棉花苗期雹災(zāi)損失定量分析

馮紅英+趙金濤+岳耀杰+王靜愛(ài)+尹圓圓+張化

摘要：棉花苗期是受雹災(zāi)影響最為敏感的階段，常因毀苗導(dǎo)致棉花減產(chǎn)或絕收。以黃驊試驗(yàn)基地棉花苗期1次自然降雹為例，通過(guò)實(shí)際觀測(cè)、對(duì)比分析的方法，計(jì)算出4種不同致災(zāi)等級(jí)下單株和大田棉花雹災(zāi)損失率。結(jié)果表明，特重雹災(zāi)區(qū)棉花減產(chǎn)率達(dá)到94.46%，重雹區(qū)為69.88%，中雹區(qū)為53.35%，輕雹災(zāi)區(qū)為16.17%。研究結(jié)果可為棉區(qū)冰雹災(zāi)情評(píng)估、棉花雹災(zāi)保險(xiǎn)理賠、減災(zāi)管理等提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：冰雹災(zāi)害；棉花；苗期；損失率；保險(xiǎn)

中圖分類號(hào)： S427文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2017）12-0208-04

冰雹災(zāi)害（以下簡(jiǎn)稱雹災(zāi)）是指由冰雹降落在承災(zāi)體上而導(dǎo)致?lián)p失的一種突發(fā)災(zāi)害現(xiàn)象[1]。中國(guó)是世界上雹災(zāi)最為嚴(yán)重的國(guó)家之一[2]，每年因雹受災(zāi)面積達(dá)200萬(wàn)hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)200多億元[3]。棉花是我國(guó)首位經(jīng)濟(jì)作物[4]和重要戰(zhàn)略物資，其產(chǎn)量直接關(guān)系農(nóng)民收入和國(guó)家物資儲(chǔ)備。而影響棉花產(chǎn)量的重要因素除蟲(chóng)害外就是雹災(zāi)[5]，特別是棉花苗期一旦遭遇雹災(zāi)，損失更為慘重，常因毀苗而大面積重播或補(bǔ)播，給棉農(nóng)和植棉企業(yè)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失[6]。因此，棉花雹災(zāi)損失的定量研究，可為抗雹救災(zāi)和保險(xiǎn)公司理賠提供基礎(chǔ)依據(jù)[7]。

早期國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)棉花雹災(zāi)的研究以定性和半定量分析為主。其中，定性分析方面，楊舉善等指出災(zāi)后棉花單株生產(chǎn)力下降，導(dǎo)致產(chǎn)量下降，皮棉產(chǎn)量相應(yīng)減少[8]；李明正等選擇定點(diǎn)觀察，得出棉花受災(zāi)程度與災(zāi)后恢復(fù)生長(zhǎng)關(guān)系密切，棉花受雹災(zāi)到有效現(xiàn)蕾期相隔時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)棉花產(chǎn)量的影響越小[9]。半定量分析方面，范萬(wàn)發(fā)采取實(shí)地觀測(cè)法對(duì)棉花生育中期雹災(zāi)程度進(jìn)行了量化鑒定，為中期災(zāi)后決策提供依據(jù)[10]。陳冠文等根據(jù)實(shí)地調(diào)查，對(duì)新疆棉花苗期受雹災(zāi)程度進(jìn)行評(píng)估，用以確定相應(yīng)的救災(zāi)措施[6]。萬(wàn)艷霞等通過(guò)實(shí)地觀測(cè)，探討了棉花子葉期遭遇冰雹而形成不同類型棉株生長(zhǎng)發(fā)育程度的差異，用以確定不同類型棉株的產(chǎn)量水平[11]。王洪彬通過(guò)實(shí)地調(diào)查，對(duì)新疆棉花災(zāi)后生育進(jìn)程進(jìn)行分析，為雹災(zāi)棉田改種還是保留提供依據(jù)[12]。早期研究更多關(guān)注對(duì)棉花受災(zāi)性狀的分析，用以確定災(zāi)后補(bǔ)救措施，而對(duì)災(zāi)后受損程度及損失測(cè)算方面的研究鮮有涉及。

