農業氣象災害風險評估研究綜述

李明志 臧俊嶺 焦仁慶

摘要綜述了農業氣象災害風險評估的國內外研究現狀,總結了前人風險評估中的優點和缺點,并對農業氣象災害風險評估的研究方向提出一些建議。

關鍵詞農業氣象災害;風險評估;研究現狀;存在問題;發展方向

中圖分類號S165+.25文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)14-0269-02

風險分析在近20~30年來得到迅速發展,并已廣泛應用于生物、醫學、環境、技術應用和工程等領域。但針對某種農業氣象災害風險評估的研究較少,現有的成果也不很完善。今后農業氣象災害的風險評估,應該向哪個方面發展,是從事這一方面研究的工作者所要考慮的問題。因此,筆者對前人研究的成果進行總結和分析,找出其優缺點,以便在今后的工作中,揚長避短,少走彎路,更好地服務于農業生產。

1風險評估研究現狀

1.1國內研究現狀

農業氣象災害風險評估的國內研究,有李世奎、霍治國、王道龍等[1]主編的《中國農業災害風險評價與對策》一書,此書以風險分析技術為核心,探討了農業自然災害分析的理論、概念、方法和模型。但是,有關農業氣象災害風險評估理論的基礎研究仍相當薄弱。鄧國等[2]提出用解析概率密度曲線法估計糧食產量序列的風險概率,對中國糧食產量不同風險類型進行了分區研究。薛昌穎等[3]利用河北及京津地區1949~2001年的冬小麥實際產量資料,選取歷年減產率的變異系數、歷年平均減產率和減產率風險概率作為評價指標,估算了干旱氣候條件下河北及京津地區歷年冬小麥產量災損的風險水平。黃崇福等[4]針對湖南省各縣市1979~1993年的災情資料時間序列短、數量少的情況,引入模糊數學方法,對干旱等農業自然災害進行了風險估算,并通過專題圖直觀地展示了風險的分布及其空間變化趨勢。經文獻檢索,在風險評估方面,農業氣象災害風險評價標準還缺乏統一的認識和實踐檢驗,實用性和可操作性強的風險評價模型甚少。

朱自璽等[5]做了小麥干旱風險評估技術和方法的研究,他們從降水資料出發,先按降水負距平絕對值的大小不同劃分為不同的干旱等級,再求出不同干旱等級發生的概率,以此為基礎建立了小麥氣候干旱風險指數模型Ic=α1Is+α2Ie,式中Is為全生育期風險指數,Ie為小麥拔節期風險指數,α1、α2分別為其權重系數。然后又從作物需水量和供水量出發,按作物缺水程度不同劃分為不同的干旱等級,算出不同干旱等級出現的概率,以此為基礎建立了作物干旱風險指數模型Id=α1Is+α2Ie+α3Im,其中Is、Ie和Im分別為小麥全生育期、拔節期和灌漿期的作物干旱風險指數,α1、α2和α3分別為其權重系數。最后在氣候干旱模型和作物干旱模型的基礎上,建立了綜合干旱風險指數模型I=(Ic+Id)/2,其中Ic為氣候干旱風險指數,Id為作物干旱風險指數,并在此基礎上對華北平原冬小麥干旱風險進行了評估和區劃。中國農業大學的王素艷[6]做了北方冬小麥干旱風險評估及風險區劃研究,對北方冬小麥干旱特征進行了詳細分析,以此為基礎對北方地區的光溫和氣候生產力進行了評估,建立了風險評估指標體系,并進一步做了北方冬小麥干旱災損風險區劃,這是對小麥干旱風險評估和區劃的一次系統和詳細的研究。

1.2國外研究現狀

在國外的風險評估研究中,往往根據研究的側重點將模型分為社會風險、經濟風險、環境風險、潛在風險及綜合風險等類型,各個類型內部又包含應用于不同領域的多個估算模型。以社會風險為例,所謂社會風險是指相對于某一給定的區域,或某一給定的人群,由某種災害所引起的受損害的人數與其發生頻率之間的關系。這種關系常用FN傷亡頻率圖表示。至于其評估模型,有Piers提出的AWR模型[7],Carter提出的SRI模型[8]及HSE提出的COMAH模型[9]等,其中COMAH模型主要應用于土地利用與規劃方面。美英等國是國際上最先提出風險理論和應用的國家。美國學者William J. Petak和Arthur A. Atkisson在《自然災害風險評價與減災對策》一書中對美國主要自然災害的風險分析進行了詳細的論述。該書總結了美國主要自然災害的風險與損失期望值,并在風險決策,特別是災害管理政策的制定和減災效益分析方面進行了詳細的論述,但針對農業災害的風險評估技術基本沒有涉及[10]。日本繼美英之后也比較注重風險評估和區劃的研究,其針對強,注重實效,取得了令人矚目的成就。日本于1998年建立了風險分析協會,其研究重點在環境和環境惡化方面。他們認識到,由于使用了現代科學技術,使原本脆弱的環境更加惡化,原本復雜的世界帶來更多不確定性[10]。總體上,國外學者在風險分析研究方面多側重于經濟領域,對具體的某一種農業災害風險分析的研究還不多見。

