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編者按：本文主要從資料來源與研究方法；綜合評價；結論與討論進行論述。其中，主要包括：我國是自然災害頻發(fā)國之一、天水地處黃土高原與西秦嶺山地大陸性干旱半干旱氣候區(qū)、,氣象災害評估技術研究已引起眾多學者高度關注、代表點的選取根據(jù)天水氣候區(qū)劃、影響天水市蘋果總產量的主要農業(yè)氣象災害因子的提取、蘋果產量資料的處理、影響天水市蘋果總產量的主要農業(yè)氣象災害因子的提取、氣象災情等級劃分標準、災情指數(shù)的計算及綜合評價方法式、主要農業(yè)氣象災害分布、影響天水蘋果正常生長的主要農業(yè)氣象災害是前秋等，具體請詳見。

摘要:分析得出影響天水蘋果正常生長的主要農綜合評價z業(yè)氣象災害是前秋9月大氣干旱、冬季12—2月暖冬高溫、蘋果花期4月下旬高溫干旱和春季4月下旬低溫危害。各災害發(fā)生頻率在53%~70%之間,以前秋9月干旱最多,春季4月下旬低溫危害最少;前秋9月大氣干旱以中—大災為主;其他災害均以輕、中災最多,大災居次;各種災害因子重災年份最少,僅在6%~15%之間。農業(yè)氣象災害綜合評估除輕災評估準確率略低,為89%外,中—重災評估準確率均達100%,災害評估效果比較理想,對農業(yè)防災減災有一定的指導意義。

關鍵詞:氣象;災害;蘋果生產;甘肅天水

我國是自然災害頻發(fā)國之一,年均災害損失約510×108~640×108元。其中由氣象災害引起的損失占85%左右,僅干旱、洪澇、風暴潮、冰雹、低溫冷害這幾種氣象災害造成的糧食損失占所有自然災害損失的97%左右,直接經濟損失占總經濟損失的76%以上[1]。天水地處黃土高原與西秦嶺山地大陸性干旱半干旱氣候區(qū),海拔在750~3120m之間,年均氣溫7.0~11.1℃,年降水量430~600mm之間,平均日照總時數(shù)2000~2400h,無霜期156~188d,極適宜優(yōu)質蘋果生產,是甘肅省主要蘋果產業(yè)發(fā)展基地,所產蘋果以個大、色艷、硬度強、糖分高、品質佳、耐儲存而深受廣大客商和消費者青睞,“花牛蘋果”已獲得全國知名品牌類注冊證明商標,是支撐天水市經濟發(fā)展的四大支柱產業(yè)之一。天水市現(xiàn)有蘋果面積約6.5×104hm2,總產量約54×104t。但由于境內山多川少,溝壑縱橫,海拔高差大,氣候差異顯著,屬全國氣象災害高發(fā)區(qū)域,干旱、洪澇、冰雹、低溫冷害等氣象災害頻繁發(fā)生,蘋果產量、品質和優(yōu)質率提高很慢,極大地限制了蘋果產業(yè)化發(fā)展。

近年來,氣象災害評估技術研究已引起眾多學者高度關注,但大多局限于單種氣象災害[2-5]的定性化研究。特別是針對多年生果樹,在實況災害資料極度缺乏的情況下,果樹氣象災害風險評估的研究報道很少。為此,本文利用統(tǒng)計學方法,確定影響該地蘋果生產的主要農業(yè)氣象災害因子,并將各農業(yè)氣象災害因子劃分等級,進行天水主要農業(yè)氣象災害對果樹作物量化評估影響研究,為有效防御農業(yè)氣象災害,最大限度減輕或減免農業(yè)損失提供參考。

1資料來源與研究方法

1·1資料來源蘋果產量資料取自天水市統(tǒng)計年鑒1978—2007年;相關氣象資料取自天水市關山區(qū)清水、渭北旱區(qū)秦安和河谷區(qū)麥積二縣一區(qū)氣象站1978—2007年氣象觀測資料。

1·2研究方法

1·2·1代表點的選取根據(jù)天水氣候區(qū)劃,選取渭北旱區(qū)、關山區(qū)和河谷川區(qū)蘋果種植面積較大的秦安縣、清水縣和麥積區(qū)作為代表點。

