黑龙江省粮食水旱灾害减产研究<br/>——基于1978—2013年数据

黑龙江省粮食水旱灾害减产研究
——基于1978—2013年数据

2016-02-07肖大伟李海成杨德光

东北农业大学学报(社会科学版) 2016年6期

关键词：成灾水灾旱灾

肖大伟李海成杨德光

（东北农业大学，黑龙江哈尔滨 150030）

黑龙江省粮食水旱灾害减产研究
——基于1978—2013年数据

肖大伟李海成杨德光

（东北农业大学，黑龙江哈尔滨 150030）

粮食减产是水旱灾害对粮食生产最直接影响。在归纳相关粮食减产评价方法基础上，建立粮食减产率和减产量指标公式，分析黑龙江省1978—2013年间粮食水旱灾害减产率、减产量波动情况，揭示粮食产量和减产量间反向变动关系，设定粮食减产等级划分标准，识别水旱灾害造成的黑龙江省重大以上粮食减产年份，并分析其变化特点。建议加强农田水利基础设施及高标准农田建设，加强水旱灾害防治管理，以降低水旱灾害造成的粮食减产。

水旱灾害；粮食减产；黑龙江省

1978—2013年黑龙江省四种主要农业自然灾害所致农作物年均受灾面积中，旱灾1 791千公顷，水灾997千公顷，风雹263千公顷，霜冻205千公顷。1978—2013年黑龙江省四种主要农业自然灾害所致农作物年均成灾面积中，旱灾867千公顷，水灾540千公顷，风雹122千公顷，霜冻99千公顷。可见，水旱灾害对黑龙江省农业生产影响最大，深入研究黑龙江省水旱灾害造成的粮食减产情况及其规律，开展针对性防治，对保障粮食安全和现代农业发展具有重要意义。

一、粮食水旱灾害减产评价方法

（一）粮食灾害减产评价相关研究

现有粮食灾害减产评价的研究可归为三种方式。第一种方式通过测算正常年粮食单产测算因灾减产量。如李云辉、杨子生、贺一梅等[1-3]首先建立测算公式：

因灾减产粮食量=[（受灾面积-成灾面积）×C1+成灾面积×C2]×正常年粮食单产；C1为因灾减产10%～30%部分受灾面积的平均受灾减产系数，C1取值0.2；C2为因灾减产30%以上成灾面积的平均成灾减产系数，C2取值0.55。其次，采用“外包线法”推求各县（市、区）1979—2000年正常（无灾或少灾)年单产量。最后，依据因灾减产粮食量公式求算各县（市、区）各年度单项灾害减产粮食量和因灾减产粮食总量。李云辉等具体测算云南金沙江流域45个县（市、区）1979—2000年农业自然灾害因灾减产粮食量[1]。贺一梅具体测算云南省1952—2006年农业自然灾害因灾减产粮食总量[2]。杨子生和贺一梅将因灾减产粮食量公式中平均受灾减产系数C1取值调整为0.16，平均成灾减产系数C2取值调整为0.32，测算我国1950—2010年水旱灾害减产粮食总量[3]。

第二种方式将粮食产量分为趋势产量、实际产量和灾害损失量，利用不同模型估算趋势产量，进而估算灾害损失量，如李春华、江和文和王健等研究[4-6]。

第三种方式使用比重法确定粮食灾损量。李文娟等评估全国及各省近10年旱灾粮食损失，计算公式为，Fdi为省份i粮食灾损量；Ri为省份i粮食播种面积占农作物总播种面积比重；A1、A2和A3分别为省份i遭受轻旱、中旱、重旱作物面积；Yi为该省粮食单产水平；P1、P2和P3分别表示受灾、成灾和绝收粮食产量下降程度，按中值法确定其值为P1=20%，P2= 45%，P3=80%[7]。郭丽娜等使用公式前两项，取值P1=20%，P2=45%，利用1978—2011年农业气象灾害数据计算黑龙江省农业气象灾害导致的粮食灾损量[8]。李治国等取值P1=20%，P2=50%，分析中国与各省区1982—2011年旱灾粮食灾损量[9]。

第一种方式中平均减产系数确定缺乏科学依据，同时，减产量测算公式中正常年粮食单产依靠外包线法测算。第二种方式测算原理科学，但需使用模型测算趋势产量。前两种方法均需使用模型，较繁琐且不够精确。第三种方式中粮食单产不够明确，未指出是统计粮食单产还是正常年粮食单产，粮食单产获得方法与计算方法亦不明确。如粮食单产为统计粮食单产，得出减产量非真正减产量，测算原理缺乏科学性。因此，需明确粮食因灾减产量计算原理，完善评价分析方法，并开展相应实证分析。

（二）粮食自然灾害减产评价方法

对于特定地区而言，水旱灾害等自然灾害随机发生，因此受灾、成灾和减产分布随机，同一地区非粮食作物和粮食作物的受灾、成灾和减产程度一致。农作物受灾、成灾和减产程度即粮食作物受灾、成灾和减产程度。据此建立粮食减产量和减产率粮食减产衡量指标。

