1982—2011年旱灾对中国粮食产量影响研究
2014-10-23李治国陆贤东管相荣
李治国+陆贤东+管相荣
摘要：旱灾严重危害粮食生产，进而危及国家粮食安全乃至社会的稳定和经济的发展。利用1982—2011年的旱灾受灾、成灾和绝收数据，从灾害面积、旱灾强度指数（ξn）、旱灾强度异常指数（Id）、灾损量（Fd）、粮食波动系数（Ip）和灾损比例及旱灾影响等角度定量分析了中国与各省区旱灾的时空特征及其对中国粮食安全的影响。研究表明，1982—2011年，我国年均受灾、成灾和绝收面积为361.68×106、186.38×106、38.43×106 hm2，分别占农业气象灾害年平均面积的53.3%、53.2%和47.1%；粮食灾损量在20.46×106～83.63×106 t，年均粮食灾损量为39.40×106 t；灾损比例在8.02%～18.97%，平均灾损比例为13.96%，年人均旱灾粮食损失32.56 kg；我国旱灾严重的中心在北方，西南地区为次中心，而东南沿海地区的旱灾较轻；干旱强度与粮食单产波动、粮食灾损量的统计分析表明，干旱对二者有显著影响。因此，建立和完善农业防灾减灾体系，增强应对旱灾的能力对于保证我国粮食安全具有重要意义。
关键词：旱灾；粮食产量；旱灾强度；粮食损失
中图分类号：S423 文献标志码：A
文章编号：1002-1302（2014）08-0426-05
2011年世界人口突破70亿，人口膨胀和气候变化给全球粮食安全提出了挑战[1]，引起各国政府和学术界的广泛关注。旱灾对全球粮食安全危害严重，被视为粮食安全的决定性因素之一[2-3]，甚至破坏政府的经济和稳定[4]。1950年以来的资料记录和未来30～90年的模拟都表明世界上很多地区旱灾呈增加态势[5]。研究旱灾不仅有助于理解灾害对气候变化的响应规律，认识季风模式的变化[6-7]，而且对于区域乃至全球的粮食安全及社会经济持续发展都具有重大意义，但目前对旱灾还没有充分关注[3]。
过去50 年中国粮食产量持续增长，创造了以全球7%的耕地养活世界22%的人口的奇迹，对全球粮食供应产生了重要影响[8]。过去60年，我国旱灾频繁发生[9-10]，并有增加趋势[11]，西南五省[6]、中国北方[4]及长江流域的大旱[6，12]引发了世界性的关注。2011年，中国作为世界上最大的小麦生产国和消费国因北方地区的持续干旱被迫进口粮食，同年中国政府宣布未来10年投资超过4万亿元兴修水利确保粮食安全[4]。以往学者开展国家尺度上的旱灾研究并不多[10]，多在探讨农业气象灾害影响时将旱灾作为灾种之一进行分析[13-16]，对在旱灾规律和影响分析的深入性和全面性方面还有拓展的空间。郑景云等利用粮食产量统计资料建立了粮食灾损量评估模型，将全国按农业生产条件和农业灾害差异状况分为8个农业区，研究了1950—1990年我国粮食灾损量的时空分布状况[14]。李文娟等依据受灾、成灾和绝收面积数据建立了旱灾强度指数和旱灾影响公式（减产分成法），并利用1990—2005年的各省关于农业旱灾和粮食产量的统计数据估算了全国和各省市的旱灾变化特征和影响[10]。江丽等以减产分成法预测了2020年自然灾害对粮食产量的影响[16]。以往研究虽在估算方法和旱灾影响方面取得了较为丰硕的成果，但数据无法反映近期的旱灾变化规律，在我国旱灾日趋严重和频繁的背景下，开展旱灾对我国粮食生产的影响十分必要。因此，本研究选择1982—2011年的旱灾受灾、成灾和绝收面积数据，分析我国旱灾变化的时空特征，定量分析旱灾对我国粮食安全的影响。
1 数据来源与研究方法
1.1 数据来源
中国粮食产量、播种面积、农业气象灾害受灾面积、成灾面积等基础数据主要来源于农业部种植业司“灾情数据库”和历年中国统计年鉴。我国农业部、民政部、统计局通常将减产>10%、>30%、>70%分别称为受灾面积、成灾面积、绝收面积，自1978年始灾情数据库分3种灾害程度进行灾害面积统计。研究中将旱灾造成粮食损失在10%～30%、31%～70%、>70%的灾害分别称为轻旱、中旱、重旱[10]。数据选择时段为1982—2011年，选择2011年主要是考虑数据要新，选择1982年开始是为了进行年代际的对比。分省区计算和分析时，考虑数据的连续性，将重庆并入四川、海南并入广东。
1.2 研究方法
1.2.1 旱灾强度指数
旱灾强度指数Id为一个区域内遭受旱灾的农作物播种面积占农作物总播种面积的比例，其值越大，表示该旱灾越严重，旱灾损失也越大，可以表示为：
