朱梦媛

摘  要：利用辽宁省近30年（1987—2016年）洪涝、干旱、风雹、低温4种农业气象灾害受灾面积等灾情普查数据及农作物产量资料，采用灰色关联分析法，研究辽宁省农业气象灾害的变化趋势及其对作物产量的影响。结果表明，1987—2016年除风雹灾害受灾面积呈明显下降趋势外，其余3种农业气象灾害的变化趋势不明显。20世纪80、90年代洪涝灾害的受灾比相对较大，干旱受灾比相对较小，是洪涝和风雹灾害的多发期;进入到21世纪后，辽宁省则处于比较干旱的阶段。经灰色关联分析，4种农业气象灾害对作物产量的影响大小依次为干旱、风雹、洪涝、低温。

关键词：农业气象灾害;农作物产量;灰色关联

中图分类号 S42文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）04-0127-04

Abstract：Based on the census data of crop yield and agrometeorological disaster such as flood，drought，wind-hail and frost from1987 to 2016，the impact of variations of the main agrometeorological disasters on agriculture in Liaoning Province were discussed through gray correlation analysis.The trend analysis results show that wind-hail were in decrease trend，while the other agrometeorological disasters trend was not obvious.In the 1980s and 1990s，the flood disaster ratio was relatively large，while the drought disaster ratio was relatively small.Flood and wind-hail were the frequent disasters in this period，Liaoning province was in a relatively dry stage after entering the 21st century.The gray correlation analysis revealed that the impact of the most serious disaster on crop yield was drought，followed by wind-hail and flood，and frost.

Key words：Agrometeorological disaster;Crop yield;Gray correlation analysis

東北地区地处亚欧大陆东岸的中高纬度地区，是气候变暖最显著的地区之一。气候变化与自然灾害密切相关，农业气象灾害是中国最主要的农业自然灾害，约占全部农业自然灾害的70%，农业气象灾害已成为重点关注和研究的对象[1]。东北地区也是受气象灾害影响较严重的地区之一。目前许多学者对农业气象灾害的变化特征进行了研究和分析，王春乙等系统的论述了农业气象灾害风险评估的进展和展望[1]。吴吉东等从气象灾害损失和发生频次2个维度对1979—2013年中国气象灾害灾情变化趋势进行分析[2]。马建勇、许吟隆等利用1971—2009年主要农业气象灾害资料，分析了东北地区农业气象灾害的趋势变化及其对粮食产量的影响[3]。赵秀兰系统概括分析了近50年东北地区农业气候资源和灾害变化的特征及气候变化对农业的影响[4]。辽宁省作为东北粮食基地的重要省份，也是农业灾害多发区之一。许多专家就气候变化对辽宁的影响进行了研究和探究，纪瑞鹏等利用1971—2006年的气候资料和1981—2005年的物候期观测资料，对辽宁地区气候变化对主要农作物及自然物候的影响进行了分析，并提出了减轻自然灾害的对策和建议[5]。赵先丽等利用辽宁1996—2005年14个地区的成灾面积资料，分析了辽宁主要农业灾害的时空分布特征及发展趋势，研究表明对辽宁各地农业生产影响最大的农业灾害是干旱，其次是风雹[6]。笔者在前人研究的基础上，分析1987—2016年辽宁地区4种主要农业气象灾害（干旱、洪涝、风雹、低温）的变化特征，并利用灰色关联分析方法研究气象灾害对作物产量的影响，了解不同时期辽宁省农业气象灾害的特点和变化规律，为建立现代科学的农业灾害监测预警体系，因地制宜采取防灾减灾措施提供依据，同时对辽宁主要农业气象灾害影响评估和风险区划提供参考。

1 资料与方法

1.1 资料来源 研究资料来源于辽宁省统计年鉴、中国种植业信息网1987—2016年辽宁省农作物单产及同期气象灾害（旱灾、洪涝灾害、风雹灾害和低温灾害）的受灾面积和成灾面积。

1.2 研究方法 为了便于统计气象灾害造成的相对损失量或灾害的为害程度，定义农作物受灾面积与总播种面积之比为受灾比[3]。

灰色关联分析是通过计算灰色关联度来分析和确定系统诸因素间的影响程度或因素对系统主行为的关联程度，是依据因子之间发展态势的相似或相异程度来计算因子之间关联程度[7]。灰色关联分析方法对数据量的多少和数据的规律性没有特定的要求，已广泛应用于自然科学的各个领域，在气象领域也有很好的应用效果。本研究采用灰色关联分析方法，研究农业气象灾害对农作物产量的影响。

