阿克蘇地區(qū)自然災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)影響的分析及區(qū)劃研究

張艷波　閆慧潔　晁增福　王萬雄　劉繼亮

摘要：自然災(zāi)害常常給周圍的生物造成悲劇性的后果，并對(duì)人類構(gòu)成重大的威脅。根據(jù)2001～2011年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)阿克蘇地區(qū)災(zāi)害損失及影響因素進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析。選取具有代表性、經(jīng)過量化的受災(zāi)總面積以及各個(gè)災(zāi)害損害面積作為指標(biāo)，利用MATLAB軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出災(zāi)害損失及各影響因素之間的關(guān)系。最后，運(yùn)用聚類分析法將受災(zāi)面積的大小劃分成嚴(yán)重、重、中等、輕微受災(zāi)4個(gè)等級(jí)并對(duì)各個(gè)縣市受災(zāi)情況進(jìn)行等級(jí)劃分。為正確把握形成災(zāi)害損失的主要因素和提出有針對(duì)性的信息和決策提供一定的指導(dǎo)作用和價(jià)值。

關(guān)鍵詞：自然災(zāi)害；灰色關(guān)聯(lián)分析；聚類分析；阿克蘇地區(qū)

中圖分類號(hào)：X43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）01-0062-04

近年來，根據(jù)國(guó)內(nèi)外科學(xué)家的研究，各種自然災(zāi)害的影響日趨嚴(yán)重，抗災(zāi)已成為人類面臨的一項(xiàng)緊迫任務(wù)。自然災(zāi)害嚴(yán)重威脅著人類的生存與發(fā)展，制約著人類物質(zhì)文明和精神文明的進(jìn)步。新疆阿克蘇地區(qū)是一個(gè)農(nóng)牧結(jié)合、以農(nóng)為主的地區(qū)，依托優(yōu)越的自然條件和大規(guī)模的開發(fā)建設(shè)，農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)有了較大的發(fā)展。阿克蘇地區(qū)棉花種植面積達(dá)20萬hm2以上，年產(chǎn)量50萬t以上，占全國(guó)的1/10，新疆的1/4。阿克蘇地區(qū)是自治區(qū)重要的糧油、畜、瓜果生產(chǎn)基地，享有“中國(guó)白杏之鄉(xiāng)”、“中國(guó)紅富士之鄉(xiāng)”、“中國(guó)沙棘之鄉(xiāng)”、“中國(guó)長(zhǎng)絨棉之鄉(xiāng)”、“中國(guó)卡拉庫(kù)爾羊之鄉(xiāng)”、“新疆細(xì)毛羊之鄉(xiāng)”等榮譽(yù)。地區(qū)種植業(yè)以小麥、玉米、水稻、棉花、瓜果為主，主要特產(chǎn)有棉花、啤酒花、桑蠶、核桃、蘋果、葡萄、香梨、大棗等。然而，自然災(zāi)害對(duì)地區(qū)發(fā)展構(gòu)成了極大的威脅，并且每次造成的損失都很嚴(yán)重。阿克蘇地區(qū)是全國(guó)棉花生產(chǎn)基地和多種經(jīng)濟(jì)作物的產(chǎn)地，自然災(zāi)害損失主要以農(nóng)業(yè)為主，所以阿克蘇地區(qū)的防災(zāi)減災(zāi)任務(wù)十分艱巨。自然災(zāi)害對(duì)地區(qū)農(nóng)業(yè)影響的研究是一個(gè)非常重要的理論和實(shí)踐問題，它對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和防災(zāi)減災(zāi)工作具有重要的決策參考價(jià)值。

1 材料與方法

自然災(zāi)害系統(tǒng)是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)，阿克蘇地區(qū)的受災(zāi)和成災(zāi)面積受多個(gè)因素的影響，有風(fēng)雹災(zāi)、旱災(zāi)、水災(zāi)、霜凍災(zāi)、病蟲害、雪災(zāi)等。本研究選取《阿克蘇地區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒》提供的農(nóng)業(yè)受災(zāi)信息對(duì)災(zāi)害損失同災(zāi)害影響因素之間進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析研究[1]。計(jì)算方法主要采用灰色關(guān)聯(lián)分析法，即對(duì)系統(tǒng)中各因素間的關(guān)聯(lián)程度進(jìn)行量化比較，這實(shí)際上也是對(duì)動(dòng)態(tài)過程發(fā)展態(tài)勢(shì)的量化分析。根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析中關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度的計(jì)算公式，利用自然災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失的2001～2011年原始數(shù)據(jù)[2]，比較序列災(zāi)害損失同形成災(zāi)害損失的各因素（參考序列）之間的關(guān)聯(lián)度。其次利用聚類分析法對(duì)阿克蘇地區(qū)農(nóng)業(yè)受災(zāi)情況進(jìn)行區(qū)劃，以縣為基本單元，提出阿克蘇地區(qū)自然災(zāi)害區(qū)劃方案。

