南方洪涝灾害综合风险评估

利用中国南方地区12个省(市)2004—2012年的洪涝灾情资料,在综合表征洪涝灾情特点的基础上,选取具有可比性的受灾面积比重、受灾人口比重和直接经济损失比重等相对灾情指标,剔除耕地复种、人口变化、物价上涨和地域尺度限制等因素的影响,通过灰色关联法、正态信息扩散法,构建洪涝灾害综合相对灾情指数及其风险估算模型,对南方地区洪涝灾害的综合风险进行了研究。结果表明:综合相对灾情指数能较好反映不同省份每年受灾的差异情况,各省(市)的综合相对灾情指数与实际灾情的相关系数均达0.7以上(P0.05);洪涝灾害主要为中灾和小灾,江西、湖北、四川、重庆发生大灾的可能性较大,福建、湖南、广西和安徽次之,广东、云南、江苏和浙江可能性较小;在排除热带气旋带来的洪涝灾害影响下,洪涝灾害综合相对灾情风险分布特征为内陆地区高于沿海地区,内陆地区中湖北的风险最高,沿海地区中江苏最低。本研究结果解决了区域间综合相对灾情等级的风险量化及可比性问题,可为区域防洪救灾对策措施以及洪涝灾害保险政策制定提供科学依据。     

中国中东部地区暴雨气候及其农业灾情的风险评估

利用中国中东部292个站点1961-2008年的暴雨气候资料和各省的农业灾情资料,采用主成分分析、软直方图估计、灰色关联法、正态信息扩散等方法,分别构建了暴雨气候指数、农业相对灾情指数及其风险估算模型,对中国中东部地区暴雨气候及其农业灾情的风险进行了研究.结果表明:中国中东部地区的暴雨气候风险,由南向北逐渐减少,高值区位于海南和广东、广西的沿海地区,其次是广西和广东的中北部,江淮地区的湖北、安徽、江西以及湘赣地区的湖南,低值区主要位于除辽宁沿海区域外的东北地区以及华北北部的河北和山西;农业相对灾情风险的高值区位于江淮地区的安徽、湖北,湘赣地区的湖南,东南沿海的广东,低值区是华北地区的河北、河南,东北地区的辽宁;除广东省外,各代表省的暴雨气候指数与农业相对灾情指数的相关系数均达到0.6以上(P＜0.Ol).经多年实际农业灾情验证,暴雨气候指数和农业相对灾情指数能较好地评估实际暴雨的强度及其对农业的影响.     

华南地区香蕉、荔枝寒害的气候风险区划

基于华南地区（广东、广西、福建）224个气象站点1951—2006年气候资料和香蕉、荔枝历史灾情资料,采用日最低气温≤5.0 ℃、持续日数≥3 d寒害过程的积寒和表征香蕉、荔枝年度寒害的气候致灾风险信息,构建了基于气候变化背景下的寒害综合气候风险指标,编制了香蕉、荔枝寒害等级风险概率地理分布图和气候风险区划图,并评述了香蕉、荔枝寒害气候风险的区域分异规律.结果表明：随着气候变暖,研究区香蕉、荔枝抗寒性降低,寒害致灾风险增加;香蕉、荔枝寒害各等级气候风险概率均呈纬向分布.基于综合气候风险指数的大小将香蕉、荔枝寒害划分为高、中、低3个气候风险区,这为农业结构布局的调整提供了重要依据.     

