河南省农业气象灾害时序特征及对粮食生产的影响

2012-04-29张竟竟于丽丽

湖北农业科学 2012年18期

张竟竟于丽丽

摘要：对河南省自１９７８年以来的农业气象灾害时序特征及对粮食生产的影响从受灾和成灾两个层面进行综合研究。结果表明，在各类农业气象灾害中以旱灾最为严重，其次是水灾，再次是冰雹和霜冻灾害，其中旱灾和水灾占到了８０％以上，是河南省的主要农业气象灾害；各类农业气象灾害均呈现出规律性波动变化，表明进行农业气象灾害周期性规律研究是可行的；受灾与成灾的面积呈现出一定周期性波动，并且相应年份的农业气象灾害受（成）灾面积的灾损程度与粮食总产呈负相关。研究结果与河南省农业气象灾害发生的实际情况基本吻合，为河南省的农业生产及灾害防治提供了理论依据。

关键词：农业气象灾害；时序特征；粮食生产；河南省

中图分类号：Ｓ４２文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０12）18－4002-04

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｈｅｔｅｍｐｏｒａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｄｉｓａｓｔｅｒｓａｎｄｉｔｓｅｆｆｅｃｔｏｎｇｒａｉｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｏｆｄｉｓａｓｔｅｒ－ａｆｆｅｃｔｅｄａｎｄｄｉｓａｓｔｅｒ－ｆｏｒｍａｔｉｖｅｉｎＨｅｎａｎｐｒｏｖｉｎｃｅｓｉｎｃｅ１９７８ were studied．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｅｑｕｅｎｃｅｉｎｖａｒｉｏｕｓｔｙｐｅｓｏｆａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｄｉｓａｓｔｅｒｓｗａｓｄｒｏｕｇｈｔ，ｆｌｏｏｄｓ，ｈａｉｌａｎｄｆｒｏｓｔｄｉｓａｓｔｅｒａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｈａｚａｒｄｒａｎｋ．Ｔｈｅｍａｉｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｄｉｓａｓｔｅｒｓｗｅｒｅｄｒｏｕｇｈｔａｎｄｆｌｏｏｄｓ，ｗｈｉｃｈａｃｃｏｕｎｔｅｄｆｏｒｍｏｒｅｔｈａｎ８０％ｉｎＨｅｎａｎｐｒｏｖｉｎｃｅ．Ａｌｌｋｉｎｄｓｏｆａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｄｉｓａｓｔｅｒｓｓｈｏｗｅｄｔｈｅｒｅｇｕｌａｒｉｔｙｏｆｖａｒｉａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｄｉｓａｓｔｅｒｓｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ．Ｄｉｓａｓｔｅｒ－ａｆｆｅｃｔｅｄａｎｄｄｉｓａｓｔｅｒ－ｉｎｆｏｒｍａｔｉｖｅｓｈｏｗｅｄａｃｅｒｔａｉｎｃｙｃｌｉｃａｌｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ，ａｎｄｉｎｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｙｅａｒｏｆａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｄｉｓａｓｔｅｒｂｙｄｉｓａｓｔｅｒａｆｆｅｃｔｅｄ（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｖｅ），ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｄｉｓａｓｔｅｒｄａｍａｇｅａｎｄｔｈｅｔｏｔａｌｙｉｅｌｄｓｏｆｇｒａｉｎｗａｓｎｅｇａｔｉｖｅ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｉｎａｃｃｏｒｄｗｉｔｈｔｈｅｆａｃｔｉｎＨｅｎａｎｐｒｏｖｉｎｃｅ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｄａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｄｉｓａｓｔｅｒｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎＨｅｎａｎｐｒｏｖｉｎｃｅ．

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对于农业气象灾害常有“十年九旱”及成灾面积必然小于受灾面积等基本判断，但是具体到特定区域并没有准确的科学依据。河南省是我国的粮食生产大省，对确保国家粮食安全具有十分重要的战略意义和现实意义，但其也是一个灾害频繁的省份，旱、涝、风、雹、震、雷、雪等时有发生，其中旱灾频发性最高，对农业生产危害尤为严重［１］。因而，有必要对河南省的农业气象灾害时序演变特征进行分析研究，为粮食生产安全防范和风险决策提供科学依据。截至目前，国内外学者们分别在气候变化、自然灾害对粮食安全的影响方面开展了相关研究，但专门从干旱灾害视角探讨粮食安全的研究还处于起步阶段，结合气象资料和粮食产量对农业干旱灾害的变化特征与粮食安全进行综合研究的文献不多。我国学者对农业气象灾害从区域分布与减灾对策、风险评估、对作物产量的影响等方面进行了研究［２－４］；对于农业旱灾时空特征分析的研究主要开展了甘肃省、广东省、安徽省、内蒙古等层面的研究［５－８］，而近年来对河南省农业气象灾害的研究尚鲜有报道。所以，对河南省自１９７８年以来的农业旱灾时序特征及对粮食生产的影响进行了较为全面的研究，并进而探讨河南省农业气象灾害发生的规律性，为农业气象灾害的变化规律及对粮食安全的影响提供信息，并为河南省的农业生产及灾害防治提供理论依据。

