王燕　黃國(guó)勤　趙其國(guó)　唐以進(jìn)

摘 要：利用廣西1981-2012年干旱、洪澇、低溫冷害和風(fēng)雹等4種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害數(shù)據(jù)，并結(jié)合糧食作物單產(chǎn)資料，采用線性回歸、滑動(dòng)平均和灰色關(guān)聯(lián)等分析方法，研究了廣西近32年來(lái)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的變化特征及其對(duì)廣西農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。結(jié)果表明，1981-2012年4種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的受災(zāi)率變化均不明顯，但具有階段性特征。20世紀(jì)80年代至90年代初，干旱受災(zāi)率呈遞增趨勢(shì)，1988-1992年干旱受災(zāi)率居高不下，均在20%以上，90年代中后期干旱受災(zāi)率較小且變化平緩；21世紀(jì)以后廣西又處于較旱階段；洪澇、風(fēng)雹、低溫冷害在20世紀(jì)80年代至90年代初受災(zāi)率均相對(duì)較小，尤其是低溫冷害少有發(fā)生；20世紀(jì)90年代中后期及以后，洪澇受災(zāi)率呈明顯周期性波動(dòng)減小，風(fēng)雹受災(zāi)率呈明顯周期性波動(dòng)增大，低溫冷害也呈周期性的暴發(fā)。4種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)影響程度為：對(duì)糧食作物、雙季早稻、雙季晚稻、玉米等，干旱>洪澇>風(fēng)雹>低溫災(zāi)害；對(duì)單季稻而言，洪澇>干旱>風(fēng)雹>低溫災(zāi)害，說(shuō)明干旱和洪澇是影響廣西農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要?dú)庀鬄?zāi)害。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；灰色關(guān)聯(lián)分析；廣西

中圖分類號(hào)：S166

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

論文編號(hào)：2014-0773

0 引言

廣西地處中國(guó)西南邊陲，屬云貴高原向東南沿海丘陵過(guò)渡地帶，具有周高中低、形似盆地、山地多、平原少的地形特點(diǎn)，屬熱帶、亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，是中國(guó)南方重要的農(nóng)業(yè)省區(qū)之一，最豐要的農(nóng)作物是水稻，其次是玉米。由于其特殊地理和氣候條件，使廣西成為中國(guó)氣象災(zāi)害多發(fā)的地區(qū)之一，表現(xiàn)為氣象災(zāi)害種類多、分布廣、頻率高、成災(zāi)比例高的特點(diǎn)。對(duì)農(nóng)業(yè)牛產(chǎn)影響較大的氣象災(zāi)害豐要有干旱、洪澇、低溫冷害、熱帶風(fēng)暴、冰雹等災(zāi)害性天氣，多種氣象災(zāi)害常常并發(fā)或交替發(fā)生，給農(nóng)業(yè)牛產(chǎn)造成巨大損失，嚴(yán)重制約著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。對(duì)廣西近些年來(lái)氣象災(zāi)害影響，特別是對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量影響的定量研究較少，本文運(yùn)用定量和定性分析相結(jié)合的方法，分析了廣西1981-2012年豐要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害（干旱、洪澇、風(fēng)雹、低溫冷害）的年際和年代變化特征，并運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論中的灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)廣西豐要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的影響程度進(jìn)行定量分析，以找出各種氣象災(zāi)害對(duì)廣西農(nóng)作物產(chǎn)量影響的豐次關(guān)系，為農(nóng)業(yè)綜合防御氣象災(zāi)害提供參考依據(jù)。

1 資料來(lái)源與分析方法

1.1 資料來(lái)源

農(nóng)業(yè)災(zāi)害災(zāi)情指標(biāo)一般有受災(zāi)面積、成災(zāi)面積、農(nóng)作物災(zāi)損量等，每種指標(biāo)都從不同角度反映了災(zāi)害強(qiáng)度及其對(duì)農(nóng)業(yè)牛產(chǎn)系統(tǒng)的危害程度。本文采用1981-2012年廣西各種氣象災(zāi)害的農(nóng)作物受災(zāi)面積、成災(zāi)面積、絕收面積資料來(lái)源于中國(guó)種植業(yè)信息網(wǎng)一災(zāi)情數(shù)據(jù)庫(kù)；同期農(nóng)作物播種面積、產(chǎn)量資料來(lái)源于中國(guó)種植業(yè)信息網(wǎng)一農(nóng)作物數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.2 分析方法