基于土地利用变化情景的城市暴雨洪涝灾害风险评估——以深圳市茅洲河流域为例

近年来频发的暴雨洪涝成为威胁城市可持续发展的主要灾害类型,而土地利用变化改变了区域原有的景观结构和水文过程,是城市暴雨洪涝灾害风险加剧的重要诱因,定量探讨土地利用变化对暴雨洪涝灾害及其风险影响具有重要意义。以深圳市茅洲河流域为例,基于CLUE-S模型、SCS模型及等体积淹没算法等,对12种暴雨洪涝致灾-土地利用承灾情景下的城市暴雨洪涝灾害风险进行定量模拟。研究结果显示,相同土地利用空间格局下城市暴雨洪涝灾害随暴雨致灾危险性增加风险加剧显著;在同等致灾危险性水平下随建设用地面积增加,中等风险和高风险区面积均呈现较为明显的增加趋势,中、高风险区面积与建设用地面积的增加率表现出较高的协同变化特征;以50年遇危险性水平为例,随着建设用地面积由基期的15368.85hm~2增加至近期16076.07hm~2和远期16750.89hm~2,高风险区面积由254.07hm~2增加至276.48hm~2和286.2hm~2。由此可见,尽管暴雨强度的增加是城市暴雨洪涝灾害风险加剧的根本诱因,但是以建设用地面积增加为表征的土地利用变化对暴雨洪涝灾害风险的影响不容忽视。     

浙江省热带气旋灾损和等级评估

利用2004-2008年浙江省各县的热带气旋灾情资料和同期社会经济数据,通过订正的转化函数建立区域对比度较好的相对受灾人口、相对受灾面积、倒塌房屋和相对直接经济损失指标值,用多项式拟合的客观分析方法建立各指标相对损失值与致灾因子(过程雨量、暴雨日数、大暴雨日数、日最大雨量、极大风速、最大风速、极大风速≥8 m·s-1的天数、最大风速≥18 m·s-1的天数等)的灾情评估模型;运用灰度聚类分析和专家定权相结合的方法,对热带气旋灾害指标进行灾情精细化定级.在此基础上,对2009年影响浙江省的"莫拉克"热带气旋进行灾情损失评估和等级划分.结果表明:根据各单指标灾情模型计算的受灾面积指数、受灾人口指数、房屋倒塌指数和直接经济损失指数与实际值的相关系数分别达到0.70、0.63、0.75和0.54,基本能反映因致灾因子造成各方面的灾损等级分布."莫拉克"综合灾情评估结果较准确反映了热带气旋影响期间不同县域的空间分布特点;但受其他因素(孕灾环境、易损性、抗灾能力等)的影响,拟合灾情值存在轻灾高估、重灾低估的现象.     

湖泊型流域洪涝灾害经济损失多情景模拟——以南四湖流域为例

洪涝灾害情景模拟与损失预估对湖泊型流域防洪减灾和可持续发展具有重要意义。以我国典型的湖泊型流域南四湖流域为例,利用CA-Markov模型预测2030年三种用地情景,采用P-III型概率曲线构建10、20、50、100 a四个重现期强降雨情景,得到12种组合情景;通过InVEST模型和等体积淹没法量化不同情景的径流和淹没深度;在各产业GDP空间预测的基础上计算12种情景的洪涝直接经济损失。结果表明:(1) CA-Markov模型在南四湖流域的土地利用模拟精度较高,三种用地情景的各地类变化显著;(2)用地变化对流域洪涝灾害的影响显著,其中城镇发展情景下洪涝灾害风险最大,而生态保护情景风险最低;(3)暴雨强度会明显增加各用地情景的经济损失,但增幅在50 a重现期后有所减缓;生态保护情景的经济损失最少,介于97.39-128.81亿元之间,与其他情景相比,该情景可在一定程度上减少洪灾损失。为此,在气候变化背景下湖泊型流域可持续发展应充分考虑土地利用变化对洪涝灾害风险的影响,合理扩张城镇建设用地,优化布局生态用地,充分发挥国土空间规划在防洪减灾方面的作用。     

