層次分析法在云南省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害權(quán)重研究中的應(yīng)用

張文卿 晉寧縣氣象局，云南昆明 650600

層次分析法在云南省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害權(quán)重研究中的應(yīng)用

張文卿 晉寧縣氣象局，云南昆明 650600

采用層次分析法對影響云南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要氣象災(zāi)害（干旱、洪澇、冷災(zāi)、風(fēng)雹進行量化分析，得到其對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響權(quán)重：旱災(zāi)＞水災(zāi)＞凍害＞風(fēng)雹災(zāi)。

農(nóng)業(yè)氣象；層次分析法；災(zāi)害；權(quán)重

1 云南省氣候災(zāi)害特點

云南省地處我國西南邊陲，西部和南部毗鄰南亞次大陸與中南半島，緯度：20 °8′32″～29°15′8″，高原山區(qū)省份，山地占84%。云南復(fù)雜的低緯高原地理環(huán)境，多樣的局地氣候背景，特殊的地貌植被狀況以及同時受東亞、南亞兩支季風(fēng)的共同作用，形成了鮮明的區(qū)域氣象災(zāi)害特征。

云南氣象災(zāi)害種類較多，尤其是干旱、洪澇、低溫冷害、風(fēng)雹所造成的危害最為嚴重，是中國氣象災(zāi)害頻繁的省份之一。頻繁的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害加劇了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的脆弱性，給農(nóng)業(yè)生態(tài)安全造成潛在風(fēng)險。由于多種氣象災(zāi)害常常并發(fā)或交替發(fā)生，不同氣象災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響程度也各不相同，因此不僅需要對單一災(zāi)種進行評價，更有必要對多災(zāi)種氣象災(zāi)害的災(zāi)情進行綜合評價。其中的難點是如何較準確地評判各種災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響程度，即確定他們的影響權(quán)重。

2 層次分析法簡介

層次分析法(analytic hierarchy process, AHP)，是將決策總是有關(guān)的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎(chǔ)之上進行定性和定量分析的決策方法。其基本原理為：將要評價系統(tǒng)的有關(guān)替代方案的各個要素分解成若干層次，以同一層次的各個要素按照上一層要素為準則進行兩兩判斷比較并計算各要素的權(quán)重，通過層次單排序和層次總排序，得出綜合權(quán)重。

3 云南省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的綜合評價

3.1 主要步驟

首先建立與災(zāi)害評價相關(guān)的評價體系，通過向有關(guān)專家發(fā)放調(diào)查問卷的形式確定評價體系中各個指標的相互關(guān)系，進而通過層次分析法確定各種單一農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的影響權(quán)重。主要有5個步驟：（1）明確問題，建立一個多層次的遞階結(jié)構(gòu)；（2）構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣；（3）計算單一準則下元素的相對權(quán)重；（4）一致性檢驗；（5）計算各層元素的組合。

3.2 遞階層次結(jié)構(gòu)模型的建立

對某一類氣象災(zāi)害的評價，主要考慮的因素有：（1）范圍，即受災(zāi)面積；（2）強度，即災(zāi)害等級；（3）頻度，即災(zāi)害發(fā)生的次數(shù)；（4）承災(zāi)體脆弱性，即農(nóng)業(yè)生產(chǎn)由于災(zāi)害等不利影響而遭受損害的程度或可能性。為了評價災(zāi)害的影響權(quán)重，我們根據(jù)上述分析，用范圍、強度、頻度和承災(zāi)體脆弱性四個方面作為衡量災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響大小的準則，以云南省主要氣象災(zāi)害（旱、澇、低溫凍害、風(fēng)雹）為方案層，構(gòu)造出圖1所示的遞階層次結(jié)構(gòu)模型。

3.3 權(quán)重分析和一致性檢驗

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在構(gòu)造判斷矩陣時考慮采用專家打分法，這種方法是由相關(guān)領(lǐng)域經(jīng)驗豐富的專家通過經(jīng)驗得到各評價指標之間的相互聯(lián)系，然后相應(yīng)給出判斷矩陣的相關(guān)項賦值，所以這種方法有一定的適用性。本文在向有關(guān)專家問卷咨詢后，根據(jù)專家打分的結(jié)果，相對于總目標“氣象災(zāi)害評價”的各評判準則相對比較，就可以建立M-Z判斷矩陣（表1）。矩陣中的數(shù)值表示在隸屬于M 的指標中，指標i 與指標j 相比，對于指標j 的相對重要性程度一般采用1～9 比率標度法。如第3 行第2列元素Z21＝3，表示相對于“氣象災(zāi)害評價”這個總目標，強度準則Z2 與范圍準則Z1 相比，強度比范圍稍重要；而第2行第4 列元素Z13＝1 則表示相對于總目標，范圍準則Z1 與頻度準則Z3 相比同等重要。構(gòu)造出上述的比較判斷矩陣后，通過求判斷矩陣的最大特征根（λmax）及其對應(yīng)的特征向量，計算針對某一層各元素的相對權(quán)重W，并進行一致性檢驗CR（注：由于層次分析法計算手段成熟普遍，本文不對具體計算公式進行說明）。

同樣，可以依次構(gòu)造準則層（Z）同指標層（F）之間的判斷矩陣，算出相應(yīng)判斷矩陣的最大特征根及其特征向量，并通過一致性檢驗，具體列于表2。

以上構(gòu)造的各層次元素的比較判斷矩陣是單排序計算。在各層次單排序計算的基礎(chǔ)上還需要進行各層次總排序計算。合成權(quán)重的計算要自上而下，將單一準則的權(quán)重進行合成，并逐層進行，最后計算出4 種災(zāi)害對福建農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響權(quán)重（表3）。

4 小結(jié)

綜上所述，云南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響權(quán)重：旱災(zāi)＞水災(zāi)＞凍害＞風(fēng)雹災(zāi)，表明旱澇災(zāi)害是影響云南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要氣象災(zāi)害，低溫凍害的影響又大于風(fēng)雹災(zāi)害，這與云南農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際情況比較吻合。根據(jù)云南省氣象災(zāi)害的特征與權(quán)重，合理部署預(yù)防和抗擊災(zāi)害工作，一定能夠?qū)r(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動提供更好的保障。

[1]中國氣象災(zāi)害大典·云南卷[M].北京：氣象出版社.2006.12

[2]謝明恩，等.云南氣象災(zāi)害特征及成因分析[J].地理科學(xué).2004，24（6）

[3]張星，等.層次分析法在福建省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害綜合評價中的應(yīng)用[J].熱帶氣象學(xué)報.2009，25（4）

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.11.010