新疆農業氣象災害風險評估研究*

王芳芳，季 芬

（1.新疆氣象局，新疆 烏魯木齊 830002；2.烏蘭烏蘇農業氣象試驗站）

0 前言

在新疆地區，農業以綠洲農業為主體，因此對氣象災害的承受和恢復能力相對較低，尤其是進入新世紀后，新疆的氣象災害及其衍生的災害種類增多、頻率加快，災情也更為嚴重，這些極端的氣象事件為新疆農業發展帶來了較為嚴重的經濟損失。對新疆農業氣象災害風險進行評估研究，可以更好地了解新疆氣象災害形式及對農業生產產生的影響，從而為合理制定新疆農業氣象適應政策和農業防災減災提供可靠依據。

1 材料與方法

1.1 研究區域概況

新疆位于我國西北邊陲，地處東經73 040'～96 018'，北緯34 025'～48 010'，占地面積大約為166萬km2。新疆遠離海洋，身居內陸，加之四周有高山阻隔，因此形成了較為明顯的溫帶大陸性氣候，這使得新疆地區晝夜溫差大，降水量少，整體較為干旱，年平均降水量大約為150 mm，同時各地區的降水量差距很大[1]。新疆的種植業主要分布在盆地邊緣的綠洲帶，為此，新疆農業又被稱之為綠洲農業，灌溉用水主要是依靠高山積雪，小麥、玉米、高粱、棉花、甜菜、瓜果（葡萄、哈密瓜）是新疆綠洲的特色農產品。與內陸地區相比，新疆受全球氣候變化影響更為顯著，近些年新疆極端氣候水文事件加劇，農業氣象災害風險不斷加大。

1.2 研究數據來源

本次在對新疆農業氣象災害風險進行評估研究時，相關的數據資料主要來源于國家氣象中心1970—2017年54個氣象站的地面氣候資料，氣象災害資料來源于中國種植信息網，選自1970—2017年新疆地區發生的水災、旱災、風雹災、低溫災及具有受災面積、農作物災害波及面積的資料，調查中相關數據資料都通過了一致性檢驗，包括滑動t檢驗、偏離積累法檢驗和標準正態一致性檢驗等，同時使用了RclimaDex軟件進行了相關數據分析，以保障對新疆農業氣象災害風險評估研究的準確性。

表1 新疆氣象災害各時間階段成災率和受災率情況 %

1.3 風險評估方法

將新疆地區的水災、旱災、風雹災、低溫災的總成災率、受災率及在新疆各市縣的發生頻率作為風險評估指標，具體而言，成災率是災害成災面積與農作物播種面積之間的比值，而受災率是災害受災面積與農作物播種面積之間的比值。同時，調查還使用了信息擴散論對新疆農業氣象災害風險做出評估，從而彌補調查資料數據的不足，進一步為評估結果的準確性提供保障[2]。具體而言，在信息擴散論下，就是將一個只有一個觀測值的樣本數據，通過將其變成一個模糊集的方式，從而對樣本數據進行極值化模糊數學處理，具體的結算過程如下，如我們設定一個災害指數域為U={u1+u2+u3+u4+…+un}，將觀測樣本所攜帶的信息擴散給U的所有點，那么（xj-uj）2/2h2]，在此公式之中，h 就是擴散系數，我們可以根據樣本合集中的最大集b和最小值a，從而確定最終的樣本個數m，最終計算出：

式中，P（uj）是最終所求的災害超越概率風險估計值。

2 結果與分析

2.1 新疆氣象災害情況

在本次對新疆農業氣象災害的風險評估研究中，通過數據調查分析及相關計算，得出了1970—2017年新疆氣象災害成災和受災情況，具體見表1。

分析調查數據 （表1）可以發現，在2000—2010年間，新疆氣象災害無論是成災率還是受災率，都呈迅猛上升趨勢，并且其中以旱災的成災受災最為明顯，每10年的旱災受災增長率大約可以達到68.9%，在 2000—2010年，新疆的旱災成災率和受災率達到峰值。其次是風雹災，在新疆地區風雹災每10年的增長率大約可以達到57.7%，在2010—2017年間才稍有下降[3]。然后是低溫災，新疆地區的低溫災是在進入1990年后呈明顯增加趨勢，同樣是在2000—2010年達到了最大值。最后是洪水災，由于新疆地區特殊的地理氣候特點，新疆受洪、水災的影響相對較小。