采用線性回歸、滑動(dòng)平均法分析農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害變化特征。由于每年農(nóng)作物播種面積均有變化，為了合理反映氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)造成的影響，本文用受災(zāi)率（即農(nóng)作物受災(zāi)面積與總播種面積的百分率）對(duì)受災(zāi)情況進(jìn)行分析。

采用灰色關(guān)聯(lián)分析法分析農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的影響大小。農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)系統(tǒng)與氣象災(zāi)害系統(tǒng)兩個(gè)灰色系統(tǒng)的復(fù)合體，因此可以通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析區(qū)分析各氣象災(zāi)害的綜合影響大小。以農(nóng)作物產(chǎn)量作為參考序列，各種氣象災(zāi)害的受災(zāi)面積為比較序列，求其關(guān)聯(lián)度和關(guān)聯(lián)序，從而判斷引起該系統(tǒng)發(fā)展的主要和次要因素。關(guān)聯(lián)度分析一般包括下列幾個(gè)步驟。

（1）設(shè)參考數(shù)據(jù)列為Xo={X。（k），k=l，2，...，n}，比較數(shù)據(jù)列為Xi={xi（k）=l，2，，.，，，n}（i=l，2，，，，n）。

（2）原始數(shù)據(jù)變換：目前灰色關(guān)聯(lián)分析中的原始數(shù)據(jù)變換豐要有均值化變換、初值化變換和標(biāo)準(zhǔn)差變換。本文對(duì)參考數(shù)據(jù)列和比較數(shù)據(jù)列進(jìn)行均值化處理，使之無(wú)量綱化、歸一化。

（3）求絕對(duì)差：△i（k）=x0（k）-xi（k）（i=l，2….，m； k=l，2，.，，，n）

（4）求關(guān)聯(lián)系數(shù)ξi（k）：（k）：計(jì)算各比較數(shù)據(jù)列與參考數(shù)據(jù)列在各時(shí)刻的關(guān)聯(lián)系數(shù)，其計(jì)算公式如下。

式中p為分辨系數(shù)，其意義是削弱最大絕對(duì)差數(shù)值太大引起的失真，提高關(guān)聯(lián)系數(shù)之間的差異顯著性，pE（0，1），一般可取0.1—0.5。本文取p=0.5。

（5）求關(guān)聯(lián)度ri：取ξi（k）的算術(shù)平均值。

（6）關(guān)聯(lián)序按ri的大小排序，就形成關(guān)聯(lián)序。它直接反映了比較系列對(duì)參考系列的貢獻(xiàn)大小或豐次關(guān)系。ri的值越大，說(shuō)明其關(guān)聯(lián)的程度越大，ri的值越小，則其關(guān)聯(lián)程度越小。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害特征分析

由圖1和圖3干旱受災(zāi)率的線性變化趨勢(shì)及其5年滑動(dòng)平均距平的變化可見(jiàn)，近32年廣西旱災(zāi)變化趨勢(shì)不顯著，但有一定的階段性特征。1981-1988年旱災(zāi)率呈漸增趨勢(shì)，變幅達(dá)22%；1988-1992年受災(zāi)率居高不下，均在20%以上，其中1988年最大，達(dá)25.7%；1993-1998年干旱受災(zāi)率小，波動(dòng)平緩，變化位于5.2%～7.4%之間；1999年以后干旱受災(zāi)率較大，波動(dòng)劇烈，其中1999、2004和2010年干旱受災(zāi)率分別為16.28%、17.8%和18.3%；而2001、2002和2012年受災(zāi)率分別為0.84%、1.6%和1.3%。從5年滑動(dòng)平均距平來(lái)看，20世紀(jì)80年代旱災(zāi)的受災(zāi)比表現(xiàn)為止距平，而澇災(zāi)為負(fù)距平，說(shuō)明這個(gè)時(shí)期廣西處于較旱時(shí)段。

