基于干热风危害指数的黄淮海地区冬小麦干热风灾损评估

全球气候变化背景下,农业气象灾害呈上升态势。干热风灾害发生区域、次数和强度都发生了明显的变化。研究干热风灾害对农作物的影响对于我国农业可持续发展、保障粮食安全等均具有重要的现实意义。利用黄淮海地区68个气象台站1961—2010年的逐日气象资料,和54个农业气象试验站1981—2006年小麦的发育期、产量、干热风灾害等数据,采用公认的中国气象局2007年发布的气象行业标准《小麦干热风灾害等级》中冬小麦干热风灾害指标,计算干热风危害指数,进一步细化发育期,确定冬小麦抽穗前气象条件对气象产量影响的关键气象因子,分离干热风年冬小麦气象产量,构建重度干热风影响下干热风危害指数与冬小麦抽穗—成熟阶段气象条件对气象产量影响的统计模型,进行1981—2006年黄淮海地区冬小麦干热风灾损的评估。结果表明:(1)重度干热风危害下,1981—2006年期间黄淮海各地区冬小麦不同发育时段的干热风危害指数平均在抽穗—开花时段最大,乳熟—成熟时段居中,开花—乳熟时段最小,分别为0.17、0.15和0.14,平均0.15;(2)冬小麦抽穗前气象条件对气象产量影响的关键气象因子为:播种—出苗期间的最低气温、拔节—孕穗期间的平均气温和孕穗—抽穗期间的平均气温,各个单因子相关系数分别为0.64、0.86和0.99,均达到极显著水平。其中播种—出苗的最低气温可决定小麦出苗的迟早和苗情;拔节—孕穗期间,在小花原基形成期—四分体形成期气温偏低可延长小穗、小花分化时间,防止退化,提高结实率;孕穗—抽穗的平均气温偏高有利于提早抽穗,延长后期灌浆时间,且晴天有利于开花授粉;(3)分离干热风年冬小麦气象产量后,构建了重度干热风影响下干热风危害指数与冬小麦抽穗—成熟3个阶段气象条件对气象产量影响的统计模型,验证结果表明该模型客观上能够综合地反映干热风在不同发育阶段对小麦产量的影响。进一步灾损评估表明:重度干热风危害下,黄淮海地区冬小麦减产率在21.52%—39.80%之间,平均为27.83%。     

东北地区水稻开花期冷涡型光-温-水复合逆境产量损失评估指标构建

构建东北地区水稻开花期冷涡型光-温-水复合逆境产量损失评估等级指标,对阐明中高纬度地区冷涡型复合灾害叠加效应对水稻产量损失的影响机制具有参考意义,可为保障中国优质粳稻安全生产、区域减灾增效提供气象支撑。本研究利用生育期资料、气象资料、产量资料,界定并构建寒稻开花期冷涡型光-温-水复合逆境发生指数,采用BP神经网络法分层次分析致灾因子与产量结构的关系度、不同产量结构与产量的关系度,解析复合致灾过程,基于K-均值聚类方法及历史典型灾害年确定灾害临界值和等级,建立冷涡型光-温-水复合逆境产量损失评估指标及评估模型,并分析东北三省水稻开花期低温多雨寡照的时空分布特征。结果表明：研究区水稻开花期轻度、中度、重度冷涡型光-温-水复合逆境产量损失评估指标临界阈值分别为[0,0.21)、[0.21,0.32)、[0.32,0.64],产量损失率分别为[0, 0.03)、[0.03, 0.08)、[0.08, 0.096]。基于1961—2020年随机11年总计751条样本的验证结果显示,利用本研究构建复合指数计算的减产等级与实际减产等级一致的站点比例为63.7%,各年均超过58.0%;一致或相差1级的...     

华北地区冬小麦干旱风险区划

灾害风险评估与区划是是实现灾害应急管理向风险管理转变的关键。综合考虑了影响灾害风险大小的自然属性和社会属性,从多角度选取了干旱灾害强度、基于冬小麦干旱指数的干旱频率、基于灾损的干旱频率、灾年减产率变异系数、区域农业经济发展水平、抗灾性能指数等6个风险评估指标。通过引入CCA排序方法,揭示了不同风险评估指标之间的相关关系以及评估指标与相对气象产量的关系;并以确定的风险评估指标和相对气象产量之间的关系为基础,构建了不考虑抗灾和考虑抗灾2种风险指数。对比两种风险指数分析结果,表明在抗灾和不抗灾2种条件下,华北地区冬小麦干旱风险格局发生了明显改变。说明在当前农业生产水平下,人类的减灾抗灾和风险管理水平对冬小麦生产起着至关重要的作用。最后,以模糊聚类分析为手段,以考虑抗灾能力的风险指数和灾年减产率为分类标准进行聚类,实现了华北地区冬小麦干旱风险综合区划。     

