陕西省农业可持续发展能力主成分分析

运用主成分分析法对陕西省1995～2004年农业可持续发展能力水平进行分析,结果显示:陕西省农业可持续发展能力综合得分逐年增加,可持续发展态势总体表现良好.各子系统的发展趋势与农业可持续发展的总趋势相同,都是在持续增长.还进一步分析了陕西省农业可持续发展的限制因素,并提出了相应的对策与建议.     

基于模糊聚类循环迭代模型的陕西省农业干旱风险评估与区划

为了加强陕西省农业干旱风险评估和应急管理能力,以10个地级市为研究对象,选择表征农业干旱风险的危害性、暴露性、脆弱性和抗旱能力等方面的17个代表性指标,建立了具有区域适用性的农业干旱风险评价指标体系;基于模糊聚类循环迭代方法构建了农业干旱风险评估模型,并结合GIS技术,对陕西省农业干旱风险进行评估和区划研究。结果表明:全省农业干旱风险具有明显的区域差异性和规律性,极严重-严重干旱风险区主要分布在榆林、渭南、商洛地区;中度干旱风险区主要分布在延安、宝鸡和咸阳地区;一般-轻度干旱风险区主要分布在铜川、安康、西安和汉中地区,农业干旱风险总体呈北部地区大于南部地区,关中东部地区高于西部地区的特点。依据研究结果,为管理部门决策制定提出了不同风险区抗旱减灾措施建议。     

基于干旱指数与主成分分析的干旱评价——以锡林河流域为例

利用锡林河流域逐月气象数据,分析了历年降水与气温的最值变化;计算了标准化降水指数(SPI)与综合气象干旱指数(CI)并用其对研究区干旱状况进行表征;利用主成分分析法对锡林河流域的干旱情况进行评价。结果表明:1981-2016年的最高气温变化呈微弱的升高趋势,最低气温的变化趋势基本持平。最大降水量的变化趋势是减小的,各月的最小降水量基本趋于0。CI指数表明,36 a中只出现过轻旱事件,且春季最多,其次为秋季,夏季发生的最少。SPI指数表明,36 a中出现了重涝、中涝、轻涝、重旱、中旱、轻旱事件,且事件的危害程度越高发生的概率相对越小,冬季发生的旱涝事件大多危害程度相对较高。主成分分析结果表明,研究区气象因素的第一主成分主要反映水分胁迫对干旱的影响,第二主成分主要反映日照对干旱的影响,第三主成分主要反映气温对干旱的影响;综合得分结果表明,各地的干旱情况排名为:扎鲁特>巴林左旗>翁牛特旗>多伦县>化德>西乌珠穆沁>锡林浩特>林西县>东乌珠穆沁>朱日和>阿巴嘎旗>二连浩特>苏尼特左旗。     

基于主成分分析和隶属函数的谷子全生育期耐旱性鉴定

优异耐旱种质资源鉴定及耐旱指标筛选研究对于挖掘耐旱基因和提高耐旱育种效率具有重要作用。2019—2020年以30份谷子种质为试材,采用随机不完全区组设计（alpha-格子设计）,设干旱胁迫（DS）和正常供水（CK）2个处理,考察了谷子农艺性状的耐旱系数,通过综合评价指标耐旱性度量值D对供试谷子材料的耐旱性进行鉴定。联合方差分析表明：土壤水分环境和基因型显著影响谷子农艺性状,而且基因型与土壤水分环境的互作显著影响谷子生长性状,但对产量性状的影响不显著（千粒重除外）。t测验结果表明干旱胁迫效果显著（千粒重除外）。主成分分析将11个单项耐旱评价指标转化为3个相互独立的综合指标,方差累计贡献率为81.27%。第一主成分相当于5.866个原始指标的作用,可以解释53.327%的方差,其中株高、倒二叶叶面积、茎叶干重、穗长、穗重、穗粒重指标载荷系数绝对值较大;第二主成分主要反映的是穗颈长和穗粒数指标;第三主成分中起主要作用的是主茎节数、千粒重和产量指标。依据D值非加权组平均法聚类分析,将供试谷子材料耐旱性分为5类。判别分析表明株高和穗重可作为谷子全生育期耐旱性鉴定首选指标。基于主成分分析和隶属函数确定耐旱性评价指标D值,通过D值可对谷子全生育期耐旱性进行有效可靠的鉴定。     

