西南地区水稻洪涝等级评价指标构建及风险分析

构建水稻洪涝灾害等级评价指标体系,评估水稻洪涝致灾风险,对开展水稻洪涝防灾减灾、灾害保险意义重大。以西南地区一季稻为研究对象,利用气象资料、水稻灾情史料和生育期资料,在水稻洪涝灾害反演的基础上,构建水稻洪涝灾害样本过程雨量序列。基于Kolmogorov-Smirnov(K-S)分布拟合检验,采用置信区间下限值确定阈值的方法,构建水稻洪涝等级评价指标,并采用预留独立水稻洪涝灾害样本进行检验验证。在此基础上,计算西南地区各站点洪涝致灾风险指数。结果表明:水稻洪涝灾害的过程降水强度为抽穗成熟期拔节孕穗期移栽分蘖期;构建的西南地区水稻洪涝等级指标能较好地反映水稻洪涝实际受灾程度,指标验证完全一致的吻合率为66.7%,完全一致及相差1级的吻合率为100%。水稻洪涝灾害风险移栽分蘖期拔节孕穗期抽穗成熟期,高风险区域主要位于云南南部和东北部、贵州南部、以及四川中部的成都、眉山和德阳地区。     

基于自然灾害风险理论和ArcGIS的西南地区玉米干旱风险分析

为更为科学合理地评价玉米干旱风险,该文选用西南四省市60个气象站1961-2012年逐日常规气象观测资料及玉米农业生产相关资料,基于自然灾害风险理论,从危险性、暴露性、脆弱性、防灾能力4个因子出发,建立了西南地区玉米干旱灾害风险评估模型,并用Arc GIS对西南地区玉米进行干旱风险区划与分析。结果表明:1)西南地区玉米春旱主要发生在Ⅰ区大部、Ⅱ区、Ⅲ区,夏旱主要发生在Ⅰ区北部、Ⅲ区和Ⅳ区大部、Ⅴ区、Ⅵ区,全生育期干旱高危险区和次高危险区主要位于Ⅰ区和Ⅱ区部分、Ⅲ区;2)高暴露区和次高暴露区集中在Ⅱ区和Ⅲ区,高脆弱区和次高脆弱区主要位于Ⅱ区东部、Ⅳ区和Ⅴ区部分,次低抗灾能力区和低抗灾能力区主要位于Ⅱ区和Ⅳ区部分;3)西南地区玉米高风险区和次高风险区主要位于Ⅲ区,Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅳ区和Ⅴ区局部;中度风险区,主要集中在Ⅴ区和Ⅵ区,其他分区都有不同范围分布;次低风险区和低风险区主要位于Ⅰ区中部、Ⅱ区西南部、Ⅳ区南部和东部。该研究成果将为西南玉米生产风险管理及可持续发展提供一定理论依据。     

基于GIS和FloodArea水动力模型的重庆市山洪灾害风险区划

[目的]开展重庆市山洪灾害风险评估与区划,为该地区山洪防灾减灾提供相应参考。[方法]依据自然灾害风险评估理论,从致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体暴露性、防灾减灾能力4个方面选取指标,构建重庆市山洪灾害风险评估模型。结合相关气象、生态和社会经济数据,运用GIS空间数据分析完成重庆市山洪灾害风险区划。[结果]重庆市山洪灾害致灾因子危险性在合川和江津大部地区为高风险区,孕灾环境高脆弱区主要位于长江、嘉陵江沿江河谷地带,承灾体暴露性在重庆市主城区、南川、武隆、涪陵、城口为高暴露区,重庆东北部和东南部大部地区为低防灾减灾能力区。[结论]总体评估而言,重庆市山洪灾害风险的高风险区主要位于重庆东北部的巫溪、东南部的酉阳和彭水、西南部的江津和西北部的合川。     

基于CMIP6模式的西南地区旱灾风险未来预估

预估西南地区在全球气候变暖背景下未来的干旱变化趋势,可为西南各区域研究旱灾变化并防范未来旱灾风险提供有效参考。通过评估30个CMIP6模式对西南地区的模拟性能,挑选并计算出由10个模式组成的多模式集合平均数据,基于标准化降水蒸散指数SPEI、地形、人口、GDP和土壤含水量等指标,利用AHP-熵权组合权重法和ArcGIS的空间分析功能来构建包含致灾因子危险性和承灾体易损性的旱灾风险评估模型,对西南地区SSP126,SSP245,SSP585三种组合情景下的2021—2040年近期和2041—2060年远期的旱灾风险进行了预估。结果表明：(1)高风险区主要分布在贵州南部、云南东部以及重庆的沙坪坝、四川的温江、越西等零星地区;(2)低风险区主要分布在四川东部和相邻的重庆西部等地区,大致呈南北递减的变化趋势;(3)从近期到远期,未来3种情景组合都表现出次高和高风险区范围增大,次低和低风险区范围减少的形势。综上,全球气候变暖背景下,西南地区未来的旱灾风险整体将有加大加重的趋势,尤其是低纬度地区未来的风险性将明显加重。     

