A Method for Estimation of Wheat Yield Loss Caused by Drought in Northwestern China

To develop a suitable method for monitoring wheat yield loss caused by drought for dry farming areas in northwestern China, daily ET0 and ETC were calculated using KC and FAO- PM from 1961 to 2000, and wheat evapotranspiration with an interval of 10 days was estimated with soil water balance equation for the mountainous areas in southern Ningxia, China. Actual water consumption and water requirements of wheat during growing season was calculated using soil water balance equation by correcting leakage of soil water and run-off of precipitation every year. A model for estimation of yield loss by drought was established based on crop growth-water consumption function and yield potential. The results show that it is an effective method for monitoring drought and estimating yield loss. This method is suitable for monitoring drought and estimating yield loss of wheat in dry farming areas in northwestern China.

考虑旱灾风险的水库分级分期旱警水位内涵与确定方法

水库蓄水是重要的抗旱应急水源,设定水库旱警水位是提高水库抗旱减灾能力的重要措施。本文基于已有成果,拓展旱警水位的概念与内涵,提出了轻旱、中旱等干旱典型年Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级与Ⅳ级分级、分期旱警水位的控制原则;将水库调度模型与计算农业需水量与需水过程的AquaCrop-OSPy模型结合,以农业生产因旱损失风险最小为目标,模拟不同等级干旱典型年在不同初始水位下的水库运行过程与农业生产因旱损失风险,并绘制农业生产因旱损失风险曲线;以损失风险等级分界点所对应的水库水位为分级旱警水位;采用AquaCrop-OSPy模型模拟多种灌溉方案下各典型年的农业生产,计算各月供水率与农业减产率的偏相关系数,来表示各月的需水敏感度,以此作为时段水量对冲和旱警水位分期的依据。以东庄水库为例,选择其供水区域内的主要农作物夏玉米与冬小麦进行了实例分析。结果表明:旱警水位的分级与分期控制反映了临界调控理论与水量的时空对冲调控;农业生产因旱损失风险变化曲线呈现连续、多拐点、三阶段的变化特征,东庄水库轻旱年旱警水位为Ⅳ级预警,中旱和重旱年为Ⅳ级、Ⅲ级与Ⅱ级预警,特旱年为Ⅱ级、Ⅰ级预警,旱警水位从时间上分为7—12月、1—4月和5—6月三期。

中国干旱灾害的时空变化及其与直接经济损失的关联性研究

在全球气候变暖背景下,干旱灾害对我国社会经济造成重大影响,且干旱强度和致灾性具有明显的区域性特征,研究干旱的时空变化特征及其关联的经济损失对未来旱灾损失预估、区域干旱灾害风险管理和抗旱资源配置等具有重要意义。基于1961—2022年中国(港、澳、台地区除外)及不同省(市、区)气象干旱综合指数和2001—2022年干旱灾害损失数据,分析干旱的时空变化及其周期性特征,并探究干旱灾害与经济损失之间的关联性。结果表明,我国干旱强度具有年际和年代际变化趋势,年平均干旱强度存在2 a周期性振荡特征,季风期干旱强度存在9 a和19 a的显著周期变化;干旱强度具有“南强北弱”的分布特征,南方3个干旱强中心分别位于西南地区、黄淮中部以及华南东南部。进入21世纪后,我国农作物干旱受灾面积、绝收面积、受灾人口及直接经济损失整体呈减少态势,但东北和西南地区干旱灾害的直接经济损失较突出。不同省(市、区)干旱灾害与直接经济损失的关联程度不同,南方地区受干旱灾害影响更大,尤其是长江流域中部,干旱强度与经济损失关系紧密。此外,不同地区因干旱导致的直接经济损失不仅受干旱强度和干旱频次影响,也与农作物种植面积、抗旱能力以及人口和环境等因素相关。

