38年來濰坊主要氣象災害對農業的影響及其時空分布特征

王曉立++王恬茹++徐風霞+魯丹++徐太安++張芹

摘要：基于1978-2015年濰坊市主要氣象災害的受災面積、農作物播種面積及糧食產量等統計數據，利用氣候傾向率、EOF正交經驗函數等統計方法，分析了濰坊市氣象災害對農業的影響及其時空分布特征。結果表明：干旱、冰雹、暴雨洪澇、大風災害為濰坊市主要農業氣象災害，占全部氣象災害的73.5%，各類災害比重的年際變化較大。受災面積與糧食產量呈明顯負相關關系。從變化趨勢看，干旱、冰雹、大風的受災面積呈下降趨勢，暴雨洪澇變化趨勢不明顯。從空間分布看，濰坊西部與南部為農業氣象災害的重災區。四種氣象災害的空間分布不統一，干旱多發生在西部，其次是東北部；冰雹多發生在西部與南部；洪澇災害多發生在南部；風災多發生在北部。

關鍵詞：氣象災害；農業；影響；時空分布；特征

中圖分類號：S42文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2017）02-0136-06

濰坊市地處山東半島中部，地勢南高北低，西部與南部為山地丘陵，東部為平原，北臨渤海灣。四季均有不同氣象災害發生，春季干燥大風，春夏之交冰雹多發，夏季降水集中，洪澇災害較多，秋季易出現干旱、霜凍、連陰雨，冬季易出現風雪災害。農業氣象災害一般是指農業生產過程中所發生的導致農業顯著減產的不利天氣或氣候條件的總稱，它是影響作物穩產、高產最主要的自然因素，與農業經濟效益緊密相連[1，2]。目前，已有許多學者對不同地區的氣象災害進行了深入研究，房世波[3]、盧麗萍[4]等分析了我國農業氣象災害變化趨勢和分布特征及對農業生產的影響；王靜[5]、孫霞[6]、邵末蘭[7]、解明恩[8]、朱保美[9]等分別對山東、河北、湖北、云南、山東德州等地區的氣象災害時空分布特征進行了研究。本文利用1978-2015年資料分析濰坊市主要氣象災害對農業生產的影響及其時空分布特征，對更精確地指導當地農業生產及提高防災減災的能力提供參考依據。

1資料與方法

1.1資料來源

本文所用1978-2015年的農作物受災面積數據來源于濰坊市九個縣市區氣象局、民政局和《中國氣象災害大典（山東卷）》[10]，播種面積及糧食產量數據來源于《濰坊統計年鑒》。

1.2計算方法

1.2.1線性傾向估計用線性傾向估計對農業氣象災害變化程度進行描述，分析濰坊市主要氣象災害的年際變化特征。

1.2.2受災率因每個地區每年糧食播種面積與遭受自然災害的受災面積不等，造成災害的危害程度不同，本文采用受災率統一反映各年的受災狀況。

受災率定義為某一種氣象災害當年農作物受災面積與當年總播種面積的比值[11]。

1.2.3經驗正交函數（EOF）分解[12]利用經驗正交函數（EOF）分解將原變量場分解為正交函數的線性組合，用個數較少的幾個空間分布模態來描述原變量場。以受災率作為定量表征指標，應用經驗正交函數（EOF）分析濰坊市氣象災害的空間分布特征。

1.3氣象災害類型

1978-2015年濰坊市出現的氣象災害包括冰雹、暴雨洪澇、大風、干旱、雷擊、風暴潮、臺風、霜凍、低溫凍害、大霧、雪災、龍卷風、蝗災、雨凇、連陰雨、颮線、赤潮等17種，累計出現230次。其中，冰雹（占全部氣象災害的35.2%）、暴雨洪澇（18.7%）、大風（11.7%）、干旱（7.8%）發生頻次較高，占全部氣象災害的73.5%，定義為濰坊市出現的主要氣象災害，故本文對主要氣象災害進行分析。

2氣象災害對農業生產的影響及其年際變化特征2.1氣象災害比重的年際變化特征

為更好地分析每年各類氣象災害的發生特征，將洪澇災害、干旱、風災和冰雹四種氣象災害在當年總災害中所占比重進行統計，分析氣象災害引發的災害程度。結果（圖2）表明，暴雨洪澇、干旱、大風和冰雹災害的比重分別為14.9%、45.2%、10.6%、29.3%，其中干旱和冰雹是濰坊發生受災面積最重的兩種農業氣象災害。干旱災害比重超過90%的年份主要發生在1979、1981、1983、2000-2002、2006-2009、2014年，2000年以來的連年大旱造成的損失嚴重；冰雹災害比重超過90%的年份主要發生在1982、1986、2004-2005年，每年都有不同程度的冰雹災害發生，每次發生時造成的受災面積相對較小，但發生次數較多，農作物受災損失嚴重；洪澇災害比重較大的年份主要出現在1998和2013年；風災比重相對較少，一般伴隨著暴雨、冰雹等天氣出現，1988、1990-1995年所占比重在23%～49%。

