中国松辽平原地区玉米干旱灾害风险评估外文翻译资料

英语原文共 21 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

中国松辽平原地区玉米干旱灾害风险评估

张继权^1，2

1. 中国东北师范大学城市与环境科学学院，长春 130024；2.日本京都大学学术振兴会与防灾研究所博士研究员，宇治 611-0011）

摘要：该研究基于GIS技术从气候学、地理学、灾害学、环境科学等方面提供了中国松辽平原玉米产区干旱灾害对农业生产的风险分析和评估的方法。利用作物产量气候分析和回归分析来分析量化玉米产量和农业气候灾害之间波动的关系。根据1949至1990年松辽平原41个玉米产区的多年气候情况、作物产量、作物播种区、作物损害区、作物亏损数据来估计干旱灾害的结果。干旱灾害风险评估模型包含了干旱发生的频率、持续时间和强度，以及遭到干旱破坏的空间范围，玉米的局地生产水平可由一种可量化的风险分析方法进一步研究。 干旱是最严重的农业气象灾害。在所有的农业气象灾害中，干旱发生的频率最多，覆盖范围最广，对地区的农业生产和经济造成的损失最严重。从1949至1990年，由于农业气象灾害所引起的玉米产量波动呈现负值的年份占55%，其中60%都是干旱造成的。玉米产量波动的负值与干旱损害面积之间成重要的正相关关系，这表明干旱对玉米生产造成的不利影响跟干旱灾害损害的程度相似。根据干旱灾害对玉米的损害程度，用模糊聚类分析法将松辽平原划分为四个亚地区：高风险区、中风险区、低风险区、轻微风险区。结果表示在松辽平原的干旱灾害风险程度从南向北、从东向西逐渐增加。统计评估通过访问地区官方委员会所获得的遵循结果的信息。该研究结果可对减轻干旱、减少生产损失、保障农业的可持续性发展的发展策略提供基础。

关键词：干旱灾害；风险评估；作物产量分析；模糊聚类分析；玉米；松辽平原

1 引言

中国是巨大的农业生产国，作为国名经济的基础工业，农业很容易受农业气象灾害的影响（特别是干旱和涝灾）（李等人，2000）。玉米是中国最主要的粮食作物之一。松辽平原是中国主要的玉米生产区，也是世界范围内对温带玉米带最大贡献者之一。尽管平原的自然条件有利于玉米的生长，但农业气象灾害频繁发生，受微地形和不稳定的季风气候影响玉米产量每年波动较大。据统计分析，在松辽平原影响玉米生产的农业气象灾害主要是干旱，洪涝和冷夏。在这些农业气象灾害，干旱为主（张，2000）。在该地区，受干旱影响的种植面积占受农业气象灾害影响的总面积的60％，造成玉米生产造成严重损失化。例如，在1989年春季，秋季和夏季的干旱灾害造成了总玉米生产量大幅度减少。此外，干旱越来越倾向于经常发生，其对玉米的生产损害程度随全球变暖严重起来。因此，在松辽平原重要的是要定量分析玉米产量波动和旱灾之间的关系，并全面评估干旱对玉米的潜在损失和直接损失。这些研究是用于减轻农业气象灾害，减少损失的策略基础，并调整中长期的农业活动分布以适应环境变化。

自然灾害的风险评估被定义为自然灾害发生的的可能性和造成的损伤程度两者的概率评估（张等人，2002）。传统的灾害风险评估往往局限于比较灾害发生的可能性与潜在损失或影响的财产价值。这些比较用于决定为某些灾害准备是否在经济上更有利（克努森等人，1998）。尤尔特等人（2002）根据不同实验和气候条件对不同的作物模拟模型评估了逐渐增多的CO₂和干旱对小麦的潜在影响。皮江法等人（2001）提出了一种模拟方法以及在调查横跨欧洲的干旱的应用。兰斯甘等人（2000）基于基础的系统研究和案例结果再通过区分长期的天气变化和短期天气事件讨论了在菲律宾地区农业气候变化对水稻生产的影响。 Yamoah等人（2000）分析有标准降水指数（SPI)和含肥料N的降水在玉米产量风险可能性的长期后果。顾等人（1993）采用模糊聚类分析识别和评估干旱风险气候指标，例如6月、7月、8月每月降水量总和数额的比率。基廷和迈克（1998）通过作物土壤管理系统识别和评估干旱对农业的影响。巴迪尼等人（1997）基于小米生产的作物模拟模型和地理信息系统来量化并映射农业气候指数，如干燥度和作物缺水指数来评估水分胁迫效应。真希和黑濑（1987）用气候标准评估干旱造成的农业生产受损的等级，诸如降水和蒸发。研究干旱对农业生产风险评估主要有两种方法：气候指数如降水，蒸发和作物模拟模型。但是不考虑破坏作用和作物干旱的损失（阿格纽，2000; Lal等，1998）。因此，在这项研究中，干旱灾害风险是从气候学、地理学、灾害学、环境科学与风险评估等方面的潜在不利影响，即干旱的频率、强度和严重性、损害的空间范围和玉米的地区生产水平。这项研究基于地理信息系统（GIS）提出了松辽平原玉米种植区的风险分析的方法和农业干旱灾害评估。本研究的主要目的是：（1）研究了玉米产量的波动和农业气象灾害如干旱之间的关系，并评价农业气象灾害的后果，例如基于松辽平原区（1949至1990年）41个玉米生产地区的气候、农作物产量、农作物播种面积、作物损坏面积的历史数据使用作物产量气候分析来评价干旱灾害的结果; （2）用定量风险分析方法和模糊聚类分析评估和划分松辽平原的干旱灾害风险程度。在这项研究中使用的方法可用于研究其他农业气象灾害。这项研究中的信息是在做抗旱防灾的决策以及农业可持续发展的规划潜在有用的参考。

