近年来,全球气候变化导致的极端气候事件(如:干旱、洪涝、低温冷害等)频发,生态环境恶化导致陆地生态系统构成和发展受到威胁。我国地处亚洲季风气候区,是世界上主要的气候脆弱区之一,也是世界上灾害最为严重的国家之一。干旱是我国发生频次最高、影响范围最广、造成损失最严重的自然灾害之一。草原生态系统是各类生态系统中最为脆弱的开放性系统,非常容易遭受各种自然灾害的破坏。因此,草原干旱灾害风险评价及管理应用将是本论文的研究重点。松嫩草原位于我国北方草原的东北部,是水热条件最好的草原,在我国温带草原中占据着重要的地位,也是我国重要的牧区和优良的放牧草场之一,具有丰富的优良牧草,植被生长繁茂,生产力较高。随着全球气候变暖,草原干旱等因气候变化引起的灾害事件越来越频繁发生,导致草原生态环境恶化越来越严重。草原干旱是缓慢发生,影响面积广,危害严重,对草原牧区的人们生活、生产和可持续发展带来严重影响的灾害之一。本研究以松嫩草原为研究区,为提高草原干旱灾害分区管理和草原干旱灾害风险管理工作为目的,从“气候-植被-土壤”连续体出发,依据区域灾害系统理论和自然灾害风险理论,以“天-地-空”多源数据为基础,结合野外试验和EPIC生长过程模拟模型等方法开展了草原干旱识别、草原干旱灾害脆弱性评价、草原干旱灾害风险动态评价及其保险纯费率厘定等一系列研究。论文主要结论和创新如下:(1)温度植被干旱指数(TVDI)作为草原干旱早期识别指标。本文以MOD11A2数据和MOD13A1数据,通过拟合建立TS/NDVI空间模型,反演TVDI,发现与实测的土壤含水量具有显著的相关性,利用温度植被干旱指数分别对2001年、2004年、2007年和2009年等四个典型历史干旱案例年进行识别。在返青期干旱最严重,干旱面积最大,在开花期干旱面积缩小,受旱程度最小,到成熟期开始干旱面积扩大等特点。松嫩草原西南部地区干旱最为严重。本研究选择的温度植被干旱指数能充分体现出“天气-植被-土壤”连续体的耦合关系,精度验证说明TVDI既能适用于草原干旱旱情实时监测,也能适用于旱情动态监测。(2)通过拟合不同生育期干旱指数与关键指标损失率之间的脆弱性曲线,建立了松嫩草原干旱灾害动态脆弱性评价模型。本研究通过野外试验确定牧草各个生育期生理指标对干旱较为敏感的关键指标作为损失指标,利用EPIC生长过程模拟模型对典型干旱案例年份的牧草逐日的生长过程和产量形成过程进行了以11kmkm×格网尺度模拟,通过拟合不同生育期干旱指数与关键指标损失率之间的脆弱性曲线,建立了松嫩草原干旱灾害动态脆弱性评价模型。返青期-开花期脆弱性最大,对干旱胁迫最敏感;其次是开花期-成熟期,干旱胁迫对产量形成起到抑制作用;再次是成熟期-枯黄期脆弱性最小。本研究不仅实现了从统计意义上的草原旱灾研究向灾害机制研究的转变,还实现了从静态草原干旱灾害风险评价到草原动态干旱灾害风险评价的转变,而且突破和完善了传统方法建立脆弱性曲线时只选取产量损失作为损失关键指标的限制和不完整性。(3)本研究在区域灾害形成机理和自然灾害风险形成理论为基础,建立草原干旱灾害风险概念框架,以年际尺度和生育期尺度为时间尺度,以11kmkm×格网尺度为空间尺度,进行了草原干旱灾害风险动态评价模型。生育期尺度上,干旱灾害风险面积按照返青期-开花期、开花期-成熟期、成熟期-枯黄期逐渐减少。返青期-开花期是牧草生长关键期也是受到干旱灾害风险最严重的生育期。因此,在这一生育期采取适当的旱灾防灾减灾救灾对策和干旱灾害风险管理对减少草原因干旱减产,稳定草原牧区的畜牧业发展具有重大意义。成熟期-枯黄期是草产量形成的关键期,在这一生育期受到干旱灾害风险影响最小。因此,可以适当减少这一生育期草原旱灾防御,以最少的经济投入获取最大的经济收益。区域尺度上,松嫩草原西南部呈现干旱灾害高风险。县级市尺度上,通榆县、龙江县、长岭县和杜尔伯特蒙古族自治县等县不管是在哪个干旱年份哪个生育期都受到较高的干旱灾害风险,这些损失高值区应该重点关注和防范。本研究不仅从理论上突破和完善了传统方法的片面性和不完整性,而且还从数据获取方法上更新了历史统计数据或者有限的站点观测数据。该研究结果可以为当地草原干旱灾害预警、抗旱部门旱灾管理、地方政府制定防灾减灾决策制定提供有效的理论依据和科学指导。(4)本研究依据草原旱灾风险分区,以县级市行政单元为基本空间单元进行了草原保险纯费率厘定工作,以纯费率值为主要区划指标进行了分区。松嫩草原干旱灾害保险纯费率2.27%至12.49%不等;通过纯费率值的等级划分,将松嫩草原分成高费率区、中费率区和低费率区三个等级,纯费率值分别是:8.48-12.49、4.97-8.47和2.27-4.96;从空间分布来看,空间差异显著。风险高的地区纯费率高,风险低的地区纯费率低。本研究从理论上突破和完善了传统以历史多年平均损失率保险费率厘定方法的局限性和不完整性,为了避免造成基差风险,在进行保险费率厘定时充分考虑灾害的区域特性,利用期望损失率厘定了草原干旱灾害保险纯费率。研究结果为保险公司因地制宜的制定我国草原旱灾保险费率提供指导和参考。