溧阳马尾松年轮与当地作物产量之间关系的初步研究

江苏溧阳的马尾松（ＰｉｎｕｓｍａｓｓｏｎｉａｎａＬａｍｂ）年轮年表与当地农作物产量间关系的分析表明,作物产量的波动系数可用马尾松年轮年表前一年年轮指数的非线性回归方程来描述,根据该回归方程计算的过去１１６年的作物产量系数与有关气象灾害文献的历史记载相吻合;同时发现该作物产量系数具一定的周期,因此采用滑动自回归（ＡＲＭ）模型对未来１０年（１９９１～２０００年）作物产量的波动情况进行了预测。     

陕西长武玉米降水指数保险设计

天气指数保险能有效规避传统农业保险的弊端.本研究基于陕西长武长序列产量数据和气象数据,采用统计分析的方法进行种植面积、产量、单产、趋势产量、相对气象产量以及玉米生育期需供水的分析;采用基于损失的风险评估方法评价种植风险;采用基于Logistic模型的费率厘定方法进行纯费率厘定;根据降水指数和减产率的相关性,设计降水指数...     

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。     

河南省夏玉米花期连阴雨灾害风险区划

花期连阴雨灾害直接影响夏玉米高产稳产,灾害风险区划研究可为开展灾害风险管理提供依据.利用1961-2010年河南省夏玉米抽雄至吐丝期间的逐日气象观测资料、夏玉米产量资料,统计了河南省夏玉米花期连阴雨平均发生频率与范围,构建了连阴雨天气风险强度序列,采用拉格朗日插值法,通过期望产量提取了花期连阴雨灾损率序列,最终形成了花期连阴雨灾害风险区划指数,对全省夏玉米花期连阴雨开展区划.结果表明:黄河以北大部、豫中局部及南阳盆地东部等地区灾害风险指数在0.25以下,为低风险区,低风险区站点占全省的33.3％;而豫北北部、豫东和淮南大部风险指数在0.50以上,为高风险区,占全省的14.8％.     

四川盆区直播和移栽水稻的连阴雨灾害危险性

连阴雨灾害是四川盆区发生频繁的一种复合灾害,水稻各生育阶段均可能遭遇连阴雨天气,对产量和品质造成影响。本研究利用四川盆区1981—2019年105个气象观测站的气象资料,结合水稻生产观测资料、农业统计资料和基础地理信息,对移栽和直播水稻在播种-拔节期、拔节-孕穗期、孕穗-灌浆初期、灌浆中后期-成熟期4个生育阶段和全生育期连阴雨灾害危险性进行定量评价和比较。结果表明: 研究区水稻连阴雨灾害危险性指数在播种-拔节和灌浆中后期-成熟期较高;水稻全生育期连阴雨灾害危险性指数表现为盆地北部、西南部边缘高,盆中、盆西和盆南较低;高危险性区域分布最少,在盆北边缘集中分布,在盆南区域零星分布;低危险性区域分布最广,集中在盆西和盆中大部;移栽水稻的高危险性区域总面积是直播水稻的2.4倍。     

浙江省水蜜桃物候、品质和产量对气候变化的响应

基于2003—2017年奉化地区中、晚熟水蜜桃的生物学和气象资料,利用GA-BP神经网络构建水蜜桃物候、品质和产量模型,结合浙江省67个基本气象站1971—2017年观测资料,反演和建立浙江省各地物候、品质和产量序列,分析水蜜桃物候、品质和产量对气候变化的响应。结果表明:集合模型对物候期模拟的绝对误差基本≤1.5 d,对品质及产量模拟的相对误差分别为5%和5%～7%;近47年,浙江中、晚熟水蜜桃始花期、成熟期和落叶期呈提前趋势,中熟水蜜桃营养生长历期显著缩短,晚熟水蜜桃生殖生长的历期显著延长;20世纪80年代起,中、晚熟水蜜桃物候期年际波动增大;中熟品种生殖生长历期呈北涨南降,营养生长历期呈下降趋势;晚熟品种生殖生长历期呈增长趋势,其中,显著增长区主要集中于宁波—金华—衢州一带,营养生长历期整体波动相对较小;中熟水蜜桃品质整体呈下降趋势,气候倾向率为-0.01·10 a~(-1);晚熟品种品质增长趋势极显著,气候倾向率为0.032·10 a~(-1);中熟水蜜桃气候品质显著下降区集中于宁波—绍兴—金华—衢州一带,气候倾向率小于-0.015·10 a~(-1);晚熟水蜜桃品质中北部增幅大于南部,其中,宁波和嘉兴地区气候倾向率大于0.04·10 a~(-1);中、晚熟水蜜桃产量的气候倾向率分别为0.17 t·hm~(-2)·10 a~(-1)和-0.093 t·hm~(-2)·10 a~(-1)。东部沿海及杭州、绍兴、金华交界地区单产增长趋势显著,气候倾向率大于0.18 t·hm~(-2)·10 a~(-1);浙江东北部地区晚熟水蜜桃单产降低显著,其中,嘉兴中部及宁波北部地区气候倾向率小于-0.2 t·hm~(-2)·10 a~(-1),增长区主要集中于浙江南部地区和西北部分地区。     

