2000—2018年青藏高原旱灾风险动态评估

全球变暖气候变化背景下,干旱给农业生产带来严重威胁。青藏高原作为气候变化的“感应器”和“敏感区”,对青藏高原进行农业旱灾风险研究,有利于青藏高原抗旱规划和提高抵御旱灾的能力。基于区域灾害系统理论构建了青藏高原农业旱灾风险评估模型,分析了青藏高原农业旱灾危险性、暴露性、脆弱性和旱灾风险的时空演变特征,并对青藏高原县市农业旱灾风险等级进行了区划。结果表明：(1)青藏高原农业旱灾危险性由东南向西北呈现“高—低—高”分布,东南部区域危险性呈现增加趋势,7—9月青藏高原东部及东南部冬小麦与冬青稞遭遇旱灾的风险较高,4—8月青藏高原北部区域牧草遭遇旱灾风险较高;(2)藏高原农业旱灾暴露性区域性差异较小,东部和西北部暴露性呈现增加趋势,中部和西部暴露性呈现下降趋势;(3)青藏高原98.79%的县市脆弱性减小趋势通过置信度为99%的显著性检验;(4)青藏高原东南部和北部区域农业旱灾风险较高且呈现增加趋势。     

西北地区城市干旱脆弱性评价研究

干旱是制约中国西北地区社会经济发展的主要自然灾害。以西北地区51个地级市(自治州、地区)为研究对象,采集社会经济统计数据、气象数据和遥感影像数据,从暴露度、敏感性、适应能力3个维度构建指标体系,运用函数模型法评价西北地区城市干旱脆弱性,揭示其空间分异特征,并应用障碍度模型识别影响城市适应能力的主要障碍因子,提出相应对策。结果表明:暴露度的高、低分布与降水量的低、高分布基本一致,适应能力空间规律性不显著,敏感性、脆弱性格局呈自东向西渐趋增加特征的趋势,敏感性格局与脆弱性格局相似;高脆弱性城市主要分布在新疆、甘肃西北部,根据脆弱性差异特征,将西北地区城市分为以下几种类型:高-高-高-高型、高-高-低-高型、低-高-高-高型、低-低-高-低型、低-低-低-低型;节水型城市、水库库容、人均水资源量是影响西北地区城市干旱适应能力的主要障碍因子。     

区域农业旱灾脆弱性评价及其影响因素

为加强区域农业旱灾风险管理,对河南、山东省农业旱灾脆弱性进行评价。结合相关文献与区域实际情况,从敏感性和恢复力2个角度选取12个指标,建立评价指标体系;运用熵值法和综合指数法构建旱灾脆弱性评价模型,计算区域内各城市的农业旱灾脆弱性指数;最后采用因子贡献度模型对关键影响因素进行识别。结果表明:研究区农业旱灾脆弱性级差化特征明显,总体处于中脆弱度状态;农业旱灾脆弱性空间差异显著,河南省脆弱性程度高于山东省;河南省农业旱灾脆弱性的主要影响因素有农业人口比重、复种指数和农村居民人均收入,山东省农业旱灾脆弱性的主要影响因素是有效灌溉面积比重、单位耕地面积农业用水量和人均财政收入。     

2010-2018年河北省农业干旱脆弱性评价

农业干旱是我国目前农业生产中面临的主要问题之一,研究其脆弱性是科学应对干旱的前提。以河北省11个地级市作为研究对象,从暴露度、敏感性、适应能力3个方面选取14个指标构建农业干旱脆弱性评价体系,采用综合指数法对河北省2010、2014和2018年的农业干旱脆弱性进行时空分析,并通过因子贡献度模型分析主要影响因子。结果表明：从时间角度分析,2010-2018年河北省农业干旱脆弱性在整体上呈先上升后下降的趋势;从空间角度分析,2018年除石家庄市和承德市外,其余各地级市均处于中等及以下脆弱水平;从因子贡献度模型来看,总用水量对河北省农业干旱脆弱性的影响最大。因此,提高用水管理能力和居民节水意识,减小总用水量是降低河北省农业干旱脆弱性的关键。     

