近20年平均后推9天;致灾风险指数为0.20,年际变化呈明显下降趋势,近20年致灾风险指数仅有0.03。年度霜冻致灾风险指数为0.47,致灾频率为75%,年际变化呈明显减少趋势,近20年致灾风险指数降至0.15,致灾频率降至35%。霜冻致灾风险等级的划分和特征分析,可拓宽气象为“三农”服务领域,为农业防灾减灾提供依据。     

基于判别分析的湖北省马铃薯晚疫病气象风险等级预报模型

开展马铃薯晚疫病发病率气象风险等级中长期预报方法研究，以期为科学防控晚疫病提供依据。对湖北省2011—2019年平原低山丘陵区马铃薯晚疫病发病率与气象因子进行相关性分析，筛选出对马铃薯晚疫病发生流行影响较大的气象因子，并利用2011—2017年数据及判别分析方法，结合人为防治因子建立了平原低山丘陵区马铃薯晚疫病发病率气象风险等级预报模型。结果表明：晚疫病发病率与3月中旬最低气温、4月上旬日照时数以及4月下旬风速相关性较好(P<0.05)，晚疫病发病率模型自身回代及交叉验证准确率分别为75.9%和75.3%,2018—2019年试报准确率达到61.7%。晚疫病发病率气象风险等级预报模型能够基本满足业务服务需求，通过预测马铃薯晚疫病当年发病情况可以为农技人员提前开展晚疫病防控提供参考。     

淮河流域一季稻旱灾损失评估

淮河流域水旱灾害频发,尤其是大范围的旱灾,对粮食的高产稳产造成威胁。为了及时评估干旱对一季稻产量的影响,利用淮河流域各县1971—2008年一季稻单产、气象和农业经济数据,建立了基于作物水分敏感指数、干旱强度、台站脆弱性和抗灾能力的一季稻旱灾损失评估模型。根据减产率的概率分布曲线,将干旱划分为5个等级,对模型评估结果进行检验。结果表明,模型准确率约80%,区域干旱损失评估结果和实际灾损的轻重分布情况基本一致。该评估模型的精度基本可以满足业务应用的需求。     

陕西猕猴桃高温干旱灾害风险区划研究

为了掌握猕猴桃果实膨大期高温干旱灾害发生的风险水平和空间分布情况,进行陕西猕猴桃高温干旱风险区划研究,为果业部门开展猕猴桃生产的防灾减灾,以及猕猴桃高温干旱灾害保险设计、理赔以及避灾抗灾政策措施提供参考。本研究基于自然灾害风险形成原理,利用气象数据、基础地理信息数据、社会经济统计数据和历史灾情等方面资料,从致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性以及防灾减灾能力4个方面,构建陕西猕猴桃高温干旱灾害风险评估模型,利用GIS技术,开展陕西猕猴桃高温干旱风险区划研究。结果表明,重度风险区主要分布在关中东部渭河下游低海拔地区,该区域重度高温干旱灾害约3年1遇,同时存在约2年1遇的中度、1年1遇的轻度高温干旱灾害;中度风险区主要分布在关中中东部和陕南汉江下游两岸部分地区,该区中度高温干旱灾害2~3年1遇,同时存在3~4年1遇的重度灾害和少于1年1遇的轻度灾害;轻度风险区主要分布在关中中度风险区南部、北部和西部,以及陕南汉江及其支流两岸、金钱河、丹江及其支流两岸、南洛河两岸海拔较高的地区。     

近30年石羊河流域气象灾害特征及风险评估技术研究

通过对石羊河流域气象灾害及灾情特征进行分析、研究和评估,在全面、深入了解各类致灾灾种、灾害程度的基础上,为该区防灾减灾和地方经济服务提供决策依据。利用甘肃省武威市1984—2013年气象灾害灾情等相关资料,详细分析了该区气象灾害和灾情特征。结果表明：近30年该区发生较严重的气象灾害有冻害、干旱、大风沙尘暴等,灾害出现次数与经济损失不呈正比。不计物价及货币升值率等因素,各灾种（除干旱）造成的经济损失基本呈逐年上升趋势;但综合考虑国民生产总值(GDP)的变化后,灾害经济损失呈波动下降趋势。采用“拉开档次”法求得气象灾害损失综合指数,再分别用“变量偏离法”和“聚类分析法”对其进行分级评估,显示二者评估结果基本一致,与实况相吻合。     