1960—2014年松嫩草地极端气候事件的时空变化

基于1960—2014年松嫩草地13个气象站点的日值记录数据,计算与区域水旱寒热灾害、植被生长发育密切相关的14个极端气候指数;利用线性趋势法、间断趋势分析法、Mann-Kendall检验、Sen斜率估计和滑动t检验等方法,分析松嫩草地极端气候事件的发生趋势与时空格局.结果表明: 表征极端高温指数的夏日日数、暖昼日数、暖夜日数、暖持续指数均呈显著上升趋势,表征低温指数的霜日日数、冷昼日数、冷夜日数、冷持续指数均呈明显下降趋势,区域变暖趋势显著;区域极端低温的增幅大于极端高温的增幅,夜间增温幅度大于白昼;1970—2009年区域气候变暖趋势较为明显,各指数突变也集中发生在这一时期;表征极端降水的各指数变化趋势不显著,普通日降水强度和持续干燥指数呈下降趋势,5日最大降水量、强降水量、年湿期降水总量和持续湿润指数呈微弱上升趋势,表明区域气候呈微弱的暖湿化特征;松嫩草地南部和北部地区是对气候变暖响应最显著的区域;对极端降水指数而言,各指数南北分异特征明显,区域北部以变湿为主要特征,而南部则以变干为主要特征,尤其是区域西南部的干旱风险较高.     

基于GIS的四川盆周北部山区夏玉米农业气象灾害风险评估——以旺苍县为例

气象灾害是制约我国农业发展的主要因素之一,明确夏玉米农业气象灾害风险对于防灾减灾具有重要意义。本研究基于自然灾害风险理论,以四川盆地北部山区的典型区域(旺苍县)1981—2018年气象数据和玉米产量数据为基础,确定影响夏玉米生产的主要致灾因子,并结合孕灾环境敏感性及承灾体脆弱性构建夏玉米综合农业气象灾害风险评估模型,对四川盆地北部山区夏玉米生产过程中的农业气象灾害风险进行评估。结果表明: 研究期间,成熟期高温、花期暴雨、成熟期暴雨、灌浆期连阴雨和孕穗期干旱是影响研究区夏玉米生长发育的主要农业气象灾害。旺苍县夏玉米农业气象灾害综合风险分布大致呈西南-东北走向,高风险和较高风险区分布区域约占旺苍县总面积的二分之一;灾害风险高值区主要位于研究区西南部,基本与致灾因子危险性高值区一致;灾害风险低值区多集中在西部边缘,此区域亦为成熟期高温、成熟期暴雨、花期暴雨气象灾害的低风险区。     

福建东山岛灾害生态风险的时空演化

将福建省东山岛作为灾害的承灾系统,以1994年、2003年及2011年3期遥感影像为基础,选择暴雨和大风作为东山岛主要灾害,从承灾系统脆弱性、承灾系统应灾力、承灾系统恢复力3个方面选择指标构建东山岛灾害生态风险评估指标体系,分别获得东山岛1994年、2003年和2011年3期暴雨和大风灾害生态风险图,结果表明:东山岛1994、2003、2011年暴雨和大风灾害生态风险格局均随时间出现明显变化;总体来看,东山岛西北部主要低山森林地带风险值较低,整体生态环境和抗灾能力较好,东北部城镇集中区和沿海地带风险值较高,生态环境质量和抗灾能力较低;东山岛17a来的人为干扰存在正负效应,长期生态建设使得东山岛西北部主要低山森林地带风险值下降,但大规模的城镇建设,旅游、养殖、房地产等对沿海地带的干扰,造成东北部城镇集中区及东部沿海地带风险值上升。     

海南岛橡胶(Hevea brasiliensis)寒害风险区划

寒害是海南岛橡胶面临的主要气象灾害之一,开展橡胶寒害风险区划能够有效提高海南岛橡胶寒害防御能力。根据海南岛1964—2016年的气象资料和1988—2016年橡胶种植面积、产量、社会经济等数据,通过构建橡胶寒害指数和台风灾害指数,实现了橡胶寒害减产率的分离,基于风险形成的机理,选择橡胶寒害的致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性和防灾减灾能力4个因子,建立海南岛橡胶寒害风险评估模型,计算橡胶寒害风险指数,并按自然断点法划分为5个风险等级。结果表明:海南岛橡胶寒害风险总体呈现西北部和中部较高,其他沿海地区较低的特征;西北部临高风险最高,其次为中部五指山地区;西南部东方、乐东沿海地区,以及北部海口、文昌风险最低;南部三亚和陵水无寒害风险。     

