农业干旱风险分析方法及应用研究
发布时间：2021-09-25 17:48
自然灾害是人类不可避免的自然现象,它的发生严重影响着社会经济及社会发展。在众多自然灾害中,旱灾是全球影响范围最广的自然灾害,在全球变暖的背景下,全球干旱有不断加重的趋势。目前,干旱灾害对于社会生活和经济发展的影响已经超过其他任何自然灾害,成为影响世界发展的重要不稳定因素和影响国民经济可持续发展的瓶颈因素。干旱缺水现象影响因素极其复杂,具有很强的不确定性,而风险分析是研究不确定性系统的有效的技术工具,在社会科学和经济学领域有着广泛的应用。本文针对目前农业干旱风险研究存在的问题和不足,以西安市为研究项目区,以夏玉米为研究对象,开展农业干旱风险分析方法及应用研究。取得的主要研究成果包括:（1）作物干旱特征分析在对农业干旱概念和量化评估指标分析、理解基础上,借助信息扩散和分形分析技术,对代表性作物的干旱特征和干旱发生规律进行研究。利用历年降水、气温和作物单产等资料,发现作物干旱发生时间分形规律,预测干旱发生时间、预估干旱程度,为防旱减灾提供科学依据。研究表明,西安市玉米气象干旱发生时间具有分形的特征,且气象干旱程度呈缓慢上涨趋势;玉米趋势产量整体递增,上升的趋势逐渐平缓,目前基本处于平稳状态。...
【文章来源】：华北水利水电大学河南省
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
西安市行政区划简图
2基于信息扩散和分形技术的作物干旱特征分析27年的1364kg/hm2波动上升至2015年5398kg/hm2，但越向后期增长趋势越缓慢，尤其当前基本处于平缓状态。表2-1西安市玉米气象干旱序列Table2-1DataofmeteorologicaldroughtforcorninXi’an年份Year干旱程度Droughtdegree年份Year干旱程度Droughtdegree19510.523619780.433319550.557419790.287119592.06319850.57519610.426719860.369919630.748419940.967419660.842219951.657819671.176319972.344719681.095320011.174519691.482520021.663419710.612420040.432919720.013420050.650319730.53820061.012519740.232920080.373719750.597420090.131519771.092520100.9336图2-1西安市玉米产量趋势Fig.2-1FigureofproductioncurrencyofcorninXi’ancity
2基于信息扩散和分形技术的作物干旱特征分析29图2-2西安市玉米气象干旱程度与作物干旱程度相关图Fig.2-2FigureofcorrelationbetweenmeteorologicaldroughtandcropdroughtofcorninXi’an2.2.3西安市玉米气象干旱预测1）玉米气象干旱发生时间预测根据表1中的60组样本，发生气象干旱年份有30组，平均2a发生一次。根据2001—2010年数据，发生频次为80%，约1.25a发生一次。采用重标极差方法分析玉米气象干旱发生的分形特征：将1951年作为第1年，得出发生气象干旱年份的序号数列：（1，5，9，11，13，16，17，18，19，21，22，23，24，25，27，28，29，35，36，44，45，47，51，52，54，55，56，58，59，60）。当利用全部30组数据计算时，计算出Hurst指数为0.1876，双对数坐标下的图形整体线性不明显，相关系数仅0.7707，图2-3中明显看出数据趋势分成上升、下降两段。根据序列计算待定参数Hurst指数，经试算发现计算效果与样本数量有关，并非样本数量越大越优。本文经过大量试算发现当计算样本约14时，能取得较好的计算效果，计算出Hurst指数为0.2473，双对数坐标下的图形整体线性明显，线性回归方程为y=0.2473x+0.5971，相关系数为0.9568。此外，可同时计算得出为11.0633，利用式2.18～2.20预测下次发生气象干旱的年份序号，计算结果为27.18，即推测第27年（1977年）发生干旱。经检验，气象干旱年份的序号数列第15项值为27。再以第16至29组气象干旱发生年份的序号数列进行计算，利用最小二乘法计算得出Hurst指数为0.2048，为17.4166，相关系数0.9046，利用式（18）～（20）预测下次发生气象干旱的年份序号，计算结果为60.81，即推测第60年或61年（2010或2011年）发生干旱。经检验，气象干旱年份的序号数列第30项的值为60。综上，可以看出
