基于GIS的陕西省干旱灾害风险评估及区划

在分析陕西省干旱灾害气候背景和社会经济环境的基础上,结合灾害学相关理论,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个子系统选取指标,建立干旱灾害风险评估模型。依据陕西省气象、生态和社会经济数据,运用GIS空间数据分析功能将干旱的自然和社会属性统一起来进行干旱灾害风险评估及区划。结果表明：（1）致灾因子危险性等级具有自北向南递减趋势,危险性等级最高的是榆林,其次是延安、铜川、宝鸡、咸阳、杨凌区、渭南、西安、商洛、安康和汉中。（2）孕灾环境脆弱性呈自北向南依次递减的分布趋势。脆弱性由强到弱分别是榆林、延安、铜川、宝鸡、西安、渭南、咸阳、杨凌区、商洛、安康和汉中。（3）承灾体暴露性由高到低依次是榆林、关中中部、渭南、咸阳、宝鸡、铜川、商洛、安康和汉中。（4）防灾减灾能力大小依次是榆林、关中地区、延安、汉中、安康、商洛。（5）干旱灾害风险等级自北向南呈逐渐降低趋势。干旱灾害风险由高到低依次为榆林、延安、铜川、宝鸡、渭南、西安、咸阳、杨凌区、商洛、安康和汉中。     

气候变暖背景下黄河流域干旱灾害风险空间特征

黄河流域是中国重要的经济带和经济增长极,也是人口密集暴露、特色农业种植和重点生态承载区。在全球变暖和极端降水事件频发的气候背景下,近年来黄河流域干旱灾害变化特征异常突出,新形势下该流域的干旱灾害风险及其对气候变化的响应机制需进一步深入认识。本文利用1960年以来黄河流域122个国家气象站逐日气象数据,结合遥感、社会统计和地理信息数据与技术,基于灾害风险理论,建立致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体易损性和防灾减灾能力可靠性4个因子的干旱灾害风险指标体系和模型,详细分析了黄河流域干旱灾害风险变化特征和区域差异性及其气候变化的影响机制。结果表明：黄河流域干旱灾害风险分布格局具有明显的地带性和复杂性,流域区域差异显著,总体是中下游风险高于上游,高风险区主要位于黄河流域中下游,致灾因子危险性是黄河流域干旱灾害风险的主导因子,其次是孕灾环境脆弱性和防灾减灾能力可靠性,而承灾体易损性贡献量相对最小。干旱灾害风险影响机制的区域差异也很显著,上游是孕灾环境脆弱性和防灾减灾能力可靠性的影响大于致灾因子和易损性,中游则是致灾因子、易损性和防灾减灾能力对干旱灾害风险的贡献度大,下游是干旱致灾因子起主导作用,致灾因子危险性和承灾体易损性控制了风险总体格局。黄河流域干旱灾害风险变化规律以及对气候变化的响应异常复杂,流域干旱灾害风险主要受季风气候和复杂地形的影响,还受社会经济发展水平、人口暴露度和水资源供需矛盾等多种要素的影响。该研究对黄河流域生态文明建设,粮食安全保障和国家发展战略具有重要意义。     

中国西南地区农业干旱灾害风险空间特征

21世纪,中国西南地区干旱灾害农业综合损失率远超过全国平均水平,给人类生活带来了巨大的风险。本文依据灾害系统理论,利用遥感、气象和地理信息数据与技术建立致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体易损性和防灾减灾能力可靠性等4个因子的风险指数和模型,基于4个因子建立农业干旱灾害综合风险评估模型,在GIS平台下计算了干旱灾害综合风险指数。结果表明:西南地区干旱灾害风险格局模式具有明显的地带性和复杂性,全区并不一致,高风险区主要位于四川盆地和云贵川三省交界处,北部高于南部,东部高于西部,从西南到东北依次增加。随着干旱灾害综合风险指数的变化,干旱灾害风险的模式具有不同的格局。西南地区干旱灾害风险主要受复杂地形和多样气候带的影响,还受植被盖度、农业经济水平、土壤状况等地理环境影响,同时,喀斯特地貌和相对薄弱的抗旱能力也使得西南地区农业干旱灾害风险较高。     