１河南省农业气象概况及主要灾害类型

１．１农业气象概况

河南省处于暖温带和亚热带交错的边缘地区，具有发展农业的良好条件。全省年均气温为１２．８～１５．５ ℃，７月最热，月平均气温为２３．９～２７．７ ℃；１月最冷，月平均气温为－２．５～２．５ ℃。年无霜期为１９０～２３０ｄ，年降水量为５５０～１２９５ｍｍ。一般可满足农作物一年两熟，适宜多种农作物及果树、林木生长。河南是农业大省，粮棉油等主要农产品产量均居全国前列，是全国重要的优质农产品生产基地。２００９年粮食总产达到５．３８９×１０７ｔ，连续１０年产量居全国第一。河南又是一个气象灾害频繁的省份，旱、涝、风、雹、震、雷、雪等时有发生，对经济发展产生极为不利的影响。常见自然灾害有春旱、夏旱、倒春寒、秋风、冰雹、大风、秋绵雨、暴雨洪涝、农作物病虫害、森林病虫害等灾害，而其中旱灾发生频率最高，对农业生产危害尤为严重。

１．２主要灾害类型

１）干旱。干旱是河南发生频率高、影响范围大、持续时间长、成灾程度重的农业气象灾害。干旱主要有春旱、夏伏旱和秋旱，最严重的是春旱。由于年内降水季节分配不均，前一年１１月到第二年３月降水量只占全年降水量的１４％，而春季气温回升快，大风日数多，蒸发量大，使春旱加剧。所以，河南有“十年九旱”、“春雨贵如油”之说。

２）冰雹。冰雹是河南省常见的气象灾害，它局地性强、危害大。据资料统计，全省年平均降雹次数为０．３次，降雹主要发生在３～８月，以５、６、７月份最多，占全年降雹次数的４８．８％，最早出现在１月份（舞钢、叶县），最晚出现在１０月（浚县）。一般来说，一日中降雹时间多发生在１４∶００－２０∶００，夜间降雹很少。降雹时常伴有暴风骤雨，雷电交加，对农作物危害很大，轻则作物枝叶折断造成减产，重则颗粒无收。如１９９４年６月中旬，郑州、许昌、安阳、濮阳、焦作、商丘、周口等地遭遇多年未遇的冰雹袭击，持续时间之长、雹粒之大，都是多年罕见的。

３）霜冻。霜冻也是危害河南省的农业气象灾害。霜冻是指在植株生长季节里，夜间土壤和植株表面的温度下降到０ ℃以下，使植株体内水分形成冰晶，造成作物受害的短时间低温冻害。由于各类作物的耐寒能力不同，受冻害程度也不同，因此用日最低气温作为霜冻指标。根据霜冻发生的季节不同，可分为春霜冻（晚霜冻）和秋霜冻（早霜冻），春霜冻主要影响冬小麦及此时出苗（移栽）的喜温作物，秋霜冻对晚熟的大秋作物影响较大。

４）洪涝。河南降水具有年际变化大、地区和时间分配过于集中等特点，因而易出现洪涝灾害。洪涝灾害是在排水系统不畅的情况下，由于在短时间内降水量大而造成的一种雨害。河南省丘陵山地面积大，沟壑纵横，且森林草原覆盖率低，一遇暴雨，轻则冲毁粮田，重则人畜伤亡，给人民生命财产带来严重损失［９］。

２河南省农业气象灾害时序演变特征

２．１主要灾害类型比例分析

为了进一步掌握每年各气象灾害的发生特征，对旱灾、水灾、冰雹和霜冻灾害在当年农业总受灾中的比例进行了分析。根据统计资料，对１９７８－２００９年的河南省４类主要气象灾害的受灾和成灾面积进行分析（表１、表２）。河南省农作物受灾面积占播种面积的1/4，低于全国平均水平。在各类农业气象灾害中以旱灾最为严重，其次是水灾，再次是冰雹和霜冻灾害，其中旱灾受灾面积所占比例３２年平均值约为６１％；水灾所占比例约为２３％，二者占到了８０％以上，是河南省的主要农业气象灾害。对成灾面积各类型比例进行分析结果与受灾面积大体一致，但是总体来看，旱灾成灾面积比例３２年平均值约为５９％；而水灾成灾面积所占比例约为２６％。冰雹和霜冻灾害的受灾面积比例分别约为１０％和７％，成灾面积比例约为１０％和５％。成灾与受灾面积比例相比较，主要是水灾成灾面积比例增加，这在一定程度上表明，旱灾的防灾抗灾途径和措施较之水灾更容易实施，并取得了一定效果；同时，一旦发生水灾，其较之旱灾潜在危害性更大，虽然比例较小，但绝不可忽视。