ENSO影响下陕甘宁蒙接壤区暴雨灾害风险评价

选取致灾因子危险性、承载体易损性、区域防灾抗灾能力三个因子,从宏观、中观、微观三个尺度对ENSO影响下陕甘宁蒙接壤区暴雨灾害的风险性进行了评价。研究表明:（1）研究区暴雨灾害在宏观、中观、微观尺度上都表现出与拉尼娜事件有很强的相关性;（2）暴雨灾害的致灾因子危险性、承灾体易损性、防灾抗灾能力在空间分布上有很强的区域差异性,暴雨灾害的致灾因子危险性与降水的分布特征表现出了一致性,呈明显的自东南向西北逐渐降低的带状分布特征;承灾体易损性最高的区域主要在腾格里沙漠的景泰、阿拉善左旗和甘肃民勤地区;防灾抗灾能力最高的区域主要在陕西的长武、延安、吴旗,甘肃的平凉;（3）受降水特点及地形因素的影响,暴雨灾害风险最高的区域主要在毛乌素沙地的榆林、横山、绥德,黄土丘陵沟壑区的西峰、平凉、长武等地区。     

黑龙江省暴雨洪涝灾害风险区划

以黑龙江省81个气象台站1961-2008年的逐日降水数据、社会经济资料、地理信息数据以及灾情数据为基础,运用GIS技术,对黑龙江省暴雨洪涝灾害的致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性等评价因子进行综合分析,采用加权综合分析法以及GIS中自然断点分级法,构建了暴雨洪涝灾害风险评估模型,将黑龙江省划分为高、次高、中等、次低和低5个等级风险区.结果表明,黑龙江省暴雨洪涝灾害风险呈“东西高-南北低”的分布,松嫩平原大部、三江平原北部和南部地区处于高-次高风险区,哈尔滨西北部、大庆东南部、绥化北部和西部以及鹤岗中部地区,属于高风险区;而大兴安岭地区和东南半山区处于低-次低风险区,发生暴雨洪涝灾害的几率较低.灾情验证结果表明,实际灾情的高值-次高值分布与风险区划结果基本符合,风险区划模型具有较高的实际应用价值和研究意义.     

海南冬季主要瓜菜寒害风险区划

基于自然灾害风险分析原理,利用海南岛18个市县历年逐日气象要素、瓜菜产量、面积、寒害灾情和DEM等资料,构建基于瓜菜生物学特性的寒害致灾等级指标,综合寒害致灾危险性、孕灾敏感性、承灾体易损性和防灾能力,评估海南岛冬季瓜菜寒害风险。结果表明:西瓜冬季寒害危险性从中部向东西减小,豇豆和丝瓜冬季寒害危险性从南向北加重,辣椒冬季寒害危险性从东南向西北增加,瓜菜不同等级寒害风险概率分布形式差异明显;瓜菜冬季寒害孕灾环境敏感性从中部五指山地区向周围低海拔区降低;瓜菜冬季寒害灾损风险和防灾能力在区域上存在明显差异。瓜菜冬季寒害综合风险分布形式总体一致,中部和北部高、南部和东西部沿海低。这种寒害风险分布主要受海南冷空气活动和地形因素作用,与实际寒害发生规律一致。     

