主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險評估技術(shù)及其應(yīng)用研究

【摘 要】由于我國地域?qū)拸V，涉及了北半球中緯度重災(zāi)帶以及太平洋重災(zāi)帶，以致我國成為了全世界災(zāi)情最為多發(fā)的國家。通常在常發(fā)生的自然災(zāi)害中百分之七十多為農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，最主要的農(nóng)業(yè)災(zāi)害有洪澇、干旱、寒害以及冷害等。頻發(fā)的農(nóng)業(yè)災(zāi)害對身為農(nóng)業(yè)大國的我國而言具有極大的不利影響，阻礙國民經(jīng)濟的發(fā)展。本文將依據(jù)現(xiàn)今的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實情，對主要農(nóng)業(yè)災(zāi)害風(fēng)險評估適用的方法及技術(shù)進行研究。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)業(yè)；氣象災(zāi)害；風(fēng)險評估

1 研究進展

風(fēng)險分析現(xiàn)今已廣泛運用于生物、環(huán)境、技術(shù)應(yīng)用以及醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域，且發(fā)展極為迅猛。災(zāi)害大多承受著自然、社會、技術(shù)以及社會等因素的影響。因此，自然災(zāi)害風(fēng)險分析是一種多學(xué)科交叉的科學(xué)，發(fā)展時間較短，以至于幾乎沒有成熟的成果。國內(nèi)外學(xué)者對于風(fēng)險分析的研究也多針對經(jīng)濟領(lǐng)域，起步較晚的自然災(zāi)害風(fēng)險研究，起先是側(cè)重于對工程項目的研究應(yīng)用。通過研究建立了自然災(zāi)害系統(tǒng)理論體系，有了損失指標(biāo)以及定量計算的方法，建立了自然災(zāi)害評估框架體系，自然災(zāi)害經(jīng)濟損失函數(shù)，洪水災(zāi)害模型、洪泛區(qū)價值模型、洪泛區(qū)抗災(zāi)模型及損失計算方法，同時還在臺風(fēng)災(zāi)害的風(fēng)險評估，區(qū)域水災(zāi)的風(fēng)險評估等方面取得了一些進展。

近年來有學(xué)者通過研究，在農(nóng)業(yè)生態(tài)地區(qū)法的基礎(chǔ)上，建立了華南果樹生長風(fēng)險分析模型，這也是國內(nèi)較早在農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害中運用風(fēng)險分析的方法，即便如此，我國在農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險評估方面的技術(shù)、理論等仍舊薄弱，對某一農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害進行相應(yīng)的風(fēng)險評估的技術(shù)則是一個嶄新的研究課題。我國現(xiàn)今對于農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的研究大都將災(zāi)害發(fā)生的實際頻率作為研究基礎(chǔ)，但是隨著資料序列的增長，災(zāi)害的出現(xiàn)頻率以及致災(zāi)強度隨著時間的推移，也會產(chǎn)生巨大的變化，因此無法反映出真實的風(fēng)險狀況。尤其現(xiàn)在側(cè)重研究農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險評估的研究報告稀缺。

2 研究方法

2.1 研究區(qū)域、災(zāi)種，資料收集、處理

本文將針對東北地區(qū)玉米冷害、北方地區(qū)冬小麥干旱、江淮地區(qū)冬小麥澇漬以及華南地區(qū)荔枝寒害等地區(qū)災(zāi)種進行敘述。

本文逐日資料來自東北地區(qū)玉米產(chǎn)區(qū)、北方地區(qū)冬小麥產(chǎn)區(qū)、江淮地區(qū)冬小麥產(chǎn)區(qū)以及華南地區(qū)荔枝產(chǎn)區(qū)近400個氣象點，時段大都為40年。逐日資料缺少的個別日期在處理時通過多年平均值進行替代。相應(yīng)的年實際產(chǎn)量以及災(zāi)情資料來自不同地區(qū)對應(yīng)的統(tǒng)計部門。

2.2 研究思路與方法

2.2.1 研究思路

通過對農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害發(fā)生的可能性進行估計，即農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險分析，也就是對農(nóng)業(yè)產(chǎn)量損失、產(chǎn)品質(zhì)量下降，最終經(jīng)濟收益損失等事件由于氣象災(zāi)害而導(dǎo)致發(fā)生的可能性大小的分析。現(xiàn)今利用概率論作為自然災(zāi)害風(fēng)險評估的數(shù)學(xué)分析依據(jù)。

農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害系由孕災(zāi)環(huán)境、致災(zāi)因子、承災(zāi)體、災(zāi)情四要素構(gòu)成，同時利用氣象、產(chǎn)量、災(zāi)情歷史資料，分別對東北地區(qū)玉米冷害、北方地區(qū)冬小麥干旱、江淮地區(qū)冬小麥澇漬以及華南地區(qū)荔枝寒害進行分析，研究在不同孕災(zāi)環(huán)境、災(zāi)害種類、發(fā)生強度下，造成的減產(chǎn)率、承災(zāi)體的抗災(zāi)性能。

