基于机器学习算法的安徽省农业旱灾风险动态评估

基于安徽省及周边139个气象站点1960—2016年气象数据和2002—2017年的统计年鉴数据,通过机器学习算法随机森林、聚类分析方法构建安徽省农业旱灾风险评估模型,从致灾因子的危险性和孕灾环境与承灾体的脆弱性角度,动态评估安徽省农业旱灾风险时空演变规律并揭示其主要影响因素。研究结果表明：(1)旱灾危险性在不同年代的空间分布变化较大。在2000 s期间,安徽省南部北部出现干湿反转,南部危险性超过北部。在农作物关键生长期(3—8月份),4月和7—8月的危险性高值区域超过全省1/2面积。2001—2016年安徽省旱灾危险性由南向北递减,北部区域危险性变化(2.86)大于南部区域(0.55),南部区域危险性存在减小趋势,北部存在增大趋势。(2)脆弱性指标中复种指数、人均水资源量、农村居民纯收入、人均GDP、人均粮食产量、森林覆盖率这6个指标权重最高,占整个指标权重一半以上(57.6%)。加权评分得到2001—2016年安徽省农业旱灾脆弱性,其均值由南向北递增,各个区域脆弱性存在下降趋势,南部区域下降趋势更大,而北部区域下降趋势不显著。(3)2001—2016年安徽省农业旱灾综合风险均值达到...     

基于区域灾害系统论的中国农业旱灾风险评估

作为旱灾风险管理的核心内容和关键环节,旱灾风险评估理论与技术逐渐成为旱灾研究的热点问题。为推进旱灾管理的科技化进程,本文首先阐释了基于区域灾害系统论的旱灾风险评估原理,并采用基于区域灾害系统论的模糊综合评估方法对全国层面的农业旱灾风险进行了定量计算和定性评估。研究结果表明,农业旱灾危险性区域分布规律较明显,大致表现为:西北地区黄淮海地区东北地区长江中下游地区西南地区华南地区;农业旱灾暴露性区域分布规律较明显,黄淮海地区、长江中下游地区、东北地区暴露性较大,大致排序为:黄淮海地区长江中下游地区东北地区华南地区西南地区西北地区;全国有一半左右的地区处于高脆弱等级和较高脆弱等级,主要分布在第二阶梯的东北地区、西北地区东部、西南地区;北方地区农业旱灾综合风险高于南方,中东部高于西部,其中东北地区、黄淮海地区、西北东部地区、长江中下游北部地区风险相对较高,是自然环境系统和社会经济系统耦合的结果。     

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。     

辽宁省干旱静态综合风险定量评价研究

结合区域灾害系统理论,从干旱的危险性、暴露性、脆弱性三个方面对辽宁省干旱静态风险进行综合定量评价研究,并对其干旱风险成因类型进行了解译。结果表明:辽宁中北部地区综合干旱风险指数最高,其次为辽西地区,东南部最低。辽宁中北部地区干旱风险指数较高的原因在于产业结构造成的缺水。     

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。     

辽宁省农业旱灾脆弱性评价

为增强辽宁省农业旱灾风险综合管理水平,对其2005-2016年的农业旱灾脆弱性运用随机权神经网络法进行评价,并检验分析了传统BP网络、RBE网络与随机权神经网络模型的准确性与可靠性。结果显示:经济的快速增强是驱动辽宁省农业旱灾脆弱性的主要趋势,研究期间该区域旱灾脆弱性整体呈现出减弱的变化趋势;相对于其他两种模型,随机权神经网络具有更好的可靠性与准确性,可为区域旱灾风险综合管理和防控提供一定参考价值。     

湖南省农业干旱灾害风险区划研究

基于自然灾害风险理论和旱灾物理成因,考虑干旱的危险性、承灾体的暴露性、环境的脆弱性以及抗旱减灾能力等方面的要素,运用“自下而上”的区划方法,对湖南省农业干旱灾害风险进行了区划。以县级行政区为最小区划单元,选取9个评价指标并利用层次分析法构建农业干旱灾害风险指数,采用基于GN算法的区域区划方法,将湖南省划分为5个干旱灾害风险等级和12个分布区,其中常德市、衡阳市、郴州市等地部分地区风险较高;划分结果与湖南省水稻生产干旱灾害风险区划的结果多数相同,验证了区划结果的合理性。     

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。     

云南省农业旱灾社会脆弱性评价研究

针对云南省近年来旱灾爆发频率、波及范围、持续时间及损失程度等呈现的加重趋势,首先构建干旱扰动下农业旱灾社会脆弱性评价指标体系,运用组合熵-CRITIC法确立指标权重,对云南省近15年来农业旱灾社会脆弱性进行动态评价。结果表明,近年来云南省农业社会经济在干旱扰动下,敏感性和应对能力总体呈现增长趋势,农业社会脆弱性呈现波动下降趋势;旱灾社会脆弱性类型划分结果显示,云南省农业社会脆弱性在干旱扰动下,主要集中于低敏感性、低应对能力,高敏感性、低应对能力和高敏感性、高应对能力3种类型。最后,提出从提高农户防旱抗旱意识,加快农业种植结构调整,积极探索灾后补偿新范式等方面进行农业旱灾风险管理。     

