山東省自然災害時空分布規律與防災減災對策

摘要：通過對1949-2008年山東省自然災害的各項統計數據進行分析，發現該省發生頻率較高、造成損失較大的自然災害主要有干旱、洪澇、霜凍、寒潮、冰雹和臺風6種，且這6種自然災害的發生存在明顯的時空分布特征。從空間分布規律來看，旱災區主要集中在魯西—魯西北平原和魯中地區；洪災區主要分布于魯南和魯東南內陸等地；霜凍和寒潮更多地發生在魯北、魯東北內陸地區和膠東半島；雹災區主要分布在魯中南山地丘陵區和魯西南地區；臺風區則主要集中于膠東半島和魯東南沿海地區。從時間分布規律來看，山東省的旱災以春旱為主，有的年份會出現冬—春二連旱，洪災主要出現在夏季和秋季，霜凍災害主要出現在冬季和早春，寒潮災害主要出現在秋冬兩季，雹災則主要出現在晚春和初夏，臺風災害主要出現在秋季。為此針對山東省自然災害分布特征，提出了加強農業基礎設施建設、提高對自然災害的預警預報能力等防災減災策略。

關鍵詞：自然災害；時空分布規律；防災減災；山東省

中圖分類號：X43 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）03-0796-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.03.062

Abstract： Through analyzing the statistical data of natural disasters between 1949 and 2008 in shandong province ，find that there are six kinds of disasters occurred more frequency and can cause a large losses and the six kinds of natural disasters have obvious spatial and temporal distribution characteristics. From the point of spatial distribution， drought disaster areas are mainly concentrated in the west of shandong—northwest of Shandong and central of shandong province； Flooding area is mainly distributed in the southern and southeast inland of the province， etc； Frost and cold wave occurs more in the north， the northeast and the inland of jiaodong peninsula； Hailstorm areas are mainly distributed in south-central hilly area and southwest area；The typhoon area mainly focused on the jiaodong peninsula and the south-east coastal areas. From the point of time distribution， the drought disaster is given priority to spring-drought，and sometimes appear in winter and spring .Flooding mainly in summer and autumn and the frost disasters mainly appears in winter and early spring while cold disasters mainly appear in the autumn and winter. In addition， Hailstorm mainly appeared in the late spring and early summer and typhoon disasters mainly appear in the fall. Then in the view of the characteristics of natural disaster distribution in shandong province， put forward to the Disaster Prevention Countermeasures such as strengthen the construction of agricultural infrastructure、improve the ability of forecasting the early warning system for natural disasters.

Key words： Natural disasters； lows of time-space distribution； Disaster prevention and mitigation；Shandong province

近百年來，全球氣候經歷著一次以變暖為主要特征的顯著變化，其引發的極端天氣、自然災害數量明顯呈上升趨勢，對經濟社會的持續發展和生態環境的長期穩定都產生了嚴重的影響。自然災害的形成主要受自然變異因子和受災體的脆弱性兩個方面的因素影響，雖然個別災害的發生具有明顯的偶然性，但是大量災害的發生又具有其集中性，這就使得自然災害的發生有統計規律可循[1]。深入認識和研究這種統計規律，對區域開展防災減災工作具有重要的指導意義。不同的自然災害在不同的年份或同一年份的不同季節發生的頻次不同，在不同區域表現出來的災害強度和災害空間組合狀況也各不相同，對于自然災害時空分布規律的研究，國內外很多學者已做了大量工作，初步形成了一套比較全面的理論體系，積累了較為豐富的研究資料。本研究在繼承前人研究成果的基礎上，對山東省1949-2013年自然災害的時空分布特征展開分析和研究，以期獲得其發生的規律性，從而更好地服務于災害防治。

