河南省农业水旱灾害风险评估与时空分布特征

为了加强河南省农业水旱灾害的风险评估和管理,该文利用信息扩散模型和风险等级划分,对河南省农业水旱灾害风险进行评估与时空特征研究,从而得出不同程度水旱灾害发生的可能性及其时空特点。研究结果表明:河南省17个市的农业水旱灾害风险概率均较大,且旱灾风险概率、风险等级、成灾面积均大于水灾;农业水灾风险空间分布表现出西北到东南风险概率增加的特点,低风险区为豫西、豫北区,高风险区主要是豫东、豫南区,尤其是黄淮4市风险较高;旱灾风险空间分布表现出西部、南部大于东部和北部的特点,豫北区的安阳、新乡、濮阳风险较小,豫西、豫南区则处于高风险。该研究为河南省粮食核心区战略地位的提升及灾害防治提供了依据。     

基于作物生育期灾害敏感指数的旱灾粮食减产量研究

我国是自然灾害频繁发生的国家,自然灾害造成不同程度的粮食减产,是粮食安全的潜在风险源。该文以旱灾为主,将全国各地区作物生育期、不同旱灾强度、发生时间及发生次数进行耦合分析,研究其耦合规律及主要粮食作物在各生育期对灾害的敏感性,并据此计算我国不同地区旱灾减产量并进行风险评价分析。研究表明,冬小麦的返青、乳熟和成熟期,春小麦的分蘖、乳熟和成熟期,玉米的三叶、七叶和成熟期以及水稻的返青、孕穗、乳熟和成熟期均是防灾减灾的关键期,应该加强农田管理,减少灾害损失。旱灾对我国粮食主产区影响较大,粮食减产风险防范关键区主要分布在黄淮海区、长江中下游区。     

近30年扬州市耕地土壤肥力变异特征及其驱动因素分析

  【目的】   揭示耕地土壤肥力变异特征及其影响因素，以指导长江中下游粮食主产区农业生产与耕地保育。   【方法】   江苏省扬州市是长江中下游粮食主产区的典型区域，选取扬州市1984年与2014年土壤pH、全氮、有效磷、速效钾和有机质作为土壤综合肥力评价指标，采用内梅罗指数法计算土壤综合肥力指数，采用GIS和地统计学相结合的方法，确定各项肥力指标和综合肥力指数的时空变异特征和分布格局，通过回归分析探究土壤肥力差异的主控因素。   【结果】   1) 30年间 (1984—2014年) 长江中下游粮食主产区耕层土壤有机质、全氮和有效磷含量分别增加了6.01 g/kg、0.33 g/kg和21.21 mg/kg，速效钾含量降低了9 mg/kg，土壤pH降低了0.77。土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量呈中等变异性，土壤pH呈弱变异性；2) 30年间耕地土壤肥力指数增加0.31，年度间稳定，呈中等变异性和中等空间自相关性，耕地土壤肥力水平上升明显。耕地土壤肥力等级1984年以Ⅲ级为主、占总耕地面积的73.27%，2014年以Ⅱ级为主、占比76.20%；3) 成土母质、土类、亚类、土壤质地、土地利用方式对长江中下游粮食主产区耕地土壤肥力变异达到极显著影响 (P < 0.01)。1984年和2014年土地利用方式能够独立解释53.9%和58.0%的耕地肥力演变差异，是长江中下游粮食主产区30年耕地土壤肥力变异最主要影响因素。   【结论】   长江中下游粮食主产区耕地土壤肥力总的呈增加趋势，肥力等级由1984年的以Ⅲ级为主，提升到2014年的以Ⅱ级为主。土地利用方式是长江中下游粮食主产区 (扬州市) 30年间耕地土壤肥力变异的最主要驱动因素。     

三峡水库蓄水后洞庭湖区农业水旱灾害的风险性及趋势预测

根据洞庭湖区1950-2017年农业水旱灾情资料和1956-2017年的径流量数据,采用水旱灾害受(成)灾率、熵信息扩散理论模型、标准化径流指数(SRI)和重标极差分析(R/S)等方法,分析三峡水库蓄水后洞庭湖区农业水旱灾害的程度、风险性以及趋势。结果表明:在三峡水库蓄水后,(1)水灾受灾率由6.65%降至1.21%,成灾率由2.97%降至0.71%,旱灾受灾率由5.97%降至2.48%,成灾率由2.98%降至0.99%。(2)水旱灾害成灾率在≥5%,≥10%,≥15%和≥20%时,水灾风险概率分别为0.415,0.192,0.057,0.025,旱灾风险概率依次为0.518,0.359,0.037,0.001,水灾风险等级为中低风险(成灾率≥5%,≥10%)、低风险(成灾率≥15%,≥20%),旱灾风险等级为中风险(成灾率≥5%)、中高风险(成灾率≥10%)、低风险(成灾率≥15%,≥20%)。(3)该区水旱灾害风险趋势为水灾风险将呈现减轻趋势,而旱灾风险将呈现增大趋势。     

