水稻高温热害风险评估方法研究

以衡阳地区的水稻生长为研究对象,对ORYZA2000水稻模型的相应参数进行了本地化,模拟了该地区常年气候条件、设定高温条件及各年高温条件下的一季稻产量,并计算了各年实况及设定条件下的产量灾损率,在此基础上建立了两种水稻产量灾损率评估模型.研究发现: 46 a来衡阳地区水稻开花灌浆期平均日最高气温为34.98 ℃,高于水稻生产的最适温度5 ℃以上;相对常年产量,由高温热害导致的产量灾损率最高为67.2%,历年灾损中2003年的灾损率接近最高值,达67.0%;高温造成的产量灾损率受高温程度及持续时间的共同影响,二者缺一不可;根据多元回归建立的灾损率评估模型,F计算值＞＞F查表值,方程有意义.其趋势预测完全一致,灾损率精确度＞72%;根据高温指标建立的灾损率评估模型通过了46 a的大样本检验,在高温热害风险评估方面具有一定的实际应用价值.     

基于灾害风险理论的湖北水稻高温热害风险分析及区划

高温热害是长江流域最主要的气象灾害之一,科学评估热害风险是防灾减灾的基础。本文利用近60年气象观测资料,对湖北高温热害的时空分布特征进行了分析;基于自然灾害风险基本理论,建立了包括影响水稻结实率关键期的热害强度、灾害发生时承灾体实际暴露度、灾害脆弱性等因素的高温热害风险评价模型,并进行了风险分析与区划。结果表明：高温天气出现概率高的时段是7月下旬,其中7月第6候为最高。从高温热害风险指数上来看,7月第3候抽穗开花水稻的热害风险最高,此后随时间的推移,热害风险降低;湖北现行的一季中稻抽穗开花期处于风险较高的时段,推迟5天其热害风险指数可下降20%左右;推迟15天以上热害风险指数将降低50%以上。江汉平原稻区是湖北高温热害风险低发地区,鄂东南及鄂西北地区是热害风险高发地区;针对各区热害特点提出了风险应对措施。     

盘锦水稻产量灾损风险及气象影响因子分析

应用滑动平均模拟方法,计算了盘锦地区1977-2006年30年水稻趋势单产,并据此求算出气象产量.以减产率＞5.0%界定灾年,分别从不同气象灾害损失等级出现的概率、变异系数等角度综合分析了盘锦地区水稻生产的灾损风险.并通过计算水稻产量与各气象因子的相关关系,寻找影响水稻产量的主要气象因子和气象灾害.结果显示:盘锦地区水稻产量波动随着农业生产水平的提高而减小,盘山县的灾损风险大于全市水平;热量条件的丰欠是造成盘锦地区产量波动的主要原因,其中5-10月≥10℃的积温,5、6月份的平均气温及9月份平均最高气温对产量影响显著;而在5月、6月和9月该地区的主要农业气象灾害是低温冷害,这与实际相当吻合.     

粤北地区高温热害气候特征及其对早稻产量的影响

利用连州1953 ～2010年58年地面观测站气象资料、农业气象观测站水稻观测资料,以日平均温度≥30℃且日最高温度≥35℃为指标,分析了粤北地区双季早稻抽穗扬花期和灌浆成熟期高温敏感发育期里高温热害气候特征及其对早稻产量的影响.结果表明:粤北地区58年里共出现高温热害42次;进入21世纪以来,高温热害的出现次数、严重...     