式中：Y表示粮食灾损量（以106 t为单位），X表示旱灾强度（以百分比为单位），SEE是回归等式的标准差，r为相关系数，其值越大表示2个因子间的关系越密切。对此回归分析结果进行F检验与t检验均证明回归方程的回归效果显著，表明此回归等式表示出旱灾强度与粮食灾损量间存在明显的线性关系。根据此式可知当旱灾强度增加1%时，我国粮食灾损量相应地增加约1.66×106 t。可见，旱灾对我国粮食安全有显著的影响。
3 讨论
研究中采用的数据以省为单位进行统计，所以不能识别这些省区内部的旱灾时空变化特征和规律。而且，受数据源的限制，未能分作物类型和季节探讨，因此估算结果无法区别作物需水关键期与其他时期相同旱灾面积下的旱灾影响。此外，也未将农业投入、种子改良、农田管理方式等因素的影响进行深入探讨，这些问题有待于以后进一步研究。endprint
4 结论
本研究利用我国农业旱灾和粮食产量的统计数据，从灾害面积、旱灾强度、旱灾异常指数、粮食灾损与单产的相关系数等多个角度定量分析了1982—2011年农业旱灾对国家粮食安全的影响，结果表明：
（1）旱灾对我国粮食产量有较为严重的危害，1982—2011年间年平均受灾、成灾和绝收面积为361.68×106、186.38×106、38.43×106 hm2，分别占农业气象灾害年平均面积的53.3%、53.2%、47.1%。
（2）1982—2011年，粮食旱灾灾损量在20.46×106～83.63×106 t之间，平均每年粮食灾损量为39.40×106 t；灾损比例在8.02%～18.97%之间，平均灾损比例为13.96%，旱灾导致了我国粮食大幅减产。近30年，每年人均旱灾粮食损失32.56 kg，可见旱灾对我国粮食安全的危害很大。
（3）旱灾强度与粮食旱灾灾损量的统计分析表明，前者对后者有显著影响。
（4）旱灾强度、旱灾异常指数、粮食灾损与单产的相关系数等均表明，我国旱灾严重的中心在北方，西南地区为次中心；东南沿海地区的旱灾较轻。
参考文献：
[1]Shindell D，Kuylenstierna J C，Vignati E，et al. Simultaneously mitigating near-term climate change and improving human health and food security[J]. Science，2012，335（665）：183-189.
[2]Lobell D B，Field C B. Global scale climate-crop yield relationships and the impacts of recent warming[J]. Environmental Research Letters，2007，2（1）：1-7.
[3]Romm J. Desertification：the next Dust Bowl[J]. Nature，2011，478（7370）：450-451.
[4]Sternberg T. Regional drought has a global impact[J]. Nature，2011，472（7342）：169.
[5]Dai A G. Increasing drought under global warming in observations and models[J]. Nature Climate Change，2013，3（1）：52-58.
[6]Wahl E R，Morrill C. Climate change. Toward understanding and predicting monsoon patterns[J]. Science，2010，328（5977）：437-438.
[7]Qiu J. China drought highlights future climate threats[J]. Nature，2010，465（7295）：142-143.
[8]Fan M S，Shen J B，Yuan L X，et al. Improving crop productivity and resource use efficiency to ensure food security and environmental quality in China[J]. Journal of Experimental Botany，2012，63（1）：13-24.