应用主成分分析法鉴定棉花种质对棉红铃虫的抗性

应用主成分分析方法,综合评价了54个棉花种质铃期(棉红铃虫二代)和吐絮期(棉红铃虫三代)的抗性,结果抗性种质分别有9个(占16.7％)和4个(7.4％),感性种质分别有15个(27.8％)和28个(51.9％),其它属于中间类型。比较种质铃期和吐絮期对棉红铃虫的抗性,铃期抗性表现随棉红铃虫的世代延续,种群数量增大,呈不稳定性。鉴以吐絮期抗性表现是在当年棉红铃虫种群压力最大时的结果,因此认为,抗性鉴定以吐絮期为适。综合指标(又称主成分)能更好地发现和评价种质的抗虫性,但进一步作抗性分级须继续探索。     

基于信息扩散理论的东南沿海三省农业干旱风险评估

结合东南沿海三省历年农作物干旱受灾和成灾面积资料,利用最新正态信息扩散计算方法对区域农业干旱进行风险评估,结果认为东南沿海三省农作物干旱受灾风险大于成灾风险;当农作物干旱受灾风险水平≤7.5%,成灾风险水平≤6%时,东南沿海三省农业干旱受灾和成灾风险概率均表现为:广东福建浙江,当受灾风险水平7.5%时,福建和广东农作物干旱受灾风险概率互有大小,而浙江省相对较小,成灾风险水平6%时,农作物干旱成灾风险概率值表现为:福建广东浙江;风险评估结果与实际情况较为吻合。     

基于主成分分析的陕西省石油天然气产业竞争力研究

以波特的钻石理论为基础,建立评价指标体系,运用大量的数据,应用主成分分析法,分析陕西省石油天然气产业在我国陆上油气生产各省区中的竞争地位。研究显示陕西省石油天然气产业具有产业上游油气生产和资源潜力的优势,同时存在产业下游的石油加工和石油化工规模太小、管理效率差和科技研发投入不足等方面的劣势。     

基于层次分析法的陕西省环境保护成效评价

通过构建环境保护成效指标体系递阶层次结构图,运用层次分析法建立陕西省环境保护成效综合评价体系。在消除原始数据量纲的影响、拟定标准化原则的基础上,评价自西部大开发以来,陕西水环境、大气环境、固体废物、声环境和环境的保护程度。结果显示:陕西省环境保护工作取得了一定成效,水环境、固体废物、声环境和生态系统得到不同程度的保护,大气环境保护有所下降。     

基于熵权法的陕西省农业干旱脆弱性评价及影响因子识别

以陕西省10个城市为研究对象,从农业干旱的敏感性和恢复力2个角度选取14个指标,对全省的农业干旱脆弱性进行评价。利用熵权法和贡献度模型,根据陕西省2014年水资源、气象与社会经济统计数据,对10个城市的农业干旱脆弱性及主要贡献因子进行分析。结果表明:(1)陕南的3个城市安康、商洛和汉中的农业干旱脆弱性水平较高,分别为0.7128、0.7110和0.5897,关中和陕北的7个城市农业干旱脆弱性处于中等水平;(2)陕西省农业干旱脆弱性的空间差异与城市社会经济发展水平和气候条件不完全一致,陕南地区敏感性总体较高,其中最高为安康(0.4238),关中和陕北地区敏感性总体较低,其中最低为宝鸡(0.2123);陕南地区三个城市的恢复力水平最低,关中和陕北对于干旱的恢复能力差异不大,其中咸阳(0.0992)、渭南(0.1301)、榆林(0.1554)3市的恢复力最强。(3)从影响因子来看,西安、咸阳和渭南的主要影响因子为人口密度,贡献度分别为27.11%,15.11%和14.18%;安康、汉中和商洛的主要影响因子为旱地面积比重,贡献度分别为29.36%,17.20%和18.38%;延安和榆林的主要影响因子为旱地面积比重和耕地灌溉率,前者贡献度分别为32.18%和29.36%,后者贡献度均为17.24%;铜川的主要影响因子为耕地灌溉率,贡献度为16.49%;宝鸡的主要影响因子为水库调蓄率,贡献度为10.76%。最后,根据评价结果提出不同城市控制农业干旱脆弱性的相应措施。     

