东北三省春玉米旱灾动态风险评估

干旱演变趋势的不确定性决定了旱灾风险的动态变化特征,如何采用有效的方法探究风险随时间的变化是评估旱灾动态风险的关键。由于干旱发生发展缓慢,长时间尺度数值预报产品精度较低,用于干旱预报有一定的局限性。本研究选用天气发生器随机生成未来逐日气象数据的大量样本预测干旱演变趋势,驱动作物模型评估不同趋势下作物产量因旱损失及动态风险。选取东北三省为研究区,在2012—2017年田间试验数据的基础上,率定及验证APSIM作物模型,利用BCC/RCG-WG天气发生器随机生成未来气象数据,驱动APSIM作物模型模拟春玉米产量因旱损失,计算期望产量因旱损失率,以典型干旱年2000年为例,实时动态评估东北三省春玉米生育期内（5月1日—9月18日）旱灾动态风险。结果表明：（1）APSIM作物模型模拟春玉米播种到开花日数、生育期日数以及产量与试验观测结果决定系数R²均大于0.5,标准均方根误差NRMSE均在10%以下,表明APSIM模型在东北三省模拟春玉米生长效果较好;BCC/RCG-WG天气发生器生成100个气象要素样本与1961—2020年各气象数据年均值R²均在...     

辽西北地区玉米干旱的识别方法北大核心CSCD

以辽宁省西北地区为例,以玉米为研究对象,通过利用MOD09A1数据计算研究区玉米各生育阶段的农田浅层土壤湿度指数（cropland soil moisture index,CSMI）,分析各生育阶段CSMI与相应实测0～50 cm平均土壤湿度的相关性,二者相关系数绝对值均大于等于0.5,且达到0.01的置信水平,表明农田浅层土壤湿度指数（CSMI）能够很好地表达辽西北地区玉米不同生育阶段土壤水分状况。以2009年严重夏旱为例,计算研究区玉米6月下旬至8月中旬的CSMI,利用自然断点分级法将两个生长阶段的指数划分为4个干旱等级,即轻旱、中旱、重旱和特旱,并借助GIS技术绘制干旱等级图。结果表明该研究方法在实现研究区玉米干旱的识别上是可行的,可为农业干旱灾害风险评价与管理提供技术支撑。     

天水干旱气候对蜜桃生产影响的评估

利用统计学方法提取了干旱灾害的主要影响因子,进行了天水干旱气候对蜜桃生产影响评估。分析得出:影响天水蜜桃正常生长的主要干旱灾害以早春蜜桃萌芽~芽开放期干旱、花期干旱和蜜桃上年10月中旬高温干旱灾害最为明显;各干旱时段灾害强度发生频率以3月上中旬桃树萌芽~芽开放期轻旱和花期轻旱最多,发生频率分别为23%和31%,对蜜桃产量的影响以开花期大气干旱影响最大,贡献率为40%。影响天水蜜桃生产的干旱灾害综合评估表明,除轻旱、重旱评估准确率略低为83%和80%外,无旱和有旱评估准确率达94%以上,中旱、特重旱评估准确率均达100%,灾害评估效果比较理想。     

辽西北地区玉米干旱的识别方法

以辽宁省西北地区为例,以玉米为研究对象,通过利用MOD09A1数据计算研究区玉米各生育阶段的农田浅层土壤湿度指数(cropland soil moisture index,CSMI),分析各生育阶段CSMI与相应实测0~50 cm平均土壤湿度的相关性,二者相关系数绝对值均大于等于0.5,且达到0.01的置信水平,表明农田浅层土壤湿度指数(CSMI)能够很好地表达辽西北地区玉米不同生育阶段土壤水分状况。以2009年严重夏旱为例,计算研究区玉米6月下旬至8月中旬的CSMI,利用自然断点分级法将两个生长阶段的指数划分为4个干旱等级,即轻旱、中旱、重旱和特旱,并借助GIS技术绘制干旱等级图。结果表明该研究方法在实现研究区玉米干旱的识别上是可行的,可为农业干旱灾害风险评价与管理提供技术支撑。     