【参考文献】：
期刊论文
[1]云南省三大高原湖泊流域土地利用景观格局及其稳定性分析[J]. 樊凯,张建生,裴文娟,杨苍玲,陈运春,余建新,曾维军. 西南农业学报. 2018(08)
[2]基于DEM和分形理论的沱江流域划分及河网提取[J]. 许斌,谢贤健,甄英. 水电能源科学. 2018(07)
[3]农业重大干旱灾害社会风险的生成与演化研究[J]. 谷洪波,麻湘琳. 云南农业大学学报(社会科学). 2018(04)
[4]基于分形理论的多尺度分类尺度上推算法[J]. 李佳星,赵书良,安磊,李长镜. 计算机科学. 2018(S1)
[5]基于多重分形的半干旱区弃耕农田土壤粒径分布特征[J]. 王燕,斯庆毕力格,贾旭,蒙仲举,吕世杰. 干旱区研究. 2018(04)
[6]1949-2015年中国典型自然灾害及粮食灾损特征[J]. 赵映慧,郭晶鹏,毛克彪,项亚楠,李怡函,韩家琪,吴馁. 地理学报. 2017(07)
[7]全球农业旱灾脆弱性及其空间分布特征[J]. 武建军,耿广坡,周洪奎,刘京会,王前锋,杨建华. 中国科学:地球科学. 2017(06)
[8]农业气象灾害等级优化预测仿真研究[J]. 张宇波,成丽君. 计算机仿真. 2017(06)
[9]基于多元时间序列的河流混沌特性研究[J]. 徐国宾,赵丽娜. 泥沙研究. 2017(03)
[10]基于熵信息扩散理论的中国农业水旱灾害风险评估[J]. 李孟刚,周长生,连莲. 自然资源学报. 2017(04)
博士论文
[1]基于能量的露天矿边坡灾变时空演化与多模型综合评价[D]. 张旭.北京科技大学 2017
[2]辽西北半干旱地区气象干旱发生规律及预测方法研究[D]. 刘娟.沈阳农业大学 2014
[3]吉林省西部灌区土地整理对地下水环境影响及风险评价[D]. 张端梅.吉林大学 2013
[4]三峡流域径流特性分析及预测研究[D]. 刘力.华中科技大学 2009
[5]河川径流的混沌特征和预测研究[D]. 李彦彬.西安理工大学 2009
硕士论文
[1]基于混沌理论的建三江分局水土资源复杂性研究[D]. 于新伟.东北农业大学 2013
[2]灾害系统与灾变动力学研究方法探索[D]. 王沙燚.浙江大学 2008
[3]混沌理论及其在水文时间序列中的应用研究[D]. 李国良.东北农业大学 2007
[4]区域干旱风险管理研究[D]. 桑国庆.山东大学 2006
本文编号：3410172
【文章来源】：华北水利水电大学河南省
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
西安市行政区划简图
2基于信息扩散和分形技术的作物干旱特征分析27年的1364kg/hm2波动上升至2015年5398kg/hm2，但越向后期增长趋势越缓慢，尤其当前基本处于平缓状态。表2-1西安市玉米气象干旱序列Table2-1DataofmeteorologicaldroughtforcorninXi’an年份Year干旱程度Droughtdegree年份Year干旱程度Droughtdegree19510.523619780.433319550.557419790.287119592.06319850.57519610.426719860.369919630.748419940.967419660.842219951.657819671.176319972.344719681.095320011.174519691.482520021.663419710.612420040.432919720.013420050.650319730.53820061.012519740.232920080.373719750.597420090.131519771.092520100.9336图2-1西安市玉米产量趋势Fig.2-1FigureofproductioncurrencyofcorninXi’ancity
