低温雨雪冰冻灾害送来的“礼物”——关于推动农业科学发展的思考

2008年初出现的低温雨雪冰冻极端天气，持续时间之长，波及范围之广，造成损失之重，都是历史上罕见的，也是其他灾种难比的，尤其是农业生产受灾严重。以宜昌市为例，据各气象站点统计，日平均气温≤0℃的最长连续日数大多居建站以来第一位，最长达到21天；连续雨雪日数也大多居历史第一位，最长达到20天，过程雨雪量大部分地区是1倍以上；     

2011年初贵州低温雨雪冰冻灾害特征及影响分析

2010年12月31日至2011年2月1日,贵州遭受低温雨雪冰冻灾害。此次气象灾害共持续33d,全省平均气温和平均最低气温均突破历史记录,排位居1961年以来的第2位(2008年为第1位),过程前期、后期的影响范围和西部地区的灾害均超过2008年。此次灾害来势猛、起伏大、时间长、范围广,给工农业生产和人民群众生活带来了严重影响和危害。利用常规观测、NCEP分析场及卫星、自动站等资料对这次过程的成因进行了分析。结果表明:2010年7月发生的拉尼娜事件所造成的大气环流异常是导致六盘水大范围持续低温雨雪冰冻灾害的重要原因,乌拉尔山地区环流场偏高、中亚至蒙古国西部直到俄罗斯远东地区偏低的环流异常持续时间长,有利于冷空气自西北向东南活动;西太平洋副热带高压稳定维持及青藏高原南缘的南支槽异常稳定活跃,有利于暖湿气流不断向云贵高原输送,为六盘水雨(雪)天气提供了更加充足的水汽来源;分析还表明,逆温层的长时间维持是六盘水市大范围冻雨持续出现的主要原因。     

湖南省2008年雨雪冰冻灾害形成机理分析

2008年初,我国南方发生了近50 a来最大的冰灾,给各行各业造成了严重的影响,尤其是湖南省灾情最为惨重.因此,探讨灾情的形成机理对今后应对巨灾具有重要意义.文章从系统的角度,分析了孕灾环境、致灾因子及其衍生的灾害链以及承灾体脆弱性与应急管理系统等在雨雪冰冻灾害形成中的作用.     

近30年中国主要农业气象灾害典型场时空格局分异特征

在全球气候变暖,气象灾害频发重发的背景下,农业生产受到日益严重的气象灾害影响。研究中国农业气象灾害的时空格局对于降低灾害风险、减轻灾害损失十分重要。本文利用1978—2013年主要省、直辖市及自治区的农业灾害受灾、成灾面积和播种面积资料,以受灾率和成灾率作为指标,利用经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)等统计分析,对影响我国农业生产的主要农业气象灾害(干旱灾害、洪涝灾害、低温冻害和风雹灾害)的时空变化进行分析并得到典型场。结果表明,近几年除洪涝灾害没有明显的升降趋势以外,干旱、风雹和低温冻害受灾率成灾率均呈下降趋势。干旱受灾率和成灾率典型场较为相似,北方因灾损失情况明显重于南方;全国大部分地区均有轻微的因风雹灾害造成损失的情况,西部和西北部容易受到风雹灾害的影响;洪涝灾害受灾率和成灾率典型场存在差异,全国普遍受到洪涝灾害轻微影响,但长江流域和东北三省情况较重。低温冻害受灾、成灾率的典型场不明显,北方因灾损失程度重于南方。另外,干旱和洪涝灾害不会持续影响东北地区;风雹灾害在我国西北部容易造成持续且严重的影响。总之,各灾害的受灾、成灾率时间变化也不是完全同步的,空间分布也不相同,二者并不是完全匹配的。     

罕见冰冻天气造成资溪县水土保持设施损毁严重

2008年初,江西省遭遇50年不遇的冰冻天气,资溪县灾情最为严重,许多林木被连根拔起,造成资溪水土保持设施受灾十分严重。据初步统计,全县林业和水土保持设施损失合计7．23亿元,其中损毁水保林0．67万hm^2、封禁林0．33万hm^2、经济林10．76万hm^2、全县7个乡（镇）、5个林场多处发生崩塌及崩岗15hm^2,较为严重的高阜菖州水电站有关区域崩塌及崩岗3hm。,造成新的水土流失面积150hm^2。     