考虑碳排放的粮食主产区耕地利用效率区域差异与变化

为系统考察中国粮食主产区耕地利用效率的分布特征。该研究将耕地利用碳排放作为非期望产出纳入耕地利用效率的测度框架中,以中国粮食主产区2000—2016年数据为支撑,综合运用SBM-Undesirable模型和核密度估计方法对粮食主产区耕地利用效率的空间格局及演进特征进行定量刻画。结果表明:1)粮食主产区整体和各省份耕地利用碳排放都表现出不同幅度的增长态势,其中河南的绝对增长量最大,由2000年的487.40万t变化至2016年的806.99万t,净增长319.59万t,其次是内蒙古和黑龙江,江西的绝对增长量最低,研究期内共增长了59.64万t;2)考虑碳排放后,粮食主产区整体和各省份耕地利用效率明显降低,2000年和2016年,不考虑耕地利用碳排放时,粮食主产区平均耕地利用效率分别为0.774 4和0.917 9,而考虑碳排放后,平均效率指数分别为0.639 4和0.843 8;3)粮食主产区耕地利用效率表现出明显的区域差异,根据SBM-Undesirable模型测度结果可将13个粮食主产区分为耕地利用效率优势区、平缓区和劣势区3种类型;4)从核密度估计结果来看,粮食主产区整体和不同类型区耕地利用效率都表现出明显的偏态分布及不同程度的极化特征,而且,与2000年相比,粮食主产区整体、平缓区和劣势区2016年密度曲线的变化区间明显变小,表明耕地利用效率的地区差距有所缓解,但优势区的区间变化幅度并不明显。该研究可以为粮食主产区耕地资源高效、低碳利用提供科学依据和决策参考。     

基于县域尺度的中国土地整治新增耕地空间差异分析

为探索中国土地整治新增耕地在数量及来源上的空间分布特征,利用2006-2012年土地整治项目信息,基于县域尺度,采用空间自相关方法,对近年来中国土地整治新增耕地数量及来源结构的空间差异进行分析,结合自然资源条件、经济发展水平、土地利用政策等分析了差异产生的原因,得到以下研究结论：在空间分布上,土地整治新增耕地总体呈现东部高于西部、经济发达区高于欠发达区、粮食主产区高于非粮食主产区、平原地区高于山地丘陵区;在空间关联性上,县域尺度下新增耕地在空间分布上存在较为显著的空间正相关性,东部沿海经济发达区、土地开发重点区为新增耕地高-高集聚区,中、西部欠发达、自然资源条件较差及后备资源有限的地区为新增耕地低-低集聚区;在新增耕地来源结构上,具有显著的区域及省际间差异。东部发达地区主要以整理和复垦来源为主,北方地区的新增耕地多由土地开发和整理获得,中部地区来源复杂,四川、重庆以整理来源居多,陕西中部、湖北大部多为整理、复垦类型;南方广东、广西、贵州、湖南、江西多为开发类型。经济水平及资源条件相似的广东与浙江、辽宁与吉林等省份之间具有明显的省际差异。该研究结果为相关宏观决策提供数据参考。     

江淮分水岭地区旱灾风险评估

利用江淮分水岭地区气象、遥感和社会经济统计数据,从旱灾致灾因子、承灾体、孕灾环境和防灾减灾措施4个方面选取了8个指标构建旱灾风险评估体系,通过主成分分析和分层构权主成分分析对该区2000—2010年旱灾风险等级分布进行了评价。研究表明:由于分层构权主成分分析法进行了更为客观的赋权,因而使研究区旱灾风险等级的区分度更加明显;时间上,2000—2010年江淮分水岭旱灾风险等级有降低的趋势,较低以上的干旱风险等级地区面积增加了约19.8%;空间上,高风险等级主要集中在中部地区,南部地区(来安、滁州、全椒、合肥、肥西、金安、裕安等)风险等级整体上低于北部地区(凤阳、定远、淮南、寿县等)。     

基于水土流失风险的流域景观格局识别方法研究

运用"源、汇"景观理论,利用洛伦兹曲线,考虑了植被覆盖因素,基于景观坡度指数,构建了景观空间负荷对比指数,定量分析了丹江流域9个子流域的景观空间格局。结果表明:丹江流域北部各子流域主要以水土流失的"源"景观为主,景观坡度指数大,空间负荷指数小,水土流失风险大;流域南部各子流域上游以"汇"景观为主,坡度指数大,中下游以"源"景观为主,景观空间分布不均衡,存在一定的水土流失风险。     