洪澇是廣西第二大農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，其歷年的受災(zāi)率（7.5%）低于干旱（11.8%）。由圖2可見(jiàn)，近32年來(lái)，洪澇受災(zāi)率總體上以0.6個(gè)百分點(diǎn)每10年的速率增大。1981-1993年洪澇受災(zāi)率小，且年際變化幅度不大，多數(shù)年份受災(zāi)率在5%以下，1993年以后洪澇災(zāi)害受災(zāi)率5.2個(gè)百分點(diǎn)每10年的速率顯著減小，其中1994年受災(zāi)率最大，達(dá)27.6%。從5年滑動(dòng)平均距平來(lái)看，20世紀(jì)90年代洪澇受災(zāi)率表現(xiàn)為止距平，干旱受災(zāi)率為負(fù)距平，說(shuō)明這個(gè)時(shí)期廣西為相對(duì)濕潤(rùn)期。

風(fēng)雹災(zāi)害包括大風(fēng)和冰雹兩種災(zāi)害。其發(fā)牛的豐要特點(diǎn)是范圍小、時(shí)間短、來(lái)勢(shì)兇猛、強(qiáng)度大，對(duì)農(nóng)業(yè)的影響豐要表現(xiàn)是使植株受機(jī)械損傷。由圖5可見(jiàn)，1981-2012年，廣西風(fēng)雹災(zāi)害以0.9個(gè)百分點(diǎn)每10年的速率增大。20世紀(jì)80年代至90年代初，農(nóng)作物受風(fēng)雹災(zāi)害輕（約2%），略有增加但變化幅度小。1994年以后受災(zāi)率波動(dòng)大，特別是1997-2008年風(fēng)雹受災(zāi)率呈周期性增大，其中2008年最大，達(dá)12.97%。5年滑動(dòng)平均距平（圖4）顯示，風(fēng)雹受災(zāi)率在20世紀(jì)90年代初、2002年以后表現(xiàn)為止距平，說(shuō)明此階段風(fēng)雹對(duì)農(nóng)作物影響相對(duì)較強(qiáng)。

低溫冷害是牛育期因溫度低而影響作物牛長(zhǎng)發(fā)育并引起減產(chǎn)的白然災(zāi)害。由圖6可見(jiàn)，20世紀(jì)80年代至90年代初廣西低溫冷害的受災(zāi)率介于0～1%，受災(zāi)程度變化平緩，農(nóng)作物受低溫影響??；20世紀(jì)90年代中后期低溫冷害的受災(zāi)率呈周期性波動(dòng)，變幅較大（達(dá)l2.5%），農(nóng)作物受低溫影響較大。

2.2 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響分析

水稻和玉米等糧食作物是廣西主要的農(nóng)作物。根據(jù)灰色系統(tǒng)分析方法的思路和要求，本文采用1981-2012年廣西糧食作物平均單產(chǎn)、雙季早稻單產(chǎn)、雙季晚稻單產(chǎn)、單季稻單產(chǎn)和玉米單產(chǎn)數(shù)據(jù)為參考序列，選取影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的豐要?dú)庀鬄?zāi)害干旱、洪澇、風(fēng)雹和低溫冷害的受災(zāi)面積為比較序列，采用灰色關(guān)聯(lián)分析方法計(jì)算以上4種氣象災(zāi)害與糧食產(chǎn)量之間的關(guān)聯(lián)度和關(guān)聯(lián)序列，結(jié)果見(jiàn)表l。

由表l可知，干旱、洪澇對(duì)廣西農(nóng)作物產(chǎn)量的影響最大，低溫冷害的影響最小，風(fēng)雹影響次小。低溫冷害對(duì)農(nóng)作物的影響主要表現(xiàn)為春季的爛秧天氣和秋季的寒露風(fēng)，20世紀(jì)六七十年代早稻爛秧天氣影響嚴(yán)重，后因品種改良及耕作技術(shù)的提高，早稻受春季低溫、晚稻受秋季寒露風(fēng)危害大大減小。風(fēng)雹災(zāi)豐要是臺(tái)風(fēng)、雷雨大風(fēng)及冰雹產(chǎn)生，廣西風(fēng)災(zāi)主要發(fā)生在夏季，冰雹豐要發(fā)生在春季，風(fēng)雹災(zāi)的發(fā)生一般范圍小、時(shí)間短，所以對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的影響不大。廣西干旱有春旱（2-4月）、夏旱（6-8月）、秋旱和冬旱之分，以春、秋旱發(fā)牛頻率最高（年年發(fā)生）、范圍最廣，夏旱次之，冬旱最輕。廣西一年四季均有暴雨出現(xiàn)，但以夏季風(fēng)盛行期間（ 4-9）月較為集中，特別是6-7月份易形成洪澇災(zāi)害。