圖21978-2015年濰坊市主要氣象災害所占比重

2.2氣象災害對糧食產量的影響

濰坊是農業大市，農作物種植面積廣，糧食產量高，西部與南部屬于山區丘陵地帶，基礎設施薄弱，自然抗災能力差，受災強度大，對糧食產量影響較大。從濰坊市農業氣象災害與糧食播種面積、糧食產量之間的關系（圖3）可知，農作物播種面積變化較小，略呈增加趨勢；隨著農業科技水平的提高，糧食產量呈顯著增加趨勢，氣候傾向率達到5.4×105 t/10a（通過了α=0.001的顯著性檢驗），而受災面積呈顯著下降趨勢，氣候傾向率為7.3×104 hm2/10a（通過了α=0.05的顯著性檢驗），糧食產量與受災面積呈現明顯負相關關系。1978-1979、1981、1984、1987-1989、1992、1997-2002、2014年，主要災害的總受災面積較大，糧食產量明顯減少；1993-1996、2006-2013年，氣象災害減少，糧食產量提高。因此，氣象災害對農業生產產生直接影響，成為糧食產量增減的重要原因之一。

圖31978-2015年農業氣象災害與糧食播種面積、糧食產量的關系

2.3各類農業氣象災害年際變化特征

濰坊市每年都有不同程度的農業氣象災害發生，受災面積呈減少趨勢，年平均成災面積為28.7×104 hm2。按受災比重大小分析干旱、冰雹、暴雨洪澇、大風災害的年際變化特征。

2.3.1干旱災害年際變化趨勢干旱災害雖然發生的頻次少，但是影響范圍大、持續時間長，受災程度重。由圖4可知，38年來，干旱受災面積呈波動性下降，階段變化明顯，氣候傾向率為-4.04×104 hm2/10a，平均受災面積為19.6×104 hm2。20世紀70年代末與80年代初、1989年、2000年代初與末發生的干旱受災面積最大，最大值出現在1979年，達93.3×104 hm2，1999-2002年連續干旱受災面積達147.9×104 hm2，

變化趨勢

2006-2011年連續干旱受災面積達162.2×104 hm2；干旱受災面積在平均值以下的年份有1980、1982-1983、1985-1996（除1989）、1998、2003-2005、2009、2011-2013、2015年，其中有17年未發生過干旱災害，受災面積統計結果為0。

2.3.2冰雹災害年際變化趨勢冰雹是一種局地性較強的農業氣象災害，濰坊市冰雹常出現在每年的5-6月份，正值農作物成熟收獲季節，而且冰雹發生頻次高，遭受冰雹的地區易產生嚴重的損失。從圖5冰雹受災面積的變化趨勢可知，冰雹受災面積呈顯著減少趨勢，氣候傾向率為-2.1×104 hm2/10a，年平均成災面積為4.1×104 hm2。38年中，除1992、2011、2013年未發生冰雹災害外，其余年份均發生不同程度的冰雹災害，受災面積最大的年份發生在1987年，達30.8×104 hm2。統計資料顯示，1987年5月23日凌晨發生冰雹天氣，冰雹大者如雞蛋，持續10～15 min，同年7月7日，降雹持續20 min，地面冰雹厚度5 cm，最厚的地方達7 cm以上，因冰雹局地性強，冰雹多發區易產生較嚴重的災害。

2.3.3洪澇災害年際變化趨勢洪澇災害主要是短時間內降水量大而造成的一種災害，濰坊地區遭受暴雨、大暴雨時易發生洪澇災害，以夏季雨澇為主。從圖6可知，洪澇受災面積變化趨勢不明顯，呈波動性變化，年平均成災面積為3.4×104 hm2。1987年與1997年受災面積的變化幅度呈主高峰，分別為30.8×104 hm2與45.1×104 hm2；1990、1998-1999、2012年，洪澇受災面積的變化幅度呈次高峰；1978-1986連續9年、2000-2011連續12年受災面積低于洪澇年平均受災面積，除1981、1984、1986、1989、1991-1993、2002、2006、2014年未發生洪澇災害外，1996年受災面積最小，為30 hm2。洪澇災害雖然發生的次數少，但危害很大，1997年8月19-20日，濰坊各縣市區均遭受了特大暴雨襲擊，直接經濟損失達16.55億元。

2.3.4大風災害年際變化趨勢濰坊市春季的干燥大風易引發風災，出現6級（平均風速10.8 m/s）以上大風時，對農作物生長的影響非常大。由圖7可知，大風受災面積呈顯著減少趨勢，氣候傾向率為0.9×104 hm2/10a（通過了α=0.05的顯著性檢驗），年平均成災面積為1.6×104 hm2。在20世紀70年代末80年代初和80年代末90年代初，風災面積較大，最大年份出現在1988年，受災面積達15.4×104 hm2，其次出現在1990年，受災面積達11.0×104 hm2，1994-2015年連續22年大風受災面積小于年平均值。統計資料顯示，1988年6月1日，濰坊全市遭受大風襲擊，平均風力7～9級，局部10級以上；1990年7月15-16日，濰坊全市遭受暴風雨襲擊，風力達8～10級，局部11級以上，這種范圍大、持續時間長、風力強的大風出現在春夏季節，造成損失較高。