基于信息扩散理论的福建省农作物风雹灾害风险评估

为客观分析风雹灾害给福建农作物造成的灾害损失风险,结合福建省1978-2008年近31a农作物因风雹受灾和成灾的面积资料,应用正态信息扩散计算方法对农作物风雹灾害进行风险评估。结果表明:福建省农作物因风雹受灾和成灾的面积相对较小,灾害指数总体呈下降趋势,受灾指数≥3%和成灾指数≥1%的年份全部出现在1990年以前;受灾和成灾的风险概率随着灾害风险水平的提高而下降,受灾风险大于成灾风险,在平均受灾和成灾风险水平时,即风雹造成的农作物受灾和成灾面积占播种面积比例分别达1.77%和0.65%时,受灾和成灾风险分别为1.8年一遇和1.7年一遇;对照历年风雹受灾和成灾的实际状况,风险评估结果与实际情况较为吻合。     

1976-2015年中国主要农业气象灾害的变化特征

根据1976-2015年受灾、成灾和绝收面积等统计数据,计算中国主要农业气象灾害包括洪涝、干旱、风雹和低温灾害的受灾率、成灾率、绝收率和损失率,并对其变化趋势、灾害损失和灾害等级的变化特征进行分析.结果表明:(1)总体上,1976-2015年中国主要农业气象灾害的受灾率呈显著减小的趋势,而成灾率和绝收率变化趋势则不显著.干旱与农业气象灾害总体变化趋势相一致;洪涝受灾率、成灾率和绝收率存在阶段性的变化特征,1986-2005年各项均值最大;风雹灾害下降趋势显著,受灾率、成灾率均显著减小;而低温灾害各项指标的年代均值逐渐增加.(2)研究期内四大灾害总体损失率的上下限呈先增加后减小的趋势,平均灾害损失率为7.1％～15.7％.洪涝和干旱灾害损失率的上下限变化趋势与农业气象灾害总体一致,其平均损失率分别为2.0％～4.2％、3.8％～8.6％;而风雹灾害损失率的上下限呈减小的趋势,平均损失率为0.8％～1.7％;低温灾害损失率的上下限呈增加趋势,平均损失率为0.5％～1.1％.(3)研究期间洪涝重灾发生次数最多,为突发性灾害;干旱、风雹中灾和重灾发生次数之和最多,为常态性灾害.     

2014/2015年冬季气候对农业生产的影响

2014/2015年冬季（2014年12月-2015年2月）,全国大部地区气温接近常年或偏高,呈现前冷后暖的特点;全国平均降水量接近常年同期或偏少,其中内蒙古东南部、东北、新疆东南部、云南、华南南部及西藏中部等地降水偏多,中东部以降水偏少为主,其余大部降水接近常年或偏少。北方冬麦区冬前降水奠定了土壤底墒,入冬后冬小麦抗旱锻炼充分,后期温度升高、雨雪补充及时,利于冬小麦安全越冬和返青生长,冬小麦长势良好。南方光热充足,降水及时,利于在地作物和经济林果等稳健生长,以及春耕和设施农业生产。但2014/2015年冬季,南方多低温雨雪冰冻天气,部分油菜、露地蔬菜和经济作物受冻;北方部分农牧区出现多次较强降雪过程,畜牧业和设施农业受灾;陕西关中等地降水持续偏少,部分地区出现旱情。     

暴雪天气过程对江苏农业生产的影响

通过对2008年1月25—29日江苏省内大范围的暴雪天气过程中农业损失的调查,与历史暴雪天气对农业生产影响的比较,分析了此次暴雪过程的可能影响。结果得出,此次暴雪天气过程对农业设施危害严重,棚内温度降低,引起蔬菜生育期推迟;低温雨雪冰冻天气对成龄茶树和露天蔬菜影响不大;由于小麦正处于越冬期,此次区域性暴雪天气对提高小麦产量有利。     