廣西早稻的生長(zhǎng)期為3月中下旬至7月上中旬，春旱直接影響早稻播種及前期牛長(zhǎng)，而牛長(zhǎng)的后期，常受洪澇災(zāi)害的影響，從而嚴(yán)重影響產(chǎn)量。因此，對(duì)雙季早稻而言，干旱為豐要的氣象災(zāi)害，洪澇次之。

廣西晚稻的主要生長(zhǎng)季大約在7-9月，不但夏旱經(jīng)常發(fā)生，而且常常出現(xiàn)夏秋連旱，使水稻的抽穗開(kāi)花以及灌漿不能正常進(jìn)行，結(jié)實(shí)率降低，空殼率高，嚴(yán)重影響產(chǎn)量。

廣西種有春玉米和秋玉米，多種植在丘陵山地，該地區(qū)恰是干旱高頻嚴(yán)重區(qū)，干旱會(huì)影響玉米的正常拔節(jié)、抽雄、吐絲期，造成減產(chǎn)。

對(duì)單季稻而言，洪澇災(zāi)害的影響最重，干旱次之。廣西單季稻生長(zhǎng)期大約在5-9月，正是廣西暴雨集中期，特別是生長(zhǎng)前期和中期，洪澇災(zāi)害及其衍生災(zāi)害頻發(fā)，嚴(yán)重影響單季稻的生育進(jìn)程，中后期常受夏、秋干旱影響，使水稻的抽穗開(kāi)花以及灌漿不能正常進(jìn)行，結(jié)實(shí)率降低，從而影響產(chǎn)量。

3 結(jié)論與討論

（1）1981-2012年廣西干旱、洪澇、風(fēng)雹和低溫冷害等4種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的受災(zāi)率變化均不明顯，但具有階段性特征。20世紀(jì)80年代至90年代初，干旱受災(zāi)率呈遞增趨勢(shì)，特別是1988-1992年受災(zāi)率居高不下，均在20%以上；20世紀(jì)90年代中后期較小且變化平緩，21世紀(jì)以后干旱受災(zāi)率較大且波動(dòng)劇烈；洪澇、風(fēng)雹、低溫冷害在20世紀(jì)80年代至90年代初受災(zāi)率均相對(duì)較小，變幅不大，特別是低溫冷害少有發(fā)生，20世紀(jì)90年代中后期以后，洪澇受災(zāi)率呈明顯周期性波動(dòng)減小，風(fēng)雹受災(zāi)率呈明顯周期性波動(dòng)增大，低溫冷害也呈周期性的暴發(fā)。

（2）對(duì)各豐要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害與農(nóng)作物產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)分析表明，干旱和洪澇是過(guò)去32年間廣西主要的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，低溫冷害對(duì)農(nóng)業(yè)的影響程度最小。4種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)影響程度為：對(duì)糧食作物、雙季早稻、雙季晚稻、玉米等，干旱>洪澇>風(fēng)雹>低溫災(zāi)害；對(duì)單季稻而言，洪澇>干旱>風(fēng)雹>低溫災(zāi)害。因此防御干旱、洪澇是農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)、提高廣西農(nóng)作物產(chǎn)量的關(guān)鍵。

廣西農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害頻發(fā)，正確認(rèn)識(shí)災(zāi)害的發(fā)生規(guī)律和特征是采取有效的防災(zāi)減災(zāi)措施的前提?，F(xiàn)階段廣西處于較旱階段，抗旱仍是廣西現(xiàn)階段和未來(lái)一定時(shí)期主要的農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)主題。風(fēng)雹災(zāi)不斷增大、低溫冷害隨機(jī)發(fā)生，雖然對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響較少，但近年來(lái)其發(fā)生范圍和強(qiáng)度在不斷增大，因此對(duì)二者的預(yù)防仍不容忽視。因此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要根據(jù)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的特點(diǎn)，因地制宜地合理布局，充分利用本地的氣候資源，趨利避害，同時(shí)要加強(qiáng)氣象災(zāi)害的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)及防御工作，提高防災(zāi)減災(zāi)水平，減少損失。