近年來(lái)，隨著棉田災(zāi)害保險(xiǎn)工作的推廣，針對(duì)棉花雹災(zāi)定損問(wèn)題，有學(xué)者從不同視角作了一些有益探討。姜文明等從新技術(shù)角度，設(shè)計(jì)棉田雹災(zāi)遙感監(jiān)測(cè)理賠系統(tǒng)，以提高農(nóng)險(xiǎn)核損理賠的集成化、自動(dòng)化[6]。徐文修等從災(zāi)后補(bǔ)救效益視角，通過(guò)田間試驗(yàn)得出多熟種植模式綜合效益遠(yuǎn)高于小麥復(fù)種和單作棉花受災(zāi)后補(bǔ)救的效益[13]。胡國(guó)芳等利用降雹模擬裝置進(jìn)行棉株毀損程度田間試驗(yàn)，證明降雹致災(zāi)強(qiáng)度的增加，使棉株損傷程度增大[14]。但試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)論與實(shí)際觀測(cè)結(jié)果存在差距。鑒于此本研究以河北黃驊試驗(yàn)基地棉田苗期實(shí)際雹災(zāi)為例，通過(guò)對(duì)其受災(zāi)損失、恢復(fù)情況跟蹤觀測(cè)，并在吐絮期測(cè)產(chǎn)統(tǒng)計(jì)損失率，為棉田保險(xiǎn)理賠、減災(zāi)管理等提供有力的技術(shù)支撐。

1研究方法與數(shù)據(jù)采集

1.1降雹區(qū)域與過(guò)程

黃驊市位于河北省滄州地區(qū)，瀕臨渤海，地勢(shì)平緩，東部平均海拔2～3 m，是傳統(tǒng)的植棉區(qū)。夏季海面氣流與陸地氣流冷暖不均，容易形成強(qiáng)對(duì)流天氣，歷史上發(fā)生雹災(zāi)較多。

2010年6月22日15時(shí)，黃驊市中捷農(nóng)場(chǎng)附近遭受雹災(zāi)，冰雹粒徑大小一般如棗或棒棒糖，最大的有乒乓球大。降雹過(guò)程分為2場(chǎng)，2次降雹間隔時(shí)間約15 min。降雹持續(xù)時(shí)間約20 min。當(dāng)?shù)孛藁ㄕ幱诿缙冢蟛糠置藁ū淮虺晒舛挘斐山^收，玉米葉被打成縷狀，可以確定本次雹災(zāi)屬于特重雹災(zāi)。

這次雹災(zāi)發(fā)生地恰好在北京師范大學(xué)黃驊實(shí)驗(yàn)基地，該基地種植的棉花遭受雹擊后，損毀嚴(yán)重。災(zāi)后第2天，試驗(yàn)人員趕到基地，采集了苗期棉花雹災(zāi)災(zāi)情數(shù)據(jù)，確定跟蹤觀測(cè)棉花恢復(fù)情況，在棉花吐絮期測(cè)定了本次雹災(zāi)的棉花損失率。

1.2雹擊帶的確定

民間有俗語(yǔ)叫做“雹打一條線”，這一條線就是雹擊帶，1次降雹過(guò)程中，冰雹大小和密度并不是均勻分布的。從圖1可以看出[15]，雹擊帶前進(jìn)方向的右側(cè)邊緣清晰，與雹擊帶邊緣一致。1次降雹過(guò)程中有最大雹塊，最大雹塊區(qū)大致沿雹擊帶長(zhǎng)軸，其面積雖占雹擊帶總面積的10%左右，但降雹持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，因而降雹中心帶是受災(zāi)最為嚴(yán)重的區(qū)域，雹塊大小在兩側(cè)100～200 m距離內(nèi)就可以從直徑數(shù)厘米的大雹塊減弱到?jīng)]有冰塊，右側(cè)比左側(cè)減得更快。這種規(guī)律在黃驊試驗(yàn)基地棉區(qū)得以驗(yàn)證，梯度災(zāi)情表現(xiàn)得非常明顯。因此，在黃驊重大雹災(zāi)中選取雹擊帶左側(cè)棉區(qū)劃分災(zāi)情等級(jí)，進(jìn)行跟蹤觀測(cè)。

根據(jù)災(zāi)情選取了特重雹災(zāi)、重雹災(zāi)、中雹災(zāi)、輕雹災(zāi)4個(gè)致災(zāi)等級(jí)[16]的棉花雹災(zāi)觀測(cè)點(diǎn)和1個(gè)無(wú)雹災(zāi)棉花對(duì)照區(qū)（圖2）。對(duì)應(yīng)的災(zāi)情現(xiàn)狀分別是光稈、斷頭有葉片、斷頭不多有落葉、無(wú)斷頭有落葉且葉片打碎（圖3）。

1.3觀測(cè)點(diǎn)選擇

選取4種降雹強(qiáng)度的觀測(cè)點(diǎn)，每種強(qiáng)度分別確定觀測(cè)樣方，確定了不同雹災(zāi)強(qiáng)度下的棉田受災(zāi)性狀。