安徽省农业旱灾脆弱性综合分析与评价

旱灾是影响安徽省农业特别是粮食生产可持续发展的重要制约因素。在相同致灾强度下,灾情会随灾害脆弱性的增强而加重,因此,研究农业旱灾脆弱性对安徽省防灾减灾和农业可持续发展具有特别重要意义。根据影响旱灾脆弱性的因素和指标体系选取的原则,选择了旱灾面积比、森林覆盖率、农村人均收入等9个指标,采用加权综合评价方法对各市旱灾脆弱性进行分析,并利用聚类分析方法进行旱灾脆弱性区划。结果表明,除合肥市、阜阳市、池州市、宿州市和黄山市5个市需要采取措施降低旱灾脆弱度外,安徽省总体上农业旱灾脆弱性较弱,有较强的抗旱承灾能力。     

黄河流域洪涝灾害社会脆弱性评价与分析

洪涝灾害对黄河流域的生产生活产生了巨大威胁。以黄河流域76个地级城市为研究对象,构建了黄河流域洪灾社会脆弱程度评价指标体系,运用熵权-CRITIC法、模糊综合评价法对2009—2018年黄河流域76个城市的社会脆弱性进行评价,结果表明:(1)2009—2018年黄河流域社会脆弱性的敏感性持续下降、暴露度小幅上升、适应能力大幅提升,整体上社会脆弱性表现为持续下降;(2)社会脆弱性分布呈现上下游高、中游低、南高北低的空间特征;(3)省会城市的暴露度较高,但敏感性低、社会适应能力高,因此其社会脆弱性低于周边地市;(4)黄河流域洪灾致脆类型空间分布差异性显著,上、中、下游分别以高敏感性致脆型、低适应能力致脆型、高暴露度致脆型为主。最后,讨论了建设基础设施以及产业结构升级在改善洪涝灾害社会脆弱性中的潜力,为防灾减灾提供支撑。     

基于自然灾害系统理论的甘肃省农业旱灾风险评估

甘肃省干旱灾害频发,对农业生产的影响很大。基于自然灾害系统理论,利用模糊评价方法,对甘肃省87个区县的农业干旱灾害的危险性、暴露性、脆弱性及风险进行了定量计算和定性评估,从而得到甘肃省农业旱灾风险分布。风险分布具有较明显的流域特征,即黄河流域内陆河流域长江流域。根据上述分析,针对降低甘肃省农业旱灾暴露性、脆弱性提出了一些建议,以期减轻农业旱灾风险。     

基于三角模糊数和联系数耦合的区域农业旱灾脆弱性动态评价

农业旱灾系统脆弱性评估对农业干旱风险管理及风险调控实践中具有重要意义。为定量评估蚌埠市农业旱灾的脆弱性,采用基于三角模糊数和联系数耦合的方法建立了农业旱灾脆弱性评估模型。首先由集对分析法计算单指标联系数,采用分析取值法即不同等级标准阈值对应不同的差异度系数确定不同指标的动态差异度系数,再结合对立度系数计算各单指标联系数值并加权得到各子系统的联系数值和样本综合联系数值,最后通过样本综合联系数值与评价等级值间的函数关系确定区域农业旱灾系统的脆弱性强弱等级值。将构建的基于三角模糊数和联系数耦合的模型应用于蚌埠市农业旱灾脆弱性评价中,结果表明:基于三角模糊数和联系数耦合的综合评价法与基于灰色关联度和联系数耦合的综合评价法、云相似度评价法及模糊综合评价法的评价结果相一致,其中2001—2003年的旱灾脆弱性较强,接近3.5级,2004—2010年的旱灾脆弱性适中,都在3级左右微小浮动,其整体的脆弱性发展趋势是逐渐改善。这说明蚌埠市农业系统目前抵御旱灾脆弱性的能力在逐渐加强,农业的发展水平在不断提高,可为政府科学防控旱灾风险、科研人员定量研究提供有力依据。     

基于GIS的南盘江流域区域农业旱灾风险区划应用研究

根据农业干旱发生发展规律和风险理论,从旱灾造成农作物减产的角度出发,分别对致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性和承灾体易损性进行分析,建立农业旱灾风险评估模型,结合GIS中自然断点分类法进行聚类分析,开展区域农业旱灾风险区划。以云南省南盘江流域为研究区域,根据干旱等级划分标准,将研究区域按4个等级进行农业旱灾风险区划,并对分区结果进行分析,为该区域政府部门制定防灾减灾规划提供技术支撑。     

