氣候變暖背景下中國農業(yè)干旱災害致災因子、風險性特征及其影響機制研究.pdf

1、干旱是我國發(fā)生頻次最高、影響范圍最廣、造成損失最嚴重的自然災害之一。隨著氣候變暖，我國干旱發(fā)生了顯著的變化，不僅原本一直干旱的北方地區(qū)干旱災害加重，而且，南方的極端干旱事件也呈增加趨勢，干旱災害風險不斷加劇。在全球氣候變暖背景下，干旱災害正以新的氣候常態(tài)發(fā)生在中國各個區(qū)域，對社會經濟和農業(yè)生產造成了嚴重損失。由于干旱災害風險影響因素及其機制復雜且具有區(qū)域差異性，而且風險因子之間相互作用，導致干旱災害風險區(qū)域差異性更明顯。我國氣候類型復雜

2、多樣，屬于全球氣候變暖的敏感區(qū)之一。而且，農業(yè)是氣候變暖的敏感行業(yè)，也是干旱災害風險的主要承災對象。在氣候變暖背景下，干旱災害對中國農業(yè)生產造成更加嚴重的影響，農業(yè)干旱災害風險不斷擴大。本研究以我國干旱災害致災因子、風險性特征及其影響機制為研究切入點，以氣象綜合干旱指數（MCI）為干旱致災因子表征指標，研究我國干旱時空分布特征及其區(qū)域差異性?；陲L險因子耦合模擬和歷史干旱災損概率統(tǒng)計兩種風險評估方法，研究中國農業(yè)干旱災害風險性特征。闡述

3、不同時段關鍵氣候物理要素對風險的影響，揭示氣候變暖對農業(yè)干旱災害損失的影響，明確中國干旱災害風險關鍵影響期。
　　本研究主要內容包括：⑴充分認識了中國干旱時空變化特征、演變規(guī)律和區(qū)域差異性。基于1961-2014年逐日MCI，系統(tǒng)分析了我國干旱時空變化特征。研究表明，氣候變暖背景下，中國干旱范圍擴大、程度加劇和頻次增加。同時，干旱發(fā)生的范圍發(fā)生了明顯的轉移，北方干旱加劇的同時，南方干旱明顯加重，尤其是大旱范圍明顯增加。中國上世紀9

4、0年代中后期-21世紀初期干旱范圍最廣、持續(xù)時間最長，造成的損失最嚴重。中國干旱主要發(fā)生在黃河流域以南和長江以北地區(qū)。干旱頻次北方高于南方，東部高于西部，長江流域以北干旱頻次較高，黃河流域干旱頻次大于30％。但不同年代，干旱發(fā)生范圍、程度、頻次和持續(xù)時間有一定的差異性。⑵基于風險因子耦合法，構建了綜合農業(yè)干旱災害風險評估模型，并在中國西南地區(qū)進行案例研究?；贕IS和RS技術，融合氣象綜合干旱指數（MCI）、遙感反演的土壤濕度、植被指數

5、、干旱災情和農業(yè)統(tǒng)計等多源數據。綜合考慮干旱災害致災因子、承災體、孕災環(huán)境和防災減災能力，構建農業(yè)干旱災害風險評估模型。在GIS平臺下，實現了西南地區(qū)干旱災害風險精細化評估。同時，根據歷史干旱災害損失概率統(tǒng)計計算干旱災害綜合損失率。將風險因子耦合模擬和歷史災損統(tǒng)計法相結合，系統(tǒng)分析西南農業(yè)干旱災害風險特征及其影響機制。研究表明，西南農業(yè)干旱災害綜合風險具有明顯的地帶性。農業(yè)干旱災害高風險區(qū)主要位于西南東部，北部高于南部。不同的致災因子、

6、承災體、孕災環(huán)境和防災減災能力差異導致農業(yè)干旱綜合風險格局復雜。⑶系統(tǒng)分析了中國農業(yè)干旱災損率變化特征、南北區(qū)域差異及其對氣候變暖的響應?；跉v史干旱災損構建干旱災害受災率、成災率、絕收率和綜合損失率，分析近50多年中國干旱災害損失及南北差異性。研究表明，氣候變暖背景下，中國干旱受災率、成災率、絕收率和綜合損失率都呈增加趨勢。農業(yè)干旱災害損失的范圍和程度均明顯增加，風險顯著加大，尤其是成災以上干旱損失增速更快。受氣候變暖的影響，中國南方

7、和北方農業(yè)干旱災害損失差異明顯。氣候突變后，北方農業(yè)干旱災害損失明顯高于南方，增幅也比南方快，北方災害損失增幅是南方的3～4倍，而且干旱損失越重，增幅越快。北方干旱災害損失主要依賴降水，而南方對溫度的依賴程度比北方大。不同時段降水和溫度對農業(yè)干旱損失的影響不同，只有關鍵時段的降水和氣溫對農業(yè)干旱災害損失率具有更顯著的影響。中國7月下旬、9月中旬降水量和6月上旬氣溫對農業(yè)干旱損失至關重要。⑷闡明中國七個子區(qū)域干旱災害損失變化特征。在氣候變

8、暖背景下，不同等級干旱災害損失變化具有明顯的區(qū)域差異性。東北綜合損失率多年平均值最大（9.6%），其次為華北（9.3%）和西北（8.4%），華東最?。?.4%）。華北綜合損失率增幅最大，為1.4%/10a。氣候突變后，西北、華北和西南受災率呈增加趨勢，而東北、華中、華南和華東降低；成災率和絕收率各區(qū)域均增加；綜合損失率除華中外，其它區(qū)域均增加。氣候變暖背景下，中國各區(qū)域干旱災害損失呈增加趨勢，越重的災害對氣候變暖越敏感。綜合損失率在氣候

9、空間的分布區(qū)域差異性顯著。⑸系統(tǒng)分析了干旱對中國主要糧食作物產量的影響。氣候變暖總體不利于中國主要糧食作物產量增加，但不同作物對氣候變暖的響應略有差異。氣候變暖對夏糧、玉米和稻谷不利，尤其是玉米，平均減產0.9kg/10a。中國糧食作物隨氣象干旱程度的增加趨于減產，尤其是秋糧作物。冬小麥和稻谷隨著氣象干旱程度加重趨于減產，而夏糧、春小麥、玉米和馬鈴薯與氣象干旱的響應不明顯。⑹明確了中國農業(yè)干旱災害風險關鍵影響期。中國干旱災害風險關鍵影響

10、期為春末、夏季和秋季前中期，8月達到峰值。北方干旱災害風險關鍵影響期與中國一致，南方為夏季和秋季前中期，8月關鍵期的作用最突出。北方關鍵影響期較南方長，作用比南方更突出。中國各子區(qū)域干旱災害風險關鍵影響期的長短和作用具有顯著的區(qū)域差異性。西北、東北、華北、華中和華東為單峰型，西南和華南為雙峰型。華北、東北和華南。東北、華南和華北關鍵影響期較長。華北、東北、華中和華東夏季關鍵影響期作用最突出，西北和華南為春季，西南為夏季和冬季中后期。關鍵