农业干旱风险评估研究综述

对农业干旱风险致险性、脆弱性及损失模型等方面进行了深入系统的回顾与评述,阐述了农业干旱风险研究的前沿领域和学术问题,展望了农业干旱风险未来的发展趋势:农业干旱致险性评估的关键是构建合适的干旱指标,目前干旱评估指标很多,大致可分为水分变异程度指标、干旱发展过程指标和干旱空间差异指标三类,但多数指标对农业干旱成灾过程反映不足,在评估方法上对农业干旱灾害机理认识不深入,成为了农业致险性评估的瓶颈;农业干旱脆弱性通常决定着农业干旱风险的高低,其中,灌溉能力、技术、资金等是影响农业脆弱性高低的重要因子,而定量刻画农业干旱脆弱性对政策、技术、保险等人文因素的响应是当前研究的薄弱环节;农业干旱风险损失评估模型较多,但由于受区域、人为等因素影响,多数模型普适性较差。因此,未来农业干旱风险评估需要深入认识农业干旱影响的机理和过程,突出研究农业干旱脆弱性对人文因素变化的响应,并通过区间合作来进一步改进风险损失模型。     

辽宁省粮食生产中旱灾发生特征分析

利用辽宁省1949～2007年的干旱灾害和粮食生产统计资料,分析了干旱灾害的基本特征及其对辽宁粮食生产的影响.结果表明:(1)1949～2007年辽宁省干旱灾害在时间上呈波动性加重发展,21世纪前期最高,20世纪70年代前期和80年代后期其次;(2)辽宁因旱灾粮食减产量从1981年开始显著增加;(3)干旱灾害强度指数的...     

基于主成分分析和层次分析法相结合的陕西省农业干旱风险评估

农业干旱灾害发生机理复杂,评价指标众多,为确定合理的干旱风险评价指标,以陕西省为研究对象,提出基于主成分分析和层次分析法(AHP)相结合的农业干旱风险评价指标体系和评估方法。运用主成分分析,结合陕西省干旱成因及特点,基于风险四要素(危险性、暴露性、脆弱性和抗旱能力)筛选并构建了农业干旱风险评价指标体系,采用AHP评估了陕西省农业干旱风险。结果表明,在考虑地区抗旱能力情况下,陕西省农业干旱风险从北向南,从东向西均呈现出递减趋势,北部榆林地区和东部渭南、商洛地区,农业干旱风险较高。通过主成分分析和AHP相结合的评价体系,可以合理选取评价指标,缩减指标个数;准确评估干旱风险,指出风险要素来源,为抗旱部门有效识别致灾因子,提出相应的抗旱减灾方法。     

基于ORYZA2000模型的华北地区旱稻干旱风险评估

针对华北地区旱稻产量年际不稳定的问题,利用作物生长模拟技术与数理统计相结合的方法,对华北地区气候背景下旱稻生长季内干旱风险进行了定量评估。以模型模拟的雨养条件下实际蒸散量相对于潜在条件下的蒸散量(即需水量)的亏缺率(即水分亏缺指数),以雨养条件下产量相对于潜在产量的损失率(即灾损指数)作为产量灾损强度评价指标,从受旱程度以及产量损失两个角度构建干旱风险评估模型,进行干旱风险评估。结果表明,华北地区旱稻全生育期水分亏缺指数在0.35~0.45之间,其中出苗~穗分化阶段指数值在各生育阶段中最高。干旱灾损指数变化在0.24~0.50之间,其中河北的西北部、山东北部及河南的南部较高。就干旱强度风险及灾损风险而言,空间分布趋势基本一致,风险指数低的地区主要分布在河北北部、山东南部等地区,河北中南部、河南大部等地风险指数较高;就综合风险指数而言,高值区主要分布在河南的西部和南部、山东北部以及河北中部的部分地区,低值区主要分布在北京、天津、河北北部、山东大部以及河南北部的大部分地区。总体上看,华北大部地区旱稻干旱综合风险较低,但在农业生产实际中仍不能忽视高风险区的干旱应对及防御。     

干旱气候对陇东南主要农作物产量影响的评估

以天水市境内7个气象站1961～2005年(代表站1936～2005年)的逐月、逐年降水资料及干旱灾害发生的次数、造成粮食减产等数据为基本资料,运用数理统计方法分析干旱灾害的时间分布特征及造成的损失程度.得出1961～2005年干旱发生的频率呈上升趋势,一年之内干旱发生的频率以伏旱最高,春旱最低.提出了干旱灾害对主要粮食作物产量的影响系数,建立了定量评估模式,并对粮食作物的种植风险程度进行了评述.     