基于随机权神经网络的农业旱灾脆弱性评价

农业旱灾脆弱性综合评价是增强农业旱灾风险管理水平的重要方法。运用随机权神经网络法对四川省2000—2015年农业旱灾脆弱性水平进行综合评价分析,检验随机权神经网络评价模型的性能并将其与RBF神经网络和传统的BP网络模型进行比较。研究结论表明:四川省农业旱灾脆弱性水平总体上呈减弱趋势,经济的快速增长是其主要驱动因素;随机权神经网络评价模型的各项性能均优于RBF和BP神经网络,该研究结论为农业旱灾风险管理提供了新思路和新方法。     

基于信息扩散和频率曲线适线的农业旱灾风险评估方法

为克服农业旱灾风险计算中小样本导致的信息不足,以农业因旱受灾率为损失指标,采用信息扩散理论和频率曲线适线方法相结合的方法,构建损失与概率之间的函数关系,建立了旱灾风险评估方法。据此方法定量计算不同旱灾水平年下的农业因旱受灾率,绘制旱灾风险空间分布图。该方法通过优化利用样本模糊信息来弥补小样本导致的信息不足,对小容量样本的概率分布估计有较高的精确度。将该方法用于安徽省农业旱灾风险评估,绘制了安徽省农业旱灾风险图,以便为安徽省抗旱减灾提供参考。     

面源污染视角下的岩溶区地下水资源脆弱性评价——基于PSR-物元可拓模型的分析

基于PSR概念框架构建了地下水资源脆弱性评价指标体系,利用灰色关联法赋权,引入物元分析法对贵州岩溶地区地下水资源脆弱性进行评价分析。评价结果表明:1岩溶地区地下水资源的脆弱性受到自然环境尤其是降水的影响较大,农业面源的直接污染和农业生态环境的恶化是制约岩溶地区地下水资源脆弱性的主要控制因素;2近9 a来,贵州岩溶区地下水资源脆弱性的压力脆弱性处于"极度脆弱"、"中等脆弱"和"脆弱"等级,状态的脆弱等级没有变化,仍然属于"不脆弱"等级,脆弱性主要来源于压力;3总体来看,贵州岩溶地区的地下水资源脆弱性总体良好,但存在波动,干旱对岩溶地区地下水资源脆弱性的影响较大,总体关联度均小于0,存在脆弱性风险,不能盲目乐观。     

Assessment of Agricultural Drought Vulnerability in the Guanzhong Plain,China

The Guanzhong Plain, as an important traditional agricultural area, is suffering from high frequency droughts and a trend towards more serious drought. In this paper, eight factors, precipitation, evapotranspiration, surface water availability, depth to groundwater, well yield capacity, slope, potential water storage of soil, and GDP from agriculture, are integrated into an index to represent drought vulnerability based on the overlay and index method. In this approach, according to the internal connections between factors, precipitation and evapotranspiration are integrated into the moisture index, and depth to groundwater and well yield capacity are integrated into groundwater availability. To improve the rationality and accuracy, normalization is employed to assign rating values, and the analytic hierarchy process is introduced into the weighting scheme. Two local drought monitoring datasets endorses the results of the model. The map removal sensitivity analysis indicates the vulnerability index has low sensitivity in removing each layer. The single-parameter sensitivity analysis indicates the major contribution to the vulnerability index is meteorology followed by groundwater availability and surface water availability. The vulnerability map shows the low vulnerability coincides roughly with irrigation districts on the terraces and floodplains. The northwest tableland generally has moderate vulnerability, due largely to inefficient groundwater withdrawal. The high vulnerability is concentrated at the peripheries of the plain, where agriculture is generally rain-fed without irrigation and groundwater support, and land is rugged with high slopes.     

蚌埠市农业旱灾脆弱性综合评价

农业旱灾系统脆弱性评价在农业旱灾风险管理中具有重要意义。为定量评价蚌埠市农业旱灾脆弱性,运用基于改进云相似度的方法建立了农业旱灾脆弱性评价模型。根据云模型的特点分析评价过程中存在的随机性、模糊性等不确定性,通过期望、熵和超熵3个参数定量分析农业旱灾系统的脆弱性。评价结果表明,基于改进云相似度的综合评价所得均值与模糊综合评价结果大致相同,用熵和超熵两个参数来反映可能取值范围、离散程度以及稳定性等不确定性,可充分考虑脆弱性、风险等的不确定性,为旱灾风险调控与管理提供有力依据。     

