基于WCSODS的小麦旱涝灾损区域化监测与精细化评估

发布时间：2019-12-04 02:56

【摘要】：采用国内外广泛应用的气候数据插值专用软件-ANUSPLIN,插值生成江苏、安徽、山东和河南4个小麦主产省代表性区域1971-2015年逐年的5 km×5 km分辨率的网格化逐日数据集,数据包括逐日平均、最高气温、最低气温、降水量和日照时数等。结合经改进的WCSODS(小麦栽培模拟优化决策系统)的区域化方法,并利用相关监测数据,开展了研究区域冬小麦旱涝灾害损失的区域化监测与精细化评估。结果表明:作物模型评估的灾损率等级与实际灾损率等级在空间分布上表现一致,区域内所有格点灾损率等级基本准确率(等级差≤1)为83.3%,其中完全准确率(等级差=0)为62.3%。研究区域冬小麦有典型的北部偏旱、南部偏涝的分布特点,且干旱灾损一般大于涝渍灾损。整个研究区域平均而言,干旱和涝渍灾损均有随年份微弱减少的趋势。
【图文】：

级灾损阈值。2结果2．1冬小麦生长区域旱涝灾损指标分级阈值研究区域1973－2008年冬小麦由特重度(旱)到重度(涝)实际出现各等级的概率依次为0.2、2.3、4.2、7.2、76.8、6.3、3.0和0.1。以此概率对作物生长模型模拟计算得到的干旱灾损指数和涝渍灾损指数进行分级，从而确定了研究区域冬小麦全生育期旱涝灾损等级的分级阈值，即干旱阈值为轻度、中度、重度和特重度的冬小麦减产率分别为6%、10%、18%和28%，涝渍阈值为正常、轻度、中度和重度的冬小麦减产率分别为4%、6%、9%和13%。2．2冬小麦旱涝灾损精细化评估结果图1为研究区域所有网格点干旱灾损指数和涝渍灾损指数平均值的历年变化。可以看出，研究区域冬小麦干旱灾害损失大于涝渍。二者均有随时间微弱降低的趋势，但均未通过显著性检验。近些年出现旱灾损失较大的年份主要有1986、1978、2000和1981年，涝渍灾害造成损失较大的年份主要有1998、1989、1979和1990年。图1研究区域所有网格小麦平均干旱灾损指数(a)和涝渍灾损指数(b)平均值的历年变化Fig．1Annualchangeofaveragedroughtdamageindex(a)andwaterloggingdamageindex(b)ofallgridwheatinthestudyregion图2为一个10年(1999－2008年)的研究区域冬小麦旱涝灾损区域评估图。可以看出，本研究区域旱涝灾损分布有典型的越往北旱灾损失越重、越往南涝灾损失越重的特点。2000年几乎为整个研究区域的干旱年，仅安徽霍山和江苏如皋局部有一些涝灾损失。2001、2002和2003年为典型的北旱南涝，而旱涝灾损分布和等级又有不同。2001年在莒县、商丘和南阳一线以北有旱灾损失，而安徽六安和江苏海安以南少部分地区为中度涝灾以上损失，其余大部分地区为正常或仅有轻涝灾损。2002年北部干旱灾损严重，，2003年南部涝渍灾损严重。2006

2．3冬小麦旱涝灾损精细化评估结果检验根据冬小麦实际减产等级对作物生长模型模拟的1973－2008年旱涝灾损评估结果进行验证。可以看出，模拟灾损等级与实际减产等级相同的格点占总体的百分比(完全准确率)为62．3%(图3)，若以等级差≤1为准确，则模拟准确率(基本准确率)为83．3%。从作物生长模型模拟的研究区域冬小麦旱涝准确率的历年结果可以看出，71.0%以上的年份模拟与实际结果等级差≤1的格点比例在80.0%以上。个别年份的模拟准确率较低，如2003年、1999年和1986年(图4)。在分类准确率方面，将WCSODS模型模拟1973－2008年研究区域冬小麦干旱、涝渍和正常网格点与相应格点的实际旱涝类型对比，分别统计干旱减产、涝渍减产和正常的模拟准确率。结果显示，作物生长模型评估干旱减产、涝渍减产和不减产的准确率分别为67.5%、90.8%和50.9%。说明模型评估研究区域内不同水分胁迫对冬小麦产量影响的能力均较高。a:低7等级;b:低6等级;c:低5等级;d:低4等级;e:低3等级;f:低2等级;g:低1等级;h:等级相同;i:高1等级;j:高2等级;k:高3等级;l:高4等级;m:高5等级;n:高6等级;o:高7等级。图3作物生长模型模拟的研究区域冬小麦旱涝灾损等级的总体准确率Fig．3Overallaccuracyofdroughtandwaterloggingdamagegradesofwinterwheatinthestudyregionsimulatedbycropgrowthmodel图4作物生长模型模拟的研究区域冬小麦旱涝灾损等级的逐年准确率Fig．4Accuracyofannualdroughtandwaterloggingdamagegradesofwinterwheatinthestudyregionsimulatedbycropgrowthmodel图5为作物生长模型模拟一些典型年份研究区域冬小麦旱涝灾损与实际情况的比较。可以看出，大多数年份模型对旱涝模拟评估，在空间分布的走向、范围上均与实际结果较为一致，尤其是典型旱涝

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本文编号：2569430