2基于信息扩散和分形技术的作物干旱特征分析29图2-2西安市玉米气象干旱程度与作物干旱程度相关图Fig.2-2FigureofcorrelationbetweenmeteorologicaldroughtandcropdroughtofcorninXi’an2.2.3西安市玉米气象干旱预测1）玉米气象干旱发生时间预测根据表1中的60组样本，发生气象干旱年份有30组，平均2a发生一次。根据2001—2010年数据，发生频次为80%，约1.25a发生一次。采用重标极差方法分析玉米气象干旱发生的分形特征：将1951年作为第1年，得出发生气象干旱年份的序号数列：（1，5，9，11，13，16，17，18，19，21，22，23，24，25，27，28，29，35，36，44，45，47，51，52，54，55，56，58，59，60）。当利用全部30组数据计算时，计算出Hurst指数为0.1876，双对数坐标下的图形整体线性不明显，相关系数仅0.7707，图2-3中明显看出数据趋势分成上升、下降两段。根据序列计算待定参数Hurst指数，经试算发现计算效果与样本数量有关，并非样本数量越大越优。本文经过大量试算发现当计算样本约14时，能取得较好的计算效果，计算出Hurst指数为0.2473，双对数坐标下的图形整体线性明显，线性回归方程为y=0.2473x+0.5971，相关系数为0.9568。此外，可同时计算得出为11.0633，利用式2.18～2.20预测下次发生气象干旱的年份序号，计算结果为27.18，即推测第27年（1977年）发生干旱。经检验，气象干旱年份的序号数列第15项值为27。再以第16至29组气象干旱发生年份的序号数列进行计算，利用最小二乘法计算得出Hurst指数为0.2048，为17.4166，相关系数0.9046，利用式（18）～（20）预测下次发生气象干旱的年份序号，计算结果为60.81，即推测第60年或61年（2010或2011年）发生干旱。经检验，气象干旱年份的序号数列第30项的值为60。综上，可以看出
【参考文献】：
期刊论文
[1]云南省三大高原湖泊流域土地利用景观格局及其稳定性分析[J]. 樊凯,张建生,裴文娟,杨苍玲,陈运春,余建新,曾维军. 西南农业学报. 2018(08)
[2]基于DEM和分形理论的沱江流域划分及河网提取[J]. 许斌,谢贤健,甄英. 水电能源科学. 2018(07)
[3]农业重大干旱灾害社会风险的生成与演化研究[J]. 谷洪波,麻湘琳. 云南农业大学学报(社会科学). 2018(04)
[4]基于分形理论的多尺度分类尺度上推算法[J]. 李佳星,赵书良,安磊,李长镜. 计算机科学. 2018(S1)
[5]基于多重分形的半干旱区弃耕农田土壤粒径分布特征[J]. 王燕,斯庆毕力格,贾旭,蒙仲举,吕世杰. 干旱区研究. 2018(04)
[6]1949-2015年中国典型自然灾害及粮食灾损特征[J]. 赵映慧,郭晶鹏,毛克彪,项亚楠,李怡函,韩家琪,吴馁. 地理学报. 2017(07)
[7]全球农业旱灾脆弱性及其空间分布特征[J]. 武建军,耿广坡,周洪奎,刘京会,王前锋,杨建华. 中国科学:地球科学. 2017(06)
[8]农业气象灾害等级优化预测仿真研究[J]. 张宇波,成丽君. 计算机仿真. 2017(06)
[9]基于多元时间序列的河流混沌特性研究[J]. 徐国宾,赵丽娜. 泥沙研究. 2017(03)
[10]基于熵信息扩散理论的中国农业水旱灾害风险评估[J]. 李孟刚,周长生,连莲. 自然资源学报. 2017(04)
博士论文
[1]基于能量的露天矿边坡灾变时空演化与多模型综合评价[D]. 张旭.北京科技大学 2017
[2]辽西北半干旱地区气象干旱发生规律及预测方法研究[D]. 刘娟.沈阳农业大学 2014
[3]吉林省西部灌区土地整理对地下水环境影响及风险评价[D]. 张端梅.吉林大学 2013
[4]三峡流域径流特性分析及预测研究[D]. 刘力.华中科技大学 2009
[5]河川径流的混沌特征和预测研究[D]. 李彦彬.西安理工大学 2009
硕士论文
[1]基于混沌理论的建三江分局水土资源复杂性研究[D]. 于新伟.东北农业大学 2013
[2]灾害系统与灾变动力学研究方法探索[D]. 王沙燚.浙江大学 2008
[3]混沌理论及其在水文时间序列中的应用研究[D]. 李国良.东北农业大学 2007
[4]区域干旱风险管理研究[D]. 桑国庆.山东大学 2006
本文编号：3410172
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