洪涝灾害情景模拟与损失预估对湖泊型流域防洪减灾和可持续发展具有重要意义.以我国典型的湖泊型流域南四湖流域为例,利用CA-Markov模型预测2030年三种用地情景,采用P-Ⅲ型概率曲线构建10、20、50、100 a四个重现期强降雨情景,得到12种组合情景;通过InVEST模型和等体积淹没法量化不同情景的径流和淹没深度;在各产业GDP空间预测的基础上计算12种情景的洪涝直接经济损失.结果表明:(1)CA-Markov模型在南四湖流域的土地利用模拟精度较高,三种用地情景的各地类变化显著;(2)用地变化对流域洪涝灾害的影响显著,其中城镇发展情景下洪涝灾害风险最大,而生态保护情景风险最低;(3)暴雨强度会明显增加各用地情景的经济损失,但增幅在50 a重现期后有所减缓;生态保护情景的经济损失最少,介于97.39-128.81亿元之间,与其他情景相比,该情景可在一定程度上减少洪灾损失.为此,在气候变化背景下湖泊型流域可持续发展应充分考虑土地利用变化对洪涝灾害风险的影响,合理扩张城镇建设用地,优化布局生态用地,充分发挥国土空间规划在防洪减灾方面的作用.

落叶松枯梢病(Neofusicoccum laricinum)是威胁落叶松人工林的检疫性林木病害.明确当前该病在中国的潜在适生区及其在未来对气候变化的响应,揭示影响该病害发生流行的主导环境变量,对落叶松枯梢病的早期预警及防治具有重要意义.基于落叶松枯梢病分布数据和环境数据,利用ENMTools、R和刀切法(Jack knife test)筛选分布点数据和环境因子,通过MaxEnt、ArcGIS、SDMTools等技术预测当前和未来气候条件下落叶松枯梢病在中国的潜在适生区,划分病害适生等级并计算各适生等级面积占比,绘制质心转移轨迹.结果表明:(1)建立的落叶松枯梢病在中国的潜在适生区预测模型具有高精确性和可信度(不同年份和不同气候模式下的AUC值均大于 0.9);(2)影响落叶松枯梢病分布的主要环境变量为年平均气温、最暖季度降水量、年降水量和最暖季度平均温度;(3)当前气候模式下落叶松枯梢病在中国的潜在适生区面积占中国国土总面积的 18.02%,中高适生区集中分布在中国辽宁东南部、吉林东部、黑龙江大部分地区、内蒙古东北部;(4)在三种不同气候条件下(ssp126、ssp245、ssp585),未来落叶松枯梢病在中国的潜在适生区面积与现代气候条件相比均有所减少,其质心由东北向华北、西南地区转移.落叶松枯梢病一旦发生将会造成不可逆的生态灾难和经济损失,因此本研究对落叶松枯梢病在中国的潜在适生区进行预测和分析,研究结果对合理区划落叶松枯梢病潜在入侵风险地、加强重点地区的检疫监测、及时制定有效的防治手段,以及对于发生区的监测和防治与未发生区的早期预警和监管具有重要意义.

红树林在防风消浪、促淤保滩、固岸护堤等方面发挥重要的作用,是抵御台风、风暴潮、海岸侵蚀等自然灾害的重要天然屏障.热带气旋是红树林面临的最主要自然威胁之一,削弱了红树林对自然灾害的抵御及生物多性维持等功能发挥.然而,尽管热带气旋对红树林的影响日益受到全球的广泛关注,但缺乏对该领域研究进展的系统分析和总结.以Web of science核心集数据库为数据源,利用CiteSpace软件对1995-2021年间热带气旋对红树林影响研究进行文献计量分析和可视化图谱绘制,以厘清该领域研究的现状、趋势和热点,并揭示未来的发展方向.研究表明:(1)该领域研究年发文量随时间处于波动上升的趋势,尤其2013年后迅速增加,表明该领域的研究日益受到重视;(2)美国、澳大利亚和印度等国家在该领域的研究走在前列,美国的中介中心性最高,其次是德国,美国广泛地与德国、法国、日本等许多国家有密切合作;(3)美国佛罗里达、加勒比地区、澳大利亚北部和印度南部等是当前研究的热点区域;(4)研究热点随时间推移而不断发展,从红树林植被的干扰损害逐渐发展到固碳储碳、海岸防护等功能的影响.全球变化背景下热带气旋对红树林的影响、红树林对热带气旋干扰的弹性、基于遥感和大数据处理的模型模拟等日益受到关注,量化热带气旋对红树林功能的影响、探明热带气旋与海平面上升的关系及对红树林影响、构建完善的观测体系数据集等将是未来研究的重要方向.研究对长期关于热带气旋对红树林影响的研究进展进行定量和可视化分析,可为预测热带气旋对红树林的影响和风险、及减缓和应对其风险等研究提供借鉴参考..

