棉花苗期雹災損失定量分析

馮紅英+趙金濤+岳耀杰+王靜愛+尹圓圓+張化

摘要：棉花苗期是受雹災影響最為敏感的階段，常因毀苗導致棉花減產或絕收。以黃驊試驗基地棉花苗期1次自然降雹為例，通過實際觀測、對比分析的方法，計算出4種不同致災等級下單株和大田棉花雹災損失率。結果表明，特重雹災區棉花減產率達到94.46%，重雹區為69.88%，中雹區為53.35%，輕雹災區為16.17%。研究結果可為棉區冰雹災情評估、棉花雹災保險理賠、減災管理等提供科學依據。

關鍵詞：冰雹災害；棉花；苗期；損失率；保險

中圖分類號： S427文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2017）12-0208-04

冰雹災害（以下簡稱雹災）是指由冰雹降落在承災體上而導致損失的一種突發災害現象[1]。中國是世界上雹災最為嚴重的國家之一[2]，每年因雹受災面積達200萬hm2，直接經濟損失達200多億元[3]。棉花是我國首位經濟作物[4]和重要戰略物資，其產量直接關系農民收入和國家物資儲備。而影響棉花產量的重要因素除蟲害外就是雹災[5]，特別是棉花苗期一旦遭遇雹災，損失更為慘重，常因毀苗而大面積重播或補播，給棉農和植棉企業造成巨大經濟損失[6]。因此，棉花雹災損失的定量研究，可為抗雹救災和保險公司理賠提供基礎依據[7]。

早期國內學者對棉花雹災的研究以定性和半定量分析為主。其中，定性分析方面，楊舉善等指出災后棉花單株生產力下降，導致產量下降，皮棉產量相應減少[8]；李明正等選擇定點觀察，得出棉花受災程度與災后恢復生長關系密切，棉花受雹災到有效現蕾期相隔時間越長，對棉花產量的影響越小[9]。半定量分析方面，范萬發采取實地觀測法對棉花生育中期雹災程度進行了量化鑒定，為中期災后決策提供依據[10]。陳冠文等根據實地調查，對新疆棉花苗期受雹災程度進行評估，用以確定相應的救災措施[6]。萬艷霞等通過實地觀測，探討了棉花子葉期遭遇冰雹而形成不同類型棉株生長發育程度的差異，用以確定不同類型棉株的產量水平[11]。王洪彬通過實地調查，對新疆棉花災后生育進程進行分析，為雹災棉田改種還是保留提供依據[12]。早期研究更多關注對棉花受災性狀的分析，用以確定災后補救措施，而對災后受損程度及損失測算方面的研究鮮有涉及。

近年來，隨著棉田災害保險工作的推廣，針對棉花雹災定損問題，有學者從不同視角作了一些有益探討。姜文明等從新技術角度，設計棉田雹災遙感監測理賠系統，以提高農險核損理賠的集成化、自動化[6]。徐文修等從災后補救效益視角，通過田間試驗得出多熟種植模式綜合效益遠高于小麥復種和單作棉花受災后補救的效益[13]。胡國芳等利用降雹模擬裝置進行棉株毀損程度田間試驗，證明降雹致災強度的增加，使棉株損傷程度增大[14]。但試驗數據分析結論與實際觀測結果存在差距。鑒于此本研究以河北黃驊試驗基地棉田苗期實際雹災為例，通過對其受災損失、恢復情況跟蹤觀測，并在吐絮期測產統計損失率，為棉田保險理賠、減災管理等提供有力的技術支撐。

1研究方法與數據采集

1.1降雹區域與過程

黃驊市位于河北省滄州地區，瀕臨渤海，地勢平緩，東部平均海拔2～3 m，是傳統的植棉區。夏季海面氣流與陸地氣流冷暖不均，容易形成強對流天氣，歷史上發生雹災較多。

2010年6月22日15時，黃驊市中捷農場附近遭受雹災，冰雹粒徑大小一般如棗或棒棒糖，最大的有乒乓球大。降雹過程分為2場，2次降雹間隔時間約15 min。降雹持續時間約20 min。當地棉花正處于苗期，大部分棉花被打成光稈，造成絕收，玉米葉被打成縷狀，可以確定本次雹災屬于特重雹災。

這次雹災發生地恰好在北京師范大學黃驊實驗基地，該基地種植的棉花遭受雹擊后，損毀嚴重。災后第2天，試驗人員趕到基地，采集了苗期棉花雹災災情數據，確定跟蹤觀測棉花恢復情況，在棉花吐絮期測定了本次雹災的棉花損失率。

1.2雹擊帶的確定

民間有俗語叫做“雹打一條線”，這一條線就是雹擊帶，1次降雹過程中，冰雹大小和密度并不是均勻分布的。從圖1可以看出[15]，雹擊帶前進方向的右側邊緣清晰，與雹擊帶邊緣一致。1次降雹過程中有最大雹塊，最大雹塊區大致沿雹擊帶長軸，其面積雖占雹擊帶總面積的10%左右，但降雹持續時間長，因而降雹中心帶是受災最為嚴重的區域，雹塊大小在兩側100～200 m距離內就可以從直徑數厘米的大雹塊減弱到沒有冰塊，右側比左側減得更快。這種規律在黃驊試驗基地棉區得以驗證，梯度災情表現得非常明顯。因此，在黃驊重大雹災中選取雹擊帶左側棉區劃分災情等級，進行跟蹤觀測。

根據災情選取了特重雹災、重雹災、中雹災、輕雹災4個致災等級[16]的棉花雹災觀測點和1個無雹災棉花對照區（圖2）。對應的災情現狀分別是光稈、斷頭有葉片、斷頭不多有落葉、無斷頭有落葉且葉片打碎（圖3）。