1 研究區域概況

山東省位于東部沿海、黃河下游地區，東經114°19′-122°43′、北緯34°22′-38°23′之間，自北向南依次與河北、河南、安徽和江蘇接壤，面積15.78萬km2。山東省地形呈現中部突起四周凹陷平坦的地貌，其中西部、北部是黃河沖擊平原區，東部半島大都是起伏和緩的低矮波狀丘陵區，而中南部以山地丘陵為主。境內平原占總陸地面積的55.0%左右，山地、丘陵分別占15.5%和13.2%，其他地貌分布較少。山東省地處溫帶季風氣候區，具有顯著的季節變化和季風氣候特征，屬半干旱大陸性氣候，年干燥度為1.7～1.9。年平均氣溫為13.1 ℃，1月份最冷，平均氣溫為-4.5 ℃，寒潮頻繁、常發霜凍；7月份最熱，平均氣溫為34.4 ℃。年平均降水量578.4 mm，最多年降水量為1 004.7 mm（信發，1961年），最少年降水量為 187.2 mm（臨清，1992年），降水分布東南部多于西北部[2]。全年降水近70%集中在夏季，秋季雨量多于春季，春季干旱發生頻繁。

山東省是中國飽受陸地和海洋等多種自然災害頻繁襲擊的省份。據統計，在1949-2008年間，山東省共發生干旱、洪澇、霜凍、寒潮、冰雹、臺風、干熱風和農作物病蟲害等幾十種自然災害，其中旱災發生399次，洪澇災害發生217次，霜凍災害發生214次，寒潮災害發生136次，冰雹災害發生125次，臺風災害發生51次，僅這6種自然災害發生的次數就占到災害發生總次數的85.43%（圖1），造成的損失占到災害總損失的94.09%（圖2），這使得它們成為該省最主要的也是造成損失最大的幾種自然災害類型[3]。在這種情況下，對山東省主要自然災害發生的時間分布和空間分布進行研究，進而充分掌握其發生發展的規律性，對于區域自然資源的合理開發及制定防災減災規劃意義重大。

2 數據來源與研究方法

查閱《山東統計年鑒》、《山東減災四十年成就展望》及山東省情資料庫，并收集、查找1949年至今的山東省各地《氣象志》、《縣志》和其他相關統計資料。搜集的數據內容包括山東省1949 — 2008年的主要自然災害發生的時間、地點、頻次和災害損失等，數據搜集是進行災害統計規律研究的前提和基礎。歷史資料的記載往往會出現偏差，導致數據不準確，因此在利用搜集來的資料展開研究前必須反復比較、核對、核準，才能確保數據的準確無誤，這樣得出的結論才更可靠、更有說服力，也更具參考價值。數據要按照1949-2008年的時間段序列逐年排列、整理，應用Excel軟件對期間山東省發生各種自然災害的頻次、季節、地點等信息進行系統化的統計分析，應用Mapinfo 7.8軟件對山東省主要自然災害的空間分布特征進行分析，從而揭示山東省自然災害的時間分布規律和空間分布規律。

3 山東省自然災害的時間分布規律

3.1 災害頻次總體呈明顯波動增長趨勢

由圖3可以看出，1949 — 2008年山東省各主要自然災害發生頻次總體變化趨勢除寒潮災害穩中有降外，其他幾種都表現出較明顯的波動增長趨勢，特別是近幾年，這種增長趨勢愈加明顯。旱災是山東省各種自然災害中發生頻率最高、影響范圍最廣，涉及面積最大的一種自然災害，是制約該省國民經濟發展和農業生產最重要的因素之一。據統計，1949 — 2008年山東省共發生不同程度的旱災399次[4]，平均每年都要發生6.65次且總體呈現緩慢增長趨勢，旱災如此頻繁與山東省特殊的地理位置、地形地貌特征及氣候狀況有關；共發生洪澇災害217次，年均發生3.62次，但是山東省洪澇災害發生頻次近些年來增長勢頭漸強，這與全球氣溫變暖及其引發的生態環境的演化有關；霜凍災害發生214次，平均每年發生3.57次，從霜凍災害發生頻次圖中的總體趨勢線可以看出，波動幅度有進一步擴大的趨勢，說明山東省面臨的霜凍災害發生的隨機性越來越大，發生頻次也越來越多；寒潮災害發生頻次變化趨勢比較穩定，基本處于穩中有降的狀態；冰雹災害共發生125次，年均發生2.08次，冰雹災害的發生頻次自建國以來呈現出逐年上升趨勢，尤其是1989年以后，幾乎每年都要發生2次以上的雹災，發生頻次的上升勢頭最為迅猛。1949 — 2008年共發生51次臺風災害，總的來看其發生的趨勢可以分為兩部分，1949 — 1999年為臺風災害少發期，年均不足1次，2000年以后臺風災害發生頻次明顯增多，大多數年份一年發生2次甚至3次，可以認為該段時間是山東省臺風災害的多發期[5]。