1.3.1特重雹災(zāi)觀測(cè)點(diǎn)該塊試驗(yàn)田中種植的棉花遭受雹災(zāi)最為嚴(yán)重，所有棉株已經(jīng)沒(méi)有生長(zhǎng)點(diǎn)，棉葉全部被打掉，成了光稈，壟邊雹痕累累，乒乓球大小，可以判斷此處屬于特重雹災(zāi)區(qū)。該棉花雹災(zāi)樣方的統(tǒng)計(jì)主要是統(tǒng)計(jì)棉株數(shù)和棉花高度（表1）。

1.3.2重雹災(zāi)觀測(cè)點(diǎn)重災(zāi)區(qū)觀測(cè)點(diǎn)與特重雹災(zāi)區(qū)相距100 m，但受災(zāi)明顯比特重雹災(zāi)輕。樣方1光稈率和生長(zhǎng)點(diǎn)破壞率均為41.7%；樣方2光稈率為40%，生長(zhǎng)點(diǎn)破壞率為60%。樣方3光稈率30%，生長(zhǎng)點(diǎn)破壞率50%（表2）。

1.3.3中雹災(zāi)觀測(cè)點(diǎn)選取樣區(qū)距離重災(zāi)區(qū)南150 m，受災(zāi)相對(duì)較輕，棉株平均有2～3張葉片殘留，葉柄未脫落，斷頭的較少。

樣方1光稈率為16.7%，生長(zhǎng)點(diǎn)破壞率為16.7%；樣方2光稈率為10%，生長(zhǎng)點(diǎn)破壞率為20%；樣方3生長(zhǎng)點(diǎn)破壞率為27.3%（表3）。endprint

1.3.4輕雹災(zāi)觀測(cè)點(diǎn)鋼廠南側(cè)，國(guó)道以南棉區(qū)受雹災(zāi)影響較輕，沒(méi)有被打成光稈的棉株，生長(zhǎng)點(diǎn)有的被破壞，但并未打光，葉片被穿孔、打碎，地面上有少量落葉（表4）。

1.3.5無(wú)雹災(zāi)對(duì)照觀測(cè)點(diǎn)通過(guò)踏勘觀察發(fā)現(xiàn)，冰雹強(qiáng)度由鋼廠向西南方向遞減明顯，在距離鋼廠西南約1 km的棉田完好無(wú)損，未遇到冰雹，在此處選擇棉田作為對(duì)照組。

2結(jié)果與分析

2.1損失率的確定

2010年9月22日，正值當(dāng)?shù)孛藁ㄍ滦跗冢瑢?duì)試驗(yàn)棉區(qū)進(jìn)行了測(cè)產(chǎn)。在樣方小區(qū)隨機(jī)抽取10株棉花，對(duì)其恢復(fù)情況進(jìn)

行測(cè)量，包括分枝數(shù)、株高、棉鈴數(shù)、鈴長(zhǎng)、花鈴數(shù)。然后對(duì)小區(qū)所處的大田統(tǒng)計(jì)3行恢復(fù)棉株數(shù)和死亡棉株數(shù)，測(cè)算出棉株死亡率，具體結(jié)果見(jiàn)表5、表6。

特重雹災(zāi)棉花分枝較多，平均每株從底部開(kāi)始有4個(gè)分枝，平均株高80.9 cm，單株棉鈴最多8個(gè)、最少1個(gè)，平均34個(gè)棉鈴，棉鈴平均長(zhǎng)度4.2 cm。苗期的這次特重雹災(zāi)把

（cm）花鈴數(shù)（個(gè)）特重雹災(zāi)4.280.93.44.214.0重雹災(zāi)4.578.98.24.210.0中雹災(zāi)2.080.411.04.216.6輕雹災(zāi)2.883.018.24.52.8無(wú)雹災(zāi)1.092.719.45.05.3

式中：Ml表示棉株成活率；Md表示成活棉株數(shù)；Mf表示死亡棉株數(shù)。

計(jì)算結(jié)果表明特重雹災(zāi)、重雹災(zāi)、中雹災(zāi)和輕雹災(zāi)棉花苗期平均死亡率分別為61.62%、14.93% 、2.47%和0。

