黑龍江省農業氣象災害分布特征及其對農業生產的影響

王秋京，呂佳佳，李秀芬，王　萍，馬國忠

(1.黑龍江省氣象科學研究所，哈爾濱 150030；2.黑龍江省氣象臺，哈爾濱 150030)

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黑龍江省農業氣象災害分布特征及其對農業生產的影響

王秋京1，呂佳佳1，李秀芬1，王萍1，馬國忠2

(1.黑龍江省氣象科學研究所，哈爾濱 150030；2.黑龍江省氣象臺，哈爾濱 150030)

摘要：利用黑龍江省1987—2006年的糧食總產及氣象災害普查資料，分析了黑龍江主要農業災害(包括洪澇災害、干旱災害、低溫災害、風雹災害)的變化特征及其對農業生產的影響。結果表明：1987—2006年黑龍江農業受災程度和糧食總產呈波動性變化，災損嚴重年份農業總產基本也呈減產趨勢，災害性天氣直接影響著農業生產。黑龍江近年來旱災和澇災表現為周期性存在，干旱災害的發生面積大，但在危害程度上，是洪澇危害重。從農業災害的空間分布來看，黑龍江西部地區干旱發生頻率較大，冰雹的分布總體是中北部多，東南、西南部少。

關鍵詞：農業氣象；災害分布；農業生產；影響分析；黑龍江省

1研究目的

農業氣象災害是指農業生產過程中所遇到的致使農作物生長發育受阻，產量下降的不利氣候條件的總稱，包括水災、旱災、干熱風、臺風、低溫冷害、冰雹與連陰雨等[1]。黑龍江省所處的地理位置比較特殊，地貌多樣，季風特征非常顯著，氣溫地域差異大，水熱不均，是農業生產較為脆弱的地區，同時也易受全球氣候變化的影響，氣候異常的概率將大大增加，澇災、干旱、冷害等氣象災害頻發，對黑龍江省的農業生產造成較大的危害[2-3]。根據省民政廳發布的自然災害損失統計資料，每年由于自然災害所造成的損失占全省全年 GDP的2%～4%，全省因水、旱災造成的糧食減產約占同期糧食總產量的12%，其他自然災害造成的糧食減產約占5%[4]。農業氣象災害對農業生產的負面影響主要表現在使農作物產量和品質下降、農業設施遭到破壞、生產者遭受巨大的經濟損失。近十年黑龍江省先后遭遇了2000—2004年連年春旱、2002年和2006年低溫冷害、2010年初暴雪及2013年洪水等氣象災害。據統計，單是2002年的低溫冷害全省糧食總產減產近10%，其中水稻減產幅度較大，為20%[5]。這說明農業氣象災害對農作物品質及產量造成了不利影響。農業氣象災害可以通過氣象預報及農業和農村經濟結構調整，最大限度減輕或減免災害損失。隨著科學技術的不斷進步，氣象災害的預報預警已成為有效的抗災手段之一，挽回了巨大的經濟損失，并取得了良好的經濟效益。為了更加科學、準確地對黑龍江省為農服務人員及農業生產者提供優質高效的氣象服務，首先要清楚黑龍江省農業氣象災害的特征和分布，這對農作物生產關鍵環節能夠提出有針對性的氣象服務、合理配置氣象部門服務資源、提高農業氣象服務的敏感性和針對性、提高農業防災減災能力意義重大。

2研究方法

數據主要來源于黑龍江省1987—2006年氣象災害普查資料(包括洪澇災害、干旱災害、低溫災害、風雹災害及病蟲害等主要農業災害的受災面積及成災面積)、黑龍江省歷年(1981—2010年)的逐日氣象資料、黑龍江省1971—2008年80個氣象觀測站冰雹資料和《黑龍江統計年鑒》。用OriginPro和GIS統計分析及作圖。