辽宁省玉米复合农业气象灾害判识及特征

玉米生产过程中常常遭受复合农业气象灾害,为了解辽宁省玉米复合农业气象灾害发生规律和特征,本研究对复合农业气象灾害进行定义和分类,对1961-2017年辽宁省50个气象站玉米生长季的复合农业气象灾害发生情况进行判识,探讨典型年复合农业气象灾害对玉米产量的影响.结果表明:1961-2017年,大部分年份辽宁省玉米复合农业气...     

山东省冬小麦干热风灾害预警模型研究

以30年的气象和产量数据为研究对象,对冬小麦成熟收获前16天的23个温度指标、23个空气相对湿度指标和16个风速指标与相对气象产量进行统计分析.通过相关分析确定不同生态区的干热风灾害风险因子,对不同生态区的风险因子和相对气象产量进行回归分析,构建冬小麦干热风灾害风险预警模型.结果表明:同类气象因子在不同生态区中的作用表现不同,模型因素构成以因子的互作为主,单因子的直接影响作用不突出.鲁西北和鲁中是干热风灾害的高危险区,鲁西南干热风灾害的危险最小.     

江苏河蟹高温热害时空变化特征及影响

河蟹是江苏省特种水产养殖最为突出的产业之一,有效规避其生产养殖中主要气象灾害至关重要。本文利用气象资料、河蟹观测和产量数据,从日尺度出发,提出高温热害过程中对河蟹生长影响的关键气象因子,基于隶属度模型构建河蟹逐日高温热害指数;从年尺度出发,构建河蟹综合高温热害指数;分析高温热害与河蟹产量损失之间的关系,划分高温热害等级来指示河蟹受害程度,分析高温热害年代际发生特征;分析2018年典型高温热害特征与河蟹减产率关系。结果表明:1981—2018年不同等级河蟹热害发生频次和强度存在时空差异性;从综合指标来看,中度及以上热害发生频次空间上呈"南多北少"分布,随时间呈上升趋势,2001—2010年出现最大提幅;热害发生强度空间上呈"南重北轻"分布,随时间呈加重态势,高值区在2011—2018年由苏南零星分布显著延伸至淮河以南地区;从逐日指标来看,不同等级热害强度年代际变化不大,发生次数随时间呈上升趋势,且发生高峰时段呈后移态势;不同时间尺度高温热害指数从两个角度较好地体现灾害对河蟹生产过程及产量的影响。     

基于作物模型的低温冷害对我国东北三省玉米产量影响评估

以东北三省玉米低温冷害为研究对象,对作物生长过程模式WOFOST进行适当改进,同时对模型在区域上的适应性进行分析、检验,然后利用改进的作物模型实现低温冷害对玉米影响定量分析和动态评估。以1961—2006年共46a平均气温驱动下的模拟产量作为正常年份的产量水平,当年实际气温驱动下的模拟产量跟平均气温驱动下的模拟产量对比,以减产率和气象条件作为灾害严重程度划分的标准,利用数值模拟试验,确定导致减产的主要气象因子及其量值,进而确定农业气象灾害评估指标,在此基础上,进行区域低温冷害影响评估,包括历年典型低温冷害年份影响评估和年代际影响评估。从年代模拟结果来看,近50a来各年代冷害分布大致规律均表现为北部大于南部、东部大于西部地区,即表现为由东北至西南方向呈递减的趋势,冷害造成玉米减产面积及冷害等级各有差别。评估结果基本上可以较好地反应历史实际情况且与前人已有研究成果相一致。     

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。     

河南省花生连阴雨灾害气象指数保险设计

为了促进农业保险公司客观、快捷地提供气象灾害的经济补偿,本文基于长序列的历史气象资料和花生种植面积、总产量和单产量数据,确定不同减产率范围下对应的连阴雨灾害指数临界值,建立连阴雨天气指数保险模型,设计出适用于研究区域的连阴雨天气指数保险产品。结果表明:依据连阴雨灾害指数,确定兰考县、虞城县、通许县的免赔额为0,开封县、民权县等6个县的免赔额为10%,睢县、郸城等4个县的免赔额为15%,淮阳、柘城等6个县的免赔额为20%,确定了不同区域的纯保险费率及保费,设计了农业气象保险指数合同。该天气指数保险产品采用客观的气象数据定损,操作性强,可有效转移花生生长气象灾害风险,促进农业保险的可持续发展。     

