1985—2012年山東霜凍低溫災(zāi)害與糧食生產(chǎn)格局時(shí)空研究

趙麗　魏靖宇　孟萬(wàn)忠

摘要 ?通過(guò)對(duì)1985—2012年山東糧食總產(chǎn)量、糧食總播種面積、糧食成災(zāi)和受災(zāi)面積、霜凍害成災(zāi)和受災(zāi)面積、發(fā)生災(zāi)害狀況等農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害資料的收集整理，應(yīng)用歷史文獻(xiàn)以及數(shù)理統(tǒng)計(jì)法對(duì)這一時(shí)期山東低溫霜凍災(zāi)害發(fā)生的等級(jí)、空間分布特征以及對(duì)糧食生產(chǎn)格局的時(shí)空影響進(jìn)行分析。結(jié)果表明，1985—2012年山東糧食總產(chǎn)量在時(shí)間序列演變中呈現(xiàn)下降-上升-下降-上升的波動(dòng)，糧食播種面積出現(xiàn)下降-上升-下降-上升的動(dòng)態(tài)變化，空間格局變化中糧食總產(chǎn)量及糧食高產(chǎn)區(qū)中心有所轉(zhuǎn)移，由魯中南轉(zhuǎn)向魯東北、魯西地區(qū)。1985—2012年山東糧食總成災(zāi)率、受災(zāi)率總體上呈逐年遞減的變化趨勢(shì)，但是霜凍低溫災(zāi)害的成災(zāi)率、受災(zāi)率一直在遞增，出現(xiàn)了4個(gè)高峰期，整體呈“M”變化。1985—2012年山東霜凍低溫災(zāi)害受災(zāi)程度總體上與糧食生產(chǎn)類型區(qū)的空間分布大體一致，主要受地形影響，中重度霜凍低溫災(zāi)害主要分布在魯中、東北部等魯中南山地丘陵區(qū)與魯東波狀丘陵區(qū)，輕度災(zāi)害主要分布在魯西北、魯西南平原區(qū)。

關(guān)鍵詞 霜凍低溫災(zāi)害;糧食生產(chǎn)格局;影響

中圖分類號(hào)：S42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3305（2019）02-032-04

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.02.015

Abstract Through collecting and sorting out the data of total grain output， total grain planting area， grain disaster area， frost disaster area and disaster situation in Shandong Province from 1985 to 2012， the grade， spatial distribution characteristics of low temperature frost disaster and its temporal and spatial impact on grain production pattern in Shandong Province were analyzed by using historical documents and mathematical statistics. The results showed that the total grain output of Shandong Province showed a fluctuation of decline-rise-decline-rise in the time series evolution from 1985 to 2012， and the grain sowing area showed a dynamic change of decline-rise-decline-rise. The total grain output and the center of high-yield area had been shifted from central and southern Shandong to northeastern Shandong and western Shandong. From 1985 to 2012， the grain disaster rate showed a decreasing trend year by year， but the disaster rate of frost and low temperature disasters had been increasing， with four peak periods appearing， and the overall change was "M". From 1985 to 2012， the disaster degree of frost and low temperature disasters in Shandong Province was generally consistent with the spatial distribution of grain production areas， mainly affected by topography. The moderate and severe frost and low temperature disasters were mainly distributed in the hilly areas of central and southern Shandong and the undulated hilly areas of eastern Shandong， and the mild disasters were mainly distributed in the plains of northwest Shandong and southwestern Shandong.

Key words ? Frost and low temperature disasters; Grain production pattern; Impact

山東省是我國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地和運(yùn)輸基地，其糧食生產(chǎn)對(duì)于維持糧食供需平衡、保障國(guó)家糧食安全起著舉足輕重的作用。近幾年全球變暖的國(guó)際大背景下，我國(guó)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害事件頻發(fā)，其中最典型的是霜凍低溫災(zāi)害，常給農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境等造成嚴(yán)重的不利影響。加強(qiáng)霜凍低溫災(zāi)害對(duì)糧食生產(chǎn)格局的影響研究，分析其影響的時(shí)空特征，能夠?yàn)榧Z食生產(chǎn)布局提供理論依據(jù)，達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的。