吉林省玉米干旱风险对产量的影响分析

气候增暖背景下,干旱对吉林省玉米生产影响最大,准确评估玉米干旱风险,能够为保障吉林玉米生产安全提供科学参考。基于吉林省1961—2020年逐日气象数据、玉米发育期和产量资料,构建干旱风险指数,分析其空间分布特征,探讨其与相对气象产量的响应关系。结果表明:吉林省玉米各发育阶段干旱风险指数由西北向东南递减,播种至出苗期干旱风险最高,乳熟至成熟期干旱风险最低。干旱风险指数与相对气象产量呈负相关关系,且在抽雄至乳熟期相关系数绝对值最大。吉林西部最大综合干旱风险指数普遍在2.5以上,能够造成7成玉米减产;吉林中部最大综合干旱风险指数在2.0左右,灾损率可达5成。在吉林省西部和中部,抽雄至乳熟期干旱风险指数、综合干旱风险指数与相对气象产量均呈开口向下的抛物线关系。当综合干旱风险指数较小(0.0~2.0)时,相对气象产量正负值不确定性较大。当综合干旱风险指数较大(2.0~4.0)时,相对气象产量呈明显下降趋势,玉米灾损率明显增大。

基于3S技术的干旱灾害评估研究进展

干旱灾害是制约我国社会经济发展及生态环境保护的重要因素之一,对旱灾造成的损失进行评估和计量可以为科学减灾、防灾及救灾工作提供必要的支持。本文概述了干旱灾害损失的复杂性以及利用 3S技术进行监测、建立损失评估模型和进行情景分析等方面的相关研究,并提出今后干旱灾害损失模型的建立应向着定量化、程序化、实用化的方向发展,以期为防灾、减灾规划及政策的制定提供科学依据。

陕西省干旱灾害的农业风险评估

分析了陕西干旱发生的时空规律，以缺水率划分干旱标准，评价陕西各季农业干旱状况，并对1949～1990年共42a粮食产量序列进行滑动平均模拟，以粮食减产百分率评估全省干旱灾害等级，得出干旱损失评估模式，使陕西干旱灾害的评估由定性到定量，为其它灾害的定量评估提供了经验。

青海省气象干旱对粮食产量的影响及其评估方法研究

气象干旱是青海省发生最为频繁的气象灾害之一,具有出现频率高、持续时间长、影响范围广等特点,对农业生产造成极大的影响,严重的干旱少雨之年常使农业大幅度减产,甚至绝收.为了研究气象干旱对青海省粮食产量产生的影响,根据拉格朗日插值方法给出了青海省无干旱时"期望产量"的确定方法,并据此求算出历年干旱对青海省粮食产量的损失量值,然后依据农作物不同生育期所发生的干旱的强度、范围以及作物对干旱的敏感度等关系,建立了干旱损失量的统计和评估模式.在2006-2010年青海省粮食产量评估中进行应用,5a中有4a误差小于5%,仅2006年误差百分率达到-9.38%;由此,证明了运用干旱损失评估方法,可以评估出干旱对粮食产量的损失量,从而评估出青海省的实际粮食产量,效果较好,可以在青海省今后的粮食产量预报和评估中推广应用.

安徽省农作物干旱损失动态评估模型及其试用

利用安徽省78个气象站1971-2005年资料,采用FAO Penman-Monteith模型和一季稻作物系数计算作物需水量,得到针对一季稻的农业干旱指标;在分析了1980年以来一季稻主要发育期变化不大的基础上,利用多年农业气象观测资料,采用詹森乘法作物-水分模型新解法进行一季稻干旱敏感性系数分解,得到一季稻逐旬敏感性系数;建立了基于农业干旱强度、作物敏感性和区域脆弱性的一季稻旱灾损失评估模型。试用结果表明,模型的相对误差大部分为20%～35%,绝对误差为2.9～4.0,基本满足业务应用。由于各地水稻品种不同,抗灾能力也有差异,因此模型误差仍偏大,需进一步修正模型,并加强抗灾能力对减轻灾害损失贡献的研究。

