層次分析法在云南省農業氣象災害權重研究中的應用

張文卿 晉寧縣氣象局，云南昆明 650600

層次分析法在云南省農業氣象災害權重研究中的應用

張文卿 晉寧縣氣象局，云南昆明 650600

采用層次分析法對影響云南省農業生產的主要氣象災害（干旱、洪澇、冷災、風雹進行量化分析，得到其對農業生產的影響權重：旱災＞水災＞凍害＞風雹災。

農業氣象；層次分析法；災害；權重

1 云南省氣候災害特點

云南省地處我國西南邊陲，西部和南部毗鄰南亞次大陸與中南半島，緯度：20 °8′32″～29°15′8″，高原山區省份，山地占84%。云南復雜的低緯高原地理環境，多樣的局地氣候背景，特殊的地貌植被狀況以及同時受東亞、南亞兩支季風的共同作用，形成了鮮明的區域氣象災害特征。

云南氣象災害種類較多，尤其是干旱、洪澇、低溫冷害、風雹所造成的危害最為嚴重，是中國氣象災害頻繁的省份之一。頻繁的農業氣象災害加劇了農業生態環境的脆弱性，給農業生態安全造成潛在風險。由于多種氣象災害常常并發或交替發生，不同氣象災害對農業生產的影響程度也各不相同，因此不僅需要對單一災種進行評價，更有必要對多災種氣象災害的災情進行綜合評價。其中的難點是如何較準確地評判各種災害對農業生產的影響程度，即確定他們的影響權重。

2 層次分析法簡介

層次分析法(analytic hierarchy process, AHP)，是將決策總是有關的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎之上進行定性和定量分析的決策方法。其基本原理為：將要評價系統的有關替代方案的各個要素分解成若干層次，以同一層次的各個要素按照上一層要素為準則進行兩兩判斷比較并計算各要素的權重，通過層次單排序和層次總排序，得出綜合權重。

3 云南省農業氣象災害的綜合評價

3.1 主要步驟

首先建立與災害評價相關的評價體系，通過向有關專家發放調查問卷的形式確定評價體系中各個指標的相互關系，進而通過層次分析法確定各種單一農業氣象災害的影響權重。主要有5個步驟：（1）明確問題，建立一個多層次的遞階結構；（2）構造兩兩比較判斷矩陣；（3）計算單一準則下元素的相對權重；（4）一致性檢驗；（5）計算各層元素的組合。

3.2 遞階層次結構模型的建立

對某一類氣象災害的評價，主要考慮的因素有：（1）范圍，即受災面積；（2）強度，即災害等級；（3）頻度，即災害發生的次數；（4）承災體脆弱性，即農業生產由于災害等不利影響而遭受損害的程度或可能性。為了評價災害的影響權重，我們根據上述分析，用范圍、強度、頻度和承災體脆弱性四個方面作為衡量災害對農業生產影響大小的準則，以云南省主要氣象災害（旱、澇、低溫凍害、風雹）為方案層，構造出圖1所示的遞階層次結構模型。

3.3 權重分析和一致性檢驗

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在構造判斷矩陣時考慮采用專家打分法，這種方法是由相關領域經驗豐富的專家通過經驗得到各評價指標之間的相互聯系，然后相應給出判斷矩陣的相關項賦值，所以這種方法有一定的適用性。本文在向有關專家問卷咨詢后，根據專家打分的結果，相對于總目標“氣象災害評價”的各評判準則相對比較，就可以建立M-Z判斷矩陣（表1）。矩陣中的數值表示在隸屬于M 的指標中，指標i 與指標j 相比，對于指標j 的相對重要性程度一般采用1～9 比率標度法。如第3 行第2列元素Z21＝3，表示相對于“氣象災害評價”這個總目標，強度準則Z2 與范圍準則Z1 相比，強度比范圍稍重要；而第2行第4 列元素Z13＝1 則表示相對于總目標，范圍準則Z1 與頻度準則Z3 相比同等重要。構造出上述的比較判斷矩陣后，通過求判斷矩陣的最大特征根（λmax）及其對應的特征向量，計算針對某一層各元素的相對權重W，并進行一致性檢驗CR（注：由于層次分析法計算手段成熟普遍，本文不對具體計算公式進行說明）。

同樣，可以依次構造準則層（Z）同指標層（F）之間的判斷矩陣，算出相應判斷矩陣的最大特征根及其特征向量，并通過一致性檢驗，具體列于表2。

以上構造的各層次元素的比較判斷矩陣是單排序計算。在各層次單排序計算的基礎上還需要進行各層次總排序計算。合成權重的計算要自上而下，將單一準則的權重進行合成，并逐層進行，最后計算出4 種災害對福建農業生產的影響權重（表3）。

4 小結

綜上所述，云南省農業生產的影響權重：旱災＞水災＞凍害＞風雹災，表明旱澇災害是影響云南省農業生產的主要氣象災害，低溫凍害的影響又大于風雹災害，這與云南農業生產的實際情況比較吻合。根據云南省氣象災害的特征與權重，合理部署預防和抗擊災害工作，一定能夠對農業生產活動提供更好的保障。

[1]中國氣象災害大典·云南卷[M].北京：氣象出版社.2006.12

[2]謝明恩，等.云南氣象災害特征及成因分析[J].地理科學.2004，24（6）

[3]張星，等.層次分析法在福建省農業氣象災害綜合評價中的應用[J].熱帶氣象學報.2009，25（4）

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.11.010