目前氣象災(zāi)害對(duì)山東糧食生產(chǎn)影響的研究中，學(xué)者們大致是從氣象學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)角度分析氣象災(zāi)害對(duì)糧食生產(chǎn)時(shí)間序列的演變。朱保美等[1]整理德州市1978—2013年受災(zāi)資料和糧食生產(chǎn)數(shù)據(jù)，分析氣象災(zāi)害的強(qiáng)度變化和糧食減產(chǎn)量間的關(guān)系。結(jié)果表明，幾乎每年都存在氣象災(zāi)害影響，尤其是20世紀(jì)80年代末至90年代初影響顯著，總體時(shí)間序列變化大，受災(zāi)比和成災(zāi)比變化趨勢(shì)不同步。欒健[2]收集處理山東省1978—2014年糧食生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害數(shù)據(jù)，分析了糧食生產(chǎn)與災(zāi)害的時(shí)空變化，運(yùn)用經(jīng)濟(jì)學(xué)模型測(cè)算了農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害對(duì)不同種類糧食單產(chǎn)的影響程度，以及與多種糧食作物的關(guān)聯(lián)度。結(jié)果表明，山東省糧食總產(chǎn)量、單產(chǎn)量具有明顯的階段性差異，糧食總產(chǎn)量空間分布區(qū)域性差異顯著，高產(chǎn)區(qū)集中在中西部。筆者以霜凍災(zāi)害氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為災(zāi)害等級(jí)劃分的參照依據(jù)，從時(shí)空的角度研究山東霜凍低溫災(zāi)害發(fā)生的時(shí)空特點(diǎn)以及對(duì)糧食生產(chǎn)格局的時(shí)空影響，拓寬了山東低溫氣象災(zāi)害影響糧食生產(chǎn)的尺度。

1 資料與方法

1985—2012年霜凍低溫災(zāi)害發(fā)生等級(jí)主要參考《1987—2012年中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》（http：//tongji.cnki.net/kns55/Navi/NaviDefault.aspx）、《中國(guó)氣象災(zāi)害大典·山東卷》[3]、《2005—2012年中國(guó)氣象災(zāi)害年鑒》[4]等資料數(shù)據(jù)，1985—2012年糧食總產(chǎn)量、播種面積、糧食受災(zāi)面積、成災(zāi)面積、霜凍成災(zāi)面積、受災(zāi)面積等數(shù)據(jù)主要來(lái)源于國(guó)家統(tǒng)計(jì)局信息網(wǎng)（http：//www.stats.gov.cn/）、中國(guó)種植業(yè)農(nóng)作物數(shù)據(jù)庫(kù)（http：//zzys.agri.gov.cn/nongqing.aspx）、《2000—2012年山東統(tǒng)計(jì)年鑒》（http：//www.stats-sd.gov.cn/）。通過(guò)對(duì)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害資料的收集整理，應(yīng)用歷史文獻(xiàn)以及數(shù)理統(tǒng)計(jì)法對(duì)1985—2012年山東低溫霜凍災(zāi)害發(fā)生的等級(jí)、空間分布特征以及對(duì)糧食生產(chǎn)格局的時(shí)空影響進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 1985—2012年山東糧食生產(chǎn)時(shí)序演變

由圖1可知，1985—2012年山東糧食生產(chǎn)總量有明顯的變化趨勢(shì)，依據(jù)糧食總產(chǎn)量的線性分析，總體上呈現(xiàn)下降-上升-下降-上升的波動(dòng)。1985—1989年山東糧食總產(chǎn)量呈現(xiàn)小波動(dòng)式的先增長(zhǎng)后下降，由1985年的3 137.7萬(wàn)t增加到1986年的3 250.0萬(wàn)t，再下降到1989年的3 064.7萬(wàn)t，增長(zhǎng)率與下降率分別是3.5%、5.7%。1990—2000年，山東糧食總產(chǎn)量呈現(xiàn)穩(wěn)定式的上升，從1990年的3 354.9萬(wàn)t增加到2000年的3 837.7萬(wàn)t，這一期間出現(xiàn)3個(gè)小產(chǎn)量高峰期，即1991、1996、1999年，產(chǎn)量分別是3 916.8萬(wàn)、3 916.8萬(wàn)、4 269.0萬(wàn)t。2000—2005年，山東糧食總產(chǎn)量總體上呈現(xiàn)下降的動(dòng)態(tài)變化，從2000年的3 837.7萬(wàn)t急劇減少到2004年的3 516.7萬(wàn)t，再上升到2005年的3 917.4萬(wàn)t，減產(chǎn)了400.7萬(wàn)t，下降了10.2%。2006—2012年山東糧食產(chǎn)量總體呈現(xiàn)穩(wěn)定上升的趨勢(shì)，增長(zhǎng)了418.4萬(wàn)t，由于農(nóng)業(yè)技術(shù)與生產(chǎn)條件的不斷改善，農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害的防御能力增強(qiáng)，糧食產(chǎn)量整體出現(xiàn)回升現(xiàn)象。

