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区域农业干旱风险分析及对策研究

和吉  
【摘要】:作为重大的自然灾害之一,干旱对农业生产的冲击最大,农业干旱已经威胁到我国的粮食安全和经济社会的可持续发展,甚至成为影响社会稳定的一个重要因素。因此,积极开展农业干旱风险及其对策研究,具有重要的理论与现实意义。论文综合分析了农业干旱风险研究的现状、发展趋势及存在问题,剖析了农业干旱概念及其风险的含义和特点,以黄河下游渠村引黄灌区为研究区域,建立了农业干旱评价指标体系,探讨了区域农业干旱特性和变化规律,从内生机制出发评价了研究区农业干旱脆弱性,构建了具有机理性和综合性的农业干旱风险评估模型,并进行了农业干旱风险管理和对策研究,取得主要的结果和结论如下:(1)总结了干旱各种定义以及农业干旱、农业旱情等与干旱相关的概念,指出干旱的核心是一定条件下水分的异常亏缺,而农业干旱则是一定条件下由于水分异常亏缺造成的农作物减产甚至绝收的现象,明确提出气候变化和人类活动为驱动农业干旱发生的两大因素。并在对风险种类进行划分的基础上,提出了农业干旱风险的研究体系。(2)结合研究区域实际情况,建立了干旱可变模糊集综合评价指标体系,应用可变模糊评价模型综合评价了干旱情况,结果表明研究区干旱等级属于中度干旱与严重干旱之间,略偏于严重干旱,评估结果与实际情况较为符合。同时,选取夏玉米为研究对象,采用改进后的Palmer旱度模式和作物水分胁迫指数(CWSI)进行农业干旱等级评价,结果表明两种指数得到的评价结果均符合灌区作物受旱的实际情况,而Palmer旱度模式评价结果更佳。(3)选用渠村灌区多年实测降水资料,以月平均降水量为截取水平,利用游程理论提取干旱历时、干旱烈度和烈度峰值三个干旱特征变量,借助Frank、Clayton、Gumbel、AMH等Copula函数建立了LS—LD,LS—FZ和LD—FZ二维联合分布模型,并基于Pair-copula分解构造LS、LD和FZ的三维联合分布,分析了研究区的干旱特征。通过拟合度评价及检验结果表明Pair-copula函数能较好地反映二维及三维联合经验概率数值的分布情况,可以用来模拟和分析研究农业干旱的联合特性。(4)从自然、社会、经济方面综合考虑,选取12个影响因子建立评价指标体系,并采用基于熵权的模糊综合评价方法,对研究区农业干旱脆弱性进行了分析评价。结果表明建立的综合评价指标体系比较合理,能够表征研究区的干旱脆弱性影响因素;同时,该评价方法对指标进行客观赋权,避免了人为主观因素的影响,力求真实地反映各指标的作用;评价结果客观可靠,与研究区域实际情况吻合,可为当地采取抗旱措施提供参考。(5)建立了基于作物水分生产函数的静态、动态和综合农业干旱风险评估模型,能客观准确的量化农业旱情情况、旱灾及其损失信息;同时,该模型可根据降水情况完成不同时间尺度下农业干旱的风险评估,评估结果可靠。利用Jensen模型建立了综合干旱度量化评价指标,基于最大熵原理构建了区域干旱度分布函数的方法,改进了干旱度概率分布函数确定的随意性及现行干旱度研究中存在的缺点,为资料相对缺乏地区进行农业干旱度量化研究提供了新思路和方法。(6)在总结国内外干旱管理先进经验基础上,指出了风险管理是干旱灾害管理的科学方式和发展方向,并从建立干旱监测体系、加强水利基础设施建设、推广节水灌溉新技术、强化水资源优化配置、实施干旱灾害风险管理和风险控制策略等几个方面,进行了研究区农业干旱对策的研究。最后,总结了全文的主要研究内容与结果,并就下一步的研究工作进行了展望。


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