海南岛农业台风灾害风险评估与可持续发展对策

海南岛是中国台风频发地区之一，开展海南岛农业台风灾害风险评估研究，可为海南岛优化农业种植布局和加强农业防灾减灾提供技术支撑。该研究基于自然灾害系统理论和方法，结合海南岛气象、自然地理与社会经济等要素，综合考虑致灾因子危险性、孕灾环境暴露性、承灾体脆弱性，研究构建了海南岛农业台风灾害风险评估方法与指标体系，并基于2001－2020年历年海南岛台风发生数据进行了海南岛农业台风灾害风险评估，在此基础上提出了农业台风灾害防灾减灾与可持续发展对策。结果表明，海南岛农业台风灾害风险指数处于0.40～0.80之间，平均0.61，整体上呈现出北部及沿海地区的灾害风险高于中部山区的趋势；致灾因子危险性、孕灾环境暴露性在全岛北部和沿海地区指数较高，承灾体脆弱性在琼海、陵水和三亚等市县指数较高。同时提出了3种农业台风防灾减灾与可持续发展对策，包括调整农业种植布局、提升风险监测预警能力和加强农业政策保险投入等。海南岛各市县农业台风灾害风险的差异以及相应的对策，可支撑相关部门为不同灾害风险程度区域建立防灾方法提供指导依据。     

近30年粤东地区台风灾害风险评估与分析

根据粤东地区各县(区)的1989—2017年台风资料,以自然灾害系统理论为指导,利用GIS技术方法对粤东地区台风灾害危险性、承灾体的脆弱性、减灾防灾能力进行了初步评估,并在此基础上建立了台风灾害综合风险评估体系,获得粤东地区各县(区)台风灾害风险分布。结果表明:(1)粤东西南地区是台风灾害发生的高频区,也是危险性高值区,这一地区应提高台风警预性;(2)承灾体脆弱性高值区集中分布在榕城、潮阳、金平、龙湖、澄海、南澳,这些地区应该优化土地利用结构调整、提高人口素质和台风灾害的防御能力,从而降低承灾体的脆弱性;(3)陆河的防灾减灾能力最低,该县应加大对医疗卫生投入和提高事业保障能力。根据评估结果,台风灾害风险高值区主要在陆河、陆丰、惠来、南澳,这些地区应成为防御台风灾害的重点区。     

海南岛冬种瓜菜暴雨洪涝灾害风险评估与区划

基于农业气象灾害系统构成体系和灾害风险理论,依据海南岛18个气象台站1961-2012年9-11月逐日降水数据、地理信息数据、耕地面积和冬种瓜菜种植面积资料,借助GIS技术,采用加权法和自然断点法对海南岛冬种瓜菜暴雨洪涝灾害致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性进行指标构建和风险分析,在此基础上构建冬种瓜菜暴雨洪涝灾害综合风险指数,并将该指数应用于海南岛冬种瓜菜暴雨洪涝灾害的风险区划。结果表明,海南岛东部和东北部地区为冬种瓜菜暴雨洪涝灾害高和次高危险区,其中万宁市大部、琼海市和屯昌县南部、陵水县中部风险最高;西部为次低和低风险区;其余地区为中等风险区。灾情验证结果表明,实际灾情的空间分布与风险区划结果基本吻合。研究结果可为海南冬种瓜菜生产布局、避减灾害风险提供依据。     

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。     

四川稻作区优质稻生产气候生态条件适宜性评价及空间分布

开展特定区域适宜优质稻区域化种植的气候生态条件评价及空间分布格局的研究,可为我国不同稻作区稻米品质生态改良及宏观决策提供重要的理论依据。通过四川、云南、贵州、重庆多地不同生态区田间试验、气象资料的统计分析建立齐穗期与经度、纬度及海拔间的回归模型,以四川省稻作区为分析样区,利用地理信息系统(GIS)空间差值等方法,对四川省稻作区优质稻生产的气候生态条件适宜性及其空间分布格局进行研究。结果表明,四川省各稻作区优质稻生产均存在显著的区域特色,通过对影响不同生态区优质稻生产诸环境及气候生态因子的相对重要程度关系进行回归分析,明确了齐穗期与经度、纬度及海拔间的回归模型;并在研究区域范围内筛选了对优质稻生长发育及米质形成影响较大、且分布差异显著的气象因子:齐穗后灌浆结实期间30 d范围内的日均气温、日照百分率、天文辐射、水汽压等作为优质稻气候生态区划的评价指标,并构建了四川省稻作区优质水稻生态适宜性综合评价指标体系。以此为基础,进行了四川省稻作区优质稻生产的气候生态条件适宜性分级评价及其空间分布格局分析。结果表明:四川省稻作区适宜种植优质稻的区域主要分布在盆周边缘稻区的西北部、盆西平原稻区的西部及北部、川西南山地稻区除西部以外的大部分地区,盆周边缘稻区的西南部、东北部也有零星分布;较适宜种植优质稻的区域主要分布在盆周边缘稻区的北部、西南部,盆西平原稻区的东部、南部,盆中浅丘稻区的西北部、东北部,及川西南山地稻区的西部;除上述区域外皆不适宜种植优质稻。本研究可为科学规划四川省优化优质稻生产布局和结构,促进四川省优质稻高产、优质、高效发展提供科学依据。     