1985—2012年山東糧食播種面積出現(xiàn)下降-上升-下降-上升的動(dòng)態(tài)變化，根據(jù)糧食播種面積的線性方程，分析山東糧食播種面積的年際變化特征（圖1）。1986—1990年山東糧食播種面積出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，減少了29.59萬(wàn)hm2，下降率是3.5%。1991—1999年糧食播種面積總體上呈上升趨勢(shì)，出現(xiàn)2個(gè)高峰期，分別是1993、1996年，由1991年的821.33萬(wàn)hm2增長(zhǎng)到1999年的809.93萬(wàn)hm2，增長(zhǎng)率6.7%，出現(xiàn)小幅度的增長(zhǎng)。2000—2007年糧食播種面積整體上出現(xiàn)急速下降到急速增長(zhǎng)的局面，2004年播種面積出現(xiàn)極低值，僅617.63萬(wàn)hm2，下降率16.1%，2004—2007年增長(zhǎng)率是11.2%，波動(dòng)比較明顯。2008—2012年糧食播種面積呈現(xiàn)穩(wěn)定上升的特點(diǎn)，由2008年的679.75萬(wàn)hm2增加到2012年的720.23萬(wàn)hm2，增加了40.08萬(wàn)hm2。

總體來(lái)說(shuō)，20世紀(jì)90年代前，山東糧食總產(chǎn)量和播種面積進(jìn)入低落期，90年代進(jìn)入穩(wěn)步上升期，進(jìn)入21世紀(jì)，呈現(xiàn)急劇下降期到穩(wěn)步上升期。

2.2 1985—2012年山東糧食生產(chǎn)空間演變軌跡

選取1985、1995、2005、2012年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以市域?yàn)閱卧\(yùn)用ArcGIS軟件繪制糧食總產(chǎn)量空間分布圖，分析其空間分布特征，從而更加直觀清晰地顯示1985—2012年糧食生產(chǎn)空間格局演變軌跡。

從圖2可以看出，糧食高產(chǎn)區(qū)由1985年的濰坊市、臨沂地區(qū)轉(zhuǎn)移到2012年的青島市、濰坊市、濟(jì)寧市、泰安市、臨沂市、德州市、濱州市、菏澤市;低產(chǎn)區(qū)由1985年的東營(yíng)市、淄博市、濟(jì)南市、棗莊市轉(zhuǎn)移到2012年的威海市、日照市、萊蕪市、東營(yíng)市。山東糧食生產(chǎn)空間差異明顯，總體上來(lái)看，隨著時(shí)間的變化，糧食總產(chǎn)量及糧食高產(chǎn)區(qū)中心有所轉(zhuǎn)移，由魯中南轉(zhuǎn)向魯東北、魯西區(qū)域，糧食高產(chǎn)區(qū)域主要是濰坊市、臨沂市、菏澤市等，低產(chǎn)區(qū)域主要是淄博市、東營(yíng)市、萊蕪市等。其中近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)防災(zāi)意識(shí)提高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件不斷完善與提高，菏澤市糧食總產(chǎn)量由297萬(wàn)t上升到582萬(wàn)t，增長(zhǎng)率49%，已成為新的糧食高產(chǎn)中心區(qū)。臨沂市地處魯東南沂蒙山區(qū)腹地，境內(nèi)有肥沃的沖積平原與較少的低山丘陵，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，雨熱同期，氣候溫和，光照充足，是一個(gè)農(nóng)業(yè)大市。但是，到2012年山東糧食高產(chǎn)區(qū)不斷擴(kuò)大，重心向魯西北、魯西南移動(dòng)，低產(chǎn)區(qū)呈現(xiàn)向魯中、魯東北移動(dòng)的趨勢(shì)。

