北方農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的時空分布特征研究

王 磊，白 楊

(遼寧省長海縣氣象局，遼寧長海 116500)

我國是氣象災(zāi)害頻發(fā)的國家之一，由于地處東亞季風(fēng)區(qū)，各地區(qū)的水熱條件在時空分布上呈現(xiàn)周期的波動性，如干旱、洪澇、冰雹等農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害也是時常發(fā)生，給當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會生活帶來重大損失。因此，研究農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的時空分布特征就顯得格外重要，能為完善預(yù)警機制提供可靠的理論分析[1-3]。

東北和華北地區(qū)以溫帶季風(fēng)氣候為主，局部地區(qū)為高原氣候，西北地區(qū)為溫帶大陸性氣候，氣候的多樣性造就了農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害與南方地區(qū)氣象災(zāi)害發(fā)生的差異性[4-6]。一些專家學(xué)者針對北方某些省份或局部地區(qū)的氣象災(zāi)害已經(jīng)有了相應(yīng)的分析，但并沒有形成一個對北方大范圍內(nèi)的宏觀統(tǒng)計和分析[7-10]。基于此，筆者利用北方各省區(qū)多年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，采用地學(xué)統(tǒng)計以及GIS相結(jié)合的方法，對我國西北、東北和華北3個地區(qū)的干旱、洪澇、風(fēng)雹以及低溫冰凍等主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的發(fā)生頻率、損失進(jìn)行了簡析，并著重對災(zāi)害的時空分布特征進(jìn)行了分析，了解各種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害發(fā)生的特征規(guī)律和變化趨勢，以期為這些地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警機制的建立和完善提供依據(jù)。

1 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害頻率和損失特征分析

1.1頻率特征從圖1可以看到，北方遭受洪澇災(zāi)害的頻率最高，達(dá)53%；其次為風(fēng)雹災(zāi)害，占總頻次的34%；低溫冷凍和旱災(zāi)的發(fā)生頻率分別為7%和6%。

圖1 2011—2015年北方主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的頻率分布Fig.1 Frequency distribution of major agricultural meteorological disasters in Northern China during 2011-2015

1.2損失特征由表1可知，華北地區(qū)的受災(zāi)面積和成災(zāi)面積均最大，其次為東北地區(qū)和西北地區(qū)；從受災(zāi)率和成災(zāi)率來講，3個地區(qū)相差不是很大。

表11978—2010年北方農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的受災(zāi)面積和成災(zāi)面積統(tǒng)計

Table1DisasterareaandhazardareastatisticsofagriculturalmeteorologicaldisastersinnorthernChinaduring1978-2010

地區(qū)Area受災(zāi)面積Disasterarea萬hm2/a成災(zāi)面積Hazardarea萬hm2/a受災(zāi)率Disasterrate%/a成災(zāi)率Hazardrate%/a華北NorthernChina735.93412.6035.819.0西北NorthwestChina453.78250.9334.619.2東北NortheastChina674.15360.3739.721.7

2 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的時空分布特征分析

2.1年際變化特征由圖2可知，干旱災(zāi)害的受災(zāi)面積排名前五的年份為2000、1978、2001、1960和1961年，成災(zāi)面積最大的前五年份為2000、2001、1997、1961和1978年；干旱受災(zāi)和成災(zāi)面積有逐年遞增的趨勢，1950—2010年共有32個年份超過平均值，其中有28個集中于1971—2010年，占此階段的87.5%。

注：a.干旱；b.洪澇；c.風(fēng)雹；d.低溫冷凍Note：a.Drought；b.Floods；c.Hailstorms；d.Low temperature freezing圖2 北方主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害受災(zāi)面積、成災(zāi)面積年變化Fig.2 Annual changes of disaster area and hazard area of major agricultural meteorological disasters in northern China

洪澇災(zāi)害的受災(zāi)和成災(zāi)面積依然呈逐年遞增的趨勢，最大值出現(xiàn)在1991年；1950—2010年共有35個年份的洪澇受災(zāi)、成災(zāi)面積超過平均值，且有27個主要集中于1981—2010年。可見，近年來洪澇災(zāi)害增加較為明顯。

風(fēng)雹災(zāi)害的受災(zāi)和成災(zāi)面積最大值出現(xiàn)在2002年，其次為1993和1980年；受災(zāi)面積超過多年平均值的次數(shù)為17次，占總統(tǒng)計年份的51%；與其他災(zāi)害不同的是，風(fēng)雹的受災(zāi)面積和成災(zāi)面積呈逐年降低的趨勢。