宿迁地区水稻暴雨洪涝灾害保险气象理赔指数开发

利用宿迁地区104个乡镇2003—2013年水稻产量资料和2008—2013年保险理赔资料,计算水稻遭受暴雨洪涝灾害的灾害损失率;在自定义暴雨洪涝灾害指数的基础上,分析水稻灾损率与暴雨洪涝灾害指数的相关关系,建立各水稻种植区的气象理赔指数面板随机效应模型。结果得出:宿迁地区水稻遭受暴雨洪涝灾害影响的平均灾损率为-1.83%,达到理赔标准的乡镇比率为37.5%;受暴雨洪涝灾害影响最重的是III区,其次是I区,VII区和II区位居第三,其他几个区相对较轻;暴雨洪涝灾害主要影响水稻的孕穗扬花期和灌浆成熟期,对孕穗扬花期以前的生育期影响较小;暴雨洪涝灾害指数对水稻遭受暴雨洪涝灾害影响有较好的指示意义,利用这一指数制作水稻在灾损率预报准确率较高,达到90%以上;利用气象理赔指数,能较好的预报和模拟宿迁地区水稻遭受暴雨洪涝灾害的灾损率分布,对降低理赔风险,减少理赔费用有较强的指导意义。     

陕西关中地区猕猴桃园小气候特征分析及高温热害指标研究

2015年7月1日—8月31日,在陕西关中地区眉县、周至县2个猕猴桃种植代表县,选择40株徐香、华优品种5～8 a树龄果树作为观测样本,通过建立果园小气候站,观测果园内外气温变化,并同步观测果树高温热害生理变化。运用统计学方法,分析果园小气候特征、果树高温热害指标,并构建果园最高气温预测模型。研究表明：7—8月果园内气温呈单峰型变化,大部时段较园外偏低0.1～1.3 ℃;猕猴桃果树高温热害与高温强度、持续时间以及果树品种、树龄等关系密切,华优均较徐香具有更强的耐热性;园外日最高气温与园内日最高气温具有极显著的正相关关系,构建的园内日高温预报模型误差±2 ℃以内准确率达90%。     

安徽省一季稻高温热害致灾指标研究

以气象行业标准《区域性高温天气过程等级划分》为基础,依据1981—2018年7月下旬至9月上旬安徽省62个气象站点逐日气象资料,探讨划分出安徽省一季稻高温热害的单站、区域致灾等级指标,将全省一季稻高温热害致灾等级划分为轻、中、重三个等级。采用该指标,对近40年全省一季稻高温热害发生情况进行了试评估。结果表明,该指标可以定量地评估全省一季稻高温热害的致灾程度,历史检验灾害等级符合率达到97%,因此,该指标可应用于安徽省一季稻产量预报和灾害评估业务服务中。     

河北省棉花连阴雨灾害定量化评估指标与风险分析

利用河北省棉区1981—2015年40个气象站逐日气象资料、农业气象观测站棉花农情、连阴雨灾情、棉花产量资料,分析连阴雨过程特征及其对棉花生长的影响,修订和完善连阴雨灾害指标;采用数理统计方法获取历史连阴雨产量灾损率、筛选关键致灾因子,采用权重系数法构建连阴雨强度指数,并建立基于强度指数的灾损评估模型;利用有序样本聚类分析法划分连阴雨强度等级;依据风险分析原理,构建连阴雨风险指数并进行风险区划。结果表明：建立的强度指数能够客观反映连阴雨灾害强度,灾损评估模型评估效果较好。棉花播种出苗期连阴雨发生概率低（0.076）、造成的损失小（平均产量灾损率0.09%）;现蕾至吐絮期连阴雨影响较大,发生概率和造成的灾损率由大到小依次为花铃期（0.447,17.1%） > 现蕾期（0.394,11.7%） > 吐絮期（0.237,7.2%）。近年来,现蕾期连阴雨发生站次减少,对棉花影响减弱,花铃期和吐絮期发生站次增加,尤其是吐絮期增加明显,成为连阴雨灾害影响棉花生长的主要时期。现蕾期和花铃期连阴雨高风险区主要分布在非主棉区,其中现蕾期高风险区分布在保定北部及以北棉区,花铃期高风险区分布在保定北部及以北棉区和石家庄、邢台、邯郸三市西部棉区;吐絮期高风险区分布在保定西南部、衡水西部、石家庄及其以南棉区,部分地区为主棉区。     

贵州夏旱对水稻、玉米产量影响评估方法研究

提出了作物夏旱度的计算公式和作物历史灾损量的估算方法,建立了夏旱对水稻、玉米产量影响评估模型.研究指出:(1)夏旱对贵州水稻、玉米的影响区域主要集中在中部以东地区;(2)伏旱的影响区域大于初夏旱;(3)干旱对水稻的影响区域大于玉米.     