北方冬小麦产量灾损风险类型的地理分布

根据风险分析原理,利用北方各县市冬小麦近50年的实际单产资料和气象资料,进行冬小麦产量灾损风险评估和风险类型划分.以历年平均减产率、灾年减产率变异系数、不同减产率及其发生的概率和抗灾指数作为产量灾损风险评估指标.结果表明,产量灾损风险量化指标在北方冬麦区的分布具有明显的区域分异性和一定的连片性.在各风险评估指标的基础上构建了北方冬小麦产量灾损综合风险指数模式,提出了北方冬小麦产量灾损综合风险类型分类指标.根据分类指标将北方冬麦区划分为高、中、低3个风险类型,并进行了分类评述.分类结果表明,高风险类型主要分布在水土条件较差的陕、晋黄土高原地区和华北平原部分地区;中风险类型分布在华北平原东北部和河南南部以及太行山区;低风险类型主要分布在有灌溉条件和农业生产水平较好的华北平原的大部分地区和关中地区.     

吉林省农业气象干旱灾害的风险分析及区划

利用1961-2010年吉林省50个站气候观测资料、1981-2010年干旱灾情和农业经济资料,基于灾害风险系统分析理论、农田水分平衡法和综合灾害风险指数法,在分析干旱对吉林省农业影响致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性和防旱减灾能力的基础上,应用加权综合法得到不同单元的综合风险度指数;基于GIS技术,开展了干旱对吉林省农业影响的风险区划.结果表明:致灾因子危险性的高值区分布在西部的白城和松原大部分地区,孕灾环境敏感性的高值区分布在白城地区、松原地区、四平地区北部和通化地区南部,承灾体脆弱性的高值区主要分布在经济较发达的松原大部分地区、长春大部分地区、四平地区等,防旱减灾能力的高值区分布在松原、长春、四平、吉林和通化市区及其周边地区.考虑各因子的综合风险度,干旱对吉林省农业影响的风险可分为高风险、次高风险、中等风险、次低风险和低风险5个等级,其中,高、次高风险主要分布在吉林省中西部的白城、松原、长春和四平地区.     

海南瓜菜春季干旱风险分析与区划

利用海南省18个站点1998—2011年的逐日气象资料、冬种瓜菜的产量和面积资料,基于3—4月降水量、无雨日数、连续无雨日数、最长连续无雨日数对春季干旱的综合影响,采用主成分分析法构建春季干旱综合指数,建立春季干旱等级指标。通过减产率分离得到春季干旱导致的瓜菜(西瓜Citrullus lanatus、豇豆Vigna unguiculata、辣椒Capsicum annuum、丝瓜Luffa cylindrica)灾损,综合考虑致灾、孕灾、灾损、防灾能力进行瓜菜春季干旱灾害的综合风险分析与区划。结果表明:瓜菜春季干旱致灾风险指数呈现东西高、中间低的分布,且不同春季干旱等级风险概率分布存在着明显的地区差异;春季干旱孕灾环境指数以海南中部的五指山为中心向四周逐渐减小;4种瓜菜的灾损风险和防灾能力分布地域差异显著;集成致灾、孕灾、灾损、防灾能力得到的干旱综合风险,4种瓜菜的高风险区均主要分布在海南的西部和南部部分地区,低风险区在海南的中部和东部部分地区。     

南方晚稻寒露风风险要素的地理分布特征

基于《水稻冷害评估技术规范》行业标准,对中国南方双季晚稻种植区169个气象站1981—2010年的逐日平均气温资料进行分析,以寒露风发生的危险性作为风险要素,在综合考虑寒露风发生概率和发生强度的基础上构建寒露风风险指数,应用GIS技术研究粳稻和籼稻各等级寒露风发生概率和寒露风综合风险指数的地理分布特征。结果表明:粳稻和籼稻各等级寒露风发生概率和综合风险指数大致呈现自研究区西北部向东南部逐渐降低的分布趋势;大部分地区晚稻寒露风的发生概率低于50%,研究区东部和南部的粳稻各等级寒露风以及东南沿海的籼稻各等级寒露风发生概率在5%以下;概率高值区主要位于四川万源、都江堰,陕西汉中以及云南种植区中部等地;综合风险指数的分布特征与重度寒露风发生概率的分布特征基本相同。本研究结果可为南方双季晚稻的种植布局提供依据。     