1·2·2蘋果產量資料的處理蘋果氣候產量資料分解的方法和準確性,會直接影響蘋果農業(yè)氣象災害的分析評估研究。

在參照僅有的農業(yè)氣象災害觀測調查資料的基礎上,將天水市蘋果總產量資料按3、5年滑動平均法、線性法、正交多項式法、指數(shù)法等多種函數(shù)分解方法[6]提取其趨勢產量。統(tǒng)計分析表明:天水市蘋果總產趨勢產量的提取以指數(shù)法效果最佳(圖1),趨勢產量提取方程為y=8682·2e0·126t(y:趨勢產量;t:時間序列,t=1,2,3,…;n=30;r=0·93)。用y′i=(Yi-yi)/yi×100%計算逐年蘋果總產量動態(tài)相對偏差百分率[6-7](y′:蘋果氣候產量增減率;Yi:蘋果實際產量;yi:逐年蘋果趨勢產量;i:年份)。

1·2·3影響天水市蘋果總產量的主要農業(yè)氣象災害因子的提取農業(yè)氣象災害對天水蘋果生產的影響研究[8]中,通過分區(qū)統(tǒng)計分析,得出影響天水渭北旱區(qū)、關山區(qū)和河谷川區(qū)三區(qū)蘋果正常生長的主要農業(yè)氣象災害均為上年秋季9月大氣干燥度,冬季12月至2月負積溫的光照條件訂正值和蘋果花期4月下旬平均最高氣溫的大氣相對濕度訂正值,春季低溫晚霜凍出現(xiàn)頻率和危害程度正在逐步減輕。

為了更進一步提取影響天水市蘋果總產量的主要農業(yè)氣象災害因子,將3個氣候區(qū)主要災害因子與天水市蘋果總產量動態(tài)相對偏差百分率進行逐步回歸[9],建立如下影響蘋果氣候總產量的主要農業(yè)氣象災害因子提取方程:式中,y′i為蘋果總產量動態(tài)相對偏差百分率;K′9秦安為渭北秦安上年秋季9月大氣干燥度∑T≤0℃×Q12-2麥積為河谷區(qū)麥積冬季12—2月負積溫的光照條件訂正值;TM4月下旬/U麥積為河谷區(qū)麥積蘋果花期4月下旬平均最高氣溫的大氣相對濕度訂正值;Tn4月下清水為關山區(qū)清水蘋果花期4月下旬平均最低氣溫。12—2月暖冬高溫雖然不屬于氣象學上定義的氣象災害因子,但隨日益加劇的暖干氣候[10],暖冬高溫對蘋果生長影響極大,僅次于前秋9月干旱災害。

1·2·4氣象災情等級劃分標準將渭北秦安上年秋季9月干旱(用大氣干燥度表示)、河谷區(qū)麥積暖冬(用冬季12—月負積溫的光照條件訂正值表示)和花期高溫危害(用蘋果花期4月下旬平均最高氣溫的大氣相對濕度訂正值表示)、關山區(qū)清水春季低溫危害(用4月下旬最低平均氣溫表示)4種標準化處理后的主要農業(yè)氣象災害標準值作為成災變異值。再將1978—2007年30年成災變異值中大于或等于0·1以上的成災變異值(春季低溫為小于或等于-0·1以下的成災變異值),按變異值的離散程度[11]分成相等的4個組,從小到大將災情等級依次劃分為輕災、中災、大災和重災4個等級,并采用分級賦值和內插法依次賦以1~3、4~6、7~9、10~12。9月干燥度(秦安)、暖冬(麥積)和花期高溫(麥積)成災變異值小于0·1為無災;春季低溫(清水)成災變異值Z大于0·1為無災,無災年份災害等級分值ci按0分賦值(表1)。

1·2·5災情指數(shù)的計算及綜合評價方法式(1)得出影響天水市蘋果總產量的主要農業(yè)氣象災害為渭北秦安上年秋季9月大氣干旱、河谷區(qū)麥積12—2月暖冬和4月下旬花期高溫干旱、關山區(qū)清水春季4月下旬蘋果花期低溫危害。