气象干旱对青海牧草产量的影响及其在产量预报中的应用

研究了降水偏少造成的气象干旱对青海省牧草产量的影响，得出牧草生长季降水与产量的关系模式，计算出气象干旱造成的牧草产量损失量。但该方法模拟误差较大，且不能满足牧草产量预报、草场载畜量确定和牲畜出栏率确定等牧业生产服务需求。因此，根据拉格朗日插值方法给出了青海省无干旱时“未受旱产量”的确定方法，并据此求算出历年干旱对青海省牧草产量的损失量值，然后依据天然牧草不同生育期发生干旱的强度、范围以及牧草对干旱的敏感度等关系，建立了干旱损失量的统计和评估模式。在2013-2015年青海省曲麻莱县牧草产量评估中进行了应用，3年的误差在3.59%～6.02％之间，证明了该方法可以评估出研究区干旱对牧草产量的损失量，从而评估出实际牧草产量。拉格朗日插值方法效果较好，可以在青海省今后的牧草产量预报、草场载畜量预报、牲畜出栏率确定等畜牧业生产评估中推广应用。

基于WOFOST模型的玉米干旱损失评估:以北京为例

以北京市山区春玉米和平原区夏玉米产量作为研究对象,利用气候资料和统计资料驱动,就WOFOST模型对北京地区玉米产量模拟的适用性进行评估,并基于模型开展北京地区玉米干旱灾害损失评估研究。结果表明:(1)山区春玉米和平原区夏玉米的产量模拟值与统计年鉴统计值的符合度指数均达0.9以上,模拟结果平均误差小于10%,说明WOFOST模型在北京地区春玉米和夏玉米的产量模拟方面具备较强的适用性;(2)在本文定义的干旱指数体系下,初夏旱对春玉米的产量影响较大,其中初夏轻旱导致春玉米减产率达15.91%,初夏重旱使春玉米减产率达22.99%;春旱和伏旱对春玉米、初夏旱和伏旱对夏玉米产量影响均较小,减产率均在10%以下。研究结果可为北京地区玉米生产和抗旱减灾提供科学依据。

气候变化对中国农业旱灾损失率的影响及其南北区域差异性

在全球变暖背景下,干旱灾害对中国农业生产的影响日益严重,然而由于旱灾损失的复杂性及其显著的区域差异,至今对中国农业旱灾损失规律及其影响机制的认识十分有限。文中利用1961年以来中国农业干旱灾害的灾情资料和常规气象资料,系统分析了近50年来中国农业干旱灾害不同受灾强度分布比率和综合损失率等指标的变化趋势及其在北方和南方的区域差异,研究了20世纪90年代的气温突变对农业旱灾损失率的影响特征,探讨了农业旱灾综合损失率对气温和降水等气候要素变化的依赖关系及其在气候空间的分布特征。结果发现,在气候变化背景下,近50年来中国农业旱灾综合损失率平均每10 a约增加0.5%,风险明显增大。而且,北方综合损失率每10 a约增加0.6%,高出南方1倍,风险增大的速度明显比南方快;北方农业旱灾几乎在很宽松的气温条件下就可以发生,而南方更多发生在气温较高的年份。并且,在气温突变后,变化趋势明显加剧,全中国综合损失率约增加了0.9%,风险明显增高;而且北方综合损失率的增值高达1.8%,是南方的4倍还多,气候突变对北方农业旱灾风险的影响明显比南方更凸出。综合损失率在北方对降水变化的响应要更敏感,而在南方对气温变化的响应更敏感。同时,关键影响期降水对综合损失率的影响比全年降水影响更显著;北方的关键影响期作用比南方更凸出。这些新的科学认识对中国农业旱灾防御具有重要意义。

