基于災變預測的山西省旱災分析研究

孫　蕾，劉金福，馮德旺，景　林

（1.福建農林大學計算機與信息學院，福建福州　350002；2.福建農林大學東方學院，福建福州　350002）

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基于災變預測的山西省旱災分析研究

孫蕾1，劉金福1，馮德旺1，景林2

（1.福建農林大學計算機與信息學院，福建福州350002；2.福建農林大學東方學院，福建福州350002）

摘要：通過分析1996-2013年山西省農作物成災面積數據建立災變預測模型，對山西省未來大面積旱災進行預測。災變預測模型預測結果表明，山西省將在2018和2024年發生糧食減產一成以上的旱災，相關部門應做好抗旱、防旱和糧食儲備工作。

關鍵詞：旱災預測；預測模型；災變預測；山西

山西地處黃河中游和華北西部的黃土高原地帶，北緯34°，東經110°，屬溫帶大陸性氣候，農作物耕種一年一季，降水量主要集中在夏季，占全年降水量的60%以上。近年來，受全球氣候變化的影響，山西的干旱受災面積不斷擴大，嚴重制約了社會經濟發展。因此，能夠動態、實時地對旱災情況進行預測，及時采取措施進行抗旱和儲糧工作對山西的國民經濟發展具有重要的意義。本文通過分析1996～2013年山西省農作物成災面積數據建立災變預測模型，對山西未來的旱災進行預測，以期為有關部門的防旱工作提供參考。

1　災變預測法

災變預測是灰色預測模型的應用，通過分析原始數據序列中的異常值，對有跳變點的時間序列，預測其跳變點可能出現的時刻，對某個時間是否出現異常值，或異常值可能出現在什么時間進行預測。在預測突變點的眾多模型中，災變預測模型具有極大的優勢。灰色災變預測結果將會給出下一個或幾個異常值出現的時間，為提前防御做好準備。

設原始序列為X={x（1），x（2），K，x（n）}，給定上限災變值ξ，則子序列Xξ={x（ti）|x（ti）≥ξ；i=1，2，L，m}為上災變序列；給定下限災變值ξ，則子序列Xξ={x（ti）|x（ti）≤ξ；i=1，2，L，m}為下災變序列。構建災變時間序列后，通過對災變序列構建GM （1，1）模型預測突變點發生的時間。

2　山西省未來大面積旱災預測

據國土部門調查，山西省耕地面積為4081.6千hm2，占全省總土地面積的26.05%。但山西是一個貧水省份，水資源貧乏且分布不均，耕地中以旱耕地為主，占總耕地面積的77.98%；水澆地占21.76%，灌溉水田占0.26%。自新中國成立以來，全省年平均受災面積達20%～25%，成災面積占11% ～17%，春旱尤為嚴重，導致作物出苗率底，甚至顆粒無收。

本文從中國統計年鑒中收集了1996～2013年山西農作物成災面積數據如表1所示。根據統計數據，成災面積達到耕地總面積的20%，糧食產量將減產10%～15%。因此本文將成災面積大于耕地總面積20%的年份視為災害年份，由此得到山西省旱災年份序列X0（k），由X0（k）做一次累加得到其生成序列X1（k）并構建GM（1，1）模型。

采用最小二乘法求得模型參數a=-0.239097,b=3.441921，因此預測模型為：

由此可得

X（1）={2，6，12，19.1968，28.27，39.79，54.43，73.02}

還原后X（0）的模擬值序列為

3　山西省干旱及糧食生產現狀分析

中國人口多達13億，是世界上糧食生產與消費的大國。自新中國成立以來，中國政府始終堅持以農業為基礎，把發展農業放在國民經濟的首要地位，把發展糧食生產作為農村經濟的工作重心，以確保糧食總產量穩定增長。隨著中國城鄉發展的進一步推進，大量的農村勞動力轉移到了城市。研究表明，勞動力轉移是解決剩余勞動力、提高農村勞動生產率的重要途徑。但山西作為一個以能源供給為主的重型工業省份，加之其耕地主要以旱耕地為主，全年降雨量相對較少，干旱情況較為嚴重，經濟作物種類匱乏，農業種植以一年一季為主，其農村勞動力轉向非農產業以提高經濟收入的現象更加顯著。因此政府為了調動農民的種糧積極性，穩定全省糧食播種面積，撥款1億元專項資金對種糧大戶實現補貼與獎勵。此外，中央和省政府共安排糧食直接補給、生產資料綜合補給資金多達35億元，高度重視山西的糧食產量。

但受地理位置和環境因素的影響，山西的干旱情況古以有之。在政府資金和物質的支持下，全省也要做好政策層面上的災害防御工作。積極引進抗旱農作物品種，推廣旱作物農業技術。此外也要及早做好糧食統籌和調度工作，在“一帶一路”背景下，積極尋找與中國友好的貿易往來地區，尋求糧食進口渠道，為山西經濟的全面發展提供強有力的活動。

4　結語

限于目前的科技水平，無法將引起山西干旱頻發的各種因素進行綜合度量。因此，本文根據1996～2013年山西省農作物成災面積數據對會造成糧食大面積減產的旱災進行災變預測，預計在2018年和2024年發生旱災的可能性較大。但本文沒有考慮到新型農業科學技術對山西干旱緩解狀況的影響，因此后續研究可以此為立足點對模型進行改進和優化。

參考文獻

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［4］李華，胡奇英.預測與決策［M］.西安：西安電子科技大學出版社，2005.

Drought Analysis and Study in Shanxi Province Based on Catastrophic Prediction

SUN Lei，LIU Jin-fu，FENG De-wang，JING Lin
（1.Fujian Agriculture and Forestry University，College of Computer and Information Science，Fuzhou，Fujian 350002，China；2.Fujian Agriculture and Forestry University，Dongfang College，Fuzhou，Fujian 350002，China）

Abstract:Through the analysis of disaster-area dataof crops in Shanxi from 1996 to 2013，a catastrophic prediction model is built to predict drought in Shanxi in the future.The prediction result shows that drought which may result to crops yield reduction may occur during 2018 and 2024 in Shanxi，thus relevant departments should make well preparation.

Key words:drought prediction；prediction model；catastrophic prediction；Shanxi

作者簡介：孫蕾（1992-），女，碩士研究生，研究方向：統計預測。

基金項目：福建省自然科學基金資助項目（2012J01190）；福建省科技廳資助項目（2012J01191）

收稿日期：2015-12-28

中圖分類號：P338

文獻標識碼：A

文章編號：2095-980X（2016）01-0167-02