2 结果与分析

2.1 农业气象灾害变化趋势

2.1.1 干旱灾害 农业干旱主要是由于农作物需水过程与降水过程不同步造成的。干旱不一定造成农作物减产，干旱也不能等同于旱灾[3]。从1987—2016年辽宁省干旱灾害的受灾面积变化来看，辽宁省近30年干旱灾害整体呈下降趋势，但下降趋势不显著，灾害倾向率为1.011hm2/年，趋势系数为2122。其中2000—2009年的受灾面积比较大，平均受灾面积达到了141.3万hm2;在2000年出现最高点，受灾面积达280万hm2;2010年以后有所下降。从干旱的年际变化振幅来看，20世纪的80年代末至90年代以及21世纪初的前10年振幅较大，分别为112万hm2和124万hm2。但在2014年和2015年辽宁出现了较为严重的干旱灾害，受灾面积分别达到了182万hm2和143万hm2。

2.1.2 洪涝灾害 洪涝灾害主要包括洪灾、涝害和湿渍害。洪灾主要是强降水造成的洪水径流冲毁设施、淹没农田;涝害是由于农田积水造成的作物受淹;湿渍害则是由于土壤水分过剩影响农作物的正常发育造成的灾害[8]。1987—2016年辽宁省洪涝灾害受灾面积总体呈下降趋势，灾害倾向率为0.9369hm2/年，趋势系数为1900.6。20世纪80、90年代是洪涝灾害的多发期，平均受灾面积为38.6万hm2，1994年受灾面积最大，达到了155.3万hm2，2000年以后受灾面积有所下降。从年际变化振幅来看，20世纪80年代末90年代初的振幅较大，为155万hm2，2000—2016年的振幅较小。

2.1.3 风雹灾害 冰雹灾害的局地性和季节性明显，持续时间短、来势急，危害主要表现为砸伤农作物[8]。从辽宁省近30年风雹灾害受灾面积变化来看，1987—2016年灾害面积波动较大，总体呈明显下降的趋势，灾害倾向率为0.4144hm2/年，趋势系数为838.11。20世纪80、90年代风雹灾害最为严重，波动比较大，平均受灾面积达到了12.1万hm2，1988、1994和2002年风雹灾害最为严重，受灾面积均在20万hm2以上。2000年后受灾面积总体明显减少（除2002年）。2010—2016年的平均受灾面积为4.4万hm2，较1986—1999年平均减少了近60%。从风雹灾害的年际变化振幅来看，从20世纪80年代末至21世纪初呈阶梯下降的趋势，20世纪80、90年代振幅最大，达到了20.8万hm2，2010年后振幅为6.7万hm2。

2.1.4 低温灾害 低温灾害主要是农作物在生长季内，温度降低不能满足作物生长、发育、结实等对温度和热量的需求，而引发的灾害[9]。近30年辽宁省低温灾害的受灾面积整体呈下降趋势，灾害倾向率为0.1896hm2/年，趋势系数为384.09。1986—1999年受灾面积波动比较大，平均受灾面积为5万hm2，而在2001年出现异常高值，受灾面积达到43.5万hm2。2001年后受灾面积波动不大，平均受灾面积为2万hm2，较20世纪80、90年代减少60%。从低温灾害的年际变化振幅来看，由于2001年出现了异常低温，因此2000—2009年的振幅最大，达到了43.5万hm2，其次为20世纪80、90年代，而2010年以后低温灾害受灾面积的变化振幅明显减小，出现异常低温的频率也明显减少。

2.2 气象灾害年际波动分析旱涝受灾比的3年滑动平均的距平变化可以看出，干旱灾害变率呈分散态，正值和负值交替出现，说明干旱灾害发生的不穩定性大。洪涝灾害距平百分率的正值主要集中在20世纪80、90年代，而这个时期干旱多为负距平，说明这个时期辽宁地区相对湿润。2000—2009年旱灾的受灾比平均值为37.4%，是同时期洪涝灾害的4.4倍，从3年滑动平均的距平结果也能看出，洪涝灾害为负距平，干旱灾害为正距平，说明这个时期辽宁地区处于比较干旱的时段。2000年后辽宁地区洪涝灾害的受灾比平均值均低于30年平均值，说明2000年后的几年洪涝对农作物的影响相对较弱。

