遼寧省主要農業氣象災害變化特征及其對農作物產量的影響

朱夢媛

摘? 要：利用遼寧省近30年（1987—2016年）洪澇、干旱、風雹、低溫4種農業氣象災害受災面積等災情普查數據及農作物產量資料，采用灰色關聯分析法，研究遼寧省農業氣象災害的變化趨勢及其對作物產量的影響。結果表明，1987—2016年除風雹災害受災面積呈明顯下降趨勢外，其余3種農業氣象災害的變化趨勢不明顯。20世紀80、90年代洪澇災害的受災比相對較大，干旱受災比相對較小，是洪澇和風雹災害的多發期;進入到21世紀后，遼寧省則處于比較干旱的階段。經灰色關聯分析，4種農業氣象災害對作物產量的影響大小依次為干旱、風雹、洪澇、低溫。

關鍵詞：農業氣象災害;農作物產量;灰色關聯

中圖分類號 S42文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）04-0127-04

Abstract：Based on the census data of crop yield and agrometeorological disaster such as flood，drought，wind-hail and frost from1987 to 2016，the impact of variations of the main agrometeorological disasters on agriculture in Liaoning Province were discussed through gray correlation analysis.The trend analysis results show that wind-hail were in decrease trend，while the other agrometeorological disasters trend was not obvious.In the 1980s and 1990s，the flood disaster ratio was relatively large，while the drought disaster ratio was relatively small.Flood and wind-hail were the frequent disasters in this period，Liaoning province was in a relatively dry stage after entering the 21st century.The gray correlation analysis revealed that the impact of the most serious disaster on crop yield was drought，followed by wind-hail and flood，and frost.

Key words：Agrometeorological disaster;Crop yield;Gray correlation analysis

東北地區地處亞歐大陸東岸的中高緯度地區，是氣候變暖最顯著的地區之一。氣候變化與自然災害密切相關，農業氣象災害是中國最主要的農業自然災害，約占全部農業自然災害的70%，農業氣象災害已成為重點關注和研究的對象[1]。東北地區也是受氣象災害影響較嚴重的地區之一。目前許多學者對農業氣象災害的變化特征進行了研究和分析，王春乙等系統的論述了農業氣象災害風險評估的進展和展望[1]。吳吉東等從氣象災害損失和發生頻次2個維度對1979—2013年中國氣象災害災情變化趨勢進行分析[2]。馬建勇、許吟隆等利用1971—2009年主要農業氣象災害資料，分析了東北地區農業氣象災害的趨勢變化及其對糧食產量的影響[3]。趙秀蘭系統概括分析了近50年東北地區農業氣候資源和災害變化的特征及氣候變化對農業的影響[4]。遼寧省作為東北糧食基地的重要省份，也是農業災害多發區之一。許多專家就氣候變化對遼寧的影響進行了研究和探究，紀瑞鵬等利用1971—2006年的氣候資料和1981—2005年的物候期觀測資料，對遼寧地區氣候變化對主要農作物及自然物候的影響進行了分析，并提出了減輕自然災害的對策和建議[5]。趙先麗等利用遼寧1996—2005年14個地區的成災面積資料，分析了遼寧主要農業災害的時空分布特征及發展趨勢，研究表明對遼寧各地農業生產影響最大的農業災害是干旱，其次是風雹[6]。筆者在前人研究的基礎上，分析1987—2016年遼寧地區4種主要農業氣象災害（干旱、洪澇、風雹、低溫）的變化特征，并利用灰色關聯分析方法研究氣象災害對作物產量的影響，了解不同時期遼寧省農業氣象災害的特點和變化規律，為建立現代科學的農業災害監測預警體系，因地制宜采取防災減災措施提供依據，同時對遼寧主要農業氣象災害影響評估和風險區劃提供參考。

1 資料與方法

1.1 資料來源 研究資料來源于遼寧省統計年鑒、中國種植業信息網1987—2016年遼寧省農作物單產及同期氣象災害（旱災、洪澇災害、風雹災害和低溫災害）的受災面積和成災面積。