基于GIS的山西省暴雪灾害风险区划研究

为了降低暴雪灾害的影响,利用山西省108个县市1980—2012年的年均暴雪日数、≥5 cm的年均积雪深度日数、最大积雪深度等统计量资料,山西省DEM高程资料和地理信息资料,人口密度、人均GDP、耕地面积比、公路密度等社会经济资料,对山西省暴雪的气候特征进行研究,并从暴雪灾害致灾因子的危险性、孕灾环境的敏感性、承灾体的易损性和防灾减灾能力4个因子的风险区划入手,进行了山西省暴雪灾害综合风险区划。研究结果表明：近33年山西暴雪站次序列主要由4年和3年周期变化波动迭加;各月平均暴雪站次数是3月份最多,4月和11月次之;暴雪日数具有自西北向东南逐渐增多的空间分布特征;长治、晋城、阳泉、晋中等地市的暴雪灾害风险等级最高;运城、临汾南部、吕梁北部及大同西南部暴雪灾害的风险等级最低;对综合风险区划等级结果与历史灾情数据比对以及应用近10年山西省暴雪灾害进行检验,表明风险区划结果具有较高的合理性,可为山西暴雪灾害的防御和评估提供科学依据。     

天水地区干旱过程风险评估方法研究

为研究天水地区干旱变化特征并对其进行定量评估,本文采用天水地区7个气象站1965～2012年45年的气象观测资料,依据风险评估和正态分布等相关理论,首先确定了干旱过程综合评估指数;其次分析了天水地区干旱过程的变化特征;第三利用干旱过程综合评估指数序列对天水地区干旱过程强度风险评估等级进行划分,确定了明显干旱过程重现期评估指标;最后利用等级划分指标及重现期评估指标对2013年天水明显干旱过程进行了试评估。结果表明,该方法能科学、及时、有效的对天水干旱过程风险进行量化评估,对提高防灾减灾和决策气象服务的实效性具有一定的参考价值和意义。     

气候变化背景下农业气象灾害对东北地区春玉米产量影响

随着气候变化,中国重要商品粮基地—东北地区的农业气象灾害呈现出多发和频发的态势,为了解这种变化对当地春玉米生产的影响,本文引入通径分析法,探讨该地区的主要农业气象灾害对春玉米产量的直接影响或协同影响及其程度,进而在实际生产中更好的趋利避害以确保粮食生产安全。结果发现,农业气象灾害可以解释50%左右东北地区春玉米产量的波动,且影响春玉米生产的主要农业气象灾害已经从过去的冷害转变为干旱;在气候变暖的大背景下,影响春玉米生产的主要因子由热量条件转换为水分条件,干旱已成为威胁春玉米产量的首要灾害。分省来看,影响辽宁春玉米产量的农业气象灾害,按照影响程度排序为干旱、洪涝和风灾;影响吉林春玉米产量的农业气象灾害主要为干旱和洪涝;影响黑龙江春玉米产量的农业气象灾害,按照影响程度排序为干旱、洪涝和风灾。由此可见,东北三省由于地理位置差异,影响其玉米生产的主要农业气象灾害也有所差异,黑龙江除风雹灾害影响大于其他两省外,水旱灾害的影响均弱于辽吉,风雹灾害局地性强,影响范围有限,因而其对玉米生产的影响远不及水旱灾害,黑龙江玉米生产稳定性较高,受农业气象灾害影响相对较小,对东北地区在具体研究中不能一概而论。     

基于AHP和PCA的暴雨灾害风险区划——以河南省卫辉市为例

为充分了解卫辉市暴雨灾害的时空分布特征和发生规律,最大限度减轻灾害造成的损失,根据气象灾害系统理论及目前国际上流行的评估模型,选取卫辉市1961—2014年各乡镇灾情、雨量站的逐日降水量、DEM、GDP、农民人均收入等数据,利用层次分析法(AHP)和主成分分析法(PCA)构建了暴雨灾害风险评估模型,并通过ArcGIS绘制分辨率为30 m×30 m的灾害风险区划图。结果表明：卫辉市暴雨灾害风险等级自中部向四周呈递减总趋势。其中,孙杏村镇、汲水镇、顿坊店乡、上乐村镇的灾害风险等级较高,容易发生致灾性较强的暴雨灾害;而太公泉镇、后河镇、李源屯镇、狮豹头乡的灾害风险等级较低,暴雨灾害对当地农业生产的危害不大。[结论]该研究对政府及相关部门制订气象灾害防御方案、调整农业结构布局等具有重要的参考意义。     

