1986-2015年华北平原农业气象灾害的变化特征

根据华北平原1986-2015年的受灾、成灾和绝收面积等统计数据,分析了河北省、河南省和山东省农业气象灾害损失率以及灾害波动性、灾害等级的变化特征。总体上看,近30年河北省、河南省和山东省的农业气象灾害呈下降趋势,平均总损失率分别为7.5%~16.4%、5.6%~12.3%、6.2%~13.9%。各省灾害损失率由大到小分别为：河北省干旱>风雹>洪涝>低温,河南省和山东省干旱>洪涝>风雹>低温。干旱仍是华北平原最严重的灾害,但各省的干旱灾害呈下降趋势,河北干旱最严重,占总损失率的64.2%。河南和山东的洪涝呈先增后减的趋势,河北呈下降趋势。河北和山东的风雹呈下降趋势,河南呈先增后减的趋势。河南和山东的低温呈先增后减的趋势,河北呈增加趋势;河南最严重,占5.2%。各省洪涝、低温偶发性强,其中河南的洪涝波动性最大,山东的低温波动性最大;各省干旱、风雹为常态灾害,其中河北的干旱、风雹波动性最小。四类灾害等级划分结果表明干旱和风雹为常态性灾害,年际波动小,对农业生产的影响较大;而洪涝和低温的影响相比较小,但偶发性强,致灾强度大。     

陕西省主要农业气象灾害分析及其对粮食产量的影响

根据1978—2011年陕西省自然灾害历史数据以及粮食单产资料,利用Mann-Kendall检验、Morlet小波分析等方法,对陕西干旱、洪涝、风雹、霜冻这几类主要农业气象灾害的受灾率进行了分析,在此基础之上采用灰色关联分析方法,将这四类主要农业气象灾害的受灾面积和粮食单产的关联度进行动态分析。结果表明:陕西干旱、洪涝、风雹、霜冻这四类灾害的关联度分别为0.7806、0.767、0.7731、0.7355;从受灾率的变化趋势来看,陕西旱灾受灾率在20世纪80年代变化幅度不大,从90年代初到2002年左右呈上升趋势,2002年之后呈下降趋势,霜冻受灾呈上升趋势,风雹略呈上升趋势,洪涝略呈下降趋势。M-K突变检验的结果表明,干旱受灾率的突变点为1984年和2011年,霜冻受灾率的突变点则出现在2003年,而陕西洪涝和风雹突变不明显。小波分析的结果表明,干旱受灾率存在着显著的准2~3 a和准2~4 a尺度周期,且这些周期的强度均随着时间变化;洪涝受灾率存在着显著的准3 a、准2~4 a和准2~6 a尺度周期;霜冻存在着显著的准2~4 a和准4~8 a尺度周期;风雹存在着显著的准2~3 a、准3 a、准3~4 a和准2~6 a尺度周期。     

近60年我国旱涝灾情时空特征分析

基于对1950—2010年我国旱涝灾害受灾面积和成灾面积的统计数据,分析了我国旱涝灾害的时间变化趋势和空间分布特征。结果表明:20世纪50年代以来,我国旱涝灾害受灾和成灾面积变化呈增加趋势,尤其是20世纪90年代后,旱涝灾害受灾面积和成灾面积显著增多,是历年灾害受灾面积平均值的1.4倍。就空间分布而言,旱涝受灾面积和成灾面积在各区域影响程度不同:华东区、东北区和华中区旱涝并重,华北区和西北区主要以干旱为主,西南区主要以洪涝为主,其中受干旱影响最严重的是华北区,占全国受灾面积的11.09%;洪涝最严重的是华东区,所占比例为7.19%。     

基于介电频谱特征参数的红壤干旱指标评价研究

为获取红壤含水量对电磁波介电频谱的响应特征，探讨介电频谱特征参数作为红壤干旱评价指标的可行性，以红壤为研究对象，开展不同体积含水量红壤的频域介电谱（FDS）试验，提取介电谱特征曲线积分值，分析介电频谱特征参数与体积含水量的相关性，结合国家《农业干旱等级》标准提出基于介电频谱特征参数的红壤干旱评价指标。结果表明：红壤介电常数实部和虚部均随着介电频谱频率的增大而逐渐减小，两者与体积含水量均呈正相关关系；介电损耗因数随频率变化具有波动性，且体积含水量越小波动性越强，总体呈现出先减小后增大的趋势；通过最小二乘法拟合得到介电频谱特征参数与体积含水量的量化关系，采用细菌觅食算法确定最优的模型系数，拟合精度均大于0.95；基于介电谱特征参数建立红壤干旱指标评价模型，预测值与标准值之间的误差均为±1%左右。该模型能有效地评价红壤干旱程度，可为红壤区域性农业干旱调查、评估及预警提供参考指标。     

基于相空间重构与RBF神经网络的干旱预测模型

通过引入混沌和相空间重构理论,将一维时间序列重构为多维序列,并与径向基函数神经网络模型相结合,建立了基于条件植被温度指数(VTCI)的干旱预测模型,并对其进行了验证.结果表明:干旱预测结果与实际干旱监测结果中的VTCI最大值、最小值、平均值及标准差十分接近,所有样本点的预测值的相对误差的绝对值均低于9%.经过a=0.0...     