1.2 研究方法 為了便于統計氣象災害造成的相對損失量或災害的為害程度，定義農作物受災面積與總播種面積之比為受災比[3]。

灰色關聯分析是通過計算灰色關聯度來分析和確定系統諸因素間的影響程度或因素對系統主行為的關聯程度，是依據因子之間發展態勢的相似或相異程度來計算因子之間關聯程度[7]。灰色關聯分析方法對數據量的多少和數據的規律性沒有特定的要求，已廣泛應用于自然科學的各個領域，在氣象領域也有很好的應用效果。本研究采用灰色關聯分析方法，研究農業氣象災害對農作物產量的影響。

2 結果與分析

2.1 農業氣象災害變化趨勢

2.1.1 干旱災害 農業干旱主要是由于農作物需水過程與降水過程不同步造成的。干旱不一定造成農作物減產，干旱也不能等同于旱災[3]。從1987—2016年遼寧省干旱災害的受災面積變化來看，遼寧省近30年干旱災害整體呈下降趨勢，但下降趨勢不顯著，災害傾向率為1.011hm2/年，趨勢系數為2122。其中2000—2009年的受災面積比較大，平均受災面積達到了141.3萬hm2;在2000年出現最高點，受災面積達280萬hm2;2010年以后有所下降。從干旱的年際變化振幅來看，20世紀的80年代末至90年代以及21世紀初的前10年振幅較大，分別為112萬hm2和124萬hm2。但在2014年和2015年遼寧出現了較為嚴重的干旱災害，受災面積分別達到了182萬hm2和143萬hm2。

2.1.2 洪澇災害 洪澇災害主要包括洪災、澇害和濕漬害。洪災主要是強降水造成的洪水徑流沖毀設施、淹沒農田;澇害是由于農田積水造成的作物受淹;濕漬害則是由于土壤水分過剩影響農作物的正常發育造成的災害[8]。1987—2016年遼寧省洪澇災害受災面積總體呈下降趨勢，災害傾向率為0.9369hm2/年，趨勢系數為1900.6。20世紀80、90年代是洪澇災害的多發期，平均受災面積為38.6萬hm2，1994年受災面積最大，達到了155.3萬hm2，2000年以后受災面積有所下降。從年際變化振幅來看，20世紀80年代末90年代初的振幅較大，為155萬hm2，2000—2016年的振幅較小。

2.1.3 風雹災害 冰雹災害的局地性和季節性明顯，持續時間短、來勢急，危害主要表現為砸傷農作物[8]。從遼寧省近30年風雹災害受災面積變化來看，1987—2016年災害面積波動較大，總體呈明顯下降的趨勢，災害傾向率為0.4144hm2/年，趨勢系數為838.11。20世紀80、90年代風雹災害最為嚴重，波動比較大，平均受災面積達到了12.1萬hm2，1988、1994和2002年風雹災害最為嚴重，受災面積均在20萬hm2以上。2000年后受災面積總體明顯減少（除2002年）。2010—2016年的平均受災面積為4.4萬hm2，較1986—1999年平均減少了近60%。從風雹災害的年際變化振幅來看，從20世紀80年代末至21世紀初呈階梯下降的趨勢，20世紀80、90年代振幅最大，達到了20.8萬hm2，2010年后振幅為6.7萬hm2。

2.1.4 低溫災害 低溫災害主要是農作物在生長季內，溫度降低不能滿足作物生長、發育、結實等對溫度和熱量的需求，而引發的災害[9]。近30年遼寧省低溫災害的受災面積整體呈下降趨勢，災害傾向率為0.1896hm2/年，趨勢系數為384.09。1986—1999年受災面積波動比較大，平均受災面積為5萬hm2，而在2001年出現異常高值，受災面積達到43.5萬hm2。2001年后受災面積波動不大，平均受災面積為2萬hm2，較20世紀80、90年代減少60%。從低溫災害的年際變化振幅來看，由于2001年出現了異常低溫，因此2000—2009年的振幅最大，達到了43.5萬hm2，其次為20世紀80、90年代，而2010年以后低溫災害受災面積的變化振幅明顯減小，出現異常低溫的頻率也明顯減少。