在本研究中，干旱是指在生长季节由于降水缺失或没有降水的损坏性的自然灾害。旱灾涉及一个或多个主要的食品谷物（玉米，小麦，大豆等）的产量的减少（公斤/公顷）（产率小于70％的预期温度和降水等于长期平均值）（MCA,1995)。

2 材料和方法

2.1 区域介绍和干旱的潜在分析

松辽平原位于中国东北，在北纬38-47°，东经117-131°，包括黑龙江省的南部，辽宁省的大部分。总面积被划分为54个地区，其中41个是玉米种植区（图1）。该平原位于温带半湿润并受季风影响的气候区，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥。年平均气温是3-8℃，最冷月份的平均温度是-12— -18℃，最热月份的平均温度是22-24℃。年均日照量为2400-2900小时，然而可照时数占56-64%。年降水量为500-750mm，其中60-65%是由于夏季的季风气候引起的。除了中年干旱的西北部，松辽平原的大部分地区都是都是终年湿润，年均干旱指数

，其中P为月总降水量，T为月平均气温，H为相对湿度，m为月份）范围为0.63-1.25（李等人，1988）。

图1

玉米生长需要合适的温度，半湿润的气候和充足的光照。在松辽平原，5月份开始种植玉米至到9月。早熟的玉米生长。在生长季的平均气温为20-25℃，大于等于10℃的积温为2800-3200℃，平均降水量为350-650mm。无霜期持续135-155天。

总之，松辽平原的气候有利于农业生产：较长的生长期和无霜期，丰富的热量资源，充沛的降水，在生长季节丰富的光照。松辽平原特别有利于玉米生长。但是在该地区也有不利农业发展的坏处，包括干旱、洪涝和冷夏等农业气象灾害。因为该地区受季风的影响，降雨在时间和空间的分配都不均匀。此外，每一年的降雨也大有不同。由于这些条件，该地区很容易受到干旱和洪涝的影响。另一方面由于微地形热量资源在时间和空间上的分配不均匀，也易受冷夏的影响。在所有这些农业灾害中，干旱最经常发生，持续时间最长，覆盖最大的面积，对农业生产和经济造成最大的损失（张，2000）。

统计分析显示在松辽平原玉米生长季（5月-9月）干旱发生的可能性和空间分布与降雨和气候因素中的干旱指数紧密相关（张，2000）。干旱发生的频率从最南边到最北边随着降雨的减少而逐渐增加，表达式为, 其中Fd为干旱发生的频率，R为5-9月的降雨，r为相关系数，P为显著水平。

另一方面，干旱发生的频率从最南边到最北边随干旱系数增加而增加，表达式为, 其中Fd为干旱发生频率，AI为干旱系数，r为相关系数P为显著水平。

图2表示了松辽平原5-9月降雨的空间分布和干旱系数。从图2我们可以看出5-9月的降水从西北到东南逐渐增加，相反干旱系数逐渐减小。

干旱不仅跟气候因素相关例如降水、温度、干燥度，也跟地球表面的状况有关例如不同地区的地形和土壤类型。除了东边和西南边境的丘陵为非玉米生长区，松辽平原地势平坦平均海拔高度不超过200米。地貌分为堆积平原，湖积平原，冲积平原，海洋沉积物冲积平原和积累侵蚀平原。有利于玉米生长主要土壤类型是黑钙土，沼泽黑钙土，栗钙土，沼泽土地的土壤，还有少数棕壤。

基于自然地理学和田间调查，在不同的土壤类型上干旱发生的可能性也不同。通常干旱容易发生的土壤类型为山地棕壤、平原棕壤、栗钙土、黑钙土、沼泽黑钙土、沼泽土壤，干旱容易发生的地形为堆积侵蚀平原、堆积平原、湖泊冲积积平原、湖泊沉积平原和海洋沉积物冲积平原。