基于干旱灾害风险综合评估指数的西藏主要农区青稞干旱时空格局

为研究西藏主要农区青稞的干旱时空变化特征,笔者从干旱灾害的致灾因子危险性、承灾体易损性、灾损脆弱性、防灾减灾能力等4个风险因子考虑,采用专家打分法和熵权法确定各因素权重,构建干旱灾害风险综合评估模型,并进行干旱灾害时空格局分析。结果表明：干旱灾害综合风险整体呈现中间低、两边高的态势,高风险区分布比较分散,次高风险区多集中在研究区的边缘地带,中等风险区以左斜H型分布在拉萨、山南、林芝市部分区域,而次低和低风险区零星分布在加查、索县、比如、林芝等站;且干旱灾害风险较高年份出现在1999、2005、2006、2007、2009、2010、2012、2014、2015年。西藏主要农区青稞各个干旱风险因子的分布具有明显的区域差别和一定的连片性,研究区和分区的干旱趋势随年份递增而加重。     

四川省暴雨洪涝灾害风险区划研究

为了进一步完善四川省暴雨洪涝灾害评估工作,提高气象防灾减灾服务能力,以全省149个气象站1961—2010年逐日降水数据及高程、水系、农业经济等数据为基础,选取对暴雨洪涝灾害具有明显影响的降水强度、地形、河网、农业人口、耕地分布等要素作为区划因子,利用GIS工具分别建立暴雨洪涝灾害致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性及抗灾能力评估模型,计算暴雨洪涝灾害风险指数,最终完成针对农业的四川省暴雨洪涝灾害风险区划。结果显示,农业经济最受关注的四川省盆地区内,盆东北、盆西南大部地区及盆中、盆南和盆西的部分区域灾害风险等级较高,容易发生致害性较强的暴雨洪涝灾害;而盆周高山区及深丘区是盆地暴雨洪涝灾害风险最低的区域,在这些地区暴雨洪涝灾害对农业生产的危害不大。     

河北省玉米干旱风险评估及区划方法

分别以玉米年雨量平均值±0.5倍标准差和平均值±1.5倍标准差界定不同等级的干旱年份,以气象产量减产≥3%界定玉米受灾年份,分析了河北省各市玉米旱年的平均减产率及其空间分布,研究了玉米不同旱灾强度的频率分布规律。提出了玉米干旱灾害风险指数的概念和计算方法,分析了河北省玉米干旱灾害风险指数的区域分布规律,并以旱年平均减产率、干旱灾害风险指数和年降水量等因子为指标,利用地理信息技术将全省玉米区划为干旱灾害高、中、低3种风险区,并探讨了各类风险区不同旱灾年景的平均减产率和防灾减灾措施。     

天水市近50年干旱灾害变化特征及对夏、秋粮影响风险评估

干旱是影响天水市地区粮食生产的主要气象灾害。运用1961-2010年天水市7县（区）气象站降水资料及2001-2010年冬小麦、玉米播种面积及产量资料,建立了干旱影响粮食产量的风险评估指数,并对不同冬小麦、玉米在不同季节受不同等级干旱的影响风险进行了分析。结果表明,轻旱出现的频率为7.09次/年,中旱频率为2.52次/年,重旱出现频率为0.50次/年,特旱出现频率0.25次/年。各等级干旱春季出现频率较高,其次为初夏和伏期,初秋出现频率较低。轻、重、特旱渭北地区出现频率较高,中旱藉、渭河谷出现频率较高。冬小麦轻旱、中旱风险指数较高,重旱、特旱风险指数较低;玉米轻旱风险指数较高,其次为中旱,重、特旱对玉米产量影响风险较小。冬小麦在春季受干旱威胁的风险较大,玉米在初秋受干旱威胁的风险较大。渭北地区冬小麦全生育期受干旱威胁风险较大,藉、渭河谷地区及秦安、清水玉米全生育期受干旱威胁风险较大。冬小麦干旱风险指数大于玉米,秋粮生产气候优势大于夏粮。     

基于关键气象因子的湘西烤烟产量预报模型构建

构建湘西州主栽烤烟品种的产量预报模型，为烤烟生产决策和管理提供科学依据。基于2019—2021年湘西中海拔地区2个主栽烤烟品种‘云烟87’和‘湘烟7号’的田间实测产量资料和平行气象观测资料，将产量资料与不同生育期气象因子作相关分析，找出影响产量的关键气象因子，再将产量与关键气象因子作逐步回归，最终建立产量预测模型，并用独立资料对模型进行检验。结果表明：影响‘云烟87’烤烟产量的关键气象因子是旺长—成熟期平均相对湿度、成熟期50 d内干旱日数、旺长后51～60 d降水量等，而影响‘湘烟7号’烤烟产量的主要气象因子是成熟期50 d内干旱日数、旺长—成熟期≥13℃有效积温、移栽后61～70 d平均温度等。‘云烟87’产量预报模型的回代检验和预报检验的准确率分别为94.6%、97.5%‘，湘烟7号’产量预报模型的回代检验和预报检验的准确率分别为96.7%、89.6%。     