广西大石山区农业干旱灾害综合风险管理战略

伴随着我国干旱灾害管理从危机模式到综合风险模式的转变,以广西大石山岩溶区为研究对象,在对该区近20年农业干旱灾害调查分析的基础上,采用模糊信息扩散方法对该区26个县农业干旱风险进行了评估。研究结果表明:广西大石山区近20年来平均每2年至少会发生农业干旱1次,且强度呈逐渐增加的变化趋势;该区平均发生轻度、中度、重度和特大农业干旱灾害的频次分别为1.3年/次、2.2年/次、6.3年/次、15.3年/次。根据区域干旱灾害风险模型:区域干旱灾害风险=(危险性H×暴露性E×脆弱性V)/抗旱减灾能力C,加强该区抗旱减灾能力建设是有效应对日益复杂的干旱灾害和减轻灾害风险最有效的途径和手段。广西大石山区应开展具有可操作性的干旱防备与应对系统以实现该区干旱灾害综合风险管理战略的实施。     

基于WOFOST模型的辽宁省春玉米干旱灾损风险评估

利用锦州农业气象试验站的作物生长发育和土壤实测数据对WOFOST模型水分胁迫模块进行了调参，适用性验证表明，WOFOST模型适用于辽宁省春玉米生长发育和产量的模拟，辽宁省春玉米受干旱的影响可以利用WOFOST模型较敏感地反映出来。利用调参后的WOFOST模型模拟了全生育期及出苗~拔节、拔节~抽雄、抽雄~乳熟和乳熟~成熟各阶段发生轻、中、重旱情景对辽宁省春玉米产量的影响，并根据模拟结果确定了不同干旱风险等级下辽宁省东、中、西部玉米生产的灾损范围。结果表明：不同生育期发生干旱对产量的影响不同，总体上，抽雄~乳熟期发生干旱的影响最大，其次是拔节~抽雄期，而出苗~拔节期和乳熟~成熟期发生干旱对产量的影响较小，全省春玉米在抽雄~乳熟期发生重旱的减产风险达30%~70%；在相同干旱水平下，不同区域受影响程度也不同，在全生育期及各生育阶段发生轻、中、重旱情景下，干旱导致的减产率总体上表现为由东部向西部地区逐渐加重的趋势，在全生育期重旱情景下，辽宁省东部的春玉米减产率为40%~75%，中部为60%~90%，西部达65%~95%。     

中国北方春玉米干旱灾害风险评估

开展农业干旱灾害风险评估是实施干旱灾害风险管理、减轻旱灾损失和影响的必要途径,如何揭示成险因子变化及其相互作用是开展风险评估的关键。本文以中国北方春玉米为研究对象,利用我国北方各地春玉米产量和气象数据,以及地形、土地利用和土壤有效灌溉面积等数据,基于自然灾害风险评估原理,构建北方春玉米干旱灾害危险性指数,在地理信息系统(GIS)平台下结合春玉米种植的暴露度和其他影响抗灾能力因子对中国北方春玉米干旱灾害进行风险评估区划。结果表明,春玉米干旱较高或高风险地区主要位于内蒙古中部、宁夏、甘肃、辽宁西部和新疆部分地区,风险指标值在0.73以上;春玉米干旱较低或低风险地区主要位于黑龙江西南部、吉林中部、辽宁北部、河北南部和陕西中部等地区,风险指标值在0.72以下。该研究有助于深化认识风险评估中成险因子相互作用,研究结果对指导北方春玉米干旱灾害风险管理具有科学意义。     

安徽省农业旱灾规律及其对粮食安全的影响

利用1949年以来59 a农业自然灾害和粮食生产数据,分析安徽省农业旱灾变化规律和粮食安全态势,探讨农业旱灾对粮食安全的影响.结果表明:农业干旱灾害呈现明显周期性波动,干旱轻重灾情交替出现,其波动周期大致为5～10 a.近30 a来干旱灾害对该省粮食生产的致灾强度越来越大,即其危害日趋严重.粮食总产量、粮食单产和粮食播种面积的年变化率均与干旱受灾率、成灾率、灾害强度指数、受灾率异常指数和成灾率异常指数等指标显著负相关.其中以灾害强度指数、受灾率异常指数和成灾率异常指数对粮食生产的影响更为显著,且受灾率异常指数的影响最为显著.该研究结果可为安徽省农业防灾减灾体系建设和粮食安全提供参考和借鉴.     