2.2 农业气象灾害的气候指标

如前面所述，干旱、洪涝和冷夏是三种最具破坏性的农业气象灾害。农业气象灾害的气候指标能够提供一种客观的方法去定义灾害并且能够评测当前地区灾害的程度和严重性。干旱很难被定义而且无论是从质量还是数量都难特征化。因为干旱隐伏的本质，它的很多定义都曾被建议，干旱指标的数量跟它的气候学方面一样数不清（例Dracup等，1980；Wilhite和Glantz,1985;Wilhite,2000;Richard和Heim,2000)。洪涝定义和指标的数量也随着学科不同而增加（CNHSGSSTC,1998;Lizaso和Ritchie,1997a,b)。洪涝说明了什么时候降水过多，由于强降水而引起的土壤水分充足反而对生长季节的农作物有坏处（CNHSGSSTC,1998)。 因为干旱和洪涝分别是降水的短缺和过剩引起的，气象干旱和洪涝的强度能够从降水的短缺和过剩强度的基础上特征化（跟普通降水不同)(王等，2000；李等，2000）。CAMSNWB(1981)提升了在中国定义和评估干旱和洪涝的标准，张和刘（1993）的表述如下：

严重洪涝：R_igt;1.17sigma;,

洪涝：0.33sigma;lt;R_ilt;1.17sigma;,

正常降水：-0.33sigma;lt;R_ilt;0.33sigma;,

干旱：-1.17sigma;lt;R_ilt;-0.33sigma;,

严重干旱：R_ilt;-1.17sigma;.

其中R_i是第i年五月到九月的降水，sigma;为在定期内降水的标准误差。

该研究中，上述标准系统是用来定义和特征化基于松辽平原每个月生长季节降水的仪器数据所得到的每年的干旱和洪涝。

冷夏是在生长季节的低温状态（超过0℃）足够对农作物产生不利影响（王，1995）。根据这个定义，因为冷夏跟低温相关联，季节温度或者季节温差通常被视为来定义冷夏的指数（顾和Hayakawa,1994;王，1995）。该研究中，在某时间段内（表1）作物生长季节的温度和平均温度的差来定义冷夏年。

表1 不同对应的冷夏标准(Delta;T5-9^a，℃)

^aDelta;T_5-9 :生长季节（5-9月）的温度跟多年同时间段平均温度的差值。

^b:多年生长季节（5-9月）平均温度。

2.3 农业气象灾害的指示

对农产品，由农业气象灾害如干旱，洪涝和冷夏所造成的损失清楚地指明这些灾害在农作物的生长上不不利影响。它被视为是集自然、社会和经济的综合系统。这些灾害对农产品造成的伤害程度主要由这些因素决定如发生频率、持续时间、灾害强度、影响的面积和对当地经济的影响结果（张，1995；张和Hayakawa,1997;赵和姚，1992）。没有被普遍接受的来评估损害程度的标准。但是在中国指标通常表示成为农业气象灾害影响的面积，农业气象灾害影响的面积和作物播种的面积的百分比，作物产量损失的数量和经济损失（张等，1990；梁，1992；谢和杨，1995；MCA，1995）。根据MCA(1995)，受一种或多种农业灾害（干旱，洪水，冷夏等）影响，在一种或多种粮食作物（玉米、小麦、大豆等）播种地区产量（kg/ha)减少（在预期的温度和降水下跟长期平均值比较产量少于90%）。受一种或多种农业灾害（干旱，洪水，冷夏等）影响，在一种或多种粮食作物（玉米、小麦、大豆等）受影响地区（播种地区中)产量减少（公斤/公顷）在预期的温度和降水下跟长期平均值比较产量少于70%）。此外，假定覆盖的区域和受影响的区域的计算不重复，即如果几种农业气象灾害的演替发生

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[25744]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

您可能感兴趣的文章

• 太湖涡度通量网外文翻译资料
• 涡度协方差法测量瑞士水库的极端CH4排放通量，并分析其短期变化外文翻译资料
• 来自非管理河口，湖泊，海洋，河流和湿地的生物甲烷排放的比较外文翻译资料
• 中国西北塔里木盆地人居环境适宜性分析外文翻译资料
• 罗马尼亚Iaşi市城市热岛的范围和强度外文翻译资料
• HadGEM 1家族的耦合模式和纯大气模式中水平分辨率的提高对南美洲气候模式的影响外文翻译资料
• 基于夜光遥感的欧洲光污染趋势对比外文翻译资料
• 中国长江三角洲五个城市的大气气溶胶中的水溶性离子特征：粒径分布，季节变化和来源外文翻译资料
• 在中国北京市区大气有机碳和元素碳气溶胶的特性外文翻译资料
• 机器在霜冻预报中的应用外文翻译资料