基于气象干旱综合监测指数(MCI)的陕西省干旱灾害风险评估与区划北大核心CSCD

利用陕西省94个国家气象站1961—2018年逐日气象资料,根据干旱灾害气候背景和社会经济环境,结合灾害风险评估相关理论方法,选取致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体暴露度、防灾减灾能力4个方面指标,建立干旱灾害风险评估指数,基于GIS平台,对陕西省不同季节进行干旱灾害风险区划。结果表明:(1)陕西各区域干旱致灾因子危险性季节差异明显,陕北北部除夏季外各季节干旱危险性较高,关中地区易发生伏旱。陕南的汉中各季节干旱危险性均较大,安康东部和商洛各季节干旱危险性则较小。(2)春季、夏季和秋季,陕南的汉中平原及安康的汉江河谷地带,关中的西安和渭南地区,陕北北部榆林地区为干旱孕灾环境高脆弱性区或较高区;冬季陕南大部、秦岭地区的高脆弱性区较其他三季范围有所减小;海拔较高的秦岭山地,关中平原和陕北北部各季节皆为低脆弱性或较低脆弱性地区。(3)承灾体暴露度的高风险区主要分布于关中地区。(4)全省抵御干旱风险能力最高地区为陕北黄河沿线、关中各地的城镇地区。(5)干旱灾害综合风险的高风险区主要在陕南巴山地区、秦岭南北两侧、陕北南部,陕南汉江平原、关中平原及陕北延安、榆林等地为干旱较低、低风险区。     

曼谷地区干旱灾害风险分布及变化趋势分析

基于自然灾害风险评估理论,依据致灾因子危险性、承灾体的脆弱性,综合评估曼谷节点地区的干旱灾害风险。进而分析2000—2020年曼谷干旱灾害危险性、脆弱性和风险的空间分布特征和变化趋势。结果表明：1）曼谷干旱危险性在地区间存在差异,符合“北高南低”的规律。高脆弱性地区集中在曼谷都市区中部、佛统府西北部和沙没巴干府西部,与自然条件、人口和经济分布以及城市活动有关。曼谷干旱风险较高,中等及以上干旱灾害风险土地占总面积的41.64%,佛统府西北部和巴吞他尼府中部具有最高风险,同时具有较高的脆弱性和危险性。2）曼谷的风险性、脆弱性和危险性均呈线性上升趋势。巴吞他尼府和佛统府的危险性,佛统府西北部和曼谷中部城乡居民用地的脆弱性,以及佛统府西北部和、巴吞他尼府中部和曼谷都市区中部的干旱风险程度上升较快。3) M-K检验结果显示,曼谷危险性和风险均呈现“东升西降”的空间分布特征,但变化趋势均不显著。曼谷的脆弱性在大部分地区呈极显著上升趋势,沙没沙空府的脆弱性上升趋势最为显著,达到71.23%。4）曼谷的干旱灾害风险程度由危险性和脆弱性共同决定,一元线性线性回归分析结果与M-K检验分析结果在空间分布上存...     

宁夏农业干旱灾害综合风险分析

农业干旱灾害风险分析是农业防灾减灾的重要内容。本文以灾害风险理论为基础,构建宁夏农业干旱灾害综合风险评估模式,该模式综合考虑了干旱致灾因子、孕灾环境、承灾体和防灾减灾能力4类风险影响因素,并在GIS技术的支持下,完成宁夏农业干旱灾害风险区划。结果表明：宁夏各地农业干旱灾害风险差异较大,风险较高的区域集中在宁夏中南部山区的同心、海原、固原、西吉、彭阳等地,风险较低的区域集中在北部大部分地区以及南部泾源、隆德等地,这一结果与宁夏各地环境特点、经济投入、农业发展现状和趋势一致。     

县域尺度下的陕西省洪涝灾害风险评估及区划

洪涝灾害风险评估和区划研究对区域洪灾综合管理具有重要意义。以陕西省洪涝灾害气候背景和社会经济环境为基础,利用辖区内34个气象测站1954-2015年、月降水数据和2015年社会经济统计资料,运用自然灾害风险评估理论及方法,从致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体暴露性和防灾减灾能力4个子系统选取17个评价指标,建立洪涝灾害风险评价指标体系,借助GIS技术进行洪涝灾害风险评估和区划。结果表明：（1）陕西省洪涝灾害致灾因子危险性等级自北向南呈递增趋势,高和次高危险区分布在陕南地区和关中盆地西部。（2）孕灾环境脆弱性空间分布差异较大,高和次高脆弱区分布在榆林北部长城沿线各县、延安市区、关中盆地渭河沿岸主要区县、陕南汉中盆地和安康市区。（3）承灾体暴露性各区县分布不均,大部分市区和农业发达地区暴露程度较高。（4）城市和经济发达地区防灾减灾能力较高,其他地区相对较低。（5）陕西省洪涝灾害综合风险等级表征为陕南汉江谷地、丹江流域和关中盆地渭河沿岸区县偏高,其他区县相对偏低。总体来看,中等以上风险区县占陕西省所辖区县的61.54%,其中陕南汉江谷地、丹江流域、关中盆地西部和渭南市应为陕西省洪涝灾害防范的重点区域。     