1951-2010年华北平原农业气象灾害特征分析及粮食减产风险评估

利用华北平原1951-2010年长时间序列的粮食产量和农业受灾、成灾和绝收面积等统计数据,采用线性回归、滑动平均、M-K突变检测和模糊综合评判等方法,研究华北平原近60a来农业生产受干旱、洪涝、低温冷害和风雹等4种气象灾害影响的范围和强度的变化特征,以及不同时段4种灾害对华北平原各省份农业生产的影响和粮食减产风险.结果表明,除干旱外,洪涝、低温冷害和风雹3种农业气象灾害受灾比变化均存在突变年,分别为1970、1988和1974年;干旱受灾比变化趋势不明显,但其灾害强度呈极显著增加趋势(P＜0.01);洪涝受灾比呈极显著下降趋势(P＜0.01),其灾害强度显著下降(P＜0.05);风雹受灾比和灾害强度均呈极显著增加趋势(P＜0.01);模糊综合评判结果表明,总体上过去60a干旱是华北平原各省(市)主要农业气象灾害,低温冷害的影响程度最小,但不同时段内4种气象灾害对各省(市)影响程度存在一定差异;60a间华北平原粮食因灾损失量不断增加,因旱灾减产风险度最高;随时间推移旱灾减产高风险区不断向华北平原北部转移,风雹灾减产风险逐渐加大且北部风险增加速度大于南部,但洪涝和低温冷害减产的风险度一直较低.     

农业巨灾保险制度亟待建立

一直以来,我国都是农业灾害频发且后果较为严重的国家,特别是近年来,随着农业巨灾的频繁发生和灾害程度的不断提高,社会各界开始重视农业巨灾风险管理问题。2008年初,50年一遇的雨雪冰冻灾害波及21个省区市．     

河北省3种农作物气象受灾程度分级与灾害损失率分区的研究

灾害损失率计算是农作物保险费率确定的基础。研究设计以大系统理论的“分解-协调”技术为指导，对河北省冬小麦、玉米、棉花气象受灾程度分级和灾害损失率分区。多年平均灾害损失率分区为基础控制层，采用类型区划分体系，且以单元归并法划分分区；多年平均灾害损失率为基础控制层，采用多年平均灾害损失率指标计算．反映灾害损失率的宏观分布规律和微观空间分布差异，使区域费率确定更加准确、合理。     

东北地区农业气象灾害的趋势变化及其对粮食产量的影响

依据东北地区1971 - 2009年干旱、洪涝、风雹及低温灾害的受灾面积数据,并结合粮食作物单产资料,研究东北地区农业气象灾害的变化趋势及其对粮食产量的影响.趋势分析结果表明,研究期内,东北地区除风雹受灾比呈现明显下降趋势外,其余3种农业气象灾害受灾比变化趋势不明显,但均具有阶段性特征,20世纪70年代干旱受灾比要比洪涝受灾比偏大,80 - 90年代相反,2000年以后又处于较旱时期,低温受灾比在20世纪90年代初期及21世纪初期反弹增大;R/S分析表明,4种农业气象灾害受灾比的Hurst指数均＞0.5,说明未来变化都将与过去一致,其中,风雹受灾比将减弱,干旱受灾比将增加,而洪涝与低温受灾比仍将呈现波动幅度较大的趋势;灰色关联分析结果表明,4种气象灾害对粮食作物平均单产的影响在不同省份表现不同,在辽宁为干旱＞风雹＞洪涝＞低温,而吉林为洪涝＞干旱＞低温＞风雹,黑龙江为干旱＞洪涝＞低温＞风雹,说明干旱和洪涝是影响东北地区粮食生产的主要气象灾害,而低温灾害的影响随着纬度的升高也不断增大.     

