农业干旱监测研究进展与展望

本文全面分析了农业干旱的概念内涵及其与其他干旱类型之间的关系,进而从基于站点监测和基于遥感监测两个方面,系统梳理了国内外农业干旱监测的近今进展,对比了不同干旱监测指标的适用范围和局限性;同时,通过文献统计和重要文献引用揭示了国内外农业干旱监测研究的发展历程和最新进展,即农业干旱监测指标从传统的单一气象监测指标逐渐向气象与遥感相结合的综合监测指标转变。最后,在分析农业干旱监测现有挑战和困境的基础上,将农业干旱监测未来发展趋向归纳为5点展望,即进一步明晰农业干旱发生机理和受旱过程、识别农业干旱影响因素及其相互作用关系、构建多时空尺度农业干旱监测模型、耦合农业干旱定性表征与定量评估模型以及提高农业干旱监测模型中遥感数据的应用水平。     

甘肃省河东地区气象干旱灾害风险评估与区划

干旱灾害是世界上危害最为严重的自然灾害之一。通过对干旱灾害风险成因的深入分析,结合灾害学理论,从干旱灾害的致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性、承灾体暴露性和防灾减灾能力等4个方面入手,构建干旱灾害风险评估模型,然后依据甘肃省河东地区相关气象、生态和社会经济数据,在GIS平台下将干旱灾害的自然属性和社会属性统一起来进行干旱灾害风险评估与区划。结果表明：（1）研究区致灾因子危险性等级有自中部向东西两边逐渐降低的趋势,7个地区中干旱灾害危险性自大到小依次是天水、平凉、陇南、定西、临夏、甘南和庆阳。（2）研究区孕灾环境脆弱性有自北向南逐渐降低的趋势,脆弱性自大到小依次是庆阳、临夏、定西、平凉、天水、甘南和陇南。（3）研究区承灾体暴露性自大到小依次是天水、平凉、临夏、定西、陇南、庆阳和甘南。（4）防灾减灾能力自大到小依次是临夏、天水、平凉、定西、陇南、庆阳、甘南。（5）河东地区自北向南干旱灾害风险逐渐降低,干旱风险自大到小依次是定西、天水、庆阳、平凉、临夏、甘南和陇南。     

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。     

产业网络灾害经济损失评估研究进展

开展产业网络灾害经济损失评估研究,是理解产业网络脆弱性和潜在风险,科学指导灾前风险防范及灾后恢复重建决策的关键环节。本文从产业网络中灾害扩散的角度,对其造成的经济损失类型及研究进展进行了系统梳理。结果表明,产业物理损失方面,主要通过建立灾害强度参数与厂房建筑、生产设备及存货等物理损失程度间的脆弱性曲线进行评估。受灾产业中断损失方面,应关注其组合投入要素物理受损情景下的生产能力损失程度(PCLR)。产业网络灾害波及损失方面,主要存在微观“企业供应链网络”和宏观“产业链网络”二种研究尺度。其中,前者以微观企业个体为基本粒度,利用复杂网络分析方法,模拟灾害依托企业供应关系扩散的空间过程及其造成的供应链中断损失;后者以聚合的产业部门或区域为基本粒度,利用投入产出(IO)、可计算一般均衡(CGE)等宏观经济计量模型,模拟灾害在产业部门或区域间的扩散过程及其造成的宏观区域经济损失。最后,从情景分析的视角,构建包括灾害事件场景、产业网络暴露、节点物理损失和中断损失、供应链网络中断损失、宏观产出损失于一体的多过程、多尺度经济损失集成评估体系,以综合模拟灾害损失在产业网络中的放大效应。     

河南省农业干旱灾害度初探

本文根据河南省农业生产旱灾的自然,社会经济属性,提出了一种综合评价旱灾对全省农业生产影响程度的方法,并在此基础上对全省农业干旱灾害度分级,最后提出合理防治旱灾促进农业生产的若干建议。     

几种干旱评估指标在宁夏的应用对比分析

简要分析了几种干旱评估指标（Pa、K、SPI、PDSI和CI）与实况的等级差异;重点对比分析了Pa、K指数和SPI指数的干旱频率、干旱等级一致率、空漏评估率等与干旱实况的差异。结果表明,Pa、SPI指数和PDSI指数的评估效果接近;CI指数的评估效果与K指数接近。大部分年份Pa、K指数和SPI指数的等级较实况偏低,K指数更接近实际等级;大部分地区K指数较Pa和SPI指数反映的干旱频率高,K指数放大了干旱频率,尤其放大了中旱频率,Pa和SPI指数明显缩小了干旱频率;K指数的绝对一致率和相对一致率均高于Pa和SPI指数,大部分出现干旱的年份,Ｋ指数都能体现出来;Pa和SPI指数各等级的一致率差异不大。同时,K指数的空评估率较Pa和SPI指数高,漏评估率最低,其空、漏评估率之和最小,而且春旱小于其他3个季节的干旱。综合分析,K指数和CI综合干旱指数评估效果较好,但需进一步改进以适宜宁夏应用。     