沿海城市风暴潮灾害风险评估研究进展

联合国国际减灾十年计划提出应更加重视自然灾害所造成的风险及其相应的防灾预案。 经过十几年的发展, 风暴潮灾害风险评估逐渐形成了独特的研究领域。目前国内外风暴潮灾害风 险评估研究主要集中在对风暴潮数值预报、潮高估算和重现期研究, 危险性评估, 承灾体暴露性 和脆弱性评估, 灾害风险区划、灾情损失评估等, 对沿海城市的风暴潮灾害综合风险及其次生灾 害链风险的研究则较少。从自然、社会、经济、政策、文化和工程等多角度建立沿海城市风暴潮灾 害风险评估指标体系, 运用3S 技术对沿海城市的风暴潮进行综合灾害风险研究是当前风暴潮灾 害研究的重要方向。今后的研究重点应构建基于场景的风暴潮灾害风险评估方法体系和开发基 于风险的决策支持系统, 加强灾害撤退避难图编制研究, 建立持续的城市灾害风险管理体制以及 对防灾预案和灾情损失的定量化预评估等。     

海南冬种瓜菜气象灾害风险评估与区划

基于自然灾害风险理论,利用海南省18个站点气象资料、瓜菜生产和社会经济要素资料,通过灾情反演,构建苗期湿涝、冬季寒害和春季干旱致灾等级指标。综合致灾、孕灾、灾损、防灾能力,进行瓜菜气象灾害的综合风险分析与区划。结果表明:苗期湿涝危险性从西南至东北增加,春季干旱危险性东西高、中间低;西瓜寒害危险性从中部向两边减小,豇豆和丝瓜寒害危险性从南往北加重,辣椒寒害危险性从东南到西北增加;苗期湿涝孕灾环境敏感性从中部山区向沿海和平原地区增加,春季干旱和冬季寒害趋势相反;瓜菜灾损风险和防灾能力在区域上存在明显差异;西瓜、豇豆和辣椒气象灾害综合风险总体趋势一致,高风险区集中在海南东部地区;丝瓜气象灾害综合风险高值区在北部地区。     

我国自然灾害研究进展与减灾思路调整

我国是世界上自然灾害最为严重的国家之一。为了减轻自然灾害影响和损失,政府、科学家和人民群众进行了大量的减灾研究和实践,在致灾因子、灾害监测预报、灾害评估、自然灾害的社会经济影响、防灾减灾综合化等研究和实践方面均取得了很大进展,减灾思路逐渐从以致灾因子研究和工程预防措施为主调整为全面降低灾害系统脆弱性方面。     

土地利用结构的景观生态学分析——以甘肃省为例

采用景观生态学中“斑块—廊道—基质”模式和景观指数对甘肃省土地利用结构进行了研究。结果表明:①土地利用结构根据基质的土地利用类型可以分为4种类型:天水市、定西市、平凉市、临夏州以耕地为基质;陇南市以林地为基质;兰州市、白银市、张掖市、庆阳市、甘南州以牧草地为基质;嘉峪关市,金昌市,酒泉市,武威市则以未利用地为基质。②在自然地理分异背景的控制下,土地利用结构类型在空间分布上具有明显的差异性。③土地利用结构的异质性既具有均质化方向上的,也具有异质化方向的,但总体上变化不大。④虽然最大斑块在空间上差异明显,但时间上的变化不显著。⑤土地利用结构中最小斑块均为园地,除了平凉市和天水市的变化明显且呈递增的趋势外,其他市(州)增长比例都较小。⑥林地在空间上和时间上都是变化最大的斑块,其次为耕地和牧草地。     

甘肃省畜牧产业集聚的空间格局研究

运用引力模型及其拓展测度指标,对甘肃省所辖14个市（州）畜牧业综合质量、区域间引力值和断裂点距离值进行测算,分析畜牧产业集聚的空间格局,集聚中心形成机理及其辐射范围。结果表明：甘肃省畜牧业区域发展不平衡,整体呈现出"西高东低"的梯度特征,并可划分为5级梯度。畜牧产业发展的空间集聚特征明显,已形成以白银市和甘南州为二级集聚中心的"双核心"空间结构：以白银为中心,辐射带动兰州、定西两个三级集聚中心构成了甘肃中部畜牧产业集聚区;以甘南为中心,连同三级集聚中心临夏带动陇南、辐射天水成为甘肃南部产业集聚区。以武威为三级集聚中心,辐射张掖、金昌等市形成河西走廊产业集聚区;以庆阳为中心,联动平凉市的陇东产业集聚热点区初步显现。本研究对分析产业空间结构特征和制定推动产业集聚策略具有重要意义。     