通過上述數據可以發現，在將近半個世紀中，新疆農業主要是受四種災害威脅，即洪水災、旱災、風雹災和低溫災，而這些氣象災害的發生位置，洪水災主要集中在天山南北坡及伊犁河谷地帶；旱災的面積較為廣泛，在新疆各地都曾有旱災發生；而風雹災主要集中在天山中部和土鄯托的交界處；低溫災主要出現在博州和阿勒泰地區。上述四種災害，通過近些年的相關環境保護治理，成災率和受災率都有一定的下降。

2.2 新疆氣象災害風險評估

2.2.1 風險地區評估

從表2可以看出，通過上表分析可以發現，新疆各地區氣象災害綜合風險概率10%的發生最高地區為阿克蘇；氣象災害綜合風險概率20%的發生最高地區為阿克蘇；氣象災害綜合風險概率30%的發生最高地區為哈密和吐魯番；氣象災害綜合風險概率40%的發生最高地區為哈密；氣象災害綜合風險概率50%的發生最高地區為哈密；氣象災害綜合風險概率60%的發生最高地區為哈密；氣象災害綜合風險概率70%的發生最高地區為哈密；氣象災害綜合風險概率80%的發生最高地區為哈密；氣象災害綜合風險概率90%的發生最高地區為博州；氣象災害綜合風險概率100%的發生最高地區為博州[4]。通過對幾種氣象災害的綜合分析，可以發現在新疆地區吐魯番、阿克蘇、哈密及博州是農業氣象災害綜合風險發生最高的地區，因此，在對新疆農業氣象災害風險進行防范時，應該注重從上述四個地區入手。

表2 新疆各地區氣象災害綜合風險概率

2.2.2 農產品產量風險評估

農業氣象災害作為一種具有嚴重性威脅的自然災害，對農業產生最直接的一種風險就是農作物產品的產量，但是農產品產量并不是由單一的因素決定的，與生產投入中的各個因素都有一定的關系，我們可以通過運用計量經濟分析的方式，對新疆地區農產品產量除其他投入因素以外的氣象災害規模之間構建線性分析模型，從而評估新疆氣象災害對農產品產量產生的風險。具體可以采用如下公式計算：

式中，Y代表農產品產量，作為被解釋變量；β0為常數項；βi表示與自然變量相對應的估計參數；Xi表示解釋變量（農作物播種面積、有效灌溉面積、化肥使用折純量、農業機械總動力、農作物成災面積）；εi表示隨機擾動項[5]。

通過計算可以發現，農作物成災面積每變動1%，其農作物最終的產量就會下降0.84%，即在新疆地區，若是因氣象災害導致1萬hm2耕地受災，那么就會導致農作物的產量下降8 389 t，造成較大農業生產經濟損失，對新疆地區的農業經濟發展十分不利。通過風險評估結果可以發現，氣象災害對新疆地區農產品產量會產生巨大的風險，為此需要針對性的對氣象風險作出相關預防。

3 小結

本次對新疆農業氣象災害風險評估研究，分析了1970—2017年間將近半個世紀新疆地區氣象風險及農田受災面積數據，通過風險評估得出了以下兩個方面的結論：（1）哈密地區是新疆旱災風險最高的地區，土鄯托是風災風險最高的地區，阿克蘇冰雹風險最大，博州最易出現低溫災農業風險；（2）新疆氣象災害與新疆農作物產量之間呈線性關系，農作物成災面積每變動1%，農作物最終的產量就會下降0.84%。本次風險評估結果，可為合理制定新疆農業氣象適應政策與農業防災減災提供科學依據。