2.3 霜凍低溫災(zāi)害對(duì)山東糧食生產(chǎn)的時(shí)空影響

2.3.1 霜凍低溫災(zāi)害對(duì)山東糧食產(chǎn)量的時(shí)間序列演變 引入氣象災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)，即成災(zāi)面積與受災(zāi)面積的比值，反映災(zāi)害對(duì)糧食生產(chǎn)的影響程度。1985—2012年山東糧食總成災(zāi)、受災(zāi)率整體呈同步變化（圖3）;從霜凍災(zāi)害受災(zāi)、成災(zāi)面積的線性方程來(lái)看，受災(zāi)面積R2=0.051 1，成災(zāi)面積R2=0.027 9，這表明1985—2012年山東霜凍低溫災(zāi)害對(duì)糧食產(chǎn)量的影響是呈正相關(guān)的，呈逐年遞增（圖4）。

霜凍低溫災(zāi)害對(duì)糧食產(chǎn)量的影響呈階段性變化，基本平均3年出現(xiàn)1次高峰值，整體呈現(xiàn)“M”的波動(dòng)（圖5）。其中，出現(xiàn)了4個(gè)高峰期，分別是1997、2002、2004、2009年，其具體年際特征如下：1996—1997年山東霜凍災(zāi)害受災(zāi)面積由6.2萬(wàn)hm2遞增到37.4萬(wàn)hm2，增長(zhǎng)率83%，成災(zāi)面積由1.4萬(wàn)hm2增加到12.8萬(wàn)hm2，增長(zhǎng)率89%，氣象災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)上升了25.57%。2000—2002年山東霜凍受災(zāi)面積由13.0萬(wàn)hm2增加到75.5萬(wàn)hm2，成災(zāi)面積由30.7萬(wàn)hm2增加到38.7萬(wàn)hm2，氣象災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)增長(zhǎng)了21%。1985—2012年山東霜凍低溫災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)最高年出現(xiàn)在2004年，達(dá)到77%。由于2004年4月23日山東東部地區(qū)出現(xiàn)低溫極值，發(fā)生低溫霜凍事件，農(nóng)作物生長(zhǎng)受阻。2008—2009年山東霜凍低溫災(zāi)害受災(zāi)面積由3.2萬(wàn)hm2增加到23.1萬(wàn)hm2，成災(zāi)面積由0.6萬(wàn)hm2增長(zhǎng)到9.6萬(wàn)hm2，成災(zāi)率上升了94%，氣象災(zāi)害強(qiáng)度指數(shù)由18.75%增加到41.56%，上升了22.81%。

2.3.2 霜凍低溫災(zāi)害對(duì)山東糧食生產(chǎn)空間格局的影響 根據(jù)中華人民共和國(guó)氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及《中國(guó)氣象災(zāi)害大典（山東卷）》，參照文獻(xiàn)對(duì)霜凍低溫災(zāi)害等級(jí)劃分依據(jù)[5]，將1985—2012年山東霜凍低溫災(zāi)害受災(zāi)程度劃分為重度、中度和輕度3級(jí)（表1）。

由圖6可知，受災(zāi)程度總體上與糧食生產(chǎn)類型區(qū)呈正相關(guān)，總體上受地形影響顯著，中重度霜凍低溫災(zāi)害主要分布在魯中、東北部等魯中南山地丘陵區(qū)與魯東波狀丘陵區(qū)，輕度霜凍低溫災(zāi)害主要分布在魯西北、魯西南平原區(qū)，整體上呈現(xiàn)由西向東逐漸加重的趨勢(shì)。但是濰坊市的霜凍低溫災(zāi)害發(fā)生程度與糧食生產(chǎn)高產(chǎn)區(qū)不同步。