江淮流域水稻高温热害灾损变化及应对策略

构建基于Logistic模型的规范化可累计高温热害综合指数,研究了江淮流域高温热害与单季稻产量损失的时空对应关系,发现江淮流域西北部为单季稻高温热害灾损关键区,高温热害平均减产率从20世纪70年代的8.9％上升到21世纪的17.9％,花期处在高温集中时段是单季稻减产的主要原因.江淮流域单季稻生育关键期高温热害出现年代际波动,20世纪60年代高温热害最强,21世纪初覆盖范围最广.高温热害覆盖面积比例在1971年发生突变后迅速上升,到21世纪初超过63.6％.每年7月11日至8月15日为江淮流域高温集中时段,高温出现比例超过20％.20世纪70年代以来高温集中时段的热害强度以增强为主,江淮东南部趋势显著,但通过采用晚熟品种和推迟播期,江淮东南部单季稻花期成功避开高温集中时段.综合考虑气温稳定通过20℃终日的气候平均值、高温热害变化和气候变暖背景下热量资源的改善,借鉴江淮东南部成功经验,建议全流域推广中晚熟品种,自北向南播种期延迟到5月上、中、下旬,花期安排在8月下旬至9月上旬,避开高温同时能保证单季稻生育关键期处在20℃以上安全生长季内.     

安徽省旱涝灾害及其对农作物产量影响

通过对建国以来安徽省多种农业气象资料分析，采用Z指数方法建立安徽省旱涝灾害气候判别指标，分析安徽省旱涝灾害发生规律。结果表明:1961—2000年安徽省有13年偏涝、13年偏旱；分区域看，淮北旱多于涝，沿淮、江淮、江南旱涝相当，沿江、大别山区涝多于旱。通过水稻（一季稻）、小麦典型旱涝年灾损率与发育期间气象条件、旱涝程度的对比统计分析，建立了分区水稻、小麦旱涝灾害损失评估模型和指标。春季涝渍灾害是影响安徽省冬小麦产量的主要灾害，其对冬小麦产量的危害程度远大于干旱，尤以4—5月发生的涝渍影响最严重，极重涝渍灾害的减产损失可达4成以上。同时重点研究了春季渍害对冬小麦产量的影响，提出改进的涝渍强度指标Qw，并进一步综合分析作物的敏感性和区域脆弱性对灾损率的影响。对1961—2000年冬小麦灾损率进行的敏感性和脆弱性订正表明，订正后拟合误差平均值和差异变率都明显降低，灾损评估精度得到提高。     

江西省早稻雨洗花灾害指标构建与灾损评估

构建早稻雨洗花灾害指标及适于早稻产量估算的灾损评估模型,对开展早稻雨洗花灾害监测、损失评估、灾害保险等具有重要意义。该文以江西省早稻为研究对象,利用1981-2015年14个水稻气象观测站逐日气象资料和农业气象观测资料,筛选出基于早稻抽穗扬花期间过程降水量、最大降水量、降水日数及实际产量的雨洗花灾害样本78个,在此基础上,利用相关分析、正态分布以及主成分回归法,建立了雨洗花灾害指标和灾损评估模型,并对其进行验证。结果表明:抽穗扬花期降水对雨洗花灾害形成有显著影响,其主要影响时段为抽穗扬花普遍期前后5 d内,关键时段为抽穗扬花普遍期前后3 d内。日降水量40 mm可作为早稻抽穗扬花期雨洗花灾害临界指标。以该指标为基础,统计日降水量不低于40 mm的降水日数及其对应的累积降水量,当累积降水量为40~170 mm时,为轻度雨洗花灾害,早稻一般减产小于15%,平均减产10%;当累积降水量不小于170 mm时,为重度雨洗花灾害,早稻一般减产不低于15%,平均减产22%。指标验证结果与历史实际灾害发生情况有较好的一致性。雨洗花灾损评估模型检验结果表明:雨洗花年模拟产量与实际产量吻合度较高,平均相对模拟误差为4.3%,78.0%的资料相对误差在5%以内,可利用该模型对雨洗花年的早稻减产率进行模拟和预测。     