3.2 年際分布規律

根據搜集得到的數據分別統計出1949 — 2008年山東省干旱、洪澇、霜凍、寒潮、冰雹和臺風6種自然災害發生的頻次，之后按照1949 — 1958、1959 — 1968、1969 — 1978、1979 — 1988、1989 — 1998和1999 — 2008年的時間序列進行分段，把參加研究的時間等分為6個局部研究時期，然后畫出不同局部時期內山東省主要自然災害頻次年際分布圖（圖4）。從圖4可以看出，山東省6種主要自然災害發生的總頻次在1949 — 1958年最少，為130次，1959 — 1968年為149次，1969 — 1978年為166次，1979 — 1988年為157次，1989 — 1998年為195次，1999 — 2008年最多，達到203次，可見除1979 — 1988年災害總頻次出現波動下降外，其他年份時間段呈現出較為規則的線性增長趨勢（圖5）。

從不同時間段單個自然災害發生頻次來看，寒潮災害的發生經歷了一個“多發-少發-多發-少發-多發-少發”的以10年為周期的循環演變過程，且由圖4可以看出，1949 — 1958和1969 — 1978年這兩個時間段內各發生寒潮42次和41次，是山東省寒潮災害的多發期，1959 — 1968和1999 — 2008年這20年是寒潮災害的少發期。山東省的霜凍災害多發期在20世紀60年代和90年代，在1959 — 1968和1989 — 1998年2時間段各發生了38和39次，而1949 — 1958和1969 — 1978年各發生了24和26次，是山東省霜凍災害的少發期。山東省冰雹災害在6個時間段各發生了10、22、18、27、27和39次，可見除了在1969 — 1978年間雹災總頻次出現略微下降外，山東省的冰雹災害呈現出一路上升的趨勢，尤其是進入21世紀后上升的速度和幅度都大大提高，這與近些年全球氣候變化有關[6]。從歷史統計數據來看，旱災是山東省遭遇最多、造成損失最大的一種自然災害，山東省幾乎每年都要經歷幾次旱災災害，從圖5可以看出，自建國以來山東省所遭遇的旱災頻次是逐年增長的，且波動幅度也越來越大，1949 — 1958年最少，為25次，1999 — 2008年最多，高達59次，計算可知，僅1989 — 2008這20年里所發生的旱災頻次就與1949 — 1988年40年發生的旱災總頻次相差無幾。而洪澇災害的發生經歷了一個“多發-少發-多發”的動態演變過程，20世紀60～70年代是山東省洪澇災害的多發期，80年代經歷了一個短暫的洪澇災害少發期，然后自1989年起又進入了一個洪澇災害爆發期，且這個洪澇災害多發期一直延續到21世紀前10年。臺風災害是山東省6種主要自然災害中發生頻次最少的一種災害，但因其一旦發生就會導致嚴重的后果和巨大的損失，因此不能將其忽視。由圖4可知，自1949年一直到2008年，山東省所面臨的臺風災害一直處于緩慢增長的態勢，建國前10年山東省共發生大小臺風災害5次，60年代、70年代、80年代和90年代臺風災害頻次都維持在12次左右，1999年以后到2008年的10年間山東省臺風災害發生16次，進入了一個臺風多發期[7]。

