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基于IDM和FIS的浙江省晚稻高温灾害风险评价与区划研究

程姌  
【摘要】:在全球气候变化的大背景下,全球高温事件频发,其中农业是对气候变化最为敏感的产业之一。近年来,世界各国众多学者将气候变化对社会的影响作为主要研究内容,力图寻找破解这些难题的关键要素。中国既是水稻生产大国,又是水稻消费大国。因此,研究气候变化对中国水稻的影响也愈来愈受到更多学者的关注。已经有很多学者对浙江省水稻与高温之间的关系进行了研究,但这些研究均重点分析水稻产量与高温持续日数之间的相关性,对水稻高温灾害风险评价和区划的研究成果相对较少。研究浙江省水稻高温风险分布与区划,具有重要的理论和现实意义。不仅可以为政府和农户进行水稻生产规划决策提供科学依据,而且对水稻高温热害的防治也有一定的指导作用。本文的主要工作内容如下:(1)确定致灾因子,构建脆弱性曲线。本文以浙江省1994-2016年日值气象数据和分地区晚稻产量数据为基础,利用Matlab软件调用Regress函数,确定了影响浙江省晚稻单产的气象因子及致灾因子,并构建了致灾因子强度与晚稻损失之间的函数关系,即脆弱性曲线。(2)利用信息扩散模型(Information Diffusion Model,IDM)和空间插值模型对浙江省晚稻高温灾害损失风险进行评价。在得到致灾因子的基础上,统计出浙江省19个气象站点1994-2016年每年致灾强度指数值,利用信息扩散模型得到不同年遇型水平致灾强度指数值;并在此基础上,利用Anusplin和Cokriging两种插值模型得到致灾强度指数分布图。再根据灾害风险评价模型,得到浙江省晚稻高温灾害风险评价结果。(3)基于模糊推理系统模型(Fuzzy Inference System Model,FIS)进行晚稻高温灾害风险区划。在选取浙江省晚稻高温灾害风险区划评价指标的基础上,利用模糊推理系统模型,得到浙江省各行政单元高温灾害风险等级综合值。在此基础上,对研究区内晚稻高温灾害风险区进行划分。本文主要研究结论如下:(1)在影响浙江省晚稻产量的诸多因素中,35℃高温及高温日数是造成浙江省晚稻单产减少的主要气象因素。随着年遇型水平的增加,致灾强度也逐渐增强。在同一年遇型致灾强度水平下,浙江省高温强度指数高值中心位于丽水和云和地区,且以该地区为中心向四周扩散减弱。从整体上看,浙江省中部地区的致灾强度指数值普遍高于其周边地区。(2)在同一年遇型致灾强度下,浙江省晚稻高温灾害损失风险以丽水和云和为高值中心向四周扩散减弱。在不同年遇型致灾强度下,浙江省晚稻高温灾害损失风险分布趋势大致相同,都是以云和和丽水为高风险区,且风险等级向四周扩散减弱;不同的是,随着年遇型水平的增加,晚稻损失风险等级也逐渐提高。在百年一遇的致灾强度下,整个研究区的晚稻损失风险等级均较高,但东南沿海以及舟山部分地区仍为低损失风险区。(3)通过模糊推理系统计算风险综合等级值可知,浙江省高温灾害风险等级值介于0.172-0.793之间,风险等级值最小的为舟山市区,而龙游县的风险等级值最大。风险等级较低的地区主要位于台州市、嘉兴市、温州市等地区,这些地区高温频次少且高温致灾强度指数值较低。因此,高温综合风险等级较低。较高风险区和高风险区主要为浙江省中部城市,这些城市高温频次和高温强度较大,晚稻种植面积较多,相应的由高温引起的晚稻损失量也会增加;同时,这些地区的经济水平较杭州市和宁波市而言相对较弱,故抵抗灾害的能力相对较弱,所以风险区划等级较高。因此,在进行风险区划时,应多角度、多方位、多层次选取评价指标,从而综合、客观地进行风险区划研究。


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