基于残差周期修正的辽宁省粮食产量灰色预测

基于1971—2005年辽宁省主要粮食作物水稻和玉米的全区平均单产资料,根据产量数据的多周期和波动性特点,采用周期修正残差值方法,构建了辽宁省粮食产量灰色预测模型,采用正弦曲线拟合残差序列,对模型的残差进行周期修正,预测精度提高。结果表明：预测＂十二五＂期间,辽宁省水稻在2013年以后出现小幅度下降,而单产绝对值仍处于一个相对较高的水平。玉米单产至2014年呈持续增产趋势,2015年略有下降,单产波动幅度较小。以2006—2009年实际产量数据对模型进行检验,效果较好。水稻单产预测模型精度为一级,玉米单产预测模型精度为二级。该模型对于大灾年份的粮食产量预测精度较差,但可反映其趋势。     

安徽省夏玉米涝渍灾害时空特征及其灾损风险

为分析安徽省夏玉米全生育期涝渍灾害发生的特征,定量化评估涝渍灾害风险程度。利用安徽省48年的气象资料(1971-2018年),采用夏玉米涝渍指数模型,计算分析了安徽省夏玉米涝渍指数的时空特征,并确定了夏玉米涝渍指数等级指标,最后采用灾损风险指数模型得到了安徽省夏玉米产量涝渍灾损风险分布。结果表明:(1)夏玉米全生育期涝渍指数以0.027/10a的速率呈显著上升趋势,其中6月上旬和8月上旬上升趋势最为明显;涝渍指数的空间分布显示其值变幅在0.08～0.38之间,其中大别山区、江南中东部和淮北局部是夏玉米涝渍指数的高值区。(2)建立的夏玉米涝渍灾害等级指标和实际涝渍减产的结果较为一致,其中涝渍等级与实际减产率一致的比例为82.2%。(3)而夏玉米涝渍产量灾损风险分布显示大别山区、江淮东部和江南东部地区是安徽省夏玉米涝渍产量损失的高风险区。研究结果对开展区域农业气象防灾减灾有很好的借鉴意义。     

基于能量模型的水稻生长模型

该文考虑生命活动与物质交换和能量流动的关系,从热力学出发,引入一维能量模型。在一维能量模型的基础上,将水稻对外界能量的摄取能力与水稻生长季中的气温变化规律联系起来,建立在气温变化条件下水稻的生长模型。结合气温增长率、水稻最适气温和不同阶段的生物量,以徐士良单形调优算法为基础,利用Forcal二维方程参数拟合,得到关于水稻自然增长率、气温波幅和初始值等参数的最优拟合。将最优拟合数据代入水稻的生长模型,拟合得到水稻的生长曲线和水稻生长随气温的变化趋势。以水稻的生长模型为基础,定性分析水稻的临界气温和最大生长率出现时间。通过分析发现,水稻生长季的临界气温与气温增长率无关;水稻的最大生长率出现时间为水稻分蘖后期、孕穗期。为考虑异常气温对水稻生长的影响,利用Matlab对水稻分蘖期低温和生殖生长期高温的水稻生长进行模拟,结果表明:水稻后期高温对产量影响比前期受低温影响严重。     