具體來(lái)說(shuō)，2012年山東糧食高產(chǎn)區(qū)主要是臨沂市、濰坊市，但同時(shí)也處于霜凍災(zāi)害中重度地區(qū)。1989年4月10日濰坊市小麥?zhǔn)転?zāi)達(dá)10萬(wàn)hm2，絕產(chǎn)面積達(dá)3 333 hm2，全縣因凍害損失1 200萬(wàn)元;1993年4月，濰坊市出現(xiàn)低溫，小麥凍害面積達(dá)3.73萬(wàn)hm2，成災(zāi)較重的達(dá)到8 667.7 hm2，占總受災(zāi)面積的23%。由于山東地處華北平原南部，寒潮南下時(shí)降溫劇烈;濰坊市處于魯東波狀丘陵區(qū)，山巒起伏、地形復(fù)雜，低山丘陵等低洼地區(qū)有利于冷空氣堆積，低溫極值易出現(xiàn);溫帶大陸性氣候顯著，氣溫的日較差較大，容易形成霜凍低溫災(zāi)害。

根據(jù)記載[6]，1986年開(kāi)始，濰坊全區(qū)的糧食復(fù)種指數(shù)由187%上升到191%，增長(zhǎng)率為20%，小麥種植密度加大，小麥的播種面積占總播種面積的45.5%。由于濰坊的霜凍災(zāi)害主要發(fā)生在春季，小麥陸續(xù)進(jìn)入拔節(jié)期，抗凍明顯下降。因此種植形式的改變，田間管理發(fā)生變化，烤煙育苗，增溫保墑、用薄膜覆蓋，播種前進(jìn)行浸種，對(duì)小麥追肥，這些措施的實(shí)施與霜凍預(yù)防基本上是一致的，所以在霜凍發(fā)生期間有效地降低了受災(zāi)率，提高了濰坊市糧食產(chǎn)量。

3 結(jié)論與討論

（1）1985—2012年山東糧食總產(chǎn)量在時(shí)間序列演變中呈現(xiàn)下降-上升-下降-上升的波動(dòng)，糧食播種面積出現(xiàn)下降-上升-下降-上升的動(dòng)態(tài)變化，空間格局變化中糧食總產(chǎn)量及糧食高產(chǎn)區(qū)中心有所轉(zhuǎn)移，由魯中南轉(zhuǎn)向魯東北、魯西地區(qū)。

（2）1985—2012年山東糧食總成災(zāi)率、受災(zāi)率總體上呈逐年遞減的變化趨勢(shì)，但是霜凍低溫災(zāi)害的成災(zāi)率、受災(zāi)率一直在遞增，出現(xiàn)了4個(gè)高峰期，分別是1997、2002、2004、2009年，基本平均3年出現(xiàn)1次高峰值，整體呈現(xiàn)“M”的波動(dòng)。

（3）1985—2012年山東霜凍低溫災(zāi)害受災(zāi)程度總體上與糧食生產(chǎn)類型區(qū)的空間分布大體一致，主要受地形影響，中重度霜凍低溫災(zāi)害主要分布在魯中、東北部等魯中南山地丘陵區(qū)與魯東波狀丘陵區(qū)，輕度災(zāi)害主要分布在魯西北、魯西南平原區(qū)。

（4）山東霜凍低溫災(zāi)害會(huì)嚴(yán)重影響糧食作物產(chǎn)量、國(guó)民經(jīng)濟(jì)以及糧食安全，糧食生產(chǎn)在糧食安全中擔(dān)任糧食供給量的角色，是影響糧食安全的首要因子。因此，進(jìn)一步研究氣象災(zāi)害對(duì)糧食安全的影響，對(duì)于災(zāi)情的防御以及糧食主管部門(mén)的合理決策會(huì)更加科學(xué)有效。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱保美，周清，董翔雁，等.德州氣象災(zāi)害強(qiáng)度變化及對(duì)糧食作物減產(chǎn)的影響[J].中國(guó)人口·資源與環(huán)境，2015，25（S2）：262-265.

[2] 欒健. 農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害對(duì)山東省糧食生產(chǎn)影響研究[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

[3] 氣象災(zāi)害大典編委會(huì).中國(guó)氣象災(zāi)害大典（山東卷）[M].北京：氣象出版社，2008.

[4] 中國(guó)氣象局.中國(guó)氣象災(zāi)害年鑒[M].北京：氣象出版社，2005-2012.

[5] 孟萬(wàn)忠，劉曉峰，王尚義，等.近百年山西霜雪災(zāi)害時(shí)空特征[J].地理研究，2012，31（12）：2292-2300.

[6] 濰坊市地方史志編纂委員會(huì).濰坊市志（上下卷）[M].北京：中央文獻(xiàn)出版社，1991.

責(zé)任編輯：鄭丹丹