西藏青稞主要种植区干旱时空分布及致灾危险性评估

西藏青稞主要种植区是西藏地区主要粮食作物的产区,在气候变化和人类活动加剧的背景下,该区的农业深受干旱影响。根据《气象干旱等级》(GB/T 20481-2017)国家标准,计算西藏青稞主要种植区25个气象站点全生育期的逐日气象干旱综合指数(MCI),统计1981—2020年各站点的气象干旱过程,并进一步分析了西藏青稞主要种植区各生育期气象干旱的时空变化特征及致灾危险性等级分布。结果表明:(1)近40 a来西藏青稞主要种植区呈现气温显著上升(P<0.01),降水不显著增多的特点;季节性的气温和降水变化趋势差异明显。(2)干旱覆盖范围和持续日数总体呈现不同程度的下降趋势,干旱强度(除播种-分蘖期外)均有所增强;分蘖-抽穗期干旱最严重,1981—1990年干旱最重,2001—2010年干旱最轻。(3)各生育期干旱发生频率的高值区主要集中在日喀则市东部、拉萨市南部、昌都市西南部和山南市中部地区,低值区位于林芝市中部。(4)经验正交函数法(EOF)分析的各生育期主要模态有中部与中西部相反、全区一致、西南与东北相反。(5)各生育期干旱致灾危险性等级总体呈现西高东低的分布特征,其中,分蘖-抽穗期致灾危险性总体较高,抽穗-成熟期次之,播种-分蘖期最低。

基于干旱风险的西藏青稞保险费率厘定及预测

以西藏青稞主要种植区为例,基于致灾因子危险性指数、承灾体暴露性指数、承灾体易损性指数和防灾减灾能力构建干旱灾害综合风险评估模型,并进行干旱灾害风险评估及区划,利用非参数法厘定各县青稞的纯保险费率,在风险区划结果基础上修正纯保险费率,再结合改进GM(1,1)模型和R/S方法预测未来修正纯保险费率。结果表明:(1)基于干旱致灾因子危险性指数和承灾体易损性指数的风险等级呈中部区域低两边高的趋势,基于干旱承灾体暴露性指数、防灾减灾能力和干旱灾害综合风险指数的风险等级由东向西有逐渐加重的趋势。(2)各县青稞保险的纯保险费率水平介于1.07%~9.79%,相差不大;修正后的纯保险费率介于1.86%~17.02%,相差较大。(3)基于干旱致灾因子危险性指数、承灾体暴露性指数和承灾体易损性指数修正下的纯保险费率空间分布呈中部高两边低的特点,基于干旱防灾减灾能力和干旱灾害综合风险指数修正下的纯保险费率呈现中部高、局部高和两边低的特征。说明科学合理的厘定纯保险费率应考虑多种干旱指数的综合影响。(4)首次利用改进GM(1,1)模型和R/S方法预测西藏青稞主要种植区未来修正纯保险费率的预测值有微弱的上升,上升率为0.21个百分点·10a^(-1)。构建的综合风险指数总体能客观反映西藏青稞干旱灾害风险水平,区划结果可为纯保险费率的修正提供基础支撑,进而为提高青稞农业保险服务的精确性提供科学依据。

西藏青稞生育期干旱强度变化特征分析

基于1981-2020年西藏青稞主要种植区25个气象站逐日气象资料,计算逐日气象干旱综合指数(MCI),采用Mann-Kendall突变检验、Morlet小波分析和R/S分析法分析近40a该区青稞各生育期干旱强度的时空分布及趋势变化,以期为西藏农业生产安全和防灾减灾提供科学依据。结果表明:(1)西藏青稞不同生育期干旱特征具有差异性,播种-分蘖期干旱强度增强趋势不明显,全生育期干旱强度减弱趋势较分蘖-抽穗期和抽穗-成熟期明显。(2)播种-分蘖期干旱强度在21世纪00年代达到最低,分蘖-抽穗期、抽穗-成熟期和全生育期在20世纪80年代达到最高;分蘖-抽穗期、抽穗-成熟期和全生育期干旱强度分别在1989年、2001年和1989年出现显著的减弱突变。(3)播种-分蘖期的干旱强度整体偏弱,分蘖-抽穗期地区间差异较小,抽穗-成熟期则空间差异较大;全生育期干旱强度整体呈现由研究区中部和南部边缘地区向东西加重的分布特征。(4)播种-分蘖期、抽穗-成熟期和全生育期未来干旱强度分别在15a、33a、33a尺度上有持续偏旱的趋势,分蘖-抽穗期在13a尺度上有持续偏湿的趋势。