3結果分析

3.1黑龍江省農業氣象災害對糧食生產的影響

黑龍江省是我國的農業大省，是我國的糧食主產區和商品糧基地，在我國的糧食生產中占有重要的地位[6]。隨著黑龍江省糧食種植面積的擴大和商品總量的增加，農業氣象災害造成的損失風險增加，不僅給生產者造成經濟損失，甚至還可能影響全國糧食市場穩定供應。

圖1為1987—2006近30 a年來黑龍江省農業氣象災害與糧食產量時間序列趨勢圖(注：圖中缺少1989和1990兩年糧食產量數據)，受災與成災的面積呈現出一定周期性波動。1991、1997和1998年黑龍江總受災面積較大。隨著農業科技水平的提高，推動糧食產量的增加，然而農業氣象災害受災面積(尤其是成災面積)相對較大的年份，糧食產量也受到影響。1987年糧食總產為1.77×107t，2006 年為 3.78×107t，為 1987年的 2.1倍。2000 年和2003 年旱災較嚴重，對糧食總產影響較大，呈明顯下降趨勢，2003 年為近十年最低，為 2.51×107t，本年總受災程度也較高，各類農業氣象災害成災總面積為2.59×106hm2。2004 到 2006 年的糧食總產量呈增加趨勢，對應的成災面積相對減少，說明受到的農業氣象災害的影響較少，因此黑龍江的農業氣象災害直接影響著糧食總產量。成災面積越大，糧食減產越多，說明災害的危害越重。

圖1　黑龍江省農業氣象災害與糧食總產變化趨勢圖

3.2黑龍江省農業氣象災害時序變化

為了進一步掌握黑龍江省各氣象災害的發生特征，著重分析干旱、洪澇、風雹和低溫災害這四類氣象災害在當年總災害中所占的比重。根據統計資料的收集，我們對1987—2006 年的黑龍江省四類農業氣象災害的受災面積統計資料進行分析，如圖2所示，數據表明氣象災害中以洪澇災害和干旱災害所占比重最大，是影響農業生產的主要因素，二者所占比重分別為31%和45%。洪澇災害和干旱災害表現為相反的變化過程，表現為此消彼長的趨勢，這也是近30 a來黑龍江旱澇發展的新特征。此結果與林毅[3]、周長生等[7]的研究結果相一致。

圖2　黑龍江省災害所占比重趨勢圖

3.3黑龍江省農業氣象災害對農業經濟的影響

我們對 1987—2006 年的黑龍江省各類氣象災害的農業經濟損失資料進行分析，表1為作物播種-成熟期災害損失百分率，結果說明，洪澇、干旱和低溫冷害(包括霜凍)均是造成黑龍江省農業經濟損失的重要氣象災害。三種災害對全省農業經濟的影響約占各種自然災害對農業經濟影響總和的89.4%。雖然農業氣象災害在發生面積上是旱災面積大，但在危害程度上，是洪澇危害重。

表1　作物播種-成熟期災害損失率

3.4黑龍江省農業氣象災害空間分布特征

3.4.1干旱空間分布特征

黑龍江省干旱形成的因素很多，主要是天氣氣候條件。因受季風氣候影響，黑龍江省降水具有明顯的冬、春季少，夏、秋季多的特點[2]。另外，干旱還受地理位置、地形、土壤、水文、地質、作物種類以及人為影響(主要是破壞生態環境)等因素[8]。旱災在全省各地都有發生，但在空間分布上有明顯的地域特點。西部地區春旱最為嚴重，其干旱面積約是東部地區的兩倍，素有“十年九春旱”之說[9]。旱災出現頻繁且往往持續時間較長，近50年來，西部發生春旱的概率在50%～80%，近10 a來西部旱區的干旱頻率明顯增加，春旱、夏旱或春夏連旱幾乎年年發生[10]。

采用春季濕潤系數C做為鑒定春季干旱程度的指標，利用黑龍江省歷年(1981—2010年)的氣象資料分析計算得出春季濕潤系數圖(圖3)。我們把C=0.65作為春旱的界限指標，C≤0.5干旱嚴重；0.5