粮食减产量为某地区发生自然灾害后的实际产量相对于该地区无自然灾害发生时应有粮食产量的减少量，即无灾产量与灾后产量差值。粮食减产率指某地区粮食减产量与无灾粮食产量的比值。粮食减产量为无灾粮食产量与减产率乘积。根据指标含义，参考相关文献[1-3,7-10]，推导出测算公式：

减产率=（无灾产量-灾后产量）/无灾产量

=[无灾产量-（未受灾面积产量+纯受灾面积产量+成灾面积产量）]/无灾产量

=[播种面积-（未受灾面积+纯受灾面积×80%+成灾面积×35%）]×无灾单产/播种面积×无灾单产

=[播种面积-（播种面积-受灾面积+（受灾面积-成灾面积）×80%+成灾面积×35%）]/播种面积

=（受灾面积×20%+成灾面积×45%）/播种面积

=受灾率×20%+成灾率×45%

减产量=无灾产量-灾后产量=无灾产量×减产率=灾后产量×减产率/（1-减产率）

其中，农作物受灾面积指农作物减产10%及以上的播种面积（含成灾、绝收面积）。农作物成灾面积指农作物减产30%及以上的播种面积（含绝收面积）。农作物播种面积减去受灾面积即未受灾面积，单产为无灾单产。受灾面积剔除成灾面积即纯受灾面积，减产10%～30%，平均减产20%，单产为无灾单产的80%。成灾面积减产30%～100%，平均减产65%，单产为无灾单产的35%。

上述公式可表述为如下减产评价指标公式：

式中：r为粮食减产率，P1为受灾率，为农作物受灾面积占农作物播种面积的比重；P2为成灾率，为农作物成灾面积占农作物播种面积的比重；Q为实际粮食产量，即统计的粮食产量；R为粮食减产量。

该粮食减产指标公式，计算时仅使用各地区公布的灾后受灾面积、成灾面积、播种面积和粮食产量等统计数据，无论某地区当年气候和灾害状况以及防治措施如何，最终体现在灾后统计数据上，无需考虑各因素复杂影响和作用过程。该粮食减产分析评价方法，测算原理更科学，测算粮食减产量和减产率更准确，便于使用。

二、黑龙江省粮食水旱灾害减产率分析

以下文中使用数据涉及黑龙江省1978—2013年农作物播种面积、旱灾受灾面积、旱灾成灾面积、水灾受灾面积、水灾成灾面积、粮食产量等，主要来源于《中国农业年鉴》（1999—2014）《中国农村统计年鉴》（1997—2014）《新中国五十年农业统计资料2000》《中国民政统计年鉴》（2000—2014）《中国统计年鉴2014》《中国农业发展报告2014》《黑龙江统计年鉴》（2001—2014）等。此外，黑龙江省1978年无农作物分灾种成灾面积，故按照全国各灾种成灾比重以及受灾和成灾比重推算黑龙江省相关数据，全国成灾面积24 457.3千公顷，旱灾成灾面积16 564千公顷，水灾成灾面积2 012千公顷，黑龙江省成灾面积1 092.7千公顷，推算黑龙江省旱灾成灾面积为740千公顷，水灾成灾面积为47千公顷。

（一）粮食旱灾减产率分析

1978—2013年黑龙江省年均粮食旱灾减产率为7.8%，14年在平均值以上，22年在平均值以下，2007年最高为22.8%，1984和2013年最低为0。黑龙江省1980、1982、1989、1997、2000、2001、2003、2007、2009年旱灾减产率超过10%，1979、1993、1995、1996、2004年超过8%，1992、1994、2006、2008年超过6%，1978、1985、1987、2002、2010年超过4%，其余年份在4%以下。从图1可知1982、1989、2000、2003、2007年为明显波峰，1980、1993、1997、2009年为不明显波峰。减产率波动幅度达22.8%，连续向下波动为2年，间隔向下波动长达4年，连续向上波动为3年。

图1 1978—2013年黑龙江省粮食水旱灾害减产率

（二）粮食水灾减产率分析

1978—2013年黑龙江省年均粮食水灾减产率为4.6%，15年减产率在平均值以上，21年在平均值以下，1988年最高为17.2%，1979、2000和2007年最低为0.2%。1981、1985、1988、1991、1994、1998、2013年水灾减产率超过10%，1984、1986、1987、2003年减产率超过6%，1983、1989、1993、2005、2006、2009年减产率超过4%，其余年份减产率在4%以下。从图1可知1981、1985、1988、1991、1994、1998、2013年为明显波峰，2003、2006、2009年为不明显波峰。减产率波动幅度达17.0%，连续向下波动为2年，连续向上波动为3年。