基于CI指数的河北省干旱特征分析及R/S分析

采用《气象干旱等级》国家标准中推荐使用的CI指数,分析了河北省38年来干旱变化情况、各月干旱指数的年变化过程,并采用R/S分析法预测了河北省各月干旱指数未来的变化趋势.结果表明,河北省干旱发生频率相对较高,但时空分布不均匀,1970 ～ 2007年河北省几乎每年均有不同程度的季节干旱发生,春季和冬季干旱较为严重,秋季次之,夏季干旱程度最轻;38年的各月不同干旱指数变化趋势均不显著,但有一定的季节性特征;38年各月不同干旱指数呈现不同的Hurst现象,也有一定的季节性特征.

基于干旱综合风险指标的冬小麦保险费率厘定

基于自然水分亏缺率指数、降水距平百分率指数和抗旱指数以及三者权重系数构建干旱综合风险指标,对西藏林芝地区冬小麦种植风险进行评估;同时,利用冬小麦单产减产率与不同干旱指标建立回归方程,发现单产减产率与干旱综合风险指标回归方程的决定系数最高(R2=0.904,P<0.05);在此基础上利用非参数法计算出不同保障水平下的修正纯保险费率,得到适于研究区的保险费率厘定模型。结果表明,保障水平高于80%时修正的纯保险费率可作为农户投保的标准;100%、95%、90%保障水平下修正纯保险费率最高的为察隅,85%、80%保障水平下修正纯保险费率最高的为米林,保险公司可根据投保农户选取的冬小麦保障水平和种植区域支付相应的费率。

基于作物生育期的潜在蒸散的时空演变特征及R/S分析

基于拔节期、孕穗期、开花期、乳熟期和成熟期的潜在蒸散量,进行时空演变特征分析,并利用R/S分析法对林芝地区预测了其未来的变化趋势。结果表明,拔节期潜在蒸散量呈明显的上升趋势,孕穗期和成熟期呈微弱的下降趋势,开花期呈持平状态,乳熟期呈微弱的上升趋势;未来拔节期和乳熟期潜在蒸散量的上升趋势与过去状态有较强的持续性,未来成熟期潜在蒸散量的下降趋势与过去变化不明显的趋势具有较弱持续性,未来孕穗期潜在蒸散量的未来趋势与过去状态有微弱的反持续性和未来开花期潜在蒸散量的未来趋势与过去状态有较强的反持续性;潜在蒸散量的80%集中在冬小麦拔节期和孕穗期,即生长期。

1981-2015年西藏全区气候季节的变化

利用1981-2015年西藏全区39个气象观测站的观测资料,采用修订气候季节划分方法,分析了39站季节起始日与季节长度,代表站的季节极端日期、极端长度、季节早晚、季节长短等级变化趋势及其对农牧业、旅游业的影响。结果表明:西藏近35年来,春、夏、秋、冬季平均起始日分别为2月25日、5月31日、9月15日和11月28日,平均长度分别为99 d、106 d、73 d和87 d,且区域差异比较明显。波密、加查、尼木、狮泉河、申扎站春季的起始日在提前,分别为-5. 8、-1. 2、-3. 3、-2. 5、-2. 3 d·(10a)^(-1);秋冬季的开始日在推迟,分别为1. 4(1. 5)、2. 1(4. 2)、1. 9(4. 4)、1. 0(2. 5)、1. 2(4. 0) d·(10a)^(-1)。春(夏、秋)季持续时间在延长,分别为7. 0(1. 3、0. 1)、0. 04(3. 3、2. 1)、1. 0(4. 6、2. 5)、0. 1(3. 4、1. 6)、1. 7(1. 8、2. 8) d·(10a)^(-1);冬季持续时间在缩短,分别为-8. 5、-5. 4、-7. 8、-5. 1、-6. 2 d·(10a)^(-1)。春季的提前与季节长度的延长,使作物播种期与牧草返青期提早;秋季的推迟与季节长度的缩短使得作物复种机会大;同时对农作物的种植结构、作物品种熟性布局以及旅游业都有一定的影响。