多气候情景下中国森林火灾风险评估

森林火灾风险主要取决于致灾因子、承灾体以及防灾减灾能力,综合评估和预测森林火灾风险是制定科学的林火管理政策的基础.本文基于经典自然灾害风险模型和可获取数据构建森林火灾风险评估模型与指标体系,评估过去和未来的森林火灾风险.未来气候情景数据包括RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 6.0和RCP 8.5下5个全球气候模式(GFDL-ESM2M、HadGEM2-ES、IPSL-CM5A-LR、 MIROC-ESM-CHEM和NorESM1-M)日值数据.根据最高温度、最小相对湿度、平均风速和每日降水量分别计算1987—2050年历史观测数据和未来气候情景下各格点每日火险天气指数系统中各个指数.结果表明: 1987—2010年,森林火灾风险高和很高的区域分别占21.2%和6.2%,主要分布在大兴安岭和长白山地区、云南大部分区域和南方零散分布的区域.森林火灾可能性高和很高的区域主要分布在东北和西南地区,分别占森林面积的13.1%和4.0%.与观测时段相比,2021—2050年RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 6.0和RCP 8.5情景下森林火灾可能性高和很高的区域分别增加0.6%、5.5%、2.3%和3.5%,华北地区增幅明显.气候变化引起的森林火灾高风险区域有些增加,RCP 8.5情景下增幅最明显(+1.6%).     

华南地区龙眼寒害灾损风险评估

基于华南地区64个基本气象站1961—2012年逐日气象资料,采用公认的龙眼寒害灾害指标,结合农业气象灾害风险研究的方法与模拟技术,并考虑龙眼寒害灾损减产风险在不同生育期（花芽生理期、花芽形态分化期、休眠期）之间的差别,对1961—2012年华南地区龙眼不同发育时段的寒害灾损最大风险进行定量评估与分析.结果表明： 在花芽生理期,各地区龙眼受灾最严重的是轻度寒害,其次为重度寒害,最后为中度寒害;不同寒害致灾等级对各地龙眼造成的危害程度不同,在轻度寒害威胁下,龙眼受灾轻重次序为福建、广东和海南、广西,中度寒害威胁下,龙眼受灾轻重次序为海南、广东和广西、福建,重度寒害威胁下,龙眼受灾轻重次序为海南、广东和广西、福建.在花芽形态分化期,各地区龙眼受灾最严重的是轻度寒害,其次为重度寒害,最后为中度寒害;该时段内不同寒害致灾等级对各地龙眼造成的危害程度相似,龙眼受灾轻重次序均为海南、广东和广西、福建.在休眠期,各地区龙眼寒害受灾最严重的是轻度寒害,其次为重度寒害,最后为中度寒害;该时段内不同寒害致灾等级对各地龙眼造成的危害程度不完全相同,轻度和重度寒害威胁下,各地龙眼受灾轻重次序为海南、广东和广西、福建,中度寒害威胁下,海南和广西龙眼受灾最轻,其次为广东,福建受灾最严重.同一寒害致灾等级下,不同发育时段龙眼寒害灾损减产最大风险指数差异显著：轻度寒害威胁下,各地区龙眼在花芽生理期受到危害最重,其次为花芽形态分化期,休眠期危害最轻;中度和重度寒害威胁下,各地区龙眼在花芽生理期受到危害最重,其次为休眠期,花芽形态分化期危害最轻.     