基于产量的海南省香蕉寒害风险分析与区划

根据海南省1990-2010年的香蕉产量数据,采用线性滑动平均、回归分析、信息扩散等方法,建立了香蕉理论收获面积模型,实现了寒害与其他气象灾害减产率的分离,构建了香蕉产量寒害危险性评价模型,结合地区间种植规模的差异,开展了海南省香蕉产量寒害风险区划.结果表明:海南省香蕉产量寒害危险性较高的区域主要存在于北部、中部和西部,其中儋州的危险等级为全岛最高,南部、东南部和西南部的危险性较低;种植规模较大的地区主要分布在北部和西部的沿海市县;风险以低级别为主,五指山的风险最高,澄迈、海口和昌江略低,东部沿海地区和南部三亚的风险最低,基本不受寒害影响.     

基于WOFOST作物生长模型的冬小麦干旱影响评估技术

为了反映作物与干旱的相互关系,人为再现干旱灾害对作物产量的影响程度,选择华北地区冬小麦干旱灾害为研究对象,对作物生长模型WOFOST在区域上进行适应性进行分析、检验的基础上,然后利用区域作物模型实现干旱灾害对作物影响定量分析和动态评估。以减产率和气象条件作为灾害严重程度划分的标准,利用数值模拟试验,确定导致减产的主要气象因子及其量值,对研究区干旱灾害进行影响评估,包括典型灾害年份影响评估和年代际灾害影响评估,并给出了评估结果。     

台湾番石榴在福建引种的寒冻害风险分析与区划

基于灾害风险系统分析理论和灾害风险指数法,利用福建番石榴引种区历年气象资料、种植面积、产量及其他社会经济资料,分析了寒冻害对福建省番石榴影响致灾因子危险性、承险体脆弱性和防寒防冻能力;应用加权综合法得到不同单元的综合风险指数,并应用GIS技术对福建省番石榴引种区的寒冻害风险进行区划。结果表明:致灾因子危险性的高值区分布在龙岩市、漳州和泉州两市的西部山区、莆田市西北部、福州市西部和宁德市大部;番石榴脆弱性高值区分布在平和县;防寒防冻能力的低值区主要分布在东部的部分县市。考虑各因子的综合风险度,寒冻害对福建省番石榴引种的风险可分为轻度、中度、重度和严重4个风险等级,其中重度以上的风险主要分布在龙岩市、漳州市西部山区、泉州和莆田两市的高海拔山区、福州市内陆山区和宁德市大部。     

中国主要农作物产量波动影响因素分析

为研究我国主要农作物(粮食、水果、油料、糖料和棉花作物)产量波动特征及相关影响因素,以我国1981 ～2010年主要农作物产量和种植面积资料为基础,同时利用4种方法对农作物单产进行趋势拟合与分解.结果表明:(1)近30年来我国农作物总产和单产都逐步提高,特别是水果产量的增长最快,其中柑橘单产年均增长率达7.09％;各类作物趋势产量也呈上升趋势;但气象产量波动剧烈,年际间缺乏连续性,其中水果气象产量波动幅度最大(柑橘为17.76％、苹果为15.83％).(2)作物总产的年际波动中,种植面积和单产因素的贡献率因作物类型不同而有所差异,其中粮食作物和水果总产波动的主要原因是单产波动,糖料作物和棉花产量波动主要因种植面积波动导致,油料作物总产的波动中单产和种植面积贡献相当.(3)各类作物单产年际波动均取决于气象因素,农业政策和科技进步等社会因素对单产年际波动的贡献较低.(4)作物趋势产量的4种拟合方法,其结果无显著差异.各影响因素对我国农作物产量波动的贡献率因作物类型不同而有所差异;重视作物单产提高、关注气候变化对农作物生产的影响是目前我国农业安全生产的重要任务.     

浙江省茶叶农业气象灾害风险评价

开展茶叶农业气象灾害风险评价可增强茶叶生产防御自然灾害能力。本文根据浙江省64个气象站1971—2010年茶叶气象灾害和农业统计资料,应用模糊数学和加权指数求和方法构建了茶叶气象灾害综合风险指数模型,将浙江省茶叶农业气象灾害风险划分为低风险、中风险和高风险3个等级;并在浙江省茶树栽培精细化气候区划结果基础上,生成了浙江省茶树种植农业气象灾害综合风险精细化空间分布图。结果表明:浙江省茶叶农业气象灾害综合高风险区主要位于浙西北和浙中北,中风险区主要位于浙中和浙东北,低风险区主要位于浙南;浙江省茶树种植农业气象灾害低风险适宜区主要位于浙东南和浙西南。