基于SPI指数的甘肃省河东地区干旱时空特征分析

干旱是西北地区主要的自然灾害之一。本文以甘肃省河东地区作为研究区,基于该地区38个气象站1971-2010年逐月降水数据计算标准化降水指数（SPI指数）,分析了不同时间尺度SPI指数的时间序列特征,探讨了SPI₃和SPI₁₂的年代际距平和倾向率的时空变化,以及特旱、重旱和中旱的发生频次。结果表明：（1）随着时间尺度的增加,SPI指数随机性在减弱,持续性在加强。干旱出现较多的时期为1991-2005年,出现较少的时期为1974-1982年。（2）20世纪80年代以前河东地区偏湿,90年代以后河东地区有偏干的趋势。河东地区行政区划分为7个部分,70-80年代,除甘南地区外,其余地区的SPI₃倾向率均显著增加;80-90年代,河东地区SPI₃倾向率持续减少,减少最明显的为定西地区;90年代到21世纪初,河东地区SPI₃倾向率又有增加趋势。对于SPI₁₂来说,自20世纪70年代到2010年,除甘南、陇南和天水地区的SPI₁₂倾向率为先减少后增加以外,其余地区均呈现先增加,后减小,然后再增加的趋势。（3）3个月时间尺度干旱的分布范围广,发生频次高,主要发生于河东地区的北部。12个月时间尺度的特旱主要发生在河东地区的北部,重旱和中旱主要发生在河东地区的东部。     

甘肃省农田生态系统碳收支动态

量化分析了甘肃省兰州、天水、庆阳、定西、金昌和嘉峪关及甘南藏族自治州7个地区的农田生态系统主要作物碳吸收、排放的动态变化。结果显示:研究区2007—2014年的农田生态系统碳吸收总量为1.67~61.18万t,年均增加率3.31%~18.10%。农田生态系统的碳吸收强度最大的是嘉峪关,其次是兰州;碳吸收强度最小的是定西,为0.62 t·hm^-2·a-1。2007—2014年,兰州、天水、庆阳、定西、金昌、嘉峪关、甘南的农田生态系统的年均净碳源强度分别为-0.254、-0.241、-0.196、-0.221、-0.005、0.163、-0.042 t·hm^-2。     

修订后水分盈亏指数在甘肃省冬小麦干旱监测中的应用

提高西北旱作农业干旱监测准确性和时效性,对农业生产防灾减灾有重要意义。利用甘肃省3个农业气象观测站长期土壤水分和冬小麦生育状况观测资料、1971—2016年43个冬小麦种植县气象观测资料及产量资料,基于冬小麦播前底墒和生育期水分盈亏量修订了作物水分盈亏指数,并确定了干旱等级指标,改进后作物水分盈亏指数与土壤贮水和冬小麦减产率高度相关,能更准确的反映甘肃省冬小麦干旱实况,并利用ArcGIS分析了近46 a甘肃省冬小麦不同生育期、不同等级干旱发生频率的时空分布特征。结果表明：甘肃省冬小麦从播种至开花期随着发育期推移,呈现干旱频率增加、范围扩大的趋势,多以中旱居多,其中拔节—开花期发生面积最大,陇中、庆阳市北部、平凉市西部、天水市西部、陇南市南部干旱出现频率较高;开花—成熟期随着降水量增加干旱发生频率减少、程度减轻。     

基于主成分分析的甘肃省水资源承载力评价

以甘肃省水资源承载力为研究对象,运用主成分分析法对甘肃省水资源承载力从时间和空间两个角度进行了综合评价。研究表明：影响水资源承载力的因子主要包括经济发展因子、人口因子、水资源供需平衡因子、农业生产用水因子;2006-2015年,甘肃省水资源承载力整体呈现下降趋势;甘肃省水资源承载力存在显著的地区差异,甘南等地区水资源承载力较大,白银等地区居中,张掖等地区较小,兰州等地区最小,这主要是受水资源供需不平衡、农业生产用水差异较大和经济发展及人口因素的影响。     

土地利用可持续发展位理论构建与应用

结合土地利用生态位理论和可持续发展理论,构建了土地利用可持续发展位理论,其核心内容包括土地利用可持续发展基本位、理想位、优势位、关键位和土地利用可持续发展位空间概念及模型。以甘肃省为例,测算确定了甘肃各地州市建设用地与新增建设用地可持续发展位空间。甘肃各地州市建设用地除了嘉峪关、金昌市指标值超出可持续发展位空间外,其余各地州市建设用地控制指标均处于可持续发展位空间内。白银、武威、张掖、酒泉、庆阳、甘南的指标值接近于理想目标;天水、平凉、定西、陇南、临夏的指标值趋近于适度目标。新增建设用地可持续发展位空间结果除平凉市和甘南州外,其余各地州市的控制指标均处于新增建设用地控制指标与其可持续发展位空间之间。表明《甘肃省土地利用总体规划（2006-2020）》确定的各地建设用地与新增建设用地控制规模基本均处于可持续发展位空间范围。甘肃省的实践证明,土地利用可持续发展位理论可用于系统研究土地生态系统变化规律,指导土地资源的可持续利用。