Index-based assessment of agricultural drought in a semi-arid region of Inner Mongolia, China

Agricultural drought is a type of natural disaster that seriously impacts food security.Because the relationships among short-term rainfall,soil moisture,and crop growth are complex,accurate identification of a drought situation is difficult.In this study,using a conceptual model based on the relationship between water deficit and crop yield reduction,we evaluated the drought process in a typical rainfed agricultural region,Hailar county in Inner Mongolia autonomous region,China.To quantify drought,we used the precipitation-based Standardized Precipitation Index(SPI),the soil moisture-based Crop Moisture Index(CMI),as well as the Normalized Difference Vegetation Index(NDVI).Correlation analysis was conducted to examine the relationships between dekad-scale drought indices during the growing season(May–September)and final yield,according to data collection from 2000 to 2010.The results show that crop yield has positive relationships with CMI from mid-June to mid-July and with the NDVI anomaly throughout July,but no correlation with SPI.Further analysis of the relationship between the two drought indices shows that the NDVI anomaly responds to CMI with a lag of 1 dekad,particularly in July.To examine the feasibility of employing these indices for monitoring the drought process at a dekad time scale,a detailed drought assessment was carried out for selected drought years.The results confirm that the soil moisture-based vegetation indices in the late vegetative to early reproductive growth stages can be used to detect agricultural drought in the study area.Therefore,the framework of the conceptual model developed for drought monitoring can be employed to support drought mitigation in the rainfed agricultural region of Northern China.     

我国近年旱情演变及其对农业造成的影响

旱灾是世界上影响面最广、造成农业损失最大的自然灾害类型。新中国成立以后,我国对旱灾虽然有一定的控制,但仍不断发生,对我国的农业尤其是粮食生产造成了严重影响。文中总结了自1999年以来,我国发生的重大旱灾以及其对国民经济尤其是农业造成的影响。同时收集了1978-2008年来全国旱灾的土地受灾面积、成灾面积、成灾率,以及全国农作物播种面积等相关数据,分析农业受旱灾的影响情况。研究表明,由于人为和自然的因素,近年来我国旱灾有加重的趋势,对此我们应该提高警惕,在加强生态环境保护的同时增强自身的抗旱能力。     

农业旱灾适应性评价与适应模式研究——以山西省大同县为例

随着旱灾发生的频次和强度不断增加,对雨养农业区农户生产生活造成的影响也日益加剧,采取合理的适应措施减少旱灾造成损失、减轻旱灾风险成为当前研究的重点。在前人灾害研究的基础上,提出了农业旱灾适应性的评价思路,构建了农业旱灾适应性的综合评价指标体系和模型,选择了北方农牧交错带以雨养农业为主的大同县作为典型研究区,在实地考察、统计数据分析和入户访谈等基础上,基于县和乡镇不同评价单元进行适应性评价,结果表明:加强生态环境的建设、合理有效改善水利设施以及非农产业的发展有利于提高该地区的农业旱灾适应性。最后,基于对大同县的农业旱灾适应性评价和适应策略的实证分析,从环境演变与应对策略之间相互关系的角度,分析总结出农业旱灾适应模式,即传统适应模式、当前适应模式和未来优化适应模式。     

甘肃省冬小麦干旱灾害风险评估及其区划

为提高西北旱作冬小麦干旱风险管理水平,选用甘肃省41个气象站1971—2016年逐日常规气象观测资料及甘肃省冬小麦农业生产相关资料,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,建立了甘肃省冬小麦干旱灾害风险评估模型,并用Arc GIS对甘肃省冬小麦进行干旱风险区划。结果表明:甘肃省冬小麦全生育期干旱高危险区和次高危险区主要位于陇中北部、陇东北部和陇南南部;高暴露区和次高暴露区集中在陇东和陇南地区;高脆弱区和次高脆弱区主要位于陇东大部;次低防灾能力区和低防灾能力区位于陇东大部和陇南北部。甘肃省冬小麦高风险区分布于庆阳市北部和陇南市南部,次高风险区和中度风险区主要位于陇东大部、陇中北部和天水市北部,省内其余冬小麦区属于次低和低风险区。该研究成果将为甘肃冬小麦防灾减灾及可持续发展提供一定理论依据。     

河北省冬小麦生产干旱风险分析

利用河北省冬麦区49个气象站1980-2010年的气象资料及其相应的冬小麦产量资料,选取三种干旱指数,根据自然灾害风险分析的基本原理,计算了气候干旱、作物干旱、产量灾损三种风险度,并进行了相应的风险区划,根据区划结果提出了不同风险区的减灾对策.结果表明:(1)冬麦区气候干旱风险以中风险或较高风险区域为主,作物干旱风险则以较高风险区为主,产量灾损低风险区域较大.(2)气候干旱、作物干旱、产量灾损各等级风险区分布无明显相关关系,产量灾损风险与各地的灌溉条件关系密切.(3)产量灾损各风险区应采取不同的减灾对策,高风险区应以防旱为主,采取一系列保墒措施,提高自然水分利用率;较高风险区应以抗旱防旱为主,加强农田水利基本建设,改善灌溉条件;中低风险区应以发展优化灌溉制度为主,实现节水高产.