3.3 年內季節分布規律

山東省6種主要自然災害的分布在年內表現為明顯的季節性。對照自然災害月分布百分數，采用集中期和集中度算法[8]分析山東省主要自然災害的年內分布情況，結果如表1所示。由表1可以看出，山東省旱災月集中度為73.6%，季集中度為87.9%，年均旱災發生6.65次，其中有5.85次都發生在冬春兩季，可見冬季和春季是山東省旱災常發期，春旱和冬春二季連旱是山東省發生最為頻繁，也是影響最廣、造成損失最大的自然災害。山東省洪澇災害的月集中期是7月，月集中度為53.4%，夏秋兩季洪澇災害發生頻次占全年洪澇災害總次數的62.5%，因此夏季和秋季是山東省洪澇災害的常發期，也是防范洪澇災害的重點時期。寒潮災害的發生主要集中在秋季和冬季，僅這兩個季節內所發生的寒潮頻次就占到山東省年內發生總次數的76.8%，這種季節性差異主要是由寒潮形成的自然條件和氣象因素決定的。霜凍災害是山東省主要自然災害之一，頻發期多集中在冬季和早春，月集中期在1月，月集中度為74.1%，季集中度高達88.4%，呈現出明顯的冬春多、夏季無、秋季少的特點，是山東省6種主要自然災害中發生的月、季集中度最高的自然災害，也是山東省各種自然災害中發生的季節性表現最為明顯、局地性特征最為顯著的一種自然災害。山東省冰雹災害年均發生頻次為2.08次，冰雹災害發生的季集中度為56.3%，其中初夏發生最多，占年發生總頻次的35.5%，其次是晚春，占32.3%，冰雹災害發生最少的季節是冬季，僅占年內發生總頻次的10.9%。山東省臺風災害發生的月集中期為10月，月集中度為55.5%，季集中度為65.9%，說明秋季是山東省臺風的集中爆發期，春季和冬季發生較少。

4 山東省自然災害的空間分布規律

4.1 自然災害的空間分布規律

以山東省17地市為基本研究單元，以1949-2008年山東省6種主要自然災害發生的頻次作為統計分析指標，應用Mapinfo 7.8軟件對山東省自然災害空間分布規律進行分析，從而揭示出山東省自然災害在空間分布上的特征。

由表2和圖6可以看出，山東省6種主要自然災害的空間分布特征十分明顯，表現為各種自然災害發生頻次具有鮮明的區域性，在空間上主要呈現出塊狀或者帶狀的分布格局。從行政區劃上來看，山東省有3個自然災害頻發區和3個自然災害少發區，3個自然災害頻發區分別為德州、濱州和濟南，僅這3個地區60年里所發生的各種自然災害頻次之和就占到60年發生的所有自然災害頻次總量的23.12%，可見災情之重。山東省的3個自然災害少發區為日照、青島和威海，1949-2008年參加統計的自然災害頻次總量各都發生自然災害47次，三地自然災害的頻次之和僅占到山東省60年自然災害總頻次的12.35%，是三個自然災害發生最多地區的一半。由表2和圖6山東省主要自然災害空間分布還可以看出，山東省自然災害總的分布特點為：魯北、魯西北平原多，魯南少；魯西多，魯東少；魯中山區及魯中山區與魯西北平原和魯中山區與膠東半島丘陵地區交界地帶也是自然災害的多發區；總體表現出西多東少、北多南少的基本格局。而單個災害類型呈現以下規律。

1）山東省復雜的自然地理條件，必然導致旱災的區位差異[9]。山東省旱災區主要集中在魯西—魯西北平原和魯中山區地帶，呈塊狀分布，包括山東省的德州、濱州、聊城、濟南、萊蕪5個地區以及泰安的東平縣和肥城市、淄博的利津縣和河口區4縣區。旱災發生頻次魯北、魯西北和魯中地區多于魯西南、魯東南地區，而魯西南、魯東南地區又多于半島地區。其中，魯北的濱州市和魯西北的德州市、聊城市是山東省旱災災害最嚴重的地區，山東省的旱災頻次表現出以魯北—魯西北帶為基點向魯南、魯東南和魯東呈階梯狀擴散遞減趨勢分布，而魯西主要發生在菏澤市一帶。

2）山東省洪澇災害主要分布在魯南和魯東南內陸地區，其次是膠東半島地區，魯西北地區洪澇災害發生頻次最少，總體趨勢呈現出南部多、北部少，東部多、西部少的態勢。其中魯南的濟寧、棗莊和臨沂3市是山東省洪澇災害的頻發區，這3個地方60年間所發生的洪澇災害總頻次占山東省1949 — 2008年全部洪澇頻次的比例高達30.41%。此外，山東省洪澇災害發生頻次以“泰安東平縣-泰安肥城市-淄博河口區-濰坊青州市-濰坊壽光市”一線為界劃分為兩個鮮明的區塊，山東省絕大部分洪澇災害都發生在這條線以南，而該線以北的洪澇災害發生頻次很少。