主要气象灾害对福建粮食生产影响的灰色关联分析

利用1980-2004年福建省气象灾害统计资料,采用灰色关联分析方法分析了4种气象灾害包括旱灾、水灾、风雹灾和低温冻害对福建粮食生产的危害性。结果表明,影响福建早稻生产的主要气象灾害是风雹灾,影响晚稻、单季稻和甘薯的主要气象灾害为旱灾。通过对1995年前后福建粮食总产与4种灾害受灾面积关联分析发现,总体上看,旱灾和寒害一直是影响福建粮食生产的主要气象因子,1995年以后,旱灾和水灾的影响有所增加。     

黄淮海平原粮食均衡增产潜力及空间分异

在当前区域发展和保障粮食安全的双向压力下,为了了解粮食主产区增产潜力、区域内部差异及空间分布特征,该文以土地利用现状数据为基础,通过空间均衡增产途径分析,初步研究了黄淮海平原均衡增产潜力及其空间分布;运用空间自相关分析方法结合GIS技术,分析了黄淮海平原增产潜力空间分布模式。结果表明:黄淮海平原粮食增产潜力达到3 304.57万t,空间上表现为南部平原区高于西北部平原区;黄淮海平原粮食增产潜力的空间分布存在正的空间自相关性,空间集聚类型主要为高高集聚型和低低集聚型;在增产潜力及增产潜力空间分布模式引导下,黄淮海平原土地整治类型区划可分为中低产田改造区,包含258个区县;农用地整理区包含24个区县;农村居民点整治区,包含20个区县;土地开发区,包含7个区县。通过均衡的思想,对进一步提高粮食主产区的产量,保护国家粮食安全有重要意义,同时可为因地制宜制定区域均衡增产方向和途径提供支撑。     

中国近50年洪涝灾害灾情分析

结合中国近50年的洪涝灾害统计资料，对洪涝灾害发生发展的特点进行了分析：20世纪后50年各年代全国受涝面积和成灾面积呈上升趋势，其中洪涝灾害比较严重的年份有10年；占全国39％播种面积的多涝区受灾和成灾面积均占全国的47％，多涝区河南以及少涝区北方各省受灾和成灾面积在减少，其他各省受灾和成灾面积多呈增加趋势。分析了形成90年代几次大的洪涝灾害的自然和人为原因，在此基础上提出了防洪减灾的对策。     

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.     

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。     

湖南省水土保持与生态环境建设

多年的水土流失 ,使四水流域山丘区水旱灾害交替频繁 ,洞庭湖平原外洪内涝交织局面日愈严重。近几年来 ,水土保持生态环境建设虽取得了一定成效 ,但由于存在资金不足 ,监督执法力度不大 ,工程项目科技含量不高等问题 ,制约了湖南省水土保持生态环境建设速度。提出了建立健全资金渠道 ,科技支撑 ,监督执法、齐管共建等水土保持生态环境建设保障机制。以加大建设力度 ,实现湖南省水土保持生态环境建设近、中、远期目标     

气候变化背景下中国农业干旱时空变化特征分析

基于1951−2018年各省（自治区）农作物播种面积、干旱受灾面积、干旱成灾面积等数据,构建了干旱影响强度和干旱成灾强度特征指标,并分析近70a各省（自治区）空间尺度的农业干旱灾害的分布、发生次数、变化趋势和气候变暖背景下的阶段性变化特点。研究表明：（1）内蒙古自治区、山西省和河北省等省（自治区）的干旱受灾面积、干旱成灾面积、干旱影响强度和干旱成灾强度的多年平均值均位于前列;（2）中度及以上干旱等级发生次数最多的前10位均为北方省份（自治区）,总次数均≥25次,其中内蒙古自治区、山西省和陕西省位居农业干旱发生次数最多前三位;（3）16省（自治区）的干旱受灾面积和干旱影响强度存在减小趋势,但大部分地区即23个省（自治区）的干旱成灾面积和27个省（自治区）的干旱成灾强度存在增加趋势;（4）受气候变化影响,各省（自治区）在气候较冷的I阶段（1951−1984年）农业干旱较轻,在气候增暖明显的II阶段（1985−1997年）农业干旱大幅加重,在气候增暖趋缓的III阶段（1998−2018年）农业干旱受灾面积、成灾面积和干旱影响强度普遍减小,但其成灾强度在加重。总之,农业干旱具有明显的南轻北重特征,且北方农业干旱更加频繁,因此北方地区仍需加强防御,减轻重大干旱对农业的影响。     