基于农作物灾情的长江中下游地区粮食产量损失评估

利用长江中下游地区7省（市）1949-2014年农作物灾情统计数据和粮食作物单产数据,采用多元线性回归方法,构建粮食气象减产量与农作物受灾面积、成灾面积及绝收面积的回归模型,运用主成分分析法研究长江中下游7省（市）影响粮食产量的主要农业气象灾害,对因气象灾害导致的粮食产量损失进行评估。结果表明：（1）粮食气象减产量与总灾情显著相关（P＜0.05）,其中除湖南省外,其它各省相关关系达极显著水平（P＜0.01）。粮食气象减产量与成灾面积关系更密切,依据总灾情评估粮食产量,模型的拟合优度（R2）除上海市外均大于0.9。（2）根据粮食气象减产量与干旱、洪涝、风雹、低温、台风5种灾情的相关性,建立主要灾种粮食产量模型,仅从R2数值来看,除湖南省外,其它6省（市）主要灾种模型的R2均略高于总灾情模型,但单因素方差分析表明,两类模型的R2不存在显著差异。（3）两类模型均不能解释粮食作物结构性逐年波动变化,是模型产生模拟误差的一个主要因素。本研究建立的灾损模型和产量评估模型能较好地模拟灾情与粮食产量的关系,2015年数据试报检验表明,可以将其用作长江中下游地区不同省（市）粮食产量短期预测。     

2015/2016年冬季气候对农业生产的影响

2015/2016年冬季,全国平均气温总体正常略偏高,呈现隆冬冷、初冬和后冬暖的特点;全国平均降水量为1951年以来同期最多;全国平均日照与常年基本持平,其中南方前冬寡照突出、后冬日照明显偏多。北方冬麦区大部气温正常偏高,冬前墒情为近5a最好,冬季雨雪补充及时,麦田墒情适宜,但气温起伏大,中东部地区遭受4次强寒潮等极端天气袭击;北方入冬早,冬小麦冬前生长不足,个体偏弱;2月中下旬西北地区东南部、黄淮冬小麦陆续返青,返青期接近常年或偏早。南方多地最低气温破历史记录,湖北和湖南部分地区油菜等遭受低温雨雪冰冻和雪害,云南、四川等地已拔节冬小麦遭受轻度冻害,其中云南受灾较重,江淮和江汉部分晚播或旺长的小麦叶片受冻;江南和华南大部时段多雨寡照,部分农田出现湿渍害,对油菜等作物生长不利。华南大部地区后冬气温偏低,春耕春播进展略偏慢。     

区域粮食产量因灾损失评估之内蒙古自治区灾情-产量模型构建

基于1981-2020年内蒙古自治区农业气象灾害灾情及该地区粮食作物播种面积和产量数据,构建灾情-粮食作物产量评估模型,并对该模型进行验证,以此估算该地区粮食作物因灾减产量。结果表明：(1)1981-2020年内蒙古自治区粮食作物播种面积、总产和单产均呈显著上升趋势,增速分别为74.48×10³hm²·a^-1、78.85×10⁴t·a^-1和100.97kg·hm^-2·a^-1。(2)1981-2020年内蒙古农业气象灾害受灾、成灾面积均呈先上升后下降趋势,同期全国农业气象灾害成灾和受灾面积亦呈先上升后下降趋势。(3)干旱是该地区最主要的农业气象灾害,其受灾和成灾面积分别占历年各灾种的总受灾和成灾面积的64.10%和62.45%。灰色关联度分析表明,在受灾率和成灾率水平上干旱是与粮食单产关联度最高的农业气象灾害,在绝收率水平上风雹与粮食单产关联度最高。(4)构建的灾情-粮食作物产量评估模型模拟准确率较高,其模拟粮食产量与实际粮食产量呈极显...     