3）山東省的寒潮災害具有分布范圍廣、影響區域多、連片分布的特點[10]，主要發生區域在山東省的北部、西北部，這與該地區是寒潮災害入侵山東省的通道有關。每年秋冬兩季來自西伯利亞的寒流長驅直入，由魯北、魯西北兩條通道進入山東省，進而向南、東南擴散，在擴散的過程中寒潮也會不斷減弱，從而形成了寒潮災害頻次自北向南、自西北向東南扇狀遞減的分布特征。其中，德州、濟南、濱州是山東省受寒潮災害影響最大的寒潮頻發區，魯中山區的泰安、萊蕪以及半島地區的煙臺、威海等地也有不同程度的寒潮災害分布。

4）山東省的霜凍災害頻次分布表現出明顯的北多南少的特點，且呈兩個塊狀分布：魯北3市（德州、濱州和東營）是山東省的霜凍災害發生頻次最多的地區，可劃分為Ⅰ塊；位于魯中的濟南、萊蕪、淄博和魯東的濰坊是山東省的霜凍災害發生頻次次多的地區，可劃分為Ⅱ塊，相比而言，其他地方的霜凍災害發生頻次相對較少。

5）山東省的冰雹災害大多分布在魯西南和魯南地區，空間分布格局較為規整，體現為全省冰雹災害頻發區主要位于自西南向東北輻射延伸依次平鋪開來的3條帶狀區域內（依次為雹災最強帶、雹災次強帶和雹災弱強帶），其中魯西南地區的菏澤、濟寧和棗莊3市60年間發生冰雹災害最多，為雹災最強帶；泰安、萊蕪、臨沂3市發生冰雹災害次多，為雹災次強帶；淄博、濰坊和日照為雹災弱強帶。

6）山東省的臺風災害明顯集中于半島地區及東北、東南沿海地區，內陸地區較少或幾乎沒有，具體分布形態可劃分為“1塊1帶”，“1塊”指位于半島地區集中連片的威海、煙臺、青島3市，這3個地區1949 — 2008年發生的臺風災害頻次之和為31次，占同期山東省發生臺風災害總數的60.78%，是該省臺風災害的頻發區和歷次臺風災害的重災區。“1帶”指“東營利津縣-濰坊青州市-日照莒縣”和“青島平度市-膠州市-黃島區”兩條劃線之間的帶狀區域，這條帶狀區域是山東省臺風災害的次發區，也是受臺風災害影響較為嚴重的區域。

4.2 自然災害空間分布規律的成因

由于山東省特定的地理位置、地形條件、特有的大氣環流形勢和氣象變化規律，以及海、陸邊界條件的影響，造就了山東省優越的自然環境條件，同時也構成了多種自然災害的誘發條件[11]。

魯西—魯西北平原和魯中山區地帶是山東省旱災發生最為頻繁、受旱災影響最大的地區，這是由于該地第四紀地層廣泛分布且覆蓋層厚度較大，具含沙層，儲水能力不強，再加之該地區常受西風低壓槽影響，導致大尺度環流異常，年降水量在500～600 mm，是山東省降水最少的地區，這些都構成了旱災形成的自然條件，使之成為山東省的旱災頻發區[12]。山東省的洪澇災害主要分布在魯南和魯東南內陸等地，其原因可以從氣候和地形地貌兩方面來加以分析，首先魯南和魯東南內陸地區因受小尺度大氣環流影響較大，導致降水較多；其次該地區地貌以丘陵為主，地形坡度較大，易形成暴雨型洪澇災害。寒潮災害和霜凍災害主要發生區域在山東省的北部、西北部，這是由于該地是山東省距離北寒帶最近，受西伯利亞冷風槽影響最大和持續時間最久的地區，當來自西伯利亞的寒流入侵時，魯北和魯西北地區首當其沖，是寒流進入山東內陸的通道。另一方面，魯西北和魯北地區地形以平原為主，沒有高大的掩體充當阻止寒流入侵的屏障，導致該地直接處于暴露狀態，這也增加了寒潮災害和霜凍災害發生的可能性和頻次。魯中南和魯西南地區均位于魯中山區尼山—徂徠山—蒙山圍城的U型山脈系列向南的開口的延伸地帶，這一喇叭形的山谷地形有利于冰雹的形成，使得該地區成為山東省冰雹災害的多發區[13]。山東省的臺風災害主要集中于膠東半島和魯東南沿海地區，這是由臺風形成的條件決定的，臺風是由熱帶洋面大氣內氣旋擾動發展而來，因而受其影響的地域也必然位于沿海地區或者距離海洋較近的地區，山東省的半島地區和魯東南沿海地區正在這樣的區位內，因而成為臺風災害的頻發區。

