气象灾害评估技术

农业气象灾害评估研究

姜绪彬农业推广硕士Z09470106032

农业气象灾害是影响农作物产量和质量的重要灾害之一，我国每年因各种气象灾害造成的农业作物受灾面积大、经济损失多。随着气候变化的日趋明显，农业气象灾害的频率增加、强度增强、危害加重，对国家粮食安全和农业可持续发展构成严重威胁。农业气象灾害评估是研究灾害规律，进行灾害区划、灾害管理和灾害风险预测的基础。准确及时评估农作物在遭受农业气象灾害后的产量损失和经济损失，是当前农业生产急需解决的问题。准确及时的灾害损失评估结果，可以科学认识灾害、了解灾情、提高灾害意识，为各级政府防灾减灾及救灾决策提供重要依据。

农业气象灾害对农业造成的影响通常以农业气象灾害指标体系

为依据进行评价，尤其是2O世纪80年代以来，我国学者以人工控制条件和大田试验以及灾害资料统计分析为基础，形成了主要农业气象灾害指标体系，在此基础上建立了各种农业气象灾害评价的数学模型使灾害评价由定性逐渐向定量发展。其研究对象涉及干旱、洪涝、连阴雨、热带气旋、晚霜冻、干热风等多种农业气象灾害。针对全球气候变化，许多学者也对全球气候变化背景下农业气象灾害时空分布及强度对气候变化的响应进行了研究。近年来随着3s技术的应用以及作物模型的13趋成熟，农业气象灾害评估在时间和空间的精细化程度方面得到明显提高。目前国内外关于农业气象灾害影响评估主要包括综合模型评估、作物模型评估和灾害风险评估，评估内容包括作物产量损失、人类社会经济损失和灾害风险区划及管理等方面。

综合模型评估一般从灾害的强度、灾害覆盖度、作物对灾害的敏感度、抗灾能力以及社会生产力水平等因素入手，构建灾害评估指标体系，利用回归分析、模糊数学方法、灰色聚类分析 ]、层次分析法和BP神经网络等多种数学方法，建立农业气象灾害综合评估模型，进行农业气象灾害定性或定量评估。

经济损失评估是综合评估模型的另外一个重要评估内容。李翠金采用降水距平百分率和干旱指数确定了华北平原单站及区域的干旱

等级，并依据干旱指数建立了受灾面积和成灾面积评估模型以及经济损失评估模式。王守荣等把灾害造成的经济损失分解为时间序列趋势项、气候异常影响项和随机波动项，建立了气候异常直接经济损失统计预测模型。王镇铭等根据受灾面积、经济损失、GDP值等资料，对浙江省重大旱涝气象灾害对国民经济的影响进行了评估。袭祝香等根据统计资料及受灾面积，利用多元回归方法，建立了吉林省历年洪涝损失序列和洪涝损失评估模型。吴蓁、吴富山等利用多元回归方程对河南省暴雨洪水灾害损失进行了预评估，并提出了相应的减灾对策。

随着计算机与信息技术的快速发展和人们对农作物受灾机理理

论认识进一步深入，作物模型在农业气象灾害定量评估方面取得较大进展。作物生长模型在农业气象灾害评估中的优势在于机理性强，可以较好地反映出作物生育进程、产量与各生育阶段温度、降水量以及土壤水分动态的关系，实现不同年型下的动态决策和气候应变管理。目前的作物模型主要有荷兰de Wit学派的系列模型、美国DSSAT模型、

澳大利亚的APSIM模型以及我国的CCSODS模型。其中荷兰模型强调作物光合作用，主要考虑土壤、气候等因素的作用，是一个通用性强的模型，不同作物可以通过改换作物参数和土壤、气候数据而共用一个模型框架。美国的DSSAT模型每一种作物都有其独立的模块，考虑了品种遗传特性、土壤、天气和管理措施等因素的作用以及土壤碳循环，考虑相同作物不同品种之间的特性，在气候影响评价领域应用比较广泛。澳大利亚的APSIM模拟系统的核心突出的是土壤，而不是植被、天气和管理措施引起的土壤特征变量的连续变化。国内高亮之等发展的CCSODS模型具有机理性和通用性，同时也注重实用性，面向基层农业管理者和农田管理者，提供作物优化栽培体系。

20世纪8O年代中期，以农业专家系统为代表的评估模型开始应用于农业管理，其应用范围也逐渐从单一的病虫害诊断转向生产管理

经济决策分析、生态环境评估等。伴随着作物模型的进一步发展，CERES系列模型也逐渐被许多国家广泛应用于不同环境条件下的作物估产、干旱评价以及气候变化对农业的影响。国内农业评估模型研究开始于20世纪80年代初期，90年代后金之庆等采用作物模拟模型与气候变化情景耦合的方法，评价了全球气候变化对我国东北、华北和长江中下游平原大豆产量和灌溉量的影响。王石立利用水分胁迫的后效性及作物不同发育阶段对水分胁迫的敏感性，研制出实际水分条件下的冬小麦生长模拟模式，并利用该模式对干旱进行了动态、客观评估。孙宁等利用APSIM—Wheat模型的模拟结果评估了北京地区干旱造成的冬小麦产量风险。张雪芬等利用WOFOST模型，选取干物质重、

穗重、茎重等模型输出量定量评估了黄淮平原晚霜冻对产量的影响。马树庆应用改进后的玉米生长发育和干物质积累动态模型，采用新的玉米低温冷害指标和参数，建立了玉米低温冷害发生及损失程度。张建平等借助WOFOST模型在东北地区玉米适应性验证的基础上，实现了东北地区玉米低温冷害的定量化评估。灾害风险是指各种危险因子未来若干年内发生的可能性及其可能达到的灾害程度。灾害风险评价是一项在灾害危险性、灾害危害性、灾害预测、社会承灾体脆弱性、减灾分析及相关的不确定性研究的基础上进行的多因子综合分析工作。灾害风险管理是指人们对可能遇到的各种灾害风险进行识别、估计和评价，并在此基础上进行有效地控制和处置灾害风险，以最低的成本实现最大安全保障的决策过程。灾害风险评估与管理已逐渐成为灾害科学、地球科学的发展方向、重点领域和前沿课题。

灾害风险分析在国外的研究起步较早，但多侧重于经济领域和重大自然灾害等方面，在农业气象灾害风险方面研究成果并不多。农业气象灾害风险评估在我国大致开始于20世纪90年代，前期以灾害风险分析技术方法探索研究为主，以风险分析技术为核心，探讨了农业自然灾害风险分析的理论、概念、方法和模型。后来逐步发展到以灾害影响评估的风险化、数量化技术方法为主，构建灾害风险分析、跟踪评价、灾后评估、应变对策的技术体系。王石立等分析了小麦各发育阶段在有限灌溉条件下的干旱指标及发生概率，计算出了干旱引起的减产率，得出冬小麦各发育阶段及全生育期的干旱风险度并进行分级定量评估。邓国等以风险理论为指导，初步探讨了粮食生产中的