宁夏玉米生产的气候风险等级分析

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近年来,气候变化对农业产生了以弊为主的影响,而已有的风险研究仅从气象灾害或产量进行分析,更少有对未来风险变化的定量评估。本文尝试结合旱涝灾害与产量变化,以宁夏地区玉米生产为例,进行风险辨识和评估,在此基础之上评估未来的风险变化状况,为生产实践、决策制定提供一定科学依据和参考。本研究基于1988~2009年(历史时期)宁夏各县区的实际玉米单产,提出历年平均减产率、歉年出现频率和变异系数3个指标评价玉米生产的脆弱性,同时以气象台站的降水资料分析玉米生育期内(4~9月)的旱灾和涝害,评价旱涝灾害,在此基础上计算风险指数,并进行风险评价和分区。用同样的方法,以1961~1990年(气候基准时段)和2011~2040年(2020s时段)A2和B2情景下模拟的格点气象数据和玉米单产为基础,评价脆弱性、旱涝灾害和风险指数,比较气候基准时段模拟的风险与实际状况的差异,以及与未来两种情景下的风险差异,定量评估2020s时段A2和B2情景下宁夏地区玉米生产的风险较气候基准时段的变化状况。主要结论如下:1.基于历史时期实际气象数据和玉米单产分析的旱涝灾害和减产状况与文献记载的结果基本一致,即本文提出的评价方法适用于宁夏地区。PRECIS模式系统模拟的降水日值经剔除小于等于0.5mm的数值后分析的旱涝灾害与实际情况相符程度显著提高。2.历史时期、气候基准时段和2020s时段A2、B2两种情景下宁夏玉米生产的脆弱性分析结果表明,在历史时期和气候基准时段,脆弱性均在南部山区最高,北部灌区最低;而2020s时段的两种情景下,平均脆弱性指数均以中部干旱带最高、北部灌区最低,表明未来玉米生产的脆弱性中心由南部山区移至中部干旱带。3.历史时期和气候基准时段,玉米生育期内的干旱均在北部灌区最严重,南部山区最轻,多发于4~5月;涝害中心则分别为南部山区和中部干旱带,且均以灌区为少涝害,多发于8~9月;旱涝灾害指数呈现与涝害相似的分布。2020s时段两种情景下的旱、涝灾害发生格点增多;干旱以北部灌区最重、南部山区最轻,并在全区有加重的趋势;涝害则呈相反的分布状况,无明显加重或减轻的趋势;旱涝灾害指数均呈山区高、灌区低的分布,且在灌区和干旱带呈减轻、山区加重的趋势,同时旱涝灾害的高值中心由气候基准时段的中部干旱带移至南部山区。4.宁夏地区玉米生产的气候风险评价结果显示,历史时期宁南山区和中部干旱带的玉米生产风险高、灌区低;气候基准时段和2020s时段两种情景下的高风险区均位于中部干旱带,北部灌区风险低。以气候基准时段的风险划分标准对未来两种情景下的风险进行分区显示,B2情景下的高风险范围远大于A2情景。5.未来风险指数与气候基准时段比较显示,在A2情景下其程度减轻且在更多的格点上呈下降,3个区域的平均风险程度降低;而在B2情景下其程度增加且在更多的格点上呈上升,干旱带和山区风险增大、灌区降低。表明2020s时段B2情景下的气候状况不利于宁夏地区的玉米生产,旱涝灾害增多,生产脆弱性增加,风险也增大;而A2排放情景则是有利于宁夏的玉米生产。平均状况下,未来增温的变化对中部干旱带的玉米生产影响大,而对北部灌区的影响不明显。
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