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。     

苹果小吉丁虫在陕西省潜在危害性风险分析和管理对策

苹果小吉丁虫是果树危险性蛀干害虫之一,已给国内部分地区的栽植苹果以及新疆的野苹果造成了巨大的损失。目前陕西部分地区已发现苹果小吉丁虫危害,为明确苹果小吉丁虫在陕西省的主要苹果产区的风险程度,以制定科学合理的管理对策。参考国际上有害生物风险分析程序和分析方法,结合苹果小吉丁虫寄主在陕西省的分布情况,对苹果小吉丁虫在陕西省的风险性进行了综合评估。苹果小吉丁虫在陕西省的风险性R值为2.42,该吉丁虫在陕西省属于高度危险性有害生物。针对苹果小吉丁虫在陕西省的高度危险性,提出了加强检疫、监测预防和风险管理等的管理对策。     

基于可变模糊评价法的农业旱灾灾后恢复力评估研究——以河北省为例

在综合考虑河北自然条件、社会经济条件,并借鉴已有干旱灾害恢复力研究成果的基础上,依据数据的可取性和详尽程度,选取降水量、复种指数、单位面积粮食产量、人均粮食产量、有效灌溉率、劳动力比重、农民人均收入和农业产投比等八个指标,构建农业旱灾灾后恢复力评价指标体系。通过层次分析法确定各指标的权重,构建可变模糊评价模型,对河北省11个市干旱灾害灾后恢复力进行评估。结果表明,石家庄旱灾灾后恢复力最高,级别特征值为4．2329,其次是唐山市为4．0046,张家口市恢复力最低,级别特征值为1．8079,各地区旱灾灾后恢复力差异明显。而在影响恢复力高低的因素中,发现不同的因素对旱灾灾后恢复力的影响程度是不同的。降水量是影响农业干旱灾害灾后恢复力的最主要自然因素,有效灌溉率在农业干旱灾害灾后恢复力评价指标体系中占较大的权重,对灾后恢复力的影响较大,农民人均收入和人均粮食产量对灾后的救助及农民生活的恢复重建也具有较重要的调节作用。     

基于核熵成分分析的综合干旱指数的构建与应用

针对传统单变量干旱指数难以全面表征干旱及部分综合干旱指数难以反映多变量之间的非线性关系等问题,采用标准化降水蒸散发指数（SPEI）、标准化径流指数（SRI）及标准化土壤湿度指数（SSMI）3个单变量指数分别表征气象干旱、水文干旱和农业干旱,利用核熵成分分析法（KECA）构造综合干旱指数（SMDI）,采用M-K趋势检验、小波分析及典型历史旱情验证等方法分析干旱的时空变化特征以及干旱指数的适用性。以黑河流域中上游为例,结果表明：研究区全年77.6%的区域表现为干旱不显著加重的趋势;在流域尺度上,干旱存在43 a的长周期,15~23 a的中周期,3~8 a的短周期;20世纪90年代夏、秋两季及21世纪以来春、冬两季干旱发生频率较高,且整体夏旱发生频率最高;1969年春、1997年秋和2009年冬的典型历史旱情验证表明SMDI优于其他3种单变量干旱指数。说明基于KECA构建的SMDI是一种有效的干旱监测指数,在黑河流域中上游干旱监测中有好的适用性。     