根據C的分布將全省分成4種不同類型的春旱區。嚴重春旱區主要分布在松嫩平原西部，包括齊齊哈爾西部、大慶地區及青岡、蘭西、安達、肇東、肇州、雙城、集賢等地，本區春旱嚴重，且有“十年九旱”之說，特別是春播期危害較大。訥河、富裕、克山、依安、拜泉、明水、望奎、綏化市、哈爾濱市、巴彥、賓縣、阿城、五常等地為重春旱區。輕春旱區包括黑河地區、三江平原大部、牡丹江大部、哈爾濱地區東部、伊春地區南部及慶安、綏棱、海倫、克東等地。輕春旱易澇區包括大興安嶺大部、伊春北部及綏芬河等地。

圖3　黑龍江省春季濕潤系數分布圖

3.4.2冰雹空間分布特征

冰雹是黑龍江省常見的一種自然災害性天氣，大部分縣市均遭受到不同程度的雹災。冰雹不但常常毀壞莊稼、砸傷人畜，對房屋建筑、交通運輸、工業等方面也都帶來不同程度的影響[12]。

采用黑龍江省1971—2008年80個氣象觀測站冰雹資料，計算得出黑龍江省冰雹地域分布圖。雹日的定義：氣象觀測站出現冰雹計為一個冰雹日。根據《地面氣象觀測規范》，氣象日界區分為20:00時。假定某一天冰雹過程出現2次或以上時，按1個冰雹日計算。某一次冰雹過程跨越20:00時，按2個冰雹日計算[13]。由圖4可知，黑龍江省冰雹的分布總體是中北部多，東南、西南部少。降雹次數形成明顯的從平原-丘陵-山脈迎風坡逐漸增多的空間分布[14]。小興安嶺南端為黑龍江省降雹的中心，多雹區主要集中在山區和狹管地帶，松花江中游的呼蘭河和通肯河流域冰雹日數也較多，少雹區多在平原附近。大興安嶺東部，黑河、伊春大部，綏化北、東部，哈爾濱西、南部，三江平原個別縣(市)及綏芬河等26個臺站歷年平均雹日在 1.5d 以上，為黑龍江省的冰雹次易發區；塔河、新林、孫吳、海倫、綏棱、慶安、五常等 7個臺站的年雹日為 2.0～2.5d，為黑龍江省的冰雹易發區，年雹日高值中心位于大興安嶺的塔河、新林；位于大興安嶺地區西部、松嫩平原、三江平原的大部分縣(市)年雹日相對較少，為冰雹不易發區，其中齊齊哈爾、富裕、泰來、杜蒙、大慶、肇州、通河、樺川、七臺河市、訥河、東寧、北極村、漠河等 13個測站的年降雹日≤1 d。

圖4　1971—2008年黑龍江省

3.5黑龍江省近8年的產值變化情況

圖5為近8年(2005—2012年)黑龍江省地區生產總值、農業總產值(農林牧漁業)、農業增加值(農林牧漁業)變化情況。由圖可見，無論是GDP，還是總產值和增加值都呈上升趨勢，2011年增加尤其顯著。其中GDP年平均遞增了1168億元，農業總值年平均遞增了380億元，農業增加值平均每年增加204億元。隨著全球氣候變暖，極端天氣氣候事件頻繁，導致暴雨、洪澇、干旱、臺風、冷害、沙塵暴等氣象災害頻繁發生，對農業、林業等高敏感行業的影響度越來越大，造成的損失越來越重，但是對于黑龍江省農業各種產值的影響較小[15-16]。忽略其他因素的影響，原因主要有3點；①隨著中央資金的大力支撐，全省農業防災減災工程建設能力的不斷增加，使得農業抵御氣象災害的能力加強；②科技的進步及農戶獲得農業信息途徑的增多，趨利避害，提高了農戶應對災害發生的能力；③黑龍江省氣象局向相關農業管理部門及農戶提供了多份及時、準確的氣象情報和具有針對性的專題、專項氣象服務，減少了由氣象災害給農業帶來的經濟損失。