西藏地区潜在蒸散量变化特征及灰色模型预测初探

基于西藏地区38个气象站点1981—2019年逐日气象资料,采用Penman-Monteith模型、趋势分析、Morlet小波分析、Mann-Kendall检验、经验正交函数法(Empirical orthogonal function,EOF)和灰色模型探究潜在蒸散量(ET_(0))的时空演变规律以及未来ET_(0)的变化趋势。结果表明:在时间尺度上,西藏地区ET_(0)平均为597.12 mm,1981—2001年呈显著的减少趋势、2002—2019年呈显著的增加趋势(P<0.01);西藏全区及五大气候区年均ET_(0)均呈现增加趋势(除东南部),且均以33 a的周期震荡为第一主周期。在空间尺度上,年ET_(0)主要呈现由中部中心向西南和东南逐步递减的分布特征,高值中心集中在沿江一线,低值中心位于南部地区。年ET_(0)发生突变的站点主要分布在南部边缘地区、沿江一线和东北部,发生时间集中在20世纪80年代。构建的GM(1,1)预测模型预测精度均值为87.85%,可用于西藏年均ET_(0)日期序列的中长期预测,预测结果显示,除东南部年ET_(0)的预测值有明显下降,其他区域均呈现上升态势。

基于MCI指数的干旱灾害综合风险指标的构建及风险区划

利用西藏青稞主要种植区产量资料、生育期资料和气象资料,建立了适用于西藏青稞主要种植区干旱灾害风险评估的致灾因子危险性指数模型、承灾体暴露性指数模型、承灾体易损性指数模型、抗旱指数模型和相应的指标体系,并构建了西藏青稞主要种植区干旱灾害综合风险评估模型,在此基础上进行干旱灾害风险评估及区划,同时利用历史旱灾发生频次资料验证了MCI指数和干旱灾害综合风险指标。结果表明:基于MCI指数构建的致灾因子危险性指数模型在西藏青稞主要种植区适用性较好;干旱灾害综合风险整体呈现中间低、两边高的态势,高风险区集中在研究区西部,次高和中等风险区分布在尼木、贡嘎、错那、芒康等地,次低风险区主要集中在昌都市和山南市中部、察隅等地,低风险区集中在林芝市大部、昌都市西部、山南市东部边缘地区。

西藏地区一种新的四季划分方法

利用西藏地区38个气象站点1981—2022年逐日气温资料,分析常用气候季节划分方法在西藏地区的适用性,指出各种季节划分方法的不足和局限,基于西藏物候和主要农作物生育期提出的季节划分气温阈值等指标,筛选出适于西藏地区的季节划分方法及气温阈值,分析了西藏地区的四季开始日和长短的变化特征。结果表明:(1)常用气候季节划分方法在西藏地区应用有一定的局限性,而西藏物候季节划分方法和生育期季节划分方法适用于西藏高原地区的农事活动。(2)基于阈值“6℃、15℃”“5℃、16℃”“6℃、16℃”和“6℃、17℃”分析典型气象站四季时间长度变化特征发现,改则冬季时间长度长于其他季节、察隅夏季时间长度长于其他季节,且拉萨、昌都、改则、察隅四季长度均呈现夏季上升和秋冬季下降的趋势。(3)拉萨和昌都的夏季平均气温进行突变检验发现两站分别于2011年和2017年出现突变,佐证了夏季阈值取17℃的合理性。(4)西藏新四季划分法指标为“6℃、17℃”,该指标划分西藏四季发现,夏季站点主要分布在雅鲁藏布江一线的较低海拔地区;春、秋季持续时间整体呈现西北部和南部偏短、中东部偏长的特征,夏季呈现中部偏长、四周偏短的特点,冬季与春秋季则相反;四季时空特征符合西藏地区实际情况。春、夏、秋、冬季平均开始日分别为3月21日、6月16日、7月25日、11月3日。

基于干旱灾害风险综合评估指数的西藏主要农区青稞干旱时空格局

为研究西藏主要农区青稞的干旱时空变化特征,笔者从干旱灾害的致灾因子危险性、承灾体易损性、灾损脆弱性、防灾减灾能力等4个风险因子考虑,采用专家打分法和熵权法确定各因素权重,构建干旱灾害风险综合评估模型,并进行干旱灾害时空格局分析。结果表明:干旱灾害综合风险整体呈现中间低、两边高的态势,高风险区分布比较分散,次高风险区多集中在研究区的边缘地带,中等风险区以左斜H型分布在拉萨、山南、林芝市部分区域,而次低和低风险区零星分布在加查、索县、比如、林芝等站;且干旱灾害风险较高年份出现在1999、2005、2006、2007、2009、2010、2012、2014、2015年。西藏主要农区青稞各个干旱风险因子的分布具有明显的区域差别和一定的连片性,研究区和分区的干旱趋势随年份递增而加重。