一、农业干旱风险评估工作流程

农业干旱风险评估流程一般包括资料收集、分析和风险评估等几个过程：

1、资料收集。开展农业干旱风险评估所需要收集的资料主要包括：观测统计资料、文字记载资料、实地调查资料、遥感地理信息资料等。具体内容有：区域农业生产背景资料，如农业概况、地理社会环境、水资源状况、农业生产特征；农业干旱灾害资料，如区域天气气候资料，包括降水、温度、风、湿度、辐射，以及农业干旱灾害发生频率和强度及时空分布特征、农业干旱造成的损失等；农业干旱的抗灾能力，如灌溉面积，农业生产管理技术措施等。

2、资料分析。在资料收集的基础上，分析农业干旱灾害危险性，即农业干旱致灾因子状况。主要包括：确定农业干旱指标及影响等级，基于收集的资料分析农业干旱的强度、发生频率，以及分析该区域的农业干旱灾害的时空分布特征，确定致灾农业干旱灾害的强度等级及不同强度等级的发生概率，从而确定农业干旱致灾程度的地域空间分布特征。分析农作物干旱的脆弱性和暴露度。分析农业干旱灾害的抗灾能力，基于灌溉、水利条件、经济等资料，确定地区的农业干旱灾害抗灾能力情况。分析农业干旱灾损，基于农业干旱等级和农业干旱造成的损失，如作物产量减产、经济损失等，进行农业干旱灾损评估。资料分析的核心之一是选择合适的分析方法，包括资料处理方法、资料统计方法、风险模型构建等。

3、风险评估。在资料分析的基础上，通过分析区域农业干旱灾害的危险性、农作物的脆弱性，进行灾损评估，确定区域农业干旱灾害的风险等级。

二、农业干旱风险评估服务应用案例

1、指标构建

贾慧聪等(2011)基于EPIC(Erosion Productivity Impact Calculator)模型模拟的1961～2005年黄淮海夏播玉米区玉米的生长过程，分5个生育期进行黄淮海夏播玉米区玉米旱灾风险的评价，找出玉米致灾和成灾的高风险生育期。致灾风险反映了玉米不同生育阶段降水供给与需求的平衡关系，而成灾风险则是玉米不同生育阶段因遭受旱灾造成的生物量损失大小。采用水分胁迫作为主要因子。水分胁迫的大小和胁迫时间长短共同影响作物受旱程度，在非灌溉条件下，以生长季内受水分胁迫影响的值和天数，构建评价指标HI，即：

式中，为玉米生长季内干旱致灾强度指数，是y年第j站的干旱致灾强度指数，是第i天受水分胁迫影响的当天胁迫值，n是生长季内受水分胁迫影响的天数，和分别是所有站点所有年份内的最大和最小值。

图6.1 1966—2005年夏玉米各生育阶段划分与旱灾致灾强度指数

根据玉米旱灾危险性评价指标H，统计计算1966—2005年每年每个生育期的玉米干旱致灾强度指数均值，得到黄淮海夏播玉米区全区各生育阶段与旱灾致灾强度指数变化曲线(图6.1)。结果表明，随着生育期的推移，玉米旱灾的致灾风险呈现先升高再降低后升高的趋势。抽雄-乳熟期是玉米旱灾致灾风险的高风险时期；而播种-出苗期，出苗-拔节期的玉米受旱致灾风险较低。由于考虑的是夏玉米不同生育阶段水分供需平衡关系，因此乳熟期前后是夏玉米旱灾致灾风险最高时期。

2、风险评估

(1)不同生育期生物量模拟计算

图6.2 黄淮海夏玉米不同生育期生物量损失均值(1966—2005年)

随着生育期的变化，生物量在玉米各器官之间进行分配以及不断积累的过程。基于黄淮海夏播玉米区内每个8 km网格的每年不同生育期，在EPIC模型里，通过设定2个情景:S1情景(完全满足养分与完全满足水分)和S2情景(完全满足养分与完全雨养)，分别进行1966-2005年各自生育阶段的逐日生物量(Biomass)值模拟。比较40年因旱生物量损失的风险变化，图6.2中a,b两条曲线表示玉米干物质累积的动态变化，而a,b两条曲线之间间距表示因旱生物量损失值。

(2)不同生育期的旱灾风险评估

结合不同生育期成灾风险评价，模拟分析5个生育期对应的生物量损失率，以表征成灾的风险水平。结果表明，玉米不同生育时期干旱致灾风险对产量的影响程度的差异。首先，播种期-出苗期对水分胁迫的抵抗力比较强，适当的水分胁迫可以起到蹲苗和抗旱锻炼的作用。所以，苗期阶段轻度干旱有利于根系生长，增加根叶比，对产量有益。拔节期是玉米株体形成的重要时期，植株生长旺盛，玉米需水强烈，此期受旱对玉米的株高、叶面积和根系生长影响变大，进而对产量的影响较大。而抽雄期的玉米主要由营养生长向生殖生长过渡，体内新陈代谢旺盛，为玉米的需水临界期，该期的干旱对产量损失产生重大影响。抽雄期6月下旬至7月中旬的生物量损失率达到最大，基本保持在0.04附近。进人乳熟期后，玉米仍需要较多的水分，此时玉米的光合作用和蒸腾都在旺盛进行，同时大量的营养物质从茎叶向果穗运移，此期受旱玉米植株生物量减产风险仍较高。进人成熟期后，玉米自身的生物量已经达到最大值，干旱胁迫对玉米的减产损失率基本保持在0.03。收获期时由于植株的水分亏损率变小，生物量损失率有下降的趋势。因此，拔节期-抽雄期对水分胁迫的敏感性最高，这可以作为减轻旱灾风险水平，选择田间灌水时期以及灌水数量的重要依据，以达到最优的玉米产量结果(图6.3)。

图6.3 黄淮海夏玉米不同生育期生物量损失率与成灾风险对应关系(1966—2005年)

结论是，随着生育进程变化，夏玉米旱灾成灾风险表现为降低升高再降低的趋势，其中，拔节-抽雄期是旱灾成灾的高风险期，要加强防范，播种-出苗期的旱灾成灾风险很低。