為此,本文將以上4種災害作為影響天水市蘋果總產量的主要農業(yè)氣象災害因子。用式(1)計算得出的相應站點災害因子的貢獻率(方程中相應災害因子系數(shù)/4種災害因子系數(shù)絕對值之和×100%)作為相應站各類災害因子的影響權重(wij:其中渭北秦安9月干旱w1=37%;河谷區(qū)麥積暖冬w2=27%,花期高溫危害w3=22%;關山區(qū)清水春季低溫危害w4=14%),并與其對應站點相應災害類型的等級分值相乘,4種災害類型進行累加[式(2)]就得到農業(yè)氣象災情的災情指數(shù)(Pk),并以此作為農業(yè)氣象災害危害評估指標,與蘋果氣候產量增減率實況分級進行對比分析(蘋果氣候產量增減率實況亦分為無、輕、中、大、重5級,分級方法同災害成災變異值分級)。

Pk=∑4j=1Cij×wij(2)式中,Pk為災情指數(shù);Cij為4種災害等級分值(i:1978—2007年各年份,i=1,2,3,…,30;為4種農業(yè)氣象災害,j=1,2,3,4;下同);wij為相應災害因子的影響權重。災情指數(shù)(Pk)越大,表明農業(yè)氣象災害對農業(yè)生產的影響越大,災情越重;反之,對農業(yè)生產的影響小,災情越輕。

2綜合評價

2·1主要農業(yè)氣象災害分布表2是影響天水蘋果生產的前秋9月干旱、冬季12—2月高溫、花期4月下旬高溫干旱氣候和春季4月下旬低溫發(fā)生頻率統(tǒng)計。1978—2007年30年中,前秋9月旱災最多,發(fā)生頻率70%,主要以中—大災為主,占旱災年份的52%;輕災年份次之,占38%;重災年份最少,占10%。暖冬和花期高溫災害次之,發(fā)生頻率分別為63%和67%,均以輕災為主,分別占災害年份的47%和45%;中—大災次之,分別占47%和40%;重災年份最少,分別占5%和15%。春季低溫危害最少,發(fā)生頻率53%,仍以輕災居多,占災害年份的50%;中—大災次之,占44%;重災年份最少,占6%。

2·2綜合評價將式(2)計算的逐年農業(yè)氣象災害綜合災情指數(shù)(Pk)分成1、2、3、4、5相等的5個組從小到大將災情等級依次劃分為無災、輕災、中災、大災和重災5個等級與蘋果總產量動態(tài)相對偏差百分率實況分級(表3)進行對比分析。

天水市1978—2007年30年逐年主要農業(yè)氣象災害對蘋果生產的影響進行綜合評估,并與實況(表4)進行對比分析。評估無災11年,與實況相符10年,評估準確率91%。災害年份中,評估輕災9年,與實況相符8年,評估準確率89%。評估中災5年,大災5年,重災1年,均與實況相符,評估準確率均為100%。災害年份除輕災評估準確率略低外,中—重災評估準確率較高,特別是重災的1991年、大災的1984年、1987年、1989年、1992年和1997年,蘋果均出現(xiàn)較大幅度減產,災害評估效果比較理想。

3結論與討論

(1)分析得出影響天水蘋果正常生長的主要農業(yè)氣象災害是前秋9月大氣干旱、冬季12—2月暖冬高溫、蘋果花期4月下旬高溫干旱和春季4月下旬低溫危害。各災害發(fā)生頻率在53%~70%之間,以前秋9月干旱最多,春季4月下旬低溫危害最少;前秋9月大氣干旱以中—大災為主;其他災害均以輕、中災最多,大災居次;各種災害因子重災年份最少,僅占6%~15%。

(2)綜合評估表明:影響天水市蘋果生產的農業(yè)氣象災害綜合評估除輕災評估準確率略低(89%)外,中—重災評估準確率均達100%,災害評估效果比較理想。

(3)由于蘋果災害實況調查觀測資料極少,給蘋果災害的評估研究工作帶來了極大不便。

為此,本文主要采用統(tǒng)計學方法,利用蘋果產量資料,在參照僅有的農業(yè)氣象災害觀測調查資料的基礎上,將指數(shù)法分解后的蘋果總產量動態(tài)相對偏差百分率,按其離散程度確定為無災、輕災、中災、大災和重災5種災害程度實況類型。影響天水市蘋果總產量的主要農業(yè)氣象災害因子的提取,也是采用了統(tǒng)計分析方法,進行理論提取。研究結論除輕災評估準確率略低外,中—重災評估準確率較高,在缺乏農業(yè)氣象災害實況觀測調查資料的情況下,可作為氣象災害評估的有效方法,對農業(yè)防災減災有一定的指導意義。但因蘋果災害實況災情資料極少,現(xiàn)實生產中仍有待更進一步研究驗證。

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