山西省近10 a來農業氣象災害及其特征分析

田國珍 ，米曉楠 ，王志偉 ，樊 瑋 ，趙 芳

（1.山西省氣候中心，山西太原030002；2.山西省氣象信息中心，山西太原030002）

山西地處中緯度地帶的華北黃土高原，大氣環流的季節性變化明顯，屬大陸性季風氣候。自然條件復雜，在同緯度近鄰兩地的氣象要素時空分布差異很大，造成氣象災害頻繁發生[1-4]。山西省自古以來就是農業大省，全省因氣象災害造成的農業損失平均每年達幾十億元,最為嚴重的1996年經濟損失占全省GDP的13.8%[5-8]。因此，分析山西省農業氣象災害分布特征和變化規律對于促進農業生產和提高農民收入具有重要的現實意義。

常規的農業氣象災害研究通常是根據發生災害的臨界氣象指標為準[9-12]，分析氣象因子在受災臨界范圍的內外確定是否受災，還有的研究是以災害發生的次數為單位進行統計[13]，表現的是發生災害的頻率，而實際產生的農業氣象災害，并且對國家和人民造成經濟損失的是實際成災面積和受災程度，山西省氣候中心從2005年底開始進行季度生態質量氣象評價，其中對于災害的統計數據來源于山西省11個地市的各季度實際受災面積的統計數據。

1 數據和方法

1.1 數據來源

災害統計常用發生的次數來計算，有的農業氣象災害是短時間致災，如冰雹、暴雨、霜凍，但有的農業氣象災害常常表現出持續氣象條件致災，比如干旱、連陰雨，以災害發生的頻次雖然能表示一定程度的受災面積，但是具體受災范圍和受災程度卻表現不出來，本研究利用山西省2006—2017年以來，各季度農業災情資料和農業氣象災害受災面積來研究山西省農業氣象災害受災特征。

1.2 數據處理方法

利用Excel軟件，采用常規數理統計方法進行數據處理和統計圖表繪制；利用arcmap軟件進行分區分布圖繪圖處理。

受災面積按照受災程度不同分為輕度受災面積、中度受災面積、重度受災面積和絕收面積4種；季節的時間節點為：春季是3—5月，夏季是6—8月，秋季是9—11月，冬季是12—2月。

2 結果與分析

為了便于比較不同時間、不同種類災害受災面積的大小，將各種受災程度按不同的權重進行歸一化計算得到成災面積。

其中，S*為成災面積，Si為各種程度的受災面積，Ci為成災指數（輕度受災面積、中度受災面積、重度受災面積和絕收面積的Ci分別為0.25，0.5，0.75，1）。

2.1 年變化特征

對山西省2006—2017年災情資料進行分析，結果發現，近10 a年來山西省的主要農業氣象災害有干旱、冰雹、大風、病蟲害、霜凍、低溫冷害、暴雨、洪澇、連陰雨、干熱風、雪災等（圖1）。其中，干旱的情況最多，占57.5%，超過其他災害的總和；其次是低溫冷害、霜凍、冰雹、連陰雨、病蟲害、暴雨，所占的比例均在5%～10%，遠遠低于干旱；風災、干熱風、雪災、森林火災所占的比例則在1%以下（由于發生面積較小，將干熱風、雪災、森林火災等統稱為其他），對山西省的農業帶來的災害較為微小。

從年度來看（圖2），2006—2017年山西省主要農業氣象災害年成災面積在2007，2010，2013，2015年表現為一個小高峰，且表現出以2～3 a為周期規律的變化，總體趨勢表現為波浪式下降。

谷祺教授的另一篇題為《論成本計劃的適應性》的學術論文，第一次系統闡述了在我國有計劃的商品經濟條件下，如何完善成本計劃工作，提高成本計劃的準確程度和指導意義，從而加強成本控制，探索新的成本計劃編制方法。該文科學地總結了社會主義成本計劃管理工作的實踐經驗，系統介紹了彈性預算法和邊際利潤法的基本原理和適用條件，概括和豐富了成本計劃的專門方法，得到了理論和實務界的充分肯定。中國會計學會將該文編入《1986年會計學論文選》（中國財政經濟出版社1988年版），該文被評為東北財經大學1986年度優秀論文、遼寧省會計學會1988年度優秀論文。

2.2 不同季節年變化特征

選取干旱、低溫冷害、霜凍、冰雹、連陰雨、病蟲害、暴雨共7種主要災害進行不同季節年變化特征分析，根據2006—2017年山西省11個地市上報的各季度災害受災面積數據，計算繪制了10 a來各季度主要災害成災面積柱狀圖（圖3）。

從圖3可以看出，山西省主要農業氣象災害發生面積由高到低分別為：夏季、春季、秋季、冬季，且夏季普遍發生災害，成災面積變化輻度較小，春、秋季成災面積變化輻度較大，具有突發性，易出現極值。

2.3 不同災害年變化特征

根據2006—2017年山西省11個地市上報的各季度災害受災面積數據，分別計算繪制了10 a來各主要災害分季度逐年成災面積折線圖（圖4）。

從圖4可以看出，單季成災面積最大的農業氣象災害依次為干旱＞低溫冷害＞連陰雨＞霜凍，呈逐年下降趨勢的災害有：低溫冷害、霜凍、連陰雨、病蟲害、洪澇、其他災害；呈逐年上升趨勢的災害有：冰雹、暴雨、風災。