此外，人類對天然生態系統的人工化改造也在很大程度上改變了山東省原有自然生態環境的分布格局和地形地貌，特別是近年來人類為了滿足生存需求，對自然生態環境的改造程度越來越大，這極大地壓縮了自然生態維穩空間，同時也把山東省自然環境的極端脆弱性方面暴露了出來，使得山東省自然災害發生頻次有上升趨勢、范圍有擴大化趨勢、損失有進一步增加趨勢。

5 山東省自然災害防災減災策略

5.1 加強基礎設施建設，提高抗御自然災害的能力

通過卓有成效的大型水庫建設、排澇通道及沿海岸防堤壩等工程，完善山東省的防災減災基礎設施；通過大量植樹造林，恢復生態，努力改變局地不利小氣候，甚至將其向有利方向實施誘導；通過加強社會和農業基礎設施建設，轉變應災觀念、提高防災意識、改良土壤結構、調整作物布局，強化以水利、氣象和節水型社會和農業建設為中心的治災工程建設力度，不斷提高抗御自然災害的能力；通過把防災和減災相結合，做好災害應對配套建設。

5.2 加快完善自然災害預警預報系統，深化綜合防治體系建設

要加快完善自然災害預警預報系統，最大限度地攻克突發性自然災害在預報方面的難關。可以考慮將地理信息系統中的遙感遙測技術引入到自然災害的監測中，提高預報精度[14]。可以在山東省防汛抗旱領導辦公室的基礎上，組建山東省特異氣象防治指揮中心，運用氣象站通訊技術對全省重大寒潮、霜凍災害發生的可能性及影響范圍進行精確預測，并對災后減災工作展開對口指導、統一安排，最大限度的降低氣象災害損失。另一方面，還要深化綜合防治體系建設，自然災害是一個復雜的系統工程，只有有的放矢、全面規劃、綜合防治，才能起到相應作用。

5.3 進一步加強災害研究，強化對災害防治工作的理論指導

自然災害的發生都有一定的時間和區域性規律，或者都是在一定的條件下發生的，因此，加強對自然災害形成條件和分布規律性的研究，有助于提高對災害本質的認識水平，有助于強化對災害防治工作的理論支持，有助于幫助人們更好地制定防災減災策略和最大可能的減少災害損失。只有擁有先進的災害學理論及完備的災害防治體系，才能在自然災害發生時從容的的應對，實現快速組織，快速反應，快速救助，快速恢復。

5.4 提升災害保險能力，優化災害防治思路

將災害保險重點納入到山東省自然災害防災減災的機制中，擴大災害投保力度，提高災害保險補償比例，充分發揮保險公司在災害補償和災后恢復中的作用；要通過巨災保險和再保險市場手段進一步分散災害風險，從而進一步提高承保能力，這樣可以分散災區群眾和保險公司的承災風險，起到應有的災害防治功能。此外，還要充分履行政府職責，加強防災減災科普宣傳，動員公眾參與，加強防災減災管理體制建設和運行機制改革，提升災害綜合管理能力，提高社會、經濟和生態效益并重的防災減災綜合效益[15]。

6 小結

本研究通過對1949-2008年山東省自然災害的各項統計數據進行分析，發現該省發生頻率較高、造成損失較大的自然災害主要有干旱、洪澇、霜凍、寒潮、冰雹和臺風6種，這6種自然災害發生的次數占到災害發生總次數的87%，頻繁發生的自然災害嚴重的威脅著當地人民群眾的生命財產安全，制約著山東省經濟的發展和社會的和諧穩定。加強對自然災害時空分布的研究，不斷揭示山東省自然災害的特征和規律，有助于幫助人們更好地制定防災減災策略，從而最大限度地減少災害損失。

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