衡阳市农业旱涝灾害发生规律及大灾预测

衡阳市是湖南省重要的农业生产基地,以雨养农业为主,经常遭遇干旱与洪涝威胁。本文以衡阳市为研究区域,利用近50a的旱涝灾害资料,采用统计分析方法得出衡阳农业旱涝灾害发生的历史规律为：旱灾发生频率高于涝灾发生频率;一年当中夏秋容易出现旱灾,春末夏初容易出现涝灾;北部农业旱灾发生频率大于南部;北部和湘江河谷农业涝灾发生频率大,东部山地和中部丘陵地带发生频率相对较小。利用灰色理论建立大旱、大涝年预测模型,1986—2006年模拟结果与实际基本一致,预测2012年是衡阳大旱风险年、2014年为大涝风险年。结果有利于衡阳积极应对巨灾,有助于促进衡阳农业经济的可持续发展。     

基于过程降水量的长江中下游地区单季稻洪涝灾害指标构建

基于长江中下游地区1961?2014年297个气象站的日雨量数据,耦合单季稻生育期和洪涝灾情数据,统计单季稻不同生育阶段、不同等级的洪涝灾害样本过程降水量序列,基于S-W分布拟合检验,采用t-分布区间估计法计算样本序列95%可信区间的下限值,确定指标阈值,构建各省单季稻分生育阶段洪涝灾害的等级指标,并采用预留独立水稻洪涝灾害样本进行指标验证,分析了区域1961-2010年单季稻洪涝灾害的时空分布和风险分布。结果表明：同等洪涝灾情等级时,抽穗-成熟期的洪涝灾害指标阈值最高,拔节-孕穗期次之,移栽-分蘖期最低;同一生育阶段、同等灾情等级时,5省份的洪涝灾害指标阈值从低到高依次是江苏、安徽、湖北、湖南、浙江;各省每年均有单季稻洪涝灾害发生,发生次数呈波动增减,无明显的线性趋势;随着洪涝灾害等级加大,洪涝发生的次数减少;灾害的多发区主要位于鄱阳湖和黄山地区、浙江沿海及恩施和张家界一带;移栽-分蘖期灾害风险指数普遍较高,大部分地区风险指数在0.6以上;拔节-成熟期,风险指数高值区明显缩小,主要位于浙江沿海地区,其余大部分地区处于低值区,风险指数大都低于0.3。     

气候变化对我国农业旱涝灾害的影响

最近几十年来,气候变化导致我国水资源的变化并给农业生产带来一系列影响,已经引起越来越多的关注。本文根据全国分区统计数据,分析了农业水旱灾害情况的变化,试图评述由气候变化引起的水资源变化对我国农业生产的影响。结果表明,气候变化对我国水资源变化的影响具有强烈的时空差异,导致了我国北旱南涝的情形加重;东北、西北和华北地区旱灾成灾比例显著上升,而华中地区、华东、华南和西南地区水灾比例有所上升。本文还就如何采取应对措施,减缓气候变化对农业水资源利用的影响,提出了看法和建议。     

基于农业灾情的东北粮食产量估算模型及灾损分析

利用1981-2010年东北三省农业灾情统计数据和粮食产量数据,应用多元回归方法分析粮食气候减产量与灾情的关系,并构建基于灾情数据的粮食产量估算模型;在粮食因灾减产量估算的基础上,应用灰色关联法评价干旱、洪涝、低温和风雹4种灾害在受灾率、成灾率及绝收率水平上对粮食减产量的影响。结果表明,东北三省粮食气候减产量与农业灾情统计数据存在极显著（P〈0.01）相关关系,回归模型决定系数（R2）分别为0.76（黑龙江省）、0.78（吉林省）和0.87（辽宁省）,各模型估算的粮食产量模拟值与实际值间的平均相对误差分别为-0.06%、-0.32%和-0.20%。可见在气象灾害发生时历史农业灾情统计资料对区域粮食灾损量和粮食产量具有较强的指示作用,能为以粮食作物为主的地区提供可靠的粮食产量估算和农业气象灾害评价依据。对粮食因灾减产量与灾情的灰色关联度的分析表明,在受灾水平上,干旱的关联度在三省均为最高;在成灾、绝收水平上,风雹的关联度均位列第1;低温灾害在受灾、成灾和绝收水平上的关联度都不是最高的。由此可见,造成东北三省粮食减产的主要气象灾害是以程度轻、范围广的干旱及程度重、局地性强的风雹为主,而东北地区作为气候变暖趋势最明显的地区之一,低温不再是当地首要的农业气象灾害。