2 結(jié)果與分析

2.1 阿克蘇地區(qū)自然災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響的相關(guān)性分析

本研究對(duì)災(zāi)害損失及其影響因素進(jìn)行分析，指出與阿克蘇地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受災(zāi)面積關(guān)聯(lián)程度最大的因素。表1給出了阿克蘇地區(qū)農(nóng)業(yè)遭受自然災(zāi)害的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，其中各年份的受災(zāi)面積是一個(gè)動(dòng)態(tài)歷程，因此可采用灰色關(guān)聯(lián)分析方法進(jìn)行研究。利用農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積來反映災(zāi)害損失，使用MATLAB軟件中的數(shù)據(jù)處理功能計(jì)算出關(guān)聯(lián)度，然后對(duì)同一母系列關(guān)聯(lián)度大小順序進(jìn)行排列，最后得到關(guān)聯(lián)序（表2）。關(guān)聯(lián)序反映了影響阿克蘇地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要因素。結(jié)果表明，影響阿克蘇地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要因素依次是風(fēng)雹災(zāi)、旱災(zāi)、霜凍災(zāi)、雪災(zāi)、病蟲害和水災(zāi)。

2.2 應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害的主要措施

通過表1和表2的結(jié)果進(jìn)行分析表明，影響阿克蘇地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最主要因素是風(fēng)雹災(zāi)。因此，準(zhǔn)確的風(fēng)雹預(yù)報(bào)，對(duì)于在降雹前積極采取防護(hù)措施有重要意義。在做好風(fēng)雹預(yù)報(bào)、識(shí)別風(fēng)雹云并密切監(jiān)視風(fēng)雹云的同時(shí)，要充分做好防雹準(zhǔn)備。目前使用的防雹方法有兩種，一種是爆炸方法，另一種是催化方法。爆炸方法是在地面上向雹云放火箭打高炮，或在飛機(jī)上對(duì)雹云放火箭、投炸彈，以破壞對(duì)雹云的水分輸送；催化方法是在地面上把碘化銀、碘化鉛、干冰等催化劑在積雨云形成以前送到自由大氣讓這些物質(zhì)在雹云里起雹胚作用，使雹胚增多，風(fēng)雹變小。另外，政府也應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)冰雹災(zāi)的防護(hù)力度。其次，興修水利和科學(xué)灌溉有利抗旱，科學(xué)的灌溉技術(shù)是防旱的根本措施，重視干旱災(zāi)害的天氣預(yù)報(bào)，適時(shí)進(jìn)行人工增雨。當(dāng)然在做這些災(zāi)害防御時(shí)盡量不破壞自然環(huán)境，南疆的自然環(huán)境脆弱，尤其要在保護(hù)環(huán)境的條件下進(jìn)行，這樣才不會(huì)使干旱區(qū)的生存環(huán)境變得更加惡劣。預(yù)防病蟲害的措施為嚴(yán)格執(zhí)行植物檢疫條例，選擇高產(chǎn)抗性品種，培育無病蟲壯秧，壓低害蟲基數(shù)和減少病害的侵染來源。在各種害蟲成蟲盛發(fā)期，推廣應(yīng)用頻振式殺蟲燈進(jìn)行誘殺，減少發(fā)生基數(shù)，控制危害，秧田期可采用人工摘除螟卵，減少本田期蟲源。在預(yù)防霜凍方面，政府及農(nóng)林主管部門應(yīng)該提前做好防護(hù)準(zhǔn)備，對(duì)農(nóng)作物、瓜果、花卉、蔬菜、林業(yè)育種采取一定的防霜凍措施，農(nóng)村基層組織和農(nóng)戶要關(guān)注當(dāng)?shù)厮獌鲱A(yù)警信息。在水災(zāi)防護(hù)方面，大中型河流上中游可建立水庫(kù)、水電站，灌區(qū)可建立引水渠、排水渠、防滲渠、防洪壩、防洪堤等。盡快形成防御災(zāi)害技術(shù)的綜合防治示范區(qū)，并推廣到整個(gè)南疆地區(qū)。