关于灾害风险评价的危险性研究多考虑某一种或者多种灾害的出现概率,由于多数灾害指标难以与作物产量直接相关,常常出现有灾无害现象,难以正确评价灾害风险;依据产量变异的风险研究多从产量变异出发,但对不同减产程度的风险评价研究较少.以辽宁水稻减产风险为例,分析了辽宁省水稻歉年减产率、灾年减产率变异系数及5％和10％两种减产率等级风险概率的空间分布特征.采用K-平均聚类算法将辽宁省水稻产量灾害风险划分为高、较高、中、低4类风险区.结果显示:水稻单产歉年减产率的分布总体呈中部、东部低,向东北西南增高的趋势.水稻单产的灾年减产率变异系数具有西北—东南方向条带状分布特点,中部、东部最小,整体上呈向西南、东北方向递增的趋势.减产率大于5％和10％的风险概率的低值区主要分布于辽宁中部,中值区主要分布于中部、北部、东南,高值区主要分布于东北、西部、南部,整体呈中间低,四周高的特点.辽宁省水稻产量灾害的不同等级风险区域呈整体上分散,小面积连片的特点.辽宁西部、东北部为高风险区,中南部地区为较高风险区,而辽宁中部、东南部为中、低风险区.探讨了各地区的地形气候特征与水稻减产的关系,给出了针对不同区域水稻产量灾损的防御措施.

随着全球气候变暖、农药滥用、外来有害生物入侵等因素,我国农业病虫害逐年呈快速增长之势.而以广大农户家庭、合作组织、农业企业为单元的社会灾害管理系统是生物灾害管理体系中重要的组成部分,但却存在着规模分散、管理混乱等问题.有害生物是公共品,具有外部性的特征,而我国分散化的管理组织形式,不利于对有害生物的统一治理.现阶段我国关于农业组织化对有害生物防控影响的文献较少,为此,通过分别梳理农业组织风险管理和有害生物风险管理的研究进展,探讨不同农业组织风险管理、有害生物风险管理、有害生物造成的经济损失以及有害生物综合治理的方法与模式.在未来的研究中,应进一步加强不同农业组织对有害生物防控效果、有害生物造成经济损失的影响因素、不同农业组织对有害生物“统防统治”参与行为的研究,通过农业组织化防控治理体系的改革,提升有害生物的防控效率,以更好的为政府相关部门决策提供必要的参考依据.

以湖南省4个农业气象站点的一季稻为研究对象,基于1990-2012年逐日气象数据,精细的土壤以及田间管理记录,分析了过去23年极端高温的变化趋势,并利用校准后的CERES-Rice模型评价了高温热害的致损率,着重探讨了不同的适应性措施对缓解高温热害的作用,以期提出科学合理的减灾措施来保障我国的粮食安全.结果 表明:(1) CERES-Rice能很好地捕捉本研究区不同天气和管理条件下的水稻物候期和产量,除桑植站开花期外,其余各参数的模拟误差均小于10％.(2)一季稻生育期内极端高温频发且在本世纪有增强趋势,灾损率由高到低依次为古丈＞桑植＞怀化＞靖州,分别为10.4％,8.2％,7.5％和4％.随着气候变暖的加剧,一季稻生产将面临着日趋严重的高温热害风险.(3)选用耐高温品种产量最大可提升29.8％,但在极端高温年份,提高品种高温抗性的方法收效甚微.调节播种期会导致-25％-20％的产量波动,其中提前10 d或5d种植均可缓解极端高温的危害.增加灌溉的贡献为1％-8％,其中6-8 cm灌水量效果最佳.极端高温期间增施氮肥的贡献稳定且显著,平均增产2％-20％,80-100 kg/hm2的施氮量能带来较为理想的避热增产效果.

开展春茶霜冻害风险区划对名优茶优化布局具有科学指导意义.基于杭州2015-2020年龙井43品种春茶物候观测资料、1951-2020年杭州国家基准气候站和2010-2020年263个区域自动气象站逐日气象资料,应用有效积温物候模型估算历史缺失年份春茶萌发初日数据,分析春茶生产霜冻害的时空分布特征,构建春茶霜冻害灾损率的加权平均模型,研制春茶霜冻害风险空间分布图.结果 表明:过去70年来,春茶萌发初日提前的速度不及终霜日;春茶霜冻害年份减少,轻度霜冻害年份减少,中度霜冻害年份变化趋势不明显且年代际间波动大,重度以上霜冻害年份增加;各等级年霜冻害日数和霜冻害年份的变化趋势基本一致;春茶霜冻害年份轻度、中度、重度和特重出现频率分别为31.4％、18.6％、4.3％和1.4％,年灾损率无明显趋势变化;海拔每上升100 m,春茶萌发初日、终霜日分别推迟约1.3和2.6 d,春茶霜冻灾损率增加约1％,海拔越高,春霜冻害风险越高;杭州春茶生产霜冻害分布地域特征明显,春茶霜冻害基本无风险区(灾损率小于10％)约占杭州市总面积的25.2％,主要分布在杭州南部千岛湖、北部西湖产区、钱塘江河谷和较大水体周边,是发展春茶生产可优先考虑的区域;中度以上风险仅占杭州市总面积的6.3％.杭州市春茶生产霜冻害危害区域小,且灾害等级偏轻,适宜优质名优茶生产.