2018年春霜冻对江西省北部茶叶生产影响的定量评估

为探究江西省北部茶区春霜冻发生特点,深入开展茶叶春霜冻灾害定量评估工作,采用实地调查方式,获取江西省北部12个茶场2018年4月7—9日春霜冻的灾情资料和同期气象观测资料,采用加权求和法构建茶叶春霜冻灾害损失定量评估模型,对春霜冻灾害县进行灾害定量评估和检验。结果表明：婺源、浮梁等江西省北部茶叶主产县达到轻—重度春霜冻气象灾害等级,灾害指标等级计算结果与实地灾情调查结果较一致;轻度、中度、重度气象灾害等级的茶场减产率依次为10%—30%、30%—50%和50%以上;根据不同气象灾害等级的受灾面积及其减产率构建江西省北部茶叶春霜冻灾害损失定量评估模型,计算得到此次春霜冻灾害过程造成婺源县春茶直接经济损失为1.23亿元,模型评估结果和实际灾情相一致,模型能较为客观、准确的评估春霜冻灾害对茶叶生产造成的损失。     

Heat injury risk assessment for single-cropping rice in the middle and lower reaches of the Yangtze River under climate change

Under global warming, the risk of heat injury for crops increases, which leads to increasing instability in agricultural production. In this study, based on phenological observation data and yield data during 1981-2011 and daily meteorological data during 1961-2011 in the middle and lower reaches of the Yangtze River (MLRYR), the risk of heat injury for single-cropping rice in this area and its response to climate change were assessed and analyzed. The risk was decomposed into such elements as hazard, exposure, vulnerability, and disaster prevention/mitigation capacity, in accordance with natural disaster risk assessment theory and the formation mechanisms of agrometeorological disasters.First, a hazard assessment model was established to identify spatiotemporal variations of the heat injury in the MLRYR during 1961-2011, and the relationship between heat injury hazard and air temperature was analyzed to identify the response of hazard to climate change. It was found that the heat injury hazard of single-cropping rice was positively correlated with the mean and maximum temperatures during the rice heading period of 20 days, with the hazard increasing sharply when the mean temperature exceeded 26.5°C and the maximum temperature exceeded 31°C. Then, exposure, vulnerability, and disaster prevention/mitigation capacity were also quantitatively examined. The results show that vulnerability and hazard were the two most important factors in the heat injury risk assessment for single-cropping rice at most stations in the MLRYR.The risk assessment considering only the first three natural elements produced high-risk values (> 0.46) mainly in the northeast of the study area. By adding the regional capability in disaster prevention/mitigation into account, the risk assessment produced high-risk values in a much smaller area in the northeast but some-what larger areas in the southwest of the study domain. In general, the risk of heat injury differed greatly within the MLRYR. Particular rice varieties should be adopted for specific regions, according to the local risk features quantified by this study. Under the warming climate, the risk of heat injury for single-cropping rice is likely to continue to increase.     

农作物产量灾害损失评估业务化方法研究

介绍了农作物产量灾害损失评估业务化方法。该方法采用新的求解趋势产量的方法获得农作物产量受灾损失率，用区域内多个代表站的资料进行全区灾害损失的估算，扩大了样本容量。在单灾种评估中考虑作物敏感性和气候脆弱性，在综合灾损评估中增加灾害的重要度权重因素。经验证，估算精度可满足业务应用需求，在业务服务中可行实用。     

基于人工智能技术的热带气旋灾害评估方法研究:以广东省为例

基于历史观测资料,系统地研究了广东省热带气旋（tropical cyclone,TC）风雨及其带来的直接经济损失的空间分布特征。结果表明,粤西沿海地区受TC大风影响最为频繁,但TC经济灾损率和受灾频次在粤西和粤东较重。根据广东省TC风雨和直接经济损失的空间分布特征,将广东分为粤西、粤东、珠三角和粤北4个区域,进而利用演化建模方法建立了广东省各区域TC经济灾损率评估模型。该评估模型模拟的TC经济灾损率与实际值的相关系数达0.66以上,基于该模型对独立样本的预测检验结果与实际值的相关系数达到0.61以上（显著性水平a=0.05）。这表明,基于演化建模方法建立的广东省各区域评估模型在广东省TC灾害评估中有着潜在的应用价值。