[9]Xu X C，Ge Q S，Zheng J Y，et al. Agricultural drought risk analysis based on three main crops in prefecture-level cities in the monsoon region of East China[J]. Natural Hazards，2013，66（2）：1257-1272.
[10]李文娟，覃志豪，林 绿. 农业旱灾对国家粮食安全影响程度的定量分析[J]. 自然灾害学报，2010，19（3）：111-118.
[11]Wang A H，Lettenmaier D P，Sheffield J. Soil moisture drought in China，1950—2006[J]. Journal of Climate，2011，24（13）：3257-3271.
[12]Yu C Q. Chinas water crisis needs more than words[J]. Nature，2011，470（7334）：307.
[13]Lu X X，Yang X K，Li S Y. Dam not sole cause of Chinese drought[J]. Nature，2011，475（7355）：174.
[14]郑景云，黄金火. 我国近40年的粮食灾损评估[J]. 地理学报，1998，53（6）：23-32.
[15]王春乙，娄秀荣，王建林.中国农业气象灾害对作物产量的影响[J]. 自然灾害学报，2007，16（5）：37-43.
[16]江 丽，安萍莉. 我国自然灾害时空分布及其粮食风险评估[J]. 灾害学，2011，26（1）：48-53，59.endprint
4 结论
本研究利用我国农业旱灾和粮食产量的统计数据，从灾害面积、旱灾强度、旱灾异常指数、粮食灾损与单产的相关系数等多个角度定量分析了1982—2011年农业旱灾对国家粮食安全的影响，结果表明：
（1）旱灾对我国粮食产量有较为严重的危害，1982—2011年间年平均受灾、成灾和绝收面积为361.68×106、186.38×106、38.43×106 hm2，分别占农业气象灾害年平均面积的53.3%、53.2%、47.1%。
（2）1982—2011年，粮食旱灾灾损量在20.46×106～83.63×106 t之间，平均每年粮食灾损量为39.40×106 t；灾损比例在8.02%～18.97%之间，平均灾损比例为13.96%，旱灾导致了我国粮食大幅减产。近30年，每年人均旱灾粮食损失32.56 kg，可见旱灾对我国粮食安全的危害很大。
（3）旱灾强度与粮食旱灾灾损量的统计分析表明，前者对后者有显著影响。
（4）旱灾强度、旱灾异常指数、粮食灾损与单产的相关系数等均表明，我国旱灾严重的中心在北方，西南地区为次中心；东南沿海地区的旱灾较轻。
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[16]江 丽，安萍莉. 我国自然灾害时空分布及其粮食风险评估[J]. 灾害学，2011，26（1）：48-53，59.endprint
4 结论
本研究利用我国农业旱灾和粮食产量的统计数据，从灾害面积、旱灾强度、旱灾异常指数、粮食灾损与单产的相关系数等多个角度定量分析了1982—2011年农业旱灾对国家粮食安全的影响，结果表明：
（1）旱灾对我国粮食产量有较为严重的危害，1982—2011年间年平均受灾、成灾和绝收面积为361.68×106、186.38×106、38.43×106 hm2，分别占农业气象灾害年平均面积的53.3%、53.2%、47.1%。
（2）1982—2011年，粮食旱灾灾损量在20.46×106～83.63×106 t之间，平均每年粮食灾损量为39.40×106 t；灾损比例在8.02%～18.97%之间，平均灾损比例为13.96%，旱灾导致了我国粮食大幅减产。近30年，每年人均旱灾粮食损失32.56 kg，可见旱灾对我国粮食安全的危害很大。
（3）旱灾强度与粮食旱灾灾损量的统计分析表明，前者对后者有显著影响。
（4）旱灾强度、旱灾异常指数、粮食灾损与单产的相关系数等均表明，我国旱灾严重的中心在北方，西南地区为次中心；东南沿海地区的旱灾较轻。
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[10]李文娟，覃志豪，林 绿. 农业旱灾对国家粮食安全影响程度的定量分析[J]. 自然灾害学报，2010，19（3）：111-118.
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