基于SPEI干旱指数的陕西省干旱时空分布特征分析

陕西省属于生态脆弱区且旱灾频发。基于陕西省1956-2016年18个气象站点的实测气象资料,利用Penman-Monteith模型计算年尺度标准降水蒸散指数(SPEI),并结合滑动平均、MK检验、小波分析和Kring空间插值法等方法探讨了陕西省61年来的干旱时空变化特征。结果表明:从时间变化上看,陕西省SPEI指数呈现在波动中下降趋势,表明全省正在向干旱化发展,但总体变化趋势不显著;全省干旱影响范围自1986年起呈现显著扩大化趋势; SPEI指数在1980年出现突然减小的变异点; SPEI指数周期存在多时间尺度特征,具有5,16和30a的三个主震荡周期;从空间变化上看,全省有不同程度干旱发生,各站点分布差异较大且不均衡,干旱频率由大到小依次为中旱轻旱特旱重旱,重旱发生频率最低,高值中心位于延安站,中旱发生频率最高且分布范围最大,高值中心位于略阳站和汉中站。此研究可为全省防灾防旱,农业生产以及政策制定提供科学依据。     

基于 SAPEI 的河北省玉米生育期 旱涝演变特征

为探究河北省玉米生育期旱涝演变特征,通过构建标准化前期降水蒸散指数（standardized?antecedent precipitation?evapotranspiration?index,?SAPEI）和利用气象站点逐日气象数据,对河北省 1980—2020 年玉米生育期 内旱涝特征演变进行时空分析。结果显示：1980—2020 年河北省 SAPEI 在玉米初始生长期、快速发育期、发育 中期和成熟期 4 个生育阶段内波动变化区间为?1.0~1.5,且初始生长期波动呈上升趋势;SAPEI 空间变化总体特征 表现为初始生长期和快速发育期玉米生长气候湿润化趋势表现明显,生育中期和成熟期东部及南部气象站点表 现为变旱趋势;玉米生育期内多年平均旱积指数 Qdl总体呈东南高西北低的格局分布,即西北部大于东南部;多年 平均渍积指数 Qwl在 21.07~37.85 内变化,年均旱积与渍积指数的分布格局与河北省降水分布格局相呼应。研究 结果可为河北省农业气象灾害风险评估和防灾减灾管理决策提供理论依据。     

江苏省暴雨洪涝灾害的暴露度和脆弱性时空演变特征

以江苏省为研究区域,利用1984—2011年的江苏省暴雨洪涝灾害的灾情数据和社会经济数据,从灾害发生的暴露范围、人口暴露度和农作物暴露度3个方面分析灾害的暴露度特征,从人口脆弱性、农作物脆弱性和经济脆弱性3个方面分析灾害的脆弱性特征。研究表明1984—2011年,江苏省暴雨洪涝灾害多年平均暴露面积、人口暴露度、农作物暴露度分别为2.8万km²、227.5万人、4 484.3 km²;暴露面积及人口暴露度呈现增加趋势,农作物暴露度先升高后降低;高暴露区域主要分布在长江、淮河流域水系沿岸及沿海区域县(市、区);江苏省暴雨洪涝灾害多年平均人口脆弱性、农作物脆弱性、经济脆弱性分别为0.05%,35.3%,0.63%,人口脆弱性平均水平较低,年代际间呈现下降趋势;农作物脆弱性呈增加趋势;经济脆弱性先增加后降低。     

A Novel Method for Agricultural Drought Risk Assessment

Climate change, increased temperatures and imbalanced precipitation distributions will potentially increase the local drought risk in certain areas. Drought assessment can identify the hidden dangers of drought and provide a theoretical basis for disaster prevention and mitigation. In this paper, a new agricultural drought risk assessment method proposed from the perspective of grain yield. The first principal components of precipitation, temperature, humidity and soil moisture represent hazard factors. The sensitive yield, which represents the sensitivity, was separated from the grain yield using a regression method. Additionally, the trend component of the grain yield represents the adaptive capacity, and the crop planting area represents exposure. Based on these definitions, the concepts of unit drought risk and regional drought risk are proposed. Four cities in Heilongjiang Province, which has the highest grain yield of any province in China, were used as application examples, and the spatial and temporal variation in the agricultural drought risk were analyzed. Application example show that the method for evaluating agricultural drought presented in this paper is reasonable in a statistical sense. The process for calculating sensitivity and adaptability shows that this method is suitable for arid and semi-arid areas, where grain yield is sensitive to hazard factors, and areas where grain yield has a certain trend.