圖5　2005—2012年黑龍江省農業產值趨勢圖

4結論和討論

1)1987—2006年黑龍江農業災害呈波動性變化，1991、1997、1998、2000年和2003年受災較嚴重。尤其2000年和2003年旱災較嚴重，對糧食總產影響較大，呈明顯下降趨勢。

2)黑龍江近年來旱災和澇災表現為周期存在，干旱災害的發生面積大，但在危害程度上，是洪澇危害重。洪澇、干旱和低溫冷害(包括霜凍)對全省農業經濟的影響約占各種自然災害對農業經濟影響總和的89.4%。三種災害均是造成黑龍江省農業經濟損失的重要氣象災害。

3)從空間分布特征來看，黑龍江西部地區干旱發生頻率較大，冰雹的分布總體是中北部多，東南、西南部少。

除了氣象要素本身的異常變化外，農業氣象災害的發生、程度、影響大小還與作物種類、所處發育階段和生長狀況、土壤水分、管理措施等多種因素密切相關[17]。農業氣象災害應綜合考慮天氣氣候和作物特性兩個方面，作物處于不同的生育期，災害性天氣對其影響程度差異較大。干旱如果發生在春季播種期，土壤水分虧缺會影響作物種子的正常發芽和出苗，嚴重時很可能出現大面積的作物枯死，造成絕收。秋旱對農作物一般影響不大，因綠色已經覆蓋地面，蒸發量較小，對產量影響較小。作物在營養生長階段如果遇到災害性天氣或不利天氣條件的影響，當后期條件轉好后，作物有恢復或彌補這些影響的特性，對最終產量的影響較小；在作物生殖生長階段，特別是在生殖生長初期，如果遇到災害性或不利天氣條件的影響，即使后期條件轉好，作物長勢也很難恢復或彌補，最終會對產量造成較大的影響，甚至絕收[18]。災害天氣發生在關鍵農時季節，對作物長勢及后期的產量影響是十分重要的。今后氣象在農業方面的服務應重點考慮作物發育階段特性，參照農業氣象災害發生特點、農業生物特性，采取的相應防御措施，將在一定程度上減輕災害損失，保證農業持續穩定發展。

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Distribution Characteristics of Heilongjiang Provincial Agricultural Meteorological Disasters and Effect on Agricultural Production

WANG Qiu-jing1；LV Jia-jia1;LI Xiu-fen1;WANG Ping1and MA Guo-zhong2

(1.Heilongjiang Provincial Meteorological Science Research Institute，Harbin 150030，China;2.Heilongjiang Provincial Observatory，Harbin 150030，China)

Abstract：The survey data about total grain yield and meteorological disasters of Heilongjiang Province from 1987 to 2006 were used to analyze the change characteristics of main agricultural disasters in Heilongjiang Province (including flood disaster，drought disaster，low-temperature disaster and hail disaster) and effect on the agricultural production.The results show that the degree of disasters and total grain yield of Heilongjiang Province from 1987 to 2006 were fluctuating，the agricultural production in the worst year of disaster losses also showed a trend of decrease in production and the disastrous weather had a direct impact on agricultural production.In recent years，the drought and waterlogging existed in periodicity in Heilongjiang Province，the area of drought disasters was large，but to the degree of damage，severe in the flood and waterlogging.In view of the spatial distribution of the agricultural disasters，the occurrence frequency of the drought disasters is high in the western Heilongjiang Province，and the general distribution of hail is more in the middle and northern parts and less in the southeast and southwest.

Key words：agricultural meteorology;distribution of disasters;agricultural production;effect analysis;Heilongjiang Province

文章編號：1007-7596(2016)04-0057-05

[收稿日期]2016-03-07

中圖分類號：S162.3

文獻標識碼：A

[作者簡介]王秋京(1979-)，女，黑龍江哈爾濱人，碩士，高級工程師，從事應用氣象方面；呂佳佳(1984-)，女，黑龍江哈爾濱人，碩士，工程師，從事應用氣象方面。

[資助項目]黑龍江省氣象軟件科學研究項目(HQ—R201504)和中國氣象局氣候變化專項項目(CCSF201410)共同資助。