农业旱灾脆弱性评价及生态减灾研究——以湖南省衡阳市为例

农业旱情是农业旱灾脆弱性和干旱风险性共同作用的结果。随着全球变暖,蒸发力增大,干旱的风险性变大,因此降低农业旱灾脆弱性是防旱抗旱的重要措施。灾害脆弱性可以看成是生态安全性的另一面,故加强生态安全建设可以降低农业旱灾脆弱性。衡阳市是湖南省重要的农业生产基地之一,也是农业旱情较重地区之一,而其农业旱情与农业旱灾脆弱性密切相关。这种脆弱性是生态环境因素和社会因素在一定的时空条件下偶合的产物。详细地分析了气候因素、植被和土壤等环境因素和水利设施、经济发展水平等社会因素在农业旱灾脆弱性形成中的作用。依据长时间序列的气象资料和经济统计数据,运用数学模型和有关优化分析方法,对衡阳市农业旱灾脆弱性进行定量评估。提出了降低农业旱灾脆弱性的生态措施。

陇东地区主要农作物干旱灾损风险分析及区划

【目的】研究陇东地区冬小麦和春玉米种植的干旱风险,为指导该区农业生产的合理布局和有效地进行防灾减灾提供科学依据。【方法】从陇东主要农作物产量灾损角度出发,利用作物产量资料和气象资料,对历史干旱灾损情况(干旱分布、干旱发生强度和频率、干旱灾损分布)、受灾体种植面积比例和当地产量水平等方面进行综合分析,建立干旱灾损风险评估模型,确立综合区划指标,并进行干旱灾损风险区划。【结果】陇东多数县(区)冬小麦、春玉米因旱减产率大于20%的年份分别超过20%和14%;冬小麦、春玉米生育期间各类干旱发生频率分别为53%~94%和34%~80%;环县是陇东地区干旱发生最多,重度、极重度干旱发生频率最高的地区,冬小麦、春玉米干旱灾损率最大值均在环县,分别大于30%和20%;根据标准化风险指数将陇东冬小麦、春玉米种植区域分为低、中、较高和高4个风险区,对应的标准化风险指数(Ei)冬小麦分别为:Ei≤0.1,0.10.5,春玉米分别为:Ei≤0.2,0.20.7。【结论】陇东冬小麦和春玉米干旱风险分布自南向北逐渐增加,呈纬向分布;陇东北部是高风险区...

中国西北旱作小麦干旱灾害损失评估方法研究

为探索能定量监测中国西北旱作农区旱灾对小麦造成产量损失的方法,以宁夏南部山区为例,计算了1961～2000年参考作物蒸散量,利用FAO提供的小麦KC值和历年小麦生育期资料,模拟了历年逐旬小麦需水量。通过土壤水分平衡方程各分量的订正,求算了历年小麦生长期间的实际耗水量和水分满足率,运用期望产量和作物水分生产函数建立了小麦单产的干旱灾损监测与损失评估模型,效果良好,可以满足监测与灾损评估需要。该方法适用于中国西北旱作小麦的干旱监测与灾损评估。

基于历史相似案例的农业旱灾灾情快速评估方法研究

目前有关基于历史相似案例的旱灾灾情评估研究报道甚少,本文详细介绍了基于历史相似案例的旱灾灾情评估技术流程,并以河南省为例,收集了2001—2013年该省农业旱灾相关数据,对2007年和2013年的农业旱灾受灾面积进行了基于历史相似案例的灾情评估.结果表明:只利用一次灾害历史事件进行灾情评估的结果不可靠,无法满足业务需求,基于2个以上(包括2个)历史相似案例的河南省旱灾灾情评估精度在77.72%和96.28%之间,且选取2个相似历史案例时评估精度最佳(评估精度在90%以上).基于历史相似案例的旱灾灾情评估方法简单,操作容易,具有一定应用前景.

我国的主要气象灾害及其经济损失

自然灾害一直伴随着人类社会的生产、生活与发展,气象灾害尤甚,它们给人类社会造成的经济损失十分巨大。根据中国气象局资料统计,在各类自然灾害中,气象灾害大约占到70%以上。我国每年重大气象灾害影响的人口大约达4亿人次,所造成的经济损失大约占到国民生产总值的1%~3%。近半个世纪以来,发生在我国的重大气象灾害,受灾人口常高达数亿人次,造成的直接经济损失高达数千亿元。为此,对包括热带气旋、干旱、洪涝、低温冷冻和雪灾等我国的主要气象灾害及其经济损失的总体概况,进行了总结和归纳,可作为了解和认识我国气象灾害及其经济与社会影响的参考依据。