基于EMD的我国受旱面积波动的多时间尺度的分析

我国是一个干旱及旱灾频繁发生的国家,近年来干旱已成为影响我国社会经济可持续发展的重要制约因素。文中应用经验模态分解(EMD)方法分析了1950-2006年全国干旱灾害受灾面积波动情况。结果表明:(1)干旱灾害受灾面积存在准3年、准8.5年、准14年左右特征时间尺度的周期性波动;(2)各时间尺度的周期性振荡的贡献率中以准3年时间尺度的受灾面积振荡的贡献最大,说明干旱灾害受灾面积波动以准3年时间尺度为主;(3)从各时间尺度的振荡来看,大致分三个阶段,80年代中期以前,干旱灾害受灾面积的波动频率较慢,周期长,振幅大;80年代中期以后,波动频率变快,周期缩短,振幅减小;而90年代中期之后,振幅又有所增加。从各时间尺度振荡的趋势看,干旱灾害受灾面积仍处在增加阶段;而且近年来干旱灾害受灾面积振荡的幅度增大,说明干旱灾害强度加剧,频度增加。因此,应认识和了解旱灾发生和发展规律,并进行有效的防治,尽可能减小旱灾对社会经济发展造成的损失。     

黑河中游近49年降水序列变化规律及干旱预测——以张掖市为例

黑河位于西北内陆地区,所处地带属于典型的温带大陆性干旱气候。干旱是对该地区农业发展危害最大的主要灾害。因此,对该地区降水序列的研究以及对干旱的预测尤显重要。本文以张掖市为例,采用高台、民乐、山丹、肃南、临泽和甘州6个观测站的1956-2004年49年的月降水量观测值,分析该地区降水的空间分布特点和时间序列的变化规律,并选择1968-1997年30年的月降水量观测值,运用灰色系统的灾变预测方法,建立各县区的灾变预测模型GM(1.1),对该地区未来一定时期内干旱发生的时间进行预测,经检验预测模型精度较高,检验结果基本与实际相符。因此,研究结果可对广大旱区抗旱减灾,促进农业生产提供科学指导。     

新乡市近60年降水序列变化规律及干旱预测

新乡市属严重缺水地域,近年来干旱的加剧使水资源短缺问题更加突出,严重制约了区域社会经济的发展。因此,对该地区进行降水序列的分析以及干旱的预测显得尤为重要。利用新乡市1953-2010年的年降水量资料,采用一元线性回归法和Mann-Kendall法分析新乡市降水的时间变化规律,结果表明：该地区近60年来年降水量呈减少的趋势,干旱发生频率有增加的趋势。以1953-2000年的年降水量资料为建模数据,2001-2010年的年降水量资料为检验数据,运用灰色系统的灰色预测方法,建立新乡市的灰色预测GM（1,1）模型,对该地区未来一定时期内干旱发生的时间进行预测,经检验该预测模型精度高,检验结果与实际相符,故可用该模型对新乡市未来的干旱年进行预测。预测结果显示,新乡市将在2012-2013、2020-2021、2028-2029年期间发生干旱。     

灰色拓扑方法及病虫预测实践

灰色系统是由华东工学院邓聚龙教授1982年创立的。它对部分信息明确、部分信息不明确的系统的研究提供了新的基本理论和研究方法。农业病虫测报获得的仅是农田生态系统中全部病虫信息的很少一部份,有许多信息不明确,故研究农业病虫系统可以采用灰色系统的理论和预测方法。概率论是基于数据的统计规律来处理随机量。而灰色系统则是通过数据到数据的映射,时间序列到时间序列的映射来处理随机量和发生规律。含灰色元素的数学模型所描述的系统     

基于EEMD的华北平原1901-2015年旱涝灾害分析

采用一种适用于非线性、非平稳序列的信号提取方法 -EEMD,基于1901-2015华北平原的266个格点的标准化降水蒸散指数,确定了旱涝灾害等级序列,分析了旱涝灾害演变的周期规律及旱涝等级频率的空间分布。结果表明:1)SPEI-12表征的旱涝灾害等级序列在1940年出现了突变,干旱灾害集中在1940年之前,洪涝灾害集中在1940年之后,年际尺度上存在平均周期为4年和8年的波动周期,年代际尺度上存在着13年、29年、46年的平均波动周期。2)极端干旱和极端洪涝分别发生556次和655次,分别占旱涝发生总次数的1. 76%和2. 08%,但总体干旱频率(19. 46%)明显高于洪涝频率(16. 43%),气候整体偏干。3) SPEI-3表征的旱涝灾害等级序列经EEMD分解后,春季1994年以后洪涝灾害等级逐渐增高。夏季旱涝灾害等级处在4以下且在1982年后干旱灾害开始加重。秋季1993年以后由干旱灾害转为洪涝灾害。冬季干旱灾害有逐年加强趋势。4)不同旱涝灾害等级的频率季节差异显著,旱涝灾害主要发生在夏季。空间上,干旱灾害主要分布在河南西部和北部、山东西部和南部、河北北部。洪涝灾害主要集中在河南北部和中部,山东西部和南部、河北西北部以及北京、天津市。本研究能为该区农业健康发展提供参考。