西南区域单季稻生长季干湿演变及影响因素分析

结合作物生产开展区域干湿演变及其影响因素研究,对农业可持续发展和粮食安全具有重要的科学意义。本文基于西南水稻种植区316个气象站点1961—2015年的观测资料,利用降水量与参考作物蒸散量(ET_0)的比值计算湿润指数,分析近55年西南区域单季稻生长季干湿演变特征;探讨ET_0对主要气候要素的敏感性及主要气候要素对ET_0的贡献率,对西南区域单季稻生长季干湿演变的影响因素展开研究。结果表明:西南区域单季稻生长季的半湿润区主要分布在四川攀西地区南部、云南中部和东北部,其余地区属湿润区。与1961—1990年相比,1991—2015年研究区域内的半湿润区面积增加、湿润区面积减小。近55年来,单季稻生长季内西南区域有40.8%的站点气候变湿,其余地区气候变干。四川盆地东北部、云南东北部由于降水量的增加和ET_0的减少,气候变湿;四川攀西地区由于降水量增加对湿润指数的正效应大于ET_0增加对湿润指数的负效应,气候变湿;重庆南部、贵州北部和西部由于降水量减少对湿润指数的负效应小于ET_0减少对湿润指数的正效应,气候变湿;云南大部由于降水量的减少和ET_0的增加,气候变干;西南其他区域由于降水量减少对湿润指数的负效应大于ET_0减少对湿润指数的正效应,气候变干。西南区域单季稻生长季ET_0随平均气温和相对湿度的增加而减小,而随日照时数和风速的增加而增加,日照时数和风速的显著下降是ET_0减小的主要原因。研究为气候变化背景下降低西南区域单季稻生长季可能的气候风险提供了科学依据。     

西南区域水稻关键生育期界限温度起始期的预测研究

保证作物安全生产是种植制度的根本要求,也是作物稳产、高产的基础。本文基于西南水稻种植区317个气象台站1961-2015年的日平均气温和最高气温资料,分析了近55年来该区域不同保证率下水稻安全播种期、水稻开花期高温热害和低温冷害的最早发生期,并建立了西南区域水稻各关键生育期界限温度起始期预测模型。预测结果表明：80%~95%保证率下,云南南部的水稻育秧安全播种期最早,平均在2月20日左右;云南北部、四川攀西南部和盆地中部、重庆大部和贵州部分地区在3月10日-4月10日;而其余大部地区在4月10日-5月20日。80%~95%保证率下中稻开花期高温热害主要发生在四川盆地、重庆、贵州北部和东南部,大部地区最早出现在7月15日-8月20日。80%~95%保证率下再生稻或晚稻开花期低温冷害最早出现在云南和贵州大部、四川攀西地区,平均在6月20日-7月15日;四川盆地西部、贵州东北部平均为8月1-20日;其余大部地区在8月20日-9月20日。基于纬度、经度和海拔高度建立的西南区域水稻各关键生育期界限温度起始期预测模型,简单实用,可为西南水稻安全生产、防灾减灾等提供理论依据。     

川滇地区主汛期暴雨洪水灾害风险评价

[目的]对川滇地区主汛期暴雨洪水灾害风险等级分布及特征进行研究,以期为区域暴雨洪水灾害的防御提供理论参考。[方法]采用反距离加权空间插值(IDW),自然灾害风险指数等方法。[结果]暴雨洪水灾害的高、较高风险区主要集中在川东盆地和云南省南部边缘地区;中度风险区主要分布在川西南山地和云南省的大部分地区;较低灾害风险区零星分布在滇东高原、滇西北地区和川西高原东北部等地;低风险区主要位于川西高原地区。[结论]大气环流、降水量、地形地貌、河网水系是影响川滇地区主汛期暴雨洪水灾害的主要因素,人类活动对区域下垫面性质的改变,是加剧暴雨洪水灾害的触动因素。     