基于主成分分析的榆林市水资源承载力评价

采用主成分分析法选取人均水资源量、水资源开发利用程度、COD浓度、人均粮食占有量、人均用水量、人口自然增长率、人均GDP、用水效益、生态环境用水率等9个指标建立评价指标体系,得到影响榆林市水资源承载力的四大主成分,对榆林市各分区水资源承载力状况进行综合评价。结果表明:榆林市水资源承载力分布不均,综合评价值差异明显;横山、定边、府谷、榆阳区和神木的综合评价值介于1 365.12~10 447.86之间,水资源承载力属中等水平;靖边的综合评价值为10 468.962,略大于Ⅰ级标准值10 447.86,可知其水资源承载力较弱;子洲、佳县、清涧、绥德、米脂、吴堡各区综合评价值均小于1 365.12的三级标准界限值,说明该六区水资源承载能力较强,其水资源还具有较大的开发潜力。最后提出提高榆林市水资源承载力的对策。     

基于主成分分析的黄土沟壑区土壤肥力质量评价——以长武县耕地土壤为例

以陕西省长武县所处的黄土高原沟壑区土壤为研究对象,通过主成分分析并结合Norm值的方法,筛选出活性有机质、全氮、速效磷、速效钾、粘粒、CEC、过氧化氢酶、磷酸酶和转化酶等12项指标,建立了黄土沟壑区土壤综合质量评价的最小数据集(MDS)。采用客观方法(主成分分析法)以及主客观相结合的方法确定了两种类型的权重系数,分别计算了土壤综合质量指数,发现两种方法计算所得的土壤综合质量指数之间具有很好的一致性。另外,把由主成分分析法计算的土壤综合质量指数与利用偏相关系数法计算出的土壤综合质量指数进行了线性回归分析,两者之间达到极显著相关,说明用主成分分析法在该地区进行土壤质量综合评价是客观可行的。各因子的隶属度表明,活性有机质是该地区主要的限制性因子,全氮次之。几种不同方法计算的土壤质量表明,果园土壤质量优于农田土壤的,不同地形部位土壤质量比较发现,塬面的土壤质量相对最高,坡地(梯田)次之,河滩地相对最低。     

CI指数的改进及其在陕西省的适用性分析

利用陕西4个站点2002—2012年逐日降水、气温资料和气象干旱指数,结合测墒站建站至2012年墒情数据,通过增加变量和调整权重系数对CI进行改进,统计分析改进前后的综合气象干旱指数在陕西干旱过程描述、频率及强度等方面的应用情况和改进效果,并比较了与同期土壤相对湿度的相关性差异。结果表明:改进的综合气象干旱指数(CInew)监测的干旱日数较CI偏少,春夏季尤为明显。各等级干旱发生频率CInew较CI偏低0.1%~8%,年干旱强度较CI平均偏低64.2,但改进前后的综合气象干旱指数在年干旱日数、频率、强度的总体变化特征方面并没有显著差异,均能反映出陕西干旱频率及强度的变化特征。CInew在具体干旱过程监测中的不合理跳跃次数明显减少,克服了CI对弱降水的骤然反应,保留了对强降水的敏感性,CInew与土壤相对湿度的相关性达0.9,较CI明显偏好,监测过程更符合实际干旱的演变规律,程度更贴近实际。因此,CInew可以作为陕西干旱监测与评估指标之一在业务中推广应用。     

基于CI指数的陕西干旱时空变化特征分析

利用1961-2010年陕西省72个气象站逐日气温和降水资料,采用综合气象干旱指数法,统计分析了近50年陕西省气象干旱发生的时空分布特征。结果表明：陕西省年及四季干旱发生频次和干旱日数总体上呈北高（多）南低（少）分布特征。四季中夏旱频率最高,强度最强,春季其次。各等级干旱日数中轻旱日数最多,中、重和特旱日数依次减少。陕北北部长城沿线及关中中东部既是干旱高发区,也是干旱重发区;近50年陕西区域干旱强度和干旱日数均存在较明显的增加趋势,主要表现为春秋两个季节的变化,而夏季和冬季的变化趋势不明显;近50年陕西共发生32起持续性干旱事件,以春夏连旱为主;20世纪90年代中后期至2002年持续性干旱事件发生的频率高,强度强,反映出陕西区域极端干旱事件对全球气候变化有明显的响应。