基于用水效益函数的城市干旱损失评估方法

为定量评价干旱对城镇地区缺水和产业损失的影响,选取以地表径流为供水水源的湘江干流株洲段为研究区,基于水量平衡原理构建城市干旱指标(CWSI),以月为尺度,计算不同来水频率下区域可供水量、不同产业类型需水量。分别从水量短缺、水位取水困难两种角度,计算湘江株洲段1960—2018年历史来水情景下月尺度区域缺水量和干旱指数(CWSI)。采用经济学领域HARA函数反映经济效益随用水量的变化关系,进而得到缺水量-干旱损失响应关系。在此基础上,构建基于效益最优的缺水量配置动态优化模型,计算不同干旱程度下不同类型产业缺水配置规模,并采用抗旱定额法对配置成果进行验证,进而计算缺水量对应的干旱损失。依据CWSI指数变化,计算不同干旱等级下不同类型产业缺水损失;在多年平均缺水损失曲线基础上,依据当前月来水变化和前期来水亏缺,绘制典型年干旱动态损失变化曲线。研究结果表明:城市干旱具有边际损失高、发生频率低的特点,符合基于HARA用水效益函数构建的缺水损失变化规律,研究成果可为城市干旱风险评价、预警及抗旱定额管理提供理论依据。

云南南盘江上游旱灾风险定量评估研究

以农业干旱灾害风险为研究对象,采用主成分分析法构造干旱综合表征指数来计算干旱频率,利用AquaCrop模型定量评估一定抗旱能力下的因旱作物损失,据此构建干旱频率-抗旱能力-旱灾损失之间的关系,用于定量评估旱灾风险。对南盘江上游西桥水文站以上区域进行实证研究的结果表明,在现状抗旱能力水平下,区内陆良县属于干旱易发区；当遭遇相同程度干旱时,陆良县与沾益县、麒麟区相比,其因旱作物损失率相对较大,这与实际情况相符；在现状抗旱能力水平下,研究区域遭遇百年一遇大旱时,其因旱作物损失率在15～20%之间。

湄公河流域洪旱灾害损失分析

受海洋气候及气候变化的影响,湄公河流域洪旱灾害频发。澜湄合作及中国-东盟合作机制是我国发展周边外交的重要内容。搜集整理近几十年来湄公河流域洪旱灾害事件资料,分析了流域洪旱灾害损失情况、成因及影响因素,结果表明:洪旱灾害是湄公河流域的主要灾害形式,流域4国洪水发生次数占总自然灾害次数的50%左右;洪旱灾害对流域各国的人口、交通、农业、经济等方面的影响均比较显著;气候变化是引起湄公河流域洪旱灾害的主要原因。

青海牧区干旱、雪灾灾害损失综合评估技术研究

利用青海省20个草地生态监测站点2003—2011年监测的牧草、降水和相应年份的灾害监测调查资料分析表明,青海高原草地牧草产量与降水相关密切,8月末牧草产量与5—8月降水量相关系数均达到了0.001的相关性检验,建立了不同草地类型不同月份牧草产量与降水量的最优模拟方程;利用降水量距平百分率划分干旱等级,建立了干旱等级与牧草和牲畜损失的对应关系,实现了干旱和雪灾对草地、牲畜直接经济损失的定量评估.对比分析了干旱和雪灾灾害对畜牧业造成损失比例,将干旱和雪灾两个不同概念的灾害通过经济损失有机地联系起来,直观地表明了在不同等级的灾害情况下,损失造成的大小和比例.结果表明:随着灾害等级加重,雪灾造成的损失比例增大,在特大灾时,雪灾造成的损失是旱灾损失的2.5倍.评估模型符合草地牧草生长规律和畜牧业生产特征,实例评估符合畜牧业实际损失程度.因此,能够在降水偏少或偏多时对草地畜牧业评估服务中推广应用.