基于Copula的近60a京津冀地区干旱灾害危险性评估

干旱灾害是京津冀地区主要气象灾害之一,严重影响社会经济和粮食安全。评估京津冀地区干旱灾害危险性,识别高危险区,旨在为灾害防范和应急调控提供参考。利用1958—2017年37个气象站降水日数据,计算标准化降水指数（SPI6）,根据游程理论界定干旱历时和干旱强度。运用K-S检验法、AIC法分别确定指标的最优边缘分布函数和Copula函数,计算5 a、10 a、30 a及50 a一遇水平下干旱强度和干旱历时的重现期。结果表明：京津冀地区20世纪60年代中期至今SPI6呈下降趋势;指数分布和广义极值分布分别是干旱历时和干旱强度的最优边缘分布,Frank Copula在变量联合概率分布计算时拟合最好;就干旱历时和干旱强度重现期而言,30 a、50 a一遇水平下联合重现期为,北京市、沧州市、衡水市及承德市北部等地区的重现期长,危险性低,其余地区危险性较高;站点干旱灾害的联合重现期理论值与实际情况较符合,能够反映实际灾害情况。     

东亚干旱半干旱区沙漠化与气候变化相互影响研究进展

气候系统主要通过气温、降水及风场等因素影响沙漠化过程,但不同区域其影响机制存在较大差异。目前的研究结果表明,总体上,降水对沙漠化的影响较为明确,降水量增加有利于沙漠化逆转。气温和风场变化对沙漠化的影响存在明显区域差异：在季风带沙漠化区,气温升高及高空盛行西南风有利于沙漠化逆转;在非季风带沙漠化区,一方面气温升高导致蒸发量增加,沙漠化发展;另一方面,其增加了冰川、冰雪融水的补给,沙漠化逆转;在高寒带沙漠化区,旱灾和寒冻灾害是沙漠化的主因。此外,沙漠化过程通过植被、地表及土壤特征等的改变影响气候系统。例如沙漠化过程的发生伴随地表植被覆盖的变化,并通过改变地表反照率、潜热通量、粗糙度等来影响气温、降水等气候因子;还通过沙尘释放量的变化来影响降水的发生。虽然沙漠化与气候系统间存在多种反馈机制,但反照率—气温—降水—植被的正反馈及沙尘—降水—植被的正反馈是其主要反馈机制。     

西北干旱灾害影响趋势分析

根据1951-2000年中国西北五省区(陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆)降水资料,1951—1994年主要农作物旱灾面积和粮食减产资料,建立了干旱等级指标、农业旱灾指标、因旱粮食减产指标体系,分析了西北干旱灾害的影响趋势。结果表明：西北干旱和农业旱灾呈增加趋势,以20世纪70、90年代最严重,农业旱灾以重大旱灾事件为主,其空间变化以西北东部干旱灾害严重。采用谐波和功率谱方法分析西北干旱周期,建立了拟合预测回归模型,并对西北干旱灾害进行影响预测,表明21世纪前十年西北干旱灾害有减缓趋势。     

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。     

湖南省区域干旱模糊评价

本文采用湖南省80个地面气象站点1970-2005年的月降水、蒸发资料,河道来水量资料和农作物受旱面积资料,运用模糊综合评价、M-K突变及小波分析等方法分析了湖南省36年来区域干旱的时间变化特征。选用降水距平百分率、蒸发降水比、河道来水量和农业受旱面积组成区域干旱评级指标体系,将干旱分为由湿润到特大干旱9个等级,建立模糊综合评价模型,确定旱涝的等级。在1970-2005年期间,特大干旱年共发生了5年,严重干旱年发生了2年,中等干旱年发生了6年,轻度干旱发生了3年。过去36年湖南省综合干旱指标呈微弱增加趋势,其中1970年代和1990年代处于湿润时期,1980年代处于干旱时期,进入21世纪后有变干的趋势。综合指标于1990年代初有一个由干向湿的转变过程,且存在3年、6年和16年三个时间特征尺度。2005年之后小波系数仍将是负值,表明未来若干年湖南将仍处于干旱期,之后可能进入一个湿润期。     