进一步将河南省各类农业气象灾害与全国相比较，河南省农作物受灾和成灾面积占播种面积比例在4类主要灾害中旱灾超过全国平均水平，其他3类则均低于全国平均水平，表明河南省旱灾的严重性。

２．２主要灾害时序特征分析

图１为河南省１９７８～２００９年各类灾害受灾面积所占比例。若从各类灾害的柱状图高低变化来看，不难看出均呈现出周期波动的态势，其中旱灾波动幅度最大，其次是水灾、冰雹和霜冻，与各类灾害的灾损程度基本一致。

因河南各类农业气象灾害中尤以水、旱灾害最为严重，以１９７８～２００９年河南省旱灾和水灾受灾与成灾面积变化趋势为例，结果如图２所示。由图2可知，旱灾平均受灾面积为１．９５×１０６ｈｍ２，全国平均水平为２４．９６×１０６ｈｍ２，平均成灾面积为０．９７×１０６ｈｍ２，全国平均水平为１２．７９×１０６ｈｍ２［１０］。旱灾受灾最严重的年份是１９８６年，受灾面积达５．２４×１０６ｈｍ２；成灾最严重的年份则是１９８８年，成灾面积达３．１９×１０６ｈｍ２。表明虽然受灾是成灾的根本前提，但二者之间并不具有完全一致性。

水灾平均受灾面积为０．７２×１０６ｈｍ２，成灾面积为０．４２×１０６ｈｍ２。最严重的年份是２００３年，水灾受灾面积达３．２０×１０６ｈｍ２，成灾面积达２．２１×１０６ｈｍ２，均为历史最高值。农业气象灾害均呈现出规律性波动变化，也表明进行农业气象灾害周期性规律研究是可行的。

３农业气象灾害对粮食生产的影响

河南是我国重要的粮食生产基地，粮食产量连年位居全国第一，然而由于河南省农业生产基础设施薄弱，抗灾能力差，对气象环境的依赖性仍较大。图３为１９７８～２００９年３０多年来河南省农业气象灾害与粮食产量时间序列趋势图。由图3可知，河南省受灾面积较大的年份分别是１９８６、１９８８、１９９１、２０００、２００３年，而全国总受灾面积较大的年份分别是１９８０、１９９４、１９９７、２０００、２００３年［１０］，二者并不完全一致。随着农业科技水平的提高，河南省粮食产量总体趋势在增加，然而伴随着相应年份的农业气象灾害受（成）灾面积的灾损程度与粮食总产呈现负相关关系，灾损程度严重的年份粮食总产量也呈现减少趋势。２００５年以来，随着农业气象灾害程度的减小，粮食总产量呈增加趋势，表明灾害性天气直接影响着农业生产［１０，１１］。运用SPSS软件对河南省农作物受灾面积、成灾面积及粮食产量进行相关分析，结果显示，受灾面积与成灾面积的相关系数为０．８６６，相关达极显著水平，即二者是高度相关的；而受灾面积与粮食产量的相关系数为－０．４２６，成灾面积与粮食产量的相关系数为－０．４１４。相关分析验证了成灾与受灾的正相关，而灾害面积与粮食产量之间均呈负相关。

４结论

河南省农业气象灾害的主要类型有旱灾、水灾、冰雹和霜冻，其中以旱灾最为严重，其次是水灾，再次是冰雹和霜冻灾害，其中旱灾和水灾受害面积占播种面积的８０％以上，是河南省的主要农业气象灾害。将成灾面积各类型比例与相应受灾面积进行比较分析，结果大体一致，但是旱灾成灾面积平均比例较之受灾要小；而水灾成灾面积平均比例比受灾大。这在一定程度上表明，旱灾的防灾抗灾途径和措施较之水灾更容易实施，并取得了一定效果；而水灾一旦发生，其较之旱灾的潜在危害性更大，虽然比例较小，但绝不可忽视。

河南省农业气象灾害虽是“全国罕见的集灾害之大成的省份”，但损害程度并不是全国最严重的省区。在河南省4类主要农业气象灾害中，旱灾所占比例最高，因而，在河南省农业气象灾害防治工作中，旱灾的预防和控制尤为重要。各类农业气象灾害均呈现出规律性波动变化，表明进行农业气象灾害周期性规律研究是可行的。

受灾与成灾的面积呈现出一定周期性波动，并且相应年份的农业气象灾害受（成）灾面积的灾损程度与粮食总产呈负相关，灾损程度严重的年份粮食总产量也呈现减少趋势。研究结果与河南省农业气象灾害发生的实际情况基本吻合，可为河南省的农业生产及灾害防治提供理论依据。

参考文献：

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