冻害是冬小麦生产中主要农业气象灾害之一,气候变暖和冬季气温升高并没有明显减轻冬小麦越冬期冻害风险.本研究通过大田盆栽和室内低温箱处理相结合的方式,选取冬性(农大211,ND)、半冬性(郑麦366,ZM)和弱春性(偃展4110,YZ)品种进行1 d的低温处理试验,其中ND和ZM的处理温度分别为-8、-9、-10、-12和-15 ℃,YZ的处理温度为-6、-9、-10、-12和-15 ℃.结果 表明:当处理温度≥-15 ℃时,ND没有植株死亡,ZM和YZ在-12 ℃和-15 ℃时出现植株死亡,死株率分别为58.3％ ～66.7％和100％;ND和YZ茎相对死亡率在-10 ℃时显著增加,ZM则是在-9℃时显著增加,当茎相对死亡率达50％时,3个品种对应的临界温度值分别为-14.6 ℃(ND)、-11.3℃(ZM)和-10.0℃(YZ),茎相对死亡率可以作为黄淮麦区冬小麦抗寒性评价参考指标;-12℃及以下低温条件下,乳熟期单株干物质质量均显著降低,而叶片净光合速率在开花期没有显著差异;不同处理温度下3个品种均表现出减产趋势,且产量损失率随处理温度降低而增加;相同处理温度条件下,产量损失率和茎相对死亡率都表现为ND＜ZM＜YZ;对产量损失率的分析表明,单位面积穗数减少是造成减产的主导原因.

冬小麦是安徽省主要粮食作物之一,分析其气候灾损风险变化对保障区域粮食安全有着重要意义.依托安徽省74个区县1973-2014年间的冬小麦单产资料,通过气候减产率逐年序列提取了减产年次数、平均减产率、减产极值等9个评价指标,并采用主成分分析法分析安徽省冬小麦灾损风险的时空演变格局.结果 表明:研究期间,安徽省北部特别是沿淮地区为冬小麦气候灾损高风险区域;重心迁移模型显示,安徽省冬小麦气候减产率高值区域由北向南呈显著的移动趋势;全省冬小麦气候灾损风险呈显著的年代际变化,特别是21世纪初以来发生中度以上灾损强度的区县个数明显较少;S.模式主成分分析和气候减产率序列表明,1973-2014年间,安徽省北部地区冬小麦气候灾损风险呈下降趋势,南部地区呈上升趋势.安徽省冬小麦气候灾损风险呈现出明显的时空动态特征,其年代际波动和南北区域差异应引起重视.

在全球气候变暖的背景下,探究玉米生育期的气候变化及干旱特征,对于预防干旱灾害对作物造成的损失,以及农业可持续发展意义重大.基于1967-2018年辽宁省33个国家级气象台站逐日观测数据,计算了不同月尺度下玉米各生育期标准降水蒸散指数(SPEI),并结合干旱频率及干旱站次比综合分析了干旱时空变化情况.结果 表明:(1)辽宁省玉米生育期降水量以13.31 mm/10a的速率减少,与SPEI呈显著正相关(P＜0.01);气温以0.25C/10a的速率显著上升(P＜0.01),与SPEI呈负相关.(2)播种-出苗期、出苗-拔节期和喇叭口期SPEI在时间上均呈上升趋势,抽雄期和成熟期呈降低趋势;在空间上全生育期SPEI表现为西北向东南递增趋势.(3)全生育期干旱站次比以0.41％/10a的速率上升;出苗-拔节期干旱站次比呈减少趋势,其他生育阶段均呈上升趋势;发生干旱类型频次区域性干旱＞部分区域性干旱＞局域性干旱＞全域性干旱.(4)全生育期干旱频率整体呈现出由西北向东南递减的特征,且干旱频发区主要在辽西地区;干旱发生频率轻旱＞中旱＞重旱＞特旱.(5)出苗-拔节期为干旱站次比最高的时期;SPEI平均值和不同等级干旱频率最高的时期均为播种-出苗期.该研究成果可为区域农业干旱风险评价以及抗灾减灾等提供参考.