3.1總氣象災害的空間分布特征

利用EOF正交經驗函數分析1978-2015年9個縣市區38年氣象災害的空間分布特征。圖8顯示，受災率大值區主要出現在濰坊西部與南部，臨朐受災率最大，為0.211，其次是諸城、安丘，受災率分別為0.209、0.193；東部、北部受災率相對較小，高密受災率最小，僅為0.119，其次為壽光和寒亭。濰坊西部與南部為山區和丘陵地形，易發生干旱、冰雹、洪澇等氣象災害，受災率較高，成為氣象災害的重災區，北部地區易出現風災，風災影響面積較小，東部受災率低，受災程度相對弱。

3.2四種氣象災害的空間分布特征

從圖9a干旱災害分布可知，西部臨朐、青州、昌樂的旱災最為嚴重，其次是東北部的昌邑和寒亭，再次是諸城和安丘的西部，受災率在0.102～0.147，其他地區的受災率均在0.008～0.010。可見，西部是干旱的重災區，西部山區地形造成土壤水分喪失快，影響了農作物的播種及生長，易引發旱情；旱災持續時間較長，局部性或區域性的旱災經常發生，統計資料表明，濰坊地區易發生春夏連旱、夏秋連旱等，連旱造成的災害更加嚴重。

從圖9b冰雹災害分布情況可知，安丘西部和臨朐南部的雹災最嚴重，受災率分別達到0.061和0.053，其次是濰坊南部的諸城、西部的青州和西北部的壽光，受災率在0.044～0.048，再次是昌樂、寒亭和昌邑，受災率在0.003～0.004，東南部的高密受災率最小。冰雹災害是一種局地性很強的氣象災害，雖然影響范圍小，但對農業生產的危害較為嚴重[13]，濰坊西部山區與南部丘陵地帶是冰雹多發地。

洪澇災害分布情況可知，濰坊南部的諸城災情最嚴重，受災率為0.054，其次是安丘和昌樂兩地，受災率在0.003～0.004，濰坊西部和北部災情最輕，受災率0.010。對比圖9a和9c可知，濰坊西部、南部的旱災和洪澇災害分布基本成反向變化。

從圖9d風災分布情況可知，濰坊北部的寒亭、壽光、昌邑是風災的重災區，受災率最大為0.009，其次東南部的諸城和高密，風災最小的地方出現在西部的臨朐，受災率不足0.001。濰坊北部頻臨渤海灣，受海陸熱力性質差異大的影響，北部的風力較大，易出現大風天氣，對露地農作物的影響較大。

4結論

利用1978-2015年38年資料分析濰坊市農業氣象災害對農業生產的影響及其時空分布特征，主要結論如下：

（1）濰坊市出現的氣象災害有17種，累計出現230次，出現最多的是冰雹、暴雨洪澇、大風、干旱，災害比重的年際變化也很大，受災面積比重分別為29.3%、14.9%、10.6%、45.2%，干旱和冰雹災害最為嚴重。

（2）氣象災害與糧食產量呈負相關關系，即受災面積大，糧食產量低；受災面積小，糧食產量高。

（3）濰坊市總氣象災害受災面積以7.3×104 hm2/10a速率呈下降趨勢，年平均成災面積為28.7×104 hm2。干旱受災面積呈波動性下降，20世紀70年代末與80年代初、1989年、2000年代初與末發生的干旱受災面積較大；冰雹受災面積呈顯著減少趨勢，除1992、2011、2013年三年外，每年都會出現冰雹災害；暴雨洪澇災害變化趨勢不明顯，呈波動性變化，1987與1997年受災面積的變幅出現兩個高峰；大風受災面積呈顯著減少趨勢，20世紀70年代末80年代初和80年代末90年代初，風災面積較大。

（4）濰坊市主要氣象災害出現在西部與南部，臨朐受災率最大，其次是諸城、安丘，東部與北部受災率小。各種氣象災害的空間分布不統一，干旱災害多發生在西部的臨朐、青州、昌樂，其次是東北部的昌邑和寒亭，再次是諸城和安丘的西部；冰雹災害分布范圍大，安丘西部和臨朐南部的雹災最嚴重，其次是南部諸城、西部青州和西北部壽光；洪澇災害多發生在南部諸城，其次是安丘和昌樂，濰坊西部、南部的旱災和洪澇災害分布基本成反向變化；風災主要出現在北部的寒亭、壽光、昌邑，其次東南部的諸城和高密。

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山 東 農 業 科 學2017，49（2）：142～146Shandong Agricultural Sciences山 東 農 業 科 學第49卷第2期王可，等：濟寧青山羊微衛星標記多態性分析DOI：10.14083/j.issn.1001-4942.2017.02.030

收稿日期：2016-07-07

基金項目：山東省現代農業產業技術體系羊產業創新團隊項目（SDAIT-10-02）

作者簡介：王可（1971-），女，博士，研究員，研究方向：羊分子育種。 E-mail：sduwangke@163.com