河谷澜沧黄杉指示的青藏高原东南地区过去205年干湿变化

利用采集自青藏高原东南地区察隅县低海拔河谷澜沧黄杉建立树轮宽度差值年表。将树轮宽度差值年表与气候因子进行皮尔逊相关分析,利用线性回归方法重建了青藏高原东南地区1812—2016年4—5月帕尔默干旱指数(PDSI)变化(方差解释量为47%)。结果表明: 树轮宽度指数与PDSI指数有良好相关性(r=0.69,P<0.01)。PDSI重建序列存在4个偏湿阶段(1831—1844年、1853—1863年、1938—1948年和1988—2002年)、3个偏干阶段(1864—1876年、1908—1926年和2003—2016年)。与其他序列和历史记录对比分析表明,该重建序列能够较好地指示研究区历史时期干湿变化。空间分析显示,重建序列与青藏高原东南地区 PDSI 指数的变化趋势较为一致,具有很强的空间代表性。多窗谱分析表明,PDSI重建序列具有19～20、3.9、3.2、2.4和2.1年准周期变化特征,这些周期性干湿变化与亚洲夏季风和ENSO活动相关。     

江苏盐城滨海湿地外来种互花米草的时空动态及景观格局

基于1992—2007年的遥感影像和野外调查数据,在地理信息系统的支持下,应用景观生态学理论和转移矩阵方法,定量分析了江苏盐城滨海湿地外来种互花米草的时空动态及其景观格局的演变规律.结果表明：研究区互花米草面积由1992年的3561 hm²上升至2007年的14491 hm²,增幅达306.94%,累计转入和转出面积分别为26291和15361 hm²;其中,江苏盐城国家级自然保护区核心区的互花米草面积由1992年的597 hm²增长到2007年的2814 hm ²,年增幅达24.74%.研究期间,该区互花米草空间分布格局由初始的河口地带零星斑块逐渐演变为连续带状,并扩展到射阳河口至梁跺河口之间的滩涂外围;研究区互花米草的斑块重心向东南方向移动（2.92 km）,平均斑块面积先增（1992—2002年）后降（2002—2007年）,最大斑块指数及面积加权临近度指数逐年递增,斑块形状趋向规则化.     

烟台市城镇空间扩展及区域景观生态风险

采用遥感、GIS及数理统计方法,引入城市扩展强度指数研究了烟台市区1974—2009年城镇空间扩展时空变化特征,并利用景观指数和生态风险指数,研究了1990—2009年在城镇扩展下的烟台市区城镇景观格局动态变化和区域生态风险空间特征。结果表明:1974—2009年,烟台市区城镇用地面积增幅189.77 km2,其中2004—2009年城镇用地扩展强度指数是1974—1990年的3.92倍。城镇和耕地分别是研究区土地利用面积变化最显著的两大类型,土地利用格局景观指数变化反映出该期间人类活动干扰强度逐渐加剧。研究区景观生态风险呈圈层状分布,靠近海岸线的区域生态风险较高,远离海岸线的内陆生态风险则较低。2009年高生态风险区和较高生态风险区比例是1990年的2.23倍,城镇扩展强度与区域生态风险之间呈现良好的线性关系。     

气候变暖背景下南方早稻春季低温灾害的发生趋势与风险

基于《早稻播种育秧期低温阴雨等级》行业标准,利用南方双季早稻种植区178个站点1961—2010年的逐日气温资料,对各站点早稻春季低温灾害发生次数进行突变性分析,根据突变检验结果将研究时段划分为1961—1990年和1991—2010年两个时段,对比分析两个时段内早稻春季低温灾害发生趋势和发生风险的地理分布变化特征。结果表明,与前30a相比,近20a研究区早稻春季低温灾害的发生总体上呈现为由增加趋势转变为减少趋势的特征,低温灾害风险指数高值区以及各等级低温灾害发生概率高值区的范围和大小均有所减小,其中以轻度低温灾害的发生概率最高且概率减小范围最大。可为南方早稻春季低温灾害的动态评估和早稻种植的合理布局提供依据。