棉花苗期遭受不同強(qiáng)度雹災(zāi)的損失率計(jì)算分為2種，1種是單株損失率，1種是大田損失率。單株損失率計(jì)算公式如下：

Ldi=（1-Ggi×GciBg×Bc）×100%。（2）

式中：Ldi表示i強(qiáng)度雹災(zāi)棉株減產(chǎn)率；Ggi表示i強(qiáng)度雹災(zāi)觀測(cè)單株棉鈴數(shù)均值；Gci表示i強(qiáng)度雹災(zāi)觀測(cè)單株棉鈴長(zhǎng)度均值；Bg表示無(wú)雹災(zāi)對(duì)照棉株鈴數(shù)均值；Bc表示無(wú)雹災(zāi)對(duì)照棉株棉鈴長(zhǎng)度均值。

2.2產(chǎn)量損失

棉花苗期不同強(qiáng)度雹災(zāi)單株減產(chǎn)率計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表7。

從表7可以看出，隨著雹災(zāi)強(qiáng)度的增加，平均單株棉花的鈴數(shù)遞減，棉鈴長(zhǎng)度也呈現(xiàn)逐級(jí)減少的趨勢(shì)，但是特重雹災(zāi)的單株棉花的棉鈴長(zhǎng)度均值卻處在輕雹災(zāi)與中雹災(zāi)之間，出現(xiàn)了逆勢(shì)現(xiàn)象，這是由于特重雹災(zāi)棉株棉鈴數(shù)量少，棉株的營(yíng)養(yǎng)供給少數(shù)棉鈴，致使棉鈴生長(zhǎng)較好。由于棉鈴數(shù)量少，特重雹災(zāi)的棉鈴長(zhǎng)度出現(xiàn)的逆勢(shì)現(xiàn)象，并不影響不同雹災(zāi)強(qiáng)度造成棉花減產(chǎn)率的測(cè)算次序，計(jì)算結(jié)果特重雹災(zāi)、重雹災(zāi)、中雹災(zāi)、輕雹災(zāi)苗期單株損失率分別為85.08%、64.61%、51.95%、16.17%，對(duì)應(yīng)災(zāi)情分別屬于絕收、損失慘重、損失嚴(yán)重、損失較輕。

如果考慮遭受雹災(zāi)后的棉株成活率Ml，則得到棉花大田減產(chǎn)率公式：

Ldi=（1-Ggi×Gci×MlBg×Bc）×100%。（3）

根據(jù)公式（3），計(jì)算得到的棉花苗期雹災(zāi)大田減產(chǎn)率見(jiàn)表8。

計(jì)算結(jié)果表明，特重雹災(zāi)棉花死亡率較高，大田棉花減產(chǎn)率達(dá)到94.46%；重雹災(zāi)次之，達(dá)69.88%；中雹災(zāi)為53.35%；而輕雹災(zāi)沒(méi)有造成棉株死亡，最終計(jì)算的棉花大田減產(chǎn)率與單株棉花平均減產(chǎn)率相等，為16.17%（表8）。

3結(jié)論與討論

本研究采取實(shí)時(shí)觀測(cè)、對(duì)比分析法，通過(guò)對(duì)自然降雹過(guò)程中棉花苗期受災(zāi)性狀及恢復(fù)進(jìn)行實(shí)地觀測(cè)、跟蹤和測(cè)產(chǎn)統(tǒng)計(jì)，采集到棉花苗期雹災(zāi)損失的數(shù)據(jù)，與田間試驗(yàn)、人工模擬和歷史數(shù)據(jù)分析方法相比，研究結(jié)果更加真實(shí)可靠，更具科學(xué)性。

經(jīng)過(guò)對(duì)不同強(qiáng)度自然雹擊下單株和大田棉花損失進(jìn)行測(cè)產(chǎn)分析，特重雹災(zāi)棉花死亡率較高，大田棉花減產(chǎn)率達(dá)到9446%；重雹災(zāi)次之，達(dá)69.88%；中雹為53.35%，輕雹為1617%，該數(shù)據(jù)可為棉花苗期雹災(zāi)大田定損和保險(xiǎn)理賠提供科學(xué)依據(jù)。

由于棉花生長(zhǎng)的地域差異性及棉花品種的抗雹能力不同，本研究結(jié)果對(duì)黃河流域棉區(qū)的雹災(zāi)損失有普遍適用性，對(duì)于其他棉區(qū)來(lái)說(shuō)，還具有一定局限性；同時(shí)本研究也只是針對(duì)棉花苗期雹災(zāi)損失的跟蹤觀測(cè)結(jié)果，對(duì)蕾期、花鈴期等其他生育期的雹災(zāi)致?lián)p情況，還需進(jìn)行系統(tǒng)研究。

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