低溫冷凍受災(zāi)面積最大值出現(xiàn)在2008年，超過平均值的次數(shù)為13次，占總統(tǒng)計年份的39%；近年來，低溫冷凍災(zāi)害的受災(zāi)和成災(zāi)范圍呈逐漸增加趨勢。

2.2年代變化特征從圖3可以看到，旱災(zāi)的最大受災(zāi)面積出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代，最大成災(zāi)面積出現(xiàn)在20世紀(jì)60和90年代；洪澇的最大受災(zāi)面積和成災(zāi)面積均出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代；風(fēng)雹的最大受災(zāi)和成災(zāi)面積均出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代，而低溫冷凍的最大受災(zāi)和成災(zāi)面積均出現(xiàn)在2000—2010年，最小值則為20世紀(jì)80年代。

注：a.旱災(zāi)；b.洪澇；c.風(fēng)雹；d.低溫冷凍Note：a.Drought；b.Floods；c.Hailstorms；d.Low temperature freezing圖3 北方主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害受災(zāi)和成災(zāi)面積的年代變化Fig.3 Decadal changes of disaster area and hazard area of major agricultural meteorological disasters in northern China

2.3空間分布特征從表2可以看到，旱災(zāi)受災(zāi)率最大的為山西省，其次為內(nèi)蒙古自治區(qū)；成災(zāi)率最大的則為內(nèi)蒙古自治區(qū)，其次為山西省；從整體上看，華北地區(qū)的受災(zāi)率和成災(zāi)率最大，其次為西北和東北地區(qū)。洪澇災(zāi)害受災(zāi)率最大的為黑龍江省，其次為天津市和吉林省；成災(zāi)率最大的為天津市，達(dá)8%；從整體上講，東北區(qū)的洪澇受災(zāi)和成災(zāi)率最大。風(fēng)雹受災(zāi)和成災(zāi)率最大的均為青海省，西北和華北區(qū)的風(fēng)雹受災(zāi)和成災(zāi)率較高。低溫冷凍受災(zāi)和成災(zāi)率最大的均為寧夏回族自治區(qū)，整體而言，西北五省(自治區(qū))的低溫冷凍受災(zāi)和成災(zāi)率最高。對比各種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害可知，北方地區(qū)旱災(zāi)為主要氣象災(zāi)害，其次為洪澇、風(fēng)雹和低溫冷凍，對比總體受災(zāi)和成災(zāi)率從大到小依次為華北區(qū)、東北區(qū)、西北區(qū)。

表2 北方各地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的受災(zāi)率和成災(zāi)率統(tǒng)計

3 結(jié)論

該研究對北方各地區(qū)近年來的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)不同的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害具有明顯的時空分布特征，20世紀(jì)80年代受干旱和風(fēng)雹影響較大，90年代以洪澇災(zāi)害為主，2000—2010年則以洪澇和低溫冷凍為主；從整體受災(zāi)率和成災(zāi)率上講，北方各地區(qū)從大到小依次為華北區(qū)、東北區(qū)、西北區(qū)。

[1] 史培軍，應(yīng)卓蓉.中國氣象災(zāi)害對宏觀經(jīng)濟(jì)增長的影響分析[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2016，52(6)：747-753.

[2] 劉蘭芳，蔣凱倫，周松秀.2011-2015年中國氣象災(zāi)害風(fēng)險特征分析[J].衡陽師范學(xué)院學(xué)報，2017(3)：113-118.

[3] 達(dá)瓊，洛桑旺姆，尼瑪拉姆.農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45(7)：172-173.

[4] 姚玉璧，王鶯，王勁松.氣候變暖背景下中國南方干旱災(zāi)害風(fēng)險特征及對策[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2016，25(3)：432-439.

[5] 何斌，劉志娟，楊曉光，等.氣候變化背景下中國主要作物農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害時空分布特征(Ⅱ)：西北主要糧食作物干旱[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2017，38(1)：31-41.

[6] 馬潤佳，申雙和，陶蘇林.1961～2011年長江中下游地區(qū)一季稻洪澇災(zāi)害時空變化及風(fēng)險評估[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2017，17(2)：22-30.

[7] 趙斐，樊斌，馬學(xué)峰，等.內(nèi)蒙古氣象災(zāi)害時空分布特征[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2016(23)：42-45.

[8] 萬紅蓮，宋海龍，朱嬋嬋，等.陜西地區(qū)1368-2013年冰雹災(zāi)害時空分布特征研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2017，31(2)：123-127.

[9] 張建平.山西省糧食單產(chǎn)波動與氣象災(zāi)害的相關(guān)分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41(4)：1639-1640，1642.

[10] 戴全章.寧夏地區(qū)主要氣象災(zāi)害影響評述與防治[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42(31)：11033-11034，11117.