内蒙古马铃薯苗期干旱灾害风险区划

利用内蒙古73个旗县站点1979-2013年的气象站点资料、历史干旱灾害资料、马铃薯产量数据和社会属性数据等, 通过建立的内蒙古中西部和东部地区苗期的降水距平干旱指标,确定了干旱致灾因子的危险性分布,结合承灾体的脆弱性、孕灾环境的暴露性和防灾减灾能力的评价指标体系,利用GIS的空间分析功能,对内蒙古马铃薯苗期干旱灾害的风险性进行评估与区划。研究结果表明：高风险区主要分布在鄂尔多斯东北部、包头北部、呼和浩特市南部、乌兰察布市大部和锡林郭勒盟南部地区,所占面积比例为16.0%;中风险区主要分布在在鄂尔多斯准格尔旗、呼和浩特市北部、赤峰市西部、通辽市西北部、兴安盟西部部分地区和呼伦贝尔市北部地区,所占面积比例为17.9%;干旱较低风险区主要分布在我区东部农业种植的大部地区,分布区域面积最大,所占比例为46.3%;低风险区主要分布在灌溉区域,包括河套灌区和辽河流域,所占面积比例为19.8%。     

中国水稻稻纵卷叶螟区域气象等级预测模型

为了建立水稻不同区域、不同生育期的水稻稻纵卷叶螟预测模型,利用103个植保站2000-2014年稻纵卷叶螟虫情资料与气象资料,采用SPSS软件进行相关分析与主成分分析,在逐步回归的基础上建立水稻稻纵卷叶螟不同区域、不同生育期的发生发展气象等级与迁入气象等级预测模型。结果表明：以华南早稻为例,影响早稻移栽分蘖期发生发展的关键因子包括3月下旬累积降水量、4月上旬平均气温、4月下旬平均气温、5月上旬平均气温以及5月上旬最高气温＞30℃天数;迁飞的关键因子包括4月平均相对湿度、3月下旬平均气温、3月下旬平均相对湿度以及4月上旬平均日照时数。通过2000—2012年数据回代检验发现,不同水稻种植区移栽分蘖期和抽穗开花期发生发展气象等级平均准确率能达到80%以上,迁入气象等级在85%以上。通过2013—2014年外推预报时,发生发展气象等级平均准确率在80%以上,迁入气象等级在78%以上;当预测站点样本数较少时,预报的准确率普遍下降,西南一季稻下降明显。预测模型可从气象角度对中国水稻稻纵卷叶螟发生发展和迁入进行预测。     

湖南水稻干旱评估方法研究

为了探讨双季早稻、双季晚稻、一季稻干旱影响定量评估方法,统计各熟制水稻各生育期综合气象干旱指数、水分亏缺指数与水稻受旱率、成灾率、单位面积粮食减产量的相关,分析各熟制水稻干旱影响敏感期;基于相关系数,定量计算综合气象干旱指数、水分亏缺指数组合成综合评估指标所占的权重,组建各熟制水稻旱情综合评估指标;基于各熟制水稻旱情综合评估指标,结合抗旱能力,通过多元回归建立各熟制水稻受旱率、成灾率、单位粮食减产量评估模型。结果表明：（1）湖南季节性干旱特征明显,对于双季晚稻,各生育期干旱出现频率基本接近,干旱影响期为返青分蘖期和幼穗形成期;双季早稻、一季稻各生育期干旱出现频率差异较大,以水稻生长后期干旱出现频率高,而水稻干旱影响敏感期也在水稻生长后期。（2）双季早稻干旱灾害评估模型历史同级拟合率平均为77.6%,级差一级以下的拟合率为91.1%;双季晚稻同级拟合率为70.9%,级差一级以下的拟合率为83.0%;一季稻同级拟合率为61.8%,级差一级以下的拟合率为84.5%。基于降水、需水、可供水等因子建立水稻干旱灾害评估模型,物理意义清楚,准确率较高,可为水稻干旱影响定量评估提供技术支持。