將北方地區(qū)冬小麥干旱、江淮地區(qū)冬小麥澇漬以及華南地區(qū)荔枝寒害進行的風(fēng)險評估為例，分析其主要致災(zāi)因子有：冬春少雨雪且底墑差、冬季強寒潮南下最低溫度降到熱帶果樹致害溫度以下。其主要災(zāi)情為：產(chǎn)量減少、質(zhì)量下降。依據(jù)致災(zāi)因子的強度、頻率對冬小麥、荔枝災(zāi)損率以及抗災(zāi)性能進行分析，建立不同的災(zāi)損價值模型和抗災(zāi)性能模型。與此同時，還應(yīng)構(gòu)建北方地區(qū)冬小麥干旱和華南地區(qū)荔枝寒害致災(zāi)因子的致災(zāi)等級標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 研究方法

（1）減產(chǎn)率序列的構(gòu)建。確定一年生農(nóng)作物冬小麥歷年減產(chǎn)率，通常采用逐年實際產(chǎn)量偏離其趨勢產(chǎn)量的相對氣象產(chǎn)量的負(fù)值。趨勢產(chǎn)量通過正交多項式逼近法、直線滑動平均法等方法確定。

（2）不同致災(zāi)指標(biāo)、致災(zāi)因子序列的建立。利用長年代災(zāi)情資料、產(chǎn)量、氣象，對不同年代北方地區(qū)的冬小麥減產(chǎn)率與對應(yīng)發(fā)生澇漬，華南地區(qū)荔枝減產(chǎn)率與對應(yīng)發(fā)生寒害，江淮地區(qū)的冬小麥減產(chǎn)率與對應(yīng)發(fā)生澇漬等各種致災(zāi)因子進行相關(guān)分析，篩選出主要致災(zāi)因子；根據(jù)減產(chǎn)率與致災(zāi)因子量值之間的關(guān)系，建立不同致災(zāi)指標(biāo)、致災(zāi)因子序列。由此得到研究區(qū)域的不同致災(zāi)因子、致災(zāi)指標(biāo)的長年代序列。

（3）農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險估算模型的構(gòu)建對研究區(qū)域分縣的不同承災(zāi)體的減產(chǎn)率序列，不同致災(zāi)等級下的致災(zāi)指標(biāo)序列分別進行指數(shù)分布、正態(tài)分布、瑞利分布、伽瑪分布、威布爾分布等概率分析方法。

3 結(jié)果分析

3.1 主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害致災(zāi)因子及致災(zāi)指標(biāo)

東北地區(qū)玉米冷害致災(zāi)因子為5～9月平均氣溫之和。致災(zāi)指標(biāo)為一般冷害和嚴(yán)重冷害。北方地區(qū)冬小麥干旱致災(zāi)因子為冬小麥全生育期自然水分虧缺、降水量虧缺、拔苗期降水量。致災(zāi)等級及對應(yīng)的致災(zāi)指標(biāo)：輕旱<20 、中旱20～30、重旱30～40、嚴(yán)重干旱40～70、極端干旱>70。江淮地區(qū)冬小麥澇漬致災(zāi)因子為2、3、4、5月降水持續(xù)時間及降水量。致災(zāi)等級輕度澇漬、中度澇漬、重度澇漬。根據(jù)不同時期降水量不同進行致災(zāi)指標(biāo)劃分。

3.2 主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險評估

本文僅針對冬小麥進行評估，其他方法類似。冬小麥干旱風(fēng)險評估方法，表現(xiàn)出了在實際生產(chǎn)情況下，自然社會等因素對冬小麥產(chǎn)量的綜合影響。造成北方冬小麥產(chǎn)量低的最主要因素是干旱。北方地區(qū)氣候干燥，降水量少，因此干旱成為北方地區(qū)冬小麥低產(chǎn)的主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。分析冬小麥的歷年減產(chǎn)率，得出年際間干旱變化對冬小麥產(chǎn)量具有很大的影響。通過數(shù)學(xué)概率分析的方法，利用構(gòu)建的正態(tài)分布模型，可以估算北方地區(qū)分縣的不同冬小麥減產(chǎn)率范圍出現(xiàn)的風(fēng)險概率。

4 結(jié)論

依據(jù)災(zāi)害風(fēng)險分析理論，本文介紹了幾種我國主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險評估方法，通過對相關(guān)資料的分析，篩選出適用于東北地區(qū)玉米冷害、北方地區(qū)冬小麥干旱、江淮地區(qū)冬小麥澇漬以及華南地區(qū)荔枝寒害風(fēng)險評估的主要致災(zāi)等級、致災(zāi)因子、致災(zāi)指標(biāo)以及相應(yīng)的減產(chǎn)率，初步構(gòu)建了主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的風(fēng)險量化標(biāo)準(zhǔn)體系。

參考文獻

[1]李世奎，霍治國，王素艷，劉榮花，盛紹學(xué)，劉錦鑾，馬樹慶，薛昌穎.農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險評估體系及模型研究[J].自然災(zāi)害學(xué)報，2004（01）.

[2]吳俊銘，谷小平，徐永靈.貴州省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃研究[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，1999（02）.

[3]孔斌，徐連封.大連地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險評估及區(qū)劃[J].遼寧氣象，2004（03）.