旱災總量表現為：夏季＞春季＞秋季＞冬季，其中，春季旱災成災面積出現下降的趨勢，夏季和秋季表現為波動性變化；低溫冷害主要發生在春季。

四季均有發生的災害為干旱和低溫冷害；春、夏、秋季均有發生的災害有冰雹、病蟲害、洪澇、風災，且主要發生在夏季，春季和秋季只有零星發生，面積也相對較小；發生在夏季和秋季的災害為連陰雨，且主要發生在秋季；單季發生的災害為霜凍（春季）和暴雨（夏季）。

干旱、冰雹、病蟲害、暴雨、風災表現為連續性發生，發生頻率較高，低溫冷害、霜凍、連陰雨、洪澇則表現為突發性較強。

2.4 各地市災害分布特征

分別統計2008—2017年山西省11個地市的輕度、中度、重度和絕收4種受災程度的受災面積，匯總得到近10 a來各地市累積受災面積，其結果如表1所示。

從表1可以看出，近10 a來山西省農業氣象災害受災主要發生在春季和夏季，春季以輕度受災為主，夏季受災面積輕度、中度都較多。春季受災面積較大的地市分布在中部和南部，夏季受災面積較大的地市主要分布在西北部。全年來看，呂梁、臨汾、運城受災最為嚴重。

為了比較各季節各地市受災面積的大小，將各種受災程度按不同的權重進行歸一化計算，按照公式（1）計算得到各地市成災面積數值如圖5所示。從圖5可以看出，夏季成災面積的總量較其他季節大，且除臨汾和運城外，各地市成災面積表現為夏季＞春季＞秋季＞冬季。夏季成災面積有3峰4谷，3個峰值分別為呂梁、朔州、大同，4個谷值分別為臨汾、太原、長治、陽泉。全年來看，運城、臨汾、呂梁成災面積總量較大。

表1 山西省11個地市各季節累積受災面積情況 萬hm2

3 結論與討論

3.1 結論

本研究基于2006—2017年山西省農業氣象災害數據，從發生農業氣象災害的受災情況進行統計分析，結果顯示，山西省12 a來主要農業氣象災害累積成災面積干旱最多，占57.5%，其次依次是低溫冷害、霜凍、冰雹、連陰雨、病蟲害、暴雨；大風、干熱風、雪災、森林火災等對山西農業的災害較為微小。總體表現出以2～3 a為周期規律的變化，呈現波浪式下降趨勢。

從不同季節來看，山西省主要農業氣象災害發生面積由高到低分別為：夏季、春季、秋季、冬季，且夏季普遍發生災害，成災面積變化輻度較小；春、秋季成災面積變化輻度較大，具有突發性，易出現極值。

從不同災害來看，霜凍、低溫冷害主要發生在春季；旱災、冰雹、病蟲害、洪澇、風災、暴雨主要發生在夏季；連陰雨主要發生在秋季。

呈逐年下降趨勢的災害有春旱、低溫冷害、霜凍、連陰雨、病蟲害、洪澇、其他災害；呈逐年上升趨勢的災害有冰雹、暴雨、風災。干旱、冰雹、病蟲害、暴雨、風災表現為頻率較高；低溫冷害、霜凍、連陰雨、洪澇則表現為突發性較強。

從不同地市來看，山西省2008—2017年農業氣象災害各地市受災面積表現為夏季＞春季＞秋季＞冬季，春季以輕度受災為主，夏季受災面積輕度、中度都較多。夏季受災面積的總量較其他季節大，主要分布在西北部的呂梁、朔州、大同；春季受災面積較大的地市主要分布在中部和南部。

3.2 討論

已有研究表明[14-16]，山西省自1961年以來平均氣溫呈現明顯的上升趨勢，年降水量呈現明顯的減少趨勢，韓蘭英等[17-20]研究表明，華北地區自1961年以來干旱呈現明顯的加重趨勢，且持續時間長，重度干旱的頻次較高，且春季干旱高于其他季節，這與本研究的結果相悖。本研究統計數據顯示，近12 a來，山西省農業氣象災害成災面積呈現波浪式下降趨勢，夏季總成災面積和干旱成災面積較大，春旱成災面積出現下降的趨勢。說明山西省特殊的地理環境導致災害的特征與大區域不盡相同，分析其原因，一方面可能是由于全球氣候變暖，極端氣候事件頻發，尤其是對冬季和夏季的降水和氣溫影響較大，由于山西省大部分地區作物為大秋作物，所以冬季的氣候變化對農業產生的災害影響較小，主要影響表現在夏季，極端旱澇加劇了夏季農業氣象災害的發生。另一方面，自2000年開始實施退耕還林還草政策以來，一些坡度大于25度的耕地實行了退耕還林還草，由于這部分土地原本種植條件較差、抗災力較低，將其轉變為林地和草地后，一方面改善了局地生態環境，另一方面也減少了農業氣象災害受災面積的總量。

隨著農業種植結構的轉變以及國家對農業科技投入的加強，一方面農田水利建設的加強，降低了旱災風險；另一方面通過品種改良、積極推廣抗旱品種，提高了作物自身的抗旱能力，從而降低了實際成災面積。

當然，本研究所使用數據也存在一定的誤差，受災面積為各地市農業氣象工作人員統計的結果，由于統計人員不同，會造成一定的差異。本研究使用的受災面積數據，未考慮各地市行政面積的差異，以及各地市地形造成的可利用土地面積的差異，單純地比較各地市受災面積來表示其受災程度的高低。