基于GIS的武陵山区洪水灾害风险评估

武陵山区是我国14个集中连片特困区之一,跨省交界面大、少数民族聚居多、贫困人口分布广,该区域内洪水灾害频发,使得"因灾致贫、因灾返贫"现象较为突出,对区域经济发展造成较大的阻力。本文基于灾害系统学原理,构建了适合区域成灾特点的风险评估指标体系,采用风险评估模型,对武陵山区洪水灾害风险进行评估。研究结果表明：尽管区域洪灾易发,但承灾体脆弱性较低,致使武陵山区洪水灾害风险等级全区总体水平较低,高风险区呈东北-西南向条带状分布,从东南向西北,依次有：东南部的涟源市、冷水江市、新化县、隆回县、邵阳县、洞口县、武冈市高风险区;中部的石门-慈利-沅陵-芦溪-辰溪-溆浦-麻阳-芷江一线高风险区,西北部的丰都-石柱西北部高风险区。     

四川省水稻综合气象灾害风险区划

本文利用1981—2012年四川省82县的水稻单产资料,采用HP滤波法,进行水稻气象产量分离,分歉收年和成灾年两个年型,研究四川省水稻单产平均减产率、减产率变异系数和不同等级减产率风险概率的空间分布特征,并基于成灾年风险区划指标,开展四川省水稻综合气象灾害风险区划。结果表明:HP滤波法可用于四川省水稻气象产量分离,四川省水稻气象产量具有显著的准4 a、7 a周期振荡特征。平均减产率从西南向东北方向呈现"高–低–高"分布特征,80%以上县歉收年平均减产率介于2%～7%,成灾年平均减产率介于6%～15%。各县歉收年减产率变异系数介于0.6～2.2,成灾年减产率变异系数介于0～1.2;减产率变异系数相对高值区位于西南山地西部、盆地南部和盆地北部山地。各级减产率风险概率大值区主要集中于广元和巴中地区,还包括盐亭、古蔺、盐源、越西等县。四川省水稻综合气象灾害高风险区主要分布于盆地北部、盆地南部和西南山地西部等山区,中等风险区主要分布于盆地丘陵区及盆周低山区,低风险区主要分布于盆地平原、浅丘区和凉山州中东部。风险区划结果与四川省气象灾害分布和水稻农业气象灾害分布的研究成果相吻合,可为四川省水稻防灾减灾提供科学依据和重要参考。     

基于热害累计指数的四川单季稻高温热害综合风险评价

高温热害是四川主要农业气象灾害之一,研究高温热害对水稻的风险区划,对保障水稻产量及农业可持续发展有重要意义。本文利用四川单季稻种植区1986-2015年气象观测资料、农业气象观测资料、社会统计资料以及基础地理信息资料,以单季稻生育敏感期（抽穗扬花期和灌浆结实期）为研究时段,选取热害累积指数、地形、产量变异度、农村经济等因子,分别构建了危险性、脆弱性、暴露性和防灾减灾能力4个风险因子,利用灰色关联度方法构建了四川单季稻高温热害"四因子"风险评价模型并对种植区进行风险区划。结果显示,高风险区主要分布在盆东平行岭谷区、盆中浅丘区、盆周边缘山地区的西部,以及盆南丘陵区的南部,该类型区域地势平缓,高温热害频繁。中等风险区主要集中在盆西平丘区和川西南中山山地区,该类型区域灌溉条件优越,社会经济水平发达,应对高温热害风险水平较高。低风险区主要集中在川西南中山宽谷区以及盆周边缘山地区,该类型区域地形较复杂,水稻种植较少,受高温热害影响偏小。四川盆地单季稻高温热害风险存在显著地区差异,应根据各自区域的风险特征选用适合的品种和方式提高防灾减灾能力。     

基于GIS与AHP集成的黄土高原洪水灾害风险评估

为识别黄土高原洪水灾害高风险地区及其分布特征,基于地形、NDVI、降雨以及社会经济数据,集成GIS与层次分析法(AHP)等方法,在绘制洪水灾害危险图和易损图的基础上,综合评估了黄土高原不同地区的洪水灾害风险。结果表明：(1)黄土高原整体风险程度为中等。中风险性地区所占面积比例最高,约为29.2%;较高和高风险性地区所占比例为19.9%,5.7%,低和较低风险性地区所占比例为17.5%,27.7%。(2)洪水灾害危险性、易损性、风险性等级均呈现出由东南部向西北部递减的变化特征。洪水灾害风险程度为高和较高的地区主要集中在西安市、咸阳市、郑州市及榆林市等地区。(3)气候特点、NDVI及社会经济发展等是决定黄土高原洪水灾害风险程度的关键因素,在防灾减灾规划设计中需重点关注。综上,洪水灾害高风险区主要集中在黄土高原中部、南部等地区,与历史洪水灾害结果大致相符。