4种藤本月季抗旱性综合评价

通过盆栽试验,进行了4种藤本月季品种抗旱性的比较研究。在正常供水与水分胁迫条件下,分别测定与品种抗旱性有关的多项生理生化指标。把藤本月季各性状的抗旱系数作为衡量各单项抗旱能力大小的指标,用主成分分析将各单项抗旱系数综合成几个新的、相互独立的综合指标,再利用隶属函数求出综合指标的隶属值,较为准确地评价了各藤本月季品种的抗旱性。结果表明,藤本月季主要的抗旱途径为生理性抗旱,4种藤本月季品种抗旱性由强到弱为:欢腾、夏令营、西方大帝、莫扎特。评价结果为西北干旱地区特殊空间的园林绿化选择应用藤本月季品种提供了理论依据。     

甘肃省农业干旱灾害损失特征及其对气候变暖的响应

随着全球气候变暖,干旱频次和强度增大,粮食生产与安全面临严重的挑战。利用1960-2012年甘肃省农业干旱灾情和气象资料,分析不同干旱程度的农业受灾率、成灾率和绝收率变化特征,并构建了农业干旱灾害风险指数(农业干旱综合损失率),揭示了甘肃农业干旱灾害损失特征及其对气候变暖的响应,讨论了关键时段气象条件对灾害损失的影响,阐述干旱灾害损失在气温和降水气候态中的分布特征,模拟出农业干旱受灾程度的气象阈值,并对未来情景下干旱灾害风险进行预测。结果表明:甘肃省近50多年农业干旱灾害范围、程度和频次均呈增加趋势,粮食受干旱灾害减产的风险加大。受灾率、成灾率、绝收率和综合损失率均呈明显上升趋势,尤其是20世纪90年代气温突变以后干旱灾害损失增大的趋势更明显。21世纪00年代干旱增幅最大,干旱受灾率、成灾率、绝收率和综合损失率均高于全国平均水平。多年平均综合损失率为10.8%,约为全国平均值(5.1%)的2倍。气温和降水量是甘肃农业干旱灾害损失的关键致灾因子,并且关键时段降水量和气温对干旱灾害的影响比全年平均值更加明显,年降水量每减少100 mm,综合损失率增加5.6%。年平均气温每升高1 ℃时,综合损失率增加6.3%。年平均气温6.45 ℃和年降水量460 mm是干旱高风险的临界值。未来气候变暖情境下,甘肃综合损失率增幅将可能达到1.85倍,气候变暖导致农业干旱灾害风险加大。     

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。     

林木水力结构与抗旱性研究综述

干旱是主要的环境胁迫因子之一,对林木影响非常广泛和深刻。我国自20世纪80年代开始,对林木抗旱性及其机理进行了大量的研究,并且取得了一定的研究成果,然而到目前为止,仍然很难定量地证实树木的一些生理参数的一种或任何一种组合可以实质性地改善树木的耐旱行为。水力结构理论形成于20世纪70年代,引入我国仅仅10 a时间。它是指植物在特定的环境条件下,为适应生存竞争的需要所形成的不同的形态结构和水分运输供给策略。从树木水力结构理论的理论基础、主要参数、树木水力结构和木质部空穴与栓塞化的关系,以及关于水力结构的国内外研究现状进行了详细介绍,并且对树木的水力结构与抗旱性的关系进行了探讨,认为树木木质部的空穴与栓塞化在水分亏缺解除以后的恢复能力与树木的抗旱性密切相关,并针对我国的树木水力结构研究现状提出了一些建议。     

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。     

云南省金沙江流域干旱灾害区划研究

云南金沙江流域干旱灾害较为严重。选取11个指标,运用模糊聚类方法进行了该流域干旱灾害区划,将该 流域划分为4个干旱灾害区、9个干旱灾害亚区,揭示了干旱灾害的地域差异性,为因地制宜地制定干旱灾害防治规 划及减灾防灾措施提供了科学依据。     

区域干旱帕默尔旱度指标的修正

帕默尔旱度模式是评估干旱严重程度的重要模型,20世纪引入中国后,安顺清等人相继进行了修正,但是多采用的是单个站点数据进行运算,在研究大尺度的区域时则不适用,文章将各研究区站点数据平均整合,并以辽宁省范围内辽河流域片的7个代表性区域进行建模,以海滦河流域、淮河流域、黄河流域、长江流域的23个代表性区域相关资料为权重因子进行修正,同时利用综合水平衡模型对原帕默尔旱度模式中的水量平衡模型进行替换,经过对修正模式的验证,结果显示符合实际情况,对于区域干旱研究具有实际意义。