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1、地区冬小麦干旱风险分析研究1资料与方法1.1资料选取为了计算方便,各站冬小麦全生育期均取10月1日翌年6月10日。1.2研究方法6学海无涯1降水量负距平百分率:冬小麦全生育阶段的降水量与常年同期气候平均降水量的差值占常年同期气候平均降水量的百分率的负值,能直观反映降水异常引起的干旱,计算公式如下[20]:Pa=P-PP@100%1式中,Pa为冬小麦全生育期降水量负距平百分率%;P为冬小麦全生育期降水量mm;P为同期气候平均降水量mm。2作物水分亏缺率:冬小麦全生育期水分亏缺率为冬小麦全生育期自然供水量与需水量的差占需水量的百分比的负
2、值,计算公式如下[20]:G=W-EE@100%2式中,G为冬小麦全生育期水分亏缺率%;E为冬小麦全生育期需水量mm;W为冬小麦全生育期自然供水量mm,它包括两部分:播种前土壤有效储水量W1和全生育期有效降水量W2近似取实际降水量,计算公式如下:W=W1+W23W1=播前N旬降水量总和-K@播前N旬可能蒸散量的总和一般选播种以前3个旬来计算土壤有效储水量即N=3,取K=0.1[21]。E=Kc@ET04式中,Kc为作物系数,全生育期取0.85;ET0为可能蒸散量mm,采用联合国粮农组织推荐的FAOPenmanMonteith公式[2
3、2]求得。3冬小麦减产率:采用逐年的实际产量偏离其趋势产量的相对气象产量的负值表示。计算公式[20]为:yw=y-ytyt@100%5式中,yw为冬小麦减产率%;y为冬小麦实际产量kg/hm2;yt为冬小麦趋势产量kg/hm2,采用直线滑动平均模拟方法计算[20]。4正态性检验与偏态分布正态化:本研究采用偏度系数、峰度系数检验样本序列是否遵从正态分布[23],对于不遵从正态分布的样本序列,采用一种简化的方法对样本进行正态化处理,即/偏态分布正态化0[24-25],经/正态化0处理的样本序列就可以视为/正态序列0,以新的均值和方差作为
4、特征参数。5概率的估算:对/正态序列0选取正态分布模型的概率分布函数进行序列的风险概率估算[26]。6风险度:对风险的定量表达称为风险度。由于对自然灾害风险有不同的定义,相应风险度的表达也有一些差异[3],气象上对冬小麦生产干旱风险的评定常使用不同干旱强度与其出现概率的乘积的总和表示,表达式为:I=Eni=1PeiPi6式中,I为干旱风险度,其值越大干旱风险越高;Pei为以干旱指数划分的干旱等级;Pi为不同等级干旱发生的概率;n为干旱等级总数。2结果与分析2.1气候干旱风险分析可能造成灾害的因素称为致灾因子,研究给定地理区域内一定时
5、段内各种强度的致灾因子发生的可能性称为致灾因子风险分析[3]。对于冬小麦生产干旱风险分析而言,致灾因子即为气候干旱,致灾因子风险分析的任务就是估计各种强度的气候干旱发生的风险。1气候干旱风险度气候干旱是指某时段内,由于蒸发量和降水量的收支不平衡,水分支出大于水分收入而造成的水分短缺现象。降水偏少是形成干旱的首要条件,因此这里选取能直观反映降水异常引起干旱的降水量负距平百分率表示气候干旱。首先应用1式计算各站逐年冬小麦全生育期Pa,然后检验各站Pa序列是否遵从正态分布,对不符合正态分布站点的Pa序列进行正态化处理,最后根据正态分布密度
6、函数计算各等级干旱出现的概率,代入6式即得到气候干旱风险度干旱等级见表1。2气候干旱风险区划根据计算的气候干旱风险度的大小,将其划分为四个等级:0~0.08为低风险区,0.08~0.16为中风险区,0.16~0.24为较高风险区,>0.24为高风险区见图1。注:张家口、承德不种植冬小麦,去除北京、天津。下同。Note:ZhangjiakouandChengdedon.tplantwinterwheat,andBeijingandTianjinisnotincludedinHebei.Theyarethesameinthefollow
7、s.图1河北省冬小麦气候干旱风险度分布Fig.1ThedistributionofclimaticriskofwinterwheatinHebei由图1可以看出,廊坊西北部和南部,沧州中东部,石家庄西南部和东南部的部分地区,邢台中部,以及唐山、衡水、邯郸三市的局部地区为气候干旱低风险区;高风险区主要分布在邯郸东南部和北部的个别站点;其它大部分地区为气候干旱中风险区或较高风险区。2.2作物干旱风险分析6学海无涯承受灾害的对象称为承灾体,根据给定的致灾因子强度推算承灾体的破坏程度称为承灾体易损性评价。对于承灾体冬小麦而言,气候干旱风险的
8、大小是外在条件,是否会造成灾害,还应从冬小麦供需水状况考虑,评价冬小麦的易损性,即探讨作物干旱风险度。1作物干旱风险度作物干旱反映的是某一地区某一时段内降水与其多年平均值发生偏离的程度与所研究作物需水状况的不协调程度。作物水分亏缺率反