2.2 氣象災害年際波動分析旱澇受災比的3年滑動平均的距平變化可以看出，干旱災害變率呈分散態，正值和負值交替出現，說明干旱災害發生的不穩定性大。洪澇災害距平百分率的正值主要集中在20世紀80、90年代，而這個時期干旱多為負距平，說明這個時期遼寧地區相對濕潤。2000—2009年旱災的受災比平均值為37.4%，是同時期洪澇災害的4.4倍，從3年滑動平均的距平結果也能看出，洪澇災害為負距平，干旱災害為正距平，說明這個時期遼寧地區處于比較干旱的時段。2000年后遼寧地區洪澇災害的受災比平均值均低于30年平均值，說明2000年后的幾年洪澇對農作物的影響相對較弱。

從近30年遼寧省風雹災害比的3年滑動平均距平可以看出，2001年前遼寧地區風雹災害比表現為正距平，2001年后為負距平，受災比平均值4.5%，較2001年前降低了近49%，說明20世紀80、90年代遼寧地區受風雹災害影響較大，而現階段風雹災害對遼寧省農作物影響減弱。低溫災害受災比的年際變化趨勢與風雹災害類似，但波動性較大。在氣候變暖的背景下，近年來遼寧省低溫災害發生頻率有所減弱，低溫災害在1991—1994年及2001年前后表現為正距平，2001年遼寧省出現了嚴重的低溫災害，災害比達到了32.4%，除2001年異常值外，自1997年以后遼寧省低溫災害受災比均低于30年平均值。

2.3 農作物產量影響因素的灰色關聯分析 根據灰色關聯分析方法，以遼寧省1987—2016年序列資料為基礎，選取干旱災害受災面積、洪澇災害受災面積、風雹災害受災面積、低溫災害受災面積的1987—2016年數據為樣本，根據灰色建模理論和程序，對原始數據進行均值化處理，然后建立遼寧省農作物生產灰色系統模型，經過計算得到遼寧省農作物單產和4種災害影響因素的動態關聯結果（見表1）。從遼寧省4種農業氣象災害與農作物產量的灰色關聯度分析的結果可以看出，影響遼寧省農作物產量的農業氣象災害依次為干旱>風雹>洪澇>低溫，干旱對農作物產量影響最大。1987—2016年遼寧省年均干旱受災面積為99.4萬hm2，是其他3種災害年均受災面積的2.5倍。其次影響遼寧省農作物產量的災害為風雹災害，遼寧處于我國北方多雹日帶[10]，災害較重，成災占受災比重較大。

3 結論與討論

（1）1987—2016年遼寧省4種農業氣象災害中，干旱是影響遼寧省農業生產最嚴重的災害。從30年來受災面積的整體變化趨勢來看，除風雹災害受災面積呈明顯下降趨勢外，其余3種農業氣象災害（干旱、洪澇、低溫）受災面積變化趨勢均不明顯。從年代際變化來看，干旱和冰雹災害發生的波動性比較大，20世紀80、90年代洪澇災害的受災比相對較大，干旱受災比相對較小，遼寧省處于比較濕潤的時期，這個時期是洪澇和風雹災害的多發期;而進入到21世紀后，遼寧省則處于比較干旱的階段。

（2）遼寧省4種主要農業氣象災害與農作物產量的關聯序列為：干旱>風雹>洪澇>低溫，其中干旱是對農作物產量影響最大的災害。因此，防御干旱、風雹和洪澇是農業氣象防災減災、提高農作物產量的主要任務。

現階段氣候變化導致極端事件頻發，遼寧是東北地區極端高溫事件頻發的地區之一。為做好糧食生產，需因地制宜推廣減災技術，加強現代科學的災害監測預警體系的建設，提高對農業氣象災害的防御和抵抗能力。為應對干旱氣象災害，保證糧食產量，在作物所需熱量條件得到充分滿足的情況下，可對作物品種布局進行調整，對作物種植界限適當北移;改良作物品種，培育耐旱優質品種，提高作物的抗旱能力。

參考文獻

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[3]馬建勇，許吟隆，潘婕.東北地區農業氣象災害的趨勢變化及其對糧食產量的影響[J].中國農業氣象，2012，33（2）：283-288.

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[9]王紹武.現代氣候學概論[M].北京：氣象出版社，2005：66-68.

[10]楊尚英，張梅梅，楊玉玲.近10年來我國農業氣象災害分析[J].江西農業學報，2007，19（7）：106-108.

（責編：徐世紅）