2.3 阿克蘇地區(qū)自然災(zāi)害區(qū)劃

本研究利用阿克蘇地區(qū)農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積數(shù)據(jù)，選取離差平方和法進(jìn)行聚類分析（圖1）。結(jié)合聚類分析的結(jié)果，將受災(zāi)面積小于1 800 hm2規(guī)定為輕微受災(zāi)；受災(zāi)面積介于1 800 ～6 000 hm2之間劃分為中等受災(zāi)；受災(zāi)面積介于6 000～12 000 hm2之間劃分為重災(zāi)區(qū)；受災(zāi)面積大于12 000 hm2劃分為嚴(yán)重災(zāi)區(qū)。即根據(jù)聚類分析結(jié)果將受災(zāi)面積分為嚴(yán)重、重、中等和輕微4個(gè)等級(jí)（表3）。為得到各縣市具體受災(zāi)情況，將阿克蘇地區(qū)各縣市受災(zāi)面積數(shù)據(jù)整理，得到2003～2011年各縣市受災(zāi)面積（表4）。結(jié)合表4與災(zāi)害分區(qū)一覽表進(jìn)行等級(jí)比較得出阿克蘇地區(qū)各個(gè)災(zāi)害的等級(jí)劃分（表5）。結(jié)合表5和圖2可以看出，風(fēng)雹災(zāi)害最為嚴(yán)重，阿克蘇地區(qū)各縣市均受災(zāi)，其中最嚴(yán)重地區(qū)為溫宿縣和阿克蘇市；其余災(zāi)害均以阿克蘇北部地區(qū)為主，南部阿瓦提縣曾遭受水災(zāi)和雪災(zāi)，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅰ級(jí)。endprint

3 小結(jié)與討論

本研究根據(jù)阿克蘇地區(qū)農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積具體數(shù)據(jù)，利用MATLAB軟件進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，得到關(guān)聯(lián)序。結(jié)果表明，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要災(zāi)害因素依次為風(fēng)雹災(zāi)、旱災(zāi)、霜凍災(zāi)、雪災(zāi)、病蟲害和水災(zāi)。其次，根據(jù)各縣市的具體受災(zāi)面積，使用聚類分析法對(duì)阿克蘇地區(qū)受自然災(zāi)害情況進(jìn)行區(qū)劃。將受災(zāi)面積的大小劃分為嚴(yán)重、重、中等和輕微4個(gè)等級(jí)。最后，利用等級(jí)表對(duì)阿克蘇地區(qū)各個(gè)縣市災(zāi)害的平均受災(zāi)面積進(jìn)行等級(jí)劃分。因此，本研究根據(jù)已有的農(nóng)業(yè)災(zāi)害數(shù)據(jù)，提出了自然災(zāi)害區(qū)劃原則和指標(biāo)體系。其次，以縣為基本單元通過聚類分析法對(duì)自然災(zāi)害進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)價(jià)。最后，在此基礎(chǔ)上得到了阿克蘇地區(qū)各縣市農(nóng)業(yè)受災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)區(qū)劃。旱災(zāi)以庫(kù)車縣、溫宿縣、柯坪縣最為嚴(yán)重；水災(zāi)以拜城縣最為嚴(yán)重；風(fēng)雹災(zāi)害是阿克蘇地區(qū)最為嚴(yán)重的災(zāi)害，各縣市均有不同程度受災(zāi)，其中溫宿縣和阿克蘇市最為突出；霜凍災(zāi)和雪災(zāi)以阿克蘇北部地區(qū)為主。

中國(guó)是一個(gè)人口眾多的農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)具有極其重要的戰(zhàn)略地位。然而農(nóng)業(yè)是一個(gè)自然再生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)再生產(chǎn)交織的產(chǎn)業(yè)，受自然因素的影響和自然災(zāi)害的危害很大[3-16]。阿克蘇地區(qū)屬暖溫帶干旱型氣候，雨水較少，但河流水量較為豐富。阿克蘇地區(qū)山區(qū)多雨雪，冬春嚴(yán)寒，隨著天氣變化，一年四季都會(huì)不同程度地遭受季節(jié)性的自然災(zāi)害。例如春天的倒春寒、春夏之交的干旱、沙塵暴、七八月間的洪水災(zāi)害、冰雹、秋旱、雪災(zāi)等。這些自然災(zāi)害每年都不同程度地影響著阿克蘇地區(qū)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鄉(xiāng)居民的正常生活。因此，充分認(rèn)識(shí)阿克蘇地區(qū)自然災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，有助于增強(qiáng)人類對(duì)自然災(zāi)害的防范和治理，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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