1.3觀測點選擇

選取4種降雹強度的觀測點，每種強度分別確定觀測樣方，確定了不同雹災強度下的棉田受災性狀。

1.3.1特重雹災觀測點該塊試驗田中種植的棉花遭受雹災最為嚴重，所有棉株已經沒有生長點，棉葉全部被打掉，成了光稈，壟邊雹痕累累，乒乓球大小，可以判斷此處屬于特重雹災區。該棉花雹災樣方的統計主要是統計棉株數和棉花高度（表1）。

1.3.2重雹災觀測點重災區觀測點與特重雹災區相距100 m，但受災明顯比特重雹災輕。樣方1光稈率和生長點破壞率均為41.7%；樣方2光稈率為40%，生長點破壞率為60%。樣方3光稈率30%，生長點破壞率50%（表2）。

1.3.3中雹災觀測點選取樣區距離重災區南150 m，受災相對較輕，棉株平均有2～3張葉片殘留，葉柄未脫落，斷頭的較少。

樣方1光稈率為16.7%，生長點破壞率為16.7%；樣方2光稈率為10%，生長點破壞率為20%；樣方3生長點破壞率為27.3%（表3）。endprint

1.3.4輕雹災觀測點鋼廠南側，國道以南棉區受雹災影響較輕，沒有被打成光稈的棉株，生長點有的被破壞，但并未打光，葉片被穿孔、打碎，地面上有少量落葉（表4）。

1.3.5無雹災對照觀測點通過踏勘觀察發現，冰雹強度由鋼廠向西南方向遞減明顯，在距離鋼廠西南約1 km的棉田完好無損，未遇到冰雹，在此處選擇棉田作為對照組。

2結果與分析

2.1損失率的確定

2010年9月22日，正值當地棉花吐絮期，對試驗棉區進行了測產。在樣方小區隨機抽取10株棉花，對其恢復情況進

行測量，包括分枝數、株高、棉鈴數、鈴長、花鈴數。然后對小區所處的大田統計3行恢復棉株數和死亡棉株數，測算出棉株死亡率，具體結果見表5、表6。

特重雹災棉花分枝較多，平均每株從底部開始有4個分枝，平均株高80.9 cm，單株棉鈴最多8個、最少1個，平均34個棉鈴，棉鈴平均長度4.2 cm。苗期的這次特重雹災把

（cm）花鈴數（個）特重雹災4.280.93.44.214.0重雹災4.578.98.24.210.0中雹災2.080.411.04.216.6輕雹災2.883.018.24.52.8無雹災1.092.719.45.05.3

式中：Ml表示棉株成活率；Md表示成活棉株數；Mf表示死亡棉株數。

計算結果表明特重雹災、重雹災、中雹災和輕雹災棉花苗期平均死亡率分別為61.62%、14.93% 、2.47%和0。

棉花苗期遭受不同強度雹災的損失率計算分為2種，1種是單株損失率，1種是大田損失率。單株損失率計算公式如下：

Ldi=（1-Ggi×GciBg×Bc）×100%。（2）

式中：Ldi表示i強度雹災棉株減產率；Ggi表示i強度雹災觀測單株棉鈴數均值；Gci表示i強度雹災觀測單株棉鈴長度均值；Bg表示無雹災對照棉株鈴數均值；Bc表示無雹災對照棉株棉鈴長度均值。

2.2產量損失

棉花苗期不同強度雹災單株減產率計算結果見表7。

從表7可以看出，隨著雹災強度的增加，平均單株棉花的鈴數遞減，棉鈴長度也呈現逐級減少的趨勢，但是特重雹災的單株棉花的棉鈴長度均值卻處在輕雹災與中雹災之間，出現了逆勢現象，這是由于特重雹災棉株棉鈴數量少，棉株的營養供給少數棉鈴，致使棉鈴生長較好。由于棉鈴數量少，特重雹災的棉鈴長度出現的逆勢現象，并不影響不同雹災強度造成棉花減產率的測算次序，計算結果特重雹災、重雹災、中雹災、輕雹災苗期單株損失率分別為85.08%、64.61%、51.95%、16.17%，對應災情分別屬于絕收、損失慘重、損失嚴重、損失較輕。

如果考慮遭受雹災后的棉株成活率Ml，則得到棉花大田減產率公式：

Ldi=（1-Ggi×Gci×MlBg×Bc）×100%。（3）

根據公式（3），計算得到的棉花苗期雹災大田減產率見表8。

計算結果表明，特重雹災棉花死亡率較高，大田棉花減產率達到94.46%；重雹災次之，達69.88%；中雹災為53.35%；而輕雹災沒有造成棉株死亡，最終計算的棉花大田減產率與單株棉花平均減產率相等，為16.17%（表8）。

3結論與討論

本研究采取實時觀測、對比分析法，通過對自然降雹過程中棉花苗期受災性狀及恢復進行實地觀測、跟蹤和測產統計，采集到棉花苗期雹災損失的數據，與田間試驗、人工模擬和歷史數據分析方法相比，研究結果更加真實可靠，更具科學性。

經過對不同強度自然雹擊下單株和大田棉花損失進行測產分析，特重雹災棉花死亡率較高，大田棉花減產率達到9446%；重雹災次之，達69.88%；中雹為53.35%，輕雹為1617%，該數據可為棉花苗期雹災大田定損和保險理賠提供科學依據。

由于棉花生長的地域差異性及棉花品種的抗雹能力不同，本研究結果對黃河流域棉區的雹災損失有普遍適用性，對于其他棉區來說，還具有一定局限性；同時本研究也只是針對棉花苗期雹災損失的跟蹤觀測結果，對蕾期、花鈴期等其他生育期的雹災致損情況，還需進行系統研究。

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