从近30年辽宁省风雹灾害比的3年滑动平均距平可以看出，2001年前辽宁地区风雹灾害比表现为正距平，2001年后为负距平，受灾比平均值4.5%，较2001年前降低了近49%，说明20世纪80、90年代辽宁地区受风雹灾害影响较大，而现阶段风雹灾害对辽宁省农作物影响减弱。低温灾害受灾比的年际变化趋势与风雹灾害类似，但波动性较大。在气候变暖的背景下，近年来辽宁省低温灾害发生频率有所减弱，低温灾害在1991—1994年及2001年前后表现为正距平，2001年辽宁省出现了严重的低温灾害，灾害比达到了32.4%，除2001年异常值外，自1997年以后辽宁省低温灾害受灾比均低于30年平均值。

2.3 农作物产量影响因素的灰色关联分析 根据灰色关联分析方法，以辽宁省1987—2016年序列资料为基础，选取干旱灾害受灾面积、洪涝灾害受灾面积、风雹灾害受灾面积、低温灾害受灾面积的1987—2016年数据为样本，根据灰色建模理论和程序，对原始数据进行均值化处理，然后建立辽宁省农作物生产灰色系统模型，经过计算得到辽宁省农作物单产和4种灾害影响因素的动态关联结果（见表1）。从辽宁省4种农业气象灾害与农作物产量的灰色关联度分析的结果可以看出，影响辽宁省农作物产量的农业气象灾害依次为干旱>风雹>洪涝>低温，干旱对农作物产量影响最大。1987—2016年辽宁省年均干旱受灾面积为99.4万hm2，是其他3种灾害年均受灾面积的2.5倍。其次影响辽宁省农作物产量的灾害为风雹灾害，辽宁处于我国北方多雹日带[10]，灾害较重，成灾占受灾比重较大。

3 结论与讨论

（1）1987—2016年辽宁省4种农业气象灾害中，干旱是影响辽宁省农业生产最严重的灾害。从30年来受灾面积的整体变化趋势来看，除风雹灾害受灾面积呈明显下降趋势外，其余3种农业气象灾害（干旱、洪涝、低温）受灾面积变化趋势均不明显。从年代际变化来看，干旱和冰雹灾害发生的波动性比较大，20世纪80、90年代洪涝灾害的受灾比相对较大，干旱受灾比相对较小，辽宁省处于比较湿润的时期，这个时期是洪涝和风雹灾害的多发期;而进入到21世纪后，辽宁省则处于比较干旱的阶段。

（2）辽宁省4种主要农业气象灾害与农作物产量的关联序列为：干旱>风雹>洪涝>低温，其中干旱是对农作物产量影响最大的灾害。因此，防御干旱、风雹和洪涝是农业气象防灾减灾、提高农作物产量的主要任务。

现阶段气候变化导致极端事件频发，辽宁是东北地区极端高温事件频发的地区之一。为做好粮食生产，需因地制宜推广减灾技术，加强现代科学的灾害监测预警体系的建设，提高对农业气象灾害的防御和抵抗能力。为应对干旱气象灾害，保证粮食产量，在作物所需热量条件得到充分满足的情况下，可对作物品种布局进行调整，对作物种植界限适当北移;改良作物品种，培育耐旱优质品种，提高作物的抗旱能力。

参考文献

[1]王春乙，张继权，霍治国，等.农业气象灾害风险评估研究进展与展望[J].气象学报，2015，73（1）：1-19.

[2]吴吉东，傅宇，张洁，等.1949—2013年中国气象灾害灾情变化趋势分析[J].自然资源学报，2014，29（9）：1520-1529.

[3]马建勇，许吟隆，潘婕.东北地区农业气象灾害的趋势变化及其对粮食产量的影响[J].中国农业气象，2012，33（2）：283-288.

[4]赵秀兰.近50年中国东北地区气候变化对农业的影响[J].东北农业大学学报，2010，41（9）：144-149.

[5]纪瑞鹏，陈鹏狮，张玉书，等.气候变化对辽宁农业的影响和减轻自然灾害的对策建议[J].环境保护与循环经济，2009，（3）：52-54.

[6]赵先丽，张玉书，纪瑞鹏，等.辽宁主要农业灾害时空分布特征[J].干旱地区农业研究，2013，31（5）：130-135.

[7]魏海宁.灰色关联度方法在灾害性天气评估中的应用研究[R].南京：南京信息工程大学，2011：6-18.

[8]张星.主要气象灾害对福建粮食生产影响的灰色关联分析[J].中国农业气象，2007，28（1）：105-107.

[9]王绍武.现代气候学概论[M].北京：气象出版社，2005：66-68.

[10]杨尚英，张梅梅，杨玉玲.近10年来我国农业气象灾害分析[J].江西农业学报，2007，19（7）：106-108.

（责编：徐世红）