气象灾害对福建粮食产量影响的灰色关联分析

根据1984-2013年福建省农业统计数据,分析全省粮食产量和气象灾害的变化特征;在划分气象灾害和粮食作物类型的基础上,分别从受灾范围和灾害强度角度,利用灰色关联模型分析1984-1993、1994-2003、2004-2013年3个阶段内气象灾害对粮食生产的影响。结果表明：（1）气象灾害对福建省粮食生产影响较大,研究期内受灾范围的影响不断降低,而灾害强度的影响不断增大,粮食作物对灾害强度的影响更敏感,因此防灾重点应从减少受灾范围逐步转移至降低高强度灾害所造成的损失;（2）风雹受灾范围对福建省粮食生产尤其对大豆和薯类产量具有重大影响。近年来,台风受灾范围对粮食生产的危害日益凸显,逐步成为关键影响因子;（3）水灾灾害强度对福建省粮食生产尤其对小麦和薯类产量具有重大影响。     

2009年夏季气候对农业生产的影响

2009年夏季（6-8月）全国平均气温较常年同期偏高,降水量较常年同期偏少。夏收夏播期间天气较好,北方大部地区土壤墒情适宜,冬小麦收获和夏播顺利;江南、华南晚稻播种-分蘖阶段光、温、水条件总体较为适宜,晚稻长势普遍较好;大部棉区棉花现蕾开花期间热量充足,土壤墒情适宜,棉花长势较好;东北地区东南部、华北东部、黄淮大部、江淮、江汉大部时段光温适宜,土壤墒情较好,没有出现大范围的农业气象灾害,利于一季稻、玉米和大豆等其它秋收作物生长发育和产量形成。但是,夏季北方部分地区旱情发生频繁或持续,东北地区中北部出现低温冷害,玉米、大豆和一季稻等作物生长发育受到抑制;南方强降水和高温天气交替出现,部分地区早稻灌浆期缩短,一季稻穗分化及抽穗开花和晚稻孕穗抽穗均受到不同程度的影响,局部地区因高温干旱和强降水受灾较重;西南地区、江淮、江汉东部阴雨寡照天气较多,作物生长发育受到影响;夏末部分地区作物产量形成关键期出现暴雨大风天气,造成作物倒伏,产量和品质受到影响。总体来看,2009年夏季气候条件较为有利于农业生产,但部分地区农业气象灾害频发,对秋收作物产量形成造成了不利影响。     

2007/2008年度冬季气候对农业生产的影响

2007／2008年度冬季（2007年12月-2008年2月）,全国大部地区平均气温偏低,阶段性变化明显,总体呈现前冬（2007年12月上旬-2008年1月上旬）偏暖、降水明显偏少,后冬（1月中旬-2月15日）持续偏冷、降水大部显著偏多的特点。1月中旬-2月初,出现了大范围历史罕见的低温雨雪冰冻灾害,设施农业、露天蔬菜、经济林果、油菜等越冬作物、养殖业受到严重影响,但低温雨雪天气利于杀灭病菌和虫卵,增加土壤和水利设施蓄水,为春季农业生产奠定较好基础;江南、华南以及贵州等地9月下旬-12月中旬持续少雨,严重秋冬连早,造成水库蓄水严重不足;云南和海南大部秋早持续至1月下旬,造成冬小麦、油菜、荔枝等长势偏差;东北地区大部和内蒙古东部1、2月份降水偏少5成以上,旱情持续发展。     

基于物联网的日光温室低温灾害监测预警技术及应用

为减少冬春季由于大风强降温、连阴天造成的低温灾害对日光温室生产造成的影响,该文介绍利用物联网技术,集成开发一套包括日光温室小气候与生态环境监测网络、数据实时采集与无线传输、低温灾害监测与预警发布、远程加温控制于一体的技术方法。该方法通过构建具有统一入口的分布式信息管理系统,实现对不同传感器生产厂家设备的兼容及多个监测站的组网;以嵌入式GIS组件库作为开发平台,使数据接收软件有较强的空间显示与分析功能。基于对典型日光温室小气候观测数据与作物生长临界指标,利用逐步回归及神经网络建模,获得土围护和砖维护结构日光温室低温预警指标。利用手机短信、电子显示屏、网站等多媒体发布低温预警服务,并采用远程智能控制方式实现对温室定时加温。该项技术有效地解决了天津地区日光温室低温灾害监测和预警需要,提高设施农业园区管理水平和应对灾害能力。