2風險評估中存在的問題

2.1風險評估指標中存在的問題

經文獻檢索,在國內農業氣象災害風險評估方面,一般有干旱風險評估、澇洪風險評估、凍害風險評估等。但在風險評估指標上,尤其是在干旱風險評估指標方面,雖然指標很多,但在評估中實用的指標很少,幾乎所有關于干旱災害風險評估文獻中,都用降水負距平作為干旱災害風險評估指標,即從某地某一時段(作物一個生長周期、某一生長段、年、季、月、旬、周或規定的天數內)的降雨量(觀測值或預報值)與該地區該時段內的多年平均降雨量相比較而確定作物干旱程度,并在此基礎上進行作物產量災損程度、作物干旱災害風險綜合評估和區劃等一系列工作。用降水負距平作為作物干旱評估指標,有一定的局限性。因為作物干旱災害受多種因素的影響,其中包括作物田地土壤墑情的好壞、土壤性質、當地地下水位的高低、某一時期大氣降水量的多少、人為水分補給量的多少、作物當時的表現癥狀等。其中跟作物干旱有最直接、最大關系的就是土壤墑情是否適宜,即土壤含水量的多少。在短期內,某一時段降水偏少,如果前期降水量偏多,則土壤墑情也會較好,作物并不一定發生干旱;或者地下水位較高,或者人為進行了灌溉,作物地塊土壤墑情也不會差,作物也不會發生干旱。長時期的干旱,是由于大氣環流的影響,導致降水量偏少所致,才有可能導致土壤干旱。因此用降水負距平作為作物干旱災害評估指標,干旱時期越長,評估結果才會越準確。而對于短期干旱或干旱期間采取了灌溉措施,用降水負距平作為作物干旱評估指標評估的結果準確性較低,缺乏科學性。特別是近些年,隨著農業生產條件的提高,灌溉面積的增大,再單純的用降水負距平來評估作物干旱發生的風險情況,則不但短期干旱評估不準確,恐怕連長期干旱評估的結果都不可靠了。用土壤墑情作為作物干旱評估指標,因為作物根系直接生活在土壤中,是從土壤中而不是從大氣中吸收生長發育所需的水分,土壤墑情的好壞直接影響到作物的生長狀況。土壤墑情良好,作物生長順利,表現較好;土壤墑情較差,作物生長不良,表現出干旱癥狀,并進而影響產量。不管用何種方式補充土壤水分,只要土壤墑情較好,作物就不受干旱影響。因此,用土壤墑情作為作物干旱災害評估指標,既克服了用降水負距平作為干旱評估指標的缺點,又克服了農業生產水平的影響,無論是對短期干旱或長期干旱評估都會較為準確。

2.2風險評估及區劃中存在的問題

在農業氣象災害風險評估方面,通過查閱文獻發現:人們進行風險評估的內容大多集中在較大的方面,如對中國的糧食產量風險進行評估和區劃,對總的農業氣象災害風險進行估算,對華南南部的熱帶果樹的農業氣象災害進行風險評估等。這些風險評估的對象都是針對整體農作物和果樹,單一的對某一種農業氣象災害,或某一種農作物的農業氣象災害,或某一種果樹的氣象災害進行系統化風險評估和區劃的成果少之又少;且在對總的農業氣象災害進行風險評估時,所用的評估資料基本上都只是建立在糧食作物產量的基礎上,對影響糧食作物產量的氣象要素考慮較少。在農業氣象災害風險評估和區劃的研究成果方面,所用的評估指標有待改進,現有的成果也不很完善。

3風險評估的發展方向

今后農業氣象災害風險評估和區劃的方向,應一步一步地向著精細化和實用性方面發展。在農業方面不僅要進行大區域、大范圍總體的風險評估,還要精細到對某一種農業氣象災害、對某一種農作物或病蟲害、對某一種果樹甚至對某一種牧草進行風險評估和區劃。在風險評估指標上,在關鍵因子中要盡可能的體現多元化,要充分考慮評估的科學性和實用性。風險評估和區劃的目的是為農業生產服務,所以風險評估和區劃的成果還要充分在農業生產及服務中發揮作用。

4參考文獻

[1] 李世奎,霍治國,王道龍,等.中國農業氣象災害風險評價與對策[M].北京:氣象出版社,1999.

[2] 鄧國,王昂生,李世奎,等.風險分析理論及方法在糧食生產中的應用初探[J].自然資源學報,2001,16(3):221-226.

[3] XUE CHANGYING,HUO ZHIGUO,LI SHIKUI,et al. Risk assessment of drought and yield losses of winter wheat in the northern part of north China[J].Journal of Natural Disasters,2003,12(1):131-139.

[4] HUANG CHONGFU,LIU XINLI,ZHOU GUOXIAN,et al.Agri-culture natural disaster risk assessment method according to the historic disaster data[J].Journal ofNatural Disasters,1998,7(2):1-9.

[5] 朱自璽,劉榮花,方文松,等.華北地區冬小麥干旱評估指標研究[J].自然災害學報,2003,12(1):145-151.

[6] 王素艷.北方冬小麥干旱風險評估及風險區劃研究[D].北京:中國農業大學,2004.

[7] PIERS M.Methods and models for the assessment of third party risk due tot aircraft accidents in the vicinity of airports and their implications for societal risk[C].Quantified Societal Risk and Policy Making.Dordrecht:Kluwer Academic Publishers,1998.

[8] WANG JIANLI,WEI HONG. Several comments 0n theecological and environmental rehahilitation in southwestern China[J].Economic Geo-graphy,2001,21(1):16-18.

[9] CARTER D A.A worst case methodology for obtaining a rough but rapid indication of the societal risk from a major accident hazard install-ation [J].J Hazard Mater,2002(92):223-237.

[10] 霍治國,李世奎,王素艷.主要農業氣象災害風險評估技術及其應用研究[J].自然資源學報,2003,18(6):693-695.