变化环境下青藏高原陆地水储量演变格局及归因

基于1981—2015年全球陆面数据同化系统GLDAS和归一化植被指数GIMMS NDVI3g等多源数据,采用Theil-Sen Median斜率估计和Mann-Kendall趋势检验法探究青藏高原多年陆地水储量(TWS)及其各组分时空演变特征,采用水量平衡法、相关分析法和Hurst指数法识别水循环过程对TWS变化的影响机制。结果表明：受气候变化影响,1981—2015年青藏高原降水及冰川积雪消融增加,TWS以0.7 mm/a的速率增加,青藏高原北部TWS增加趋势极其显著,南部呈减少特征;青藏高原绝大部分地区TWS以0～200 cm的土壤含水量为主,不同深度土壤含水量具有显著空间异质性;青藏高原北部及东部降水主要通过蒸散发过程损失,南部地区径流系数较大。     

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。     

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。     

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。     

基于AHP-GIS的内涝灾害风险评价研究——以揭阳市榕城区为例

基于内涝风险理论和内涝灾害成因机制，采用集成的AHP-GIS法，从区域的危险性、易损性、防灾减灾能力三方面选取考虑因子来构建风险评价模型，采用聚类和定性相结合的分析方法，对揭阳市榕城区进行洪涝灾害风险评价；研究结果表明，榕城区西北部是本区内涝灾害风险等级较高的区域，内涝灾害易发区主要分布在中西部区域，东部及东南部的风险等级总体较低。经验证，研究结果客观反映了榕城区内涝灾害风险分布情况，可为灾害防御工作提供技术支撑。     

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。     

近30年来云南省不同等级降水时空变化特征分析

利用1987—2016年云南省29个气象站点逐日降水资料,将云南省划分为6个流域,运用线性趋势和小波分析法,分析了云南省不同流域不同等级降水日数和强度的时空变化特征。结果表明:(1)云南省微量降水、小雨、中雨和大雨降水日数和强度整体呈减小趋势,暴雨呈增加趋势,其中微量降水日数和强度、小雨降水日数呈极显著减小趋势;(2)各等级降水强度平均贡献率呈现出中雨大雨小雨暴雨微量降水;(3)各等级降水强度普遍存在22 a和29 a的长周期变化特征;(4)微量降水日数和强度呈现出东北多西南少的分布特征,小雨、中雨、大雨和暴雨降水日数和强度呈现出西南多东北少的分布特征,微量降水日数和强度减少幅度呈现出由东南向西北递增的趋势,小雨降水日数和强度减小幅度较大区域主要集中在中西部,减小幅度较小区域主要集中在长江流域中部和澜沧江流域南部,中雨降水日数和强度减小幅度呈现出由中部向东北和西南递减的趋势,大雨降水日数和强度减小幅度较大区域主要集中在西北和东南部,减小幅度较小的区域主要集中在中南部,暴雨降水日数和强度上升幅度较大区域均集中在西南和东部。研究结果可为区域农业生产和农业用水提供基础性参考。     

内蒙古土默川平原浅层地下水固有脆弱性评价

文章评价了内蒙古土默川平原(呼和浩特部分)浅层地下水固有脆弱性。结果表明，土默川平原呼和浩特中心城区及哈素海附近为高脆弱性区，北部和东部山前大部分为较高脆弱性区，托克托县南部及和林格尔县北部大部分地区为较低脆弱性区和低脆弱性区。该评价结果将对区域地下水资源保护与管理具有重要指导作用。     

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。     

海河流域极端降水阈值确定与风险评估

随着全球变暖,极端降水发生频率和强度不断增加,研究流域极端降水风险分布有利于防灾减灾措施科学制定。本文以海河流域为对象,基于30个气象站点1990—2019年逐日降水资料,采用去趋势波动法(DFA)、百分位法、Pearson-Ⅲ概率分布计算极端降水阈值,分区提出极端降水阈值建议并探讨其时空变化规律,进一步基于危害性和脆弱性指标分析流域极端降水风险。结果表明：海河流域极端降水阈值西北地区为45 mm,东南地区为65 mm;近30年来极端降水天数呈减少趋势,其中东南地区下降幅度更大,且极端降水发生概率存在东部沿海区和西部五台山、原平附近两个高值中心区;海河流域极端降水风险自东南部沿海向西北内陆逐渐降低,其中较高和高风险区主要位于滦河下游、北三河下游、大清河下游、子牙河和徒骇马颊河,低和较低风险地区位于北部山区。     

基于灰靶模型和GIS的陕南暴雨洪涝灾害风险区划

基于陕南地区28县区统计数据,应用熵权和灰靶评价模型方法,构建陕南地区暴雨洪涝灾害风险评价模型,结合GIS空间分析技术对陕南地区暴雨洪涝灾害风险进行了区划。结果表明:(1)陕南地区致灾因子风险性整体较高,10个县区为中等或以上风险等级,尤其是以中低山地形为主的柞水县、镇巴县和镇坪县风险最高;(2)承灾体暴露性以轻风险为主,规模以上工业产值高的城固县、人口密度大的汉台区风险较高;(3)孕灾环境高脆弱性区分布在汉滨区,其余县区脆弱性危险等级处于中等以下水平;(4)本区防灾减灾能力整体偏弱,经济发展较好的汉台区、汉滨区其防灾减灾能力等级为强和较强。综合风险区划结果显示,陕南地区暴雨洪涝风险等级较高,28个县区中处于中等及以上风险等级的县区有9个。