三、黑龙江省粮食水旱灾害减产量分析

（一）旱灾减产量分析

1978—2013年黑龙江省粮食旱灾累计减产8 455万吨，年均减产235万吨，15年减产量在平均值以上，21年在平均值以下，2007年最高为1023万吨，1984、2013年最低为0。2007年减产800万吨以上，2003、2009年减产600万吨以上，1997、2000、2001年减产400万吨以上，1989、1996、2004、2006年减产300万吨以上，1982、1993、1995、2008、2010、2012年减产200万吨以上，其余年份减产200万吨以下，如图2所示。

1997、2000、2003、2007、2009年为相对明显波峰，2000年以后波动开始加剧，2000—2010年波动幅度较前20年大，2005—2007年波动幅度最大。减产量波动幅度达1 023万吨，连续向上波动长达3年，间隔向上波动长达6年，连续向下波动不超过2年，间隔向下波动为3年。

（二）水灾减产量分析

1978—2013年黑龙江省粮食水灾累计减产8 419万吨，年均减产134万吨，11年减产量在平均值以上，25年在平均值以下，2013年最高为757万吨，1979年最低为3万吨。2013年减产在700万吨以上，1998年减产在400万吨以上，1988、1991、1994年减产在300万吨以上，1981、1985、2003、2009年减产200万吨以上，1984、1986、1987、1993、2005、2006年减产100万吨以上，其余年份减产100万吨以下。1988、1991、1994、1998、2013年波峰相对明显，2013年为特别明显高峰，多数年份处于波谷位置，说明水灾减产相对较低。与旱灾相反，2000—2010年波动幅度较前20年波动幅度小，减产量波动幅度最高达754万吨，连续向下波动为2年，连续向上波动为3年，如图2所示。

图2 1978—2013年黑龙江省粮食水旱灾害减产量

（三）粮食产量和减产量比较

粮食减产量是指某地区发生自然灾害后实际产量比该地区无自然灾害时粮食产量的减少量，是无灾产量与灾后统计产量差值。

1978—1982年黑龙江省粮食产量从1 500万吨下降至1 150万吨，水旱灾害减产量从100万吨增加至265万吨。粮食产量1984年增加至1 758万吨，对应减产量1983年降低至101万吨，1984年为114万吨。从1978年到2013年黑龙江省粮食产量在1982、1985、1989、1991、1995、2000、2003、2007年呈现8次波动相对低点，粮食减产量除1998和2009年外，在对应年份基本为波动高点，如图3所示。粮食产量与减产量基本呈反向变动关系，进一步验证粮食减产评价方法科学性。

图3 黑龙江省1978—2013年粮食产量和减产量变动情况

四、黑龙江省粮食重大以上减产年份识别及变动特点分析

（一）粮食减产等级界限设定

根据黑龙江省水旱灾害造成粮食减产率和减产量数据，借鉴相关学者研究[2-5]，将水旱灾害减产分为特大减产、重大减产、较大减产、一般减产和较小减产五个等级，减产率和减产量指标具备其一即可判断为该等级。

黑龙江省粮食旱灾减产等级相应减产率界限分别为16%以上、12%～16%、8%～12%、4%～8%、4%以下，相应减产量界限分别为400万吨以上、300～400万吨、200～300万吨、100～200万吨、100万吨以下。

黑龙江省粮食水灾减产等级相应减产率界限分别为10%以上、8～10%、6～8%、4～6%、4%以下，减产量界限分别为250万吨以上、200～250万吨、150～200万吨、100～150万吨、100万吨以下。

（二）重大以上粮食减产年份识别

根据减产率界限标准，黑龙江省1982、1989、2000、2001、2003、2007年粮食旱灾减产率超过16%，为特大旱灾减产年份，2009年超过12%，为重大旱灾减产年份。1981、1985、1988、1991、1994、1998、2013年粮食水灾减产率超过10%，为特大水灾减产年份，无重大水灾减产年份。

根据减产量界限标准，黑龙江省1997、2000、2001、2003、2007、2009年旱灾减产400万吨以上，为特大旱灾减产年份。1989、1996、2004、2006年减产300万吨以上，为重大旱灾减产年份。1985、1988、1991、1994、1998、2009、2013年水灾减产250万吨以上，为特大水灾减产年份。1981、2003年水灾减产200万吨以上，为重大水灾减产年份。2009年为特大水旱减产年份，2003年为重大水旱减产年份。

（三）重大以上粮食减产年份变动特点

从旱灾减产率而言，1982、1989、2000、2001、2003、2007、2009年为重大以上减产年份。从旱灾减产量而言，1989、1996、1997、2000、2001、2003、2004、2006、2007、2009年为重大以上减产年份。综上，1982、1989、1996、1997、2000、2001、2003、2004、2006、2007、2009年为重大以上旱灾减产年份。36年中11年为重大以上旱灾减产年份，平均每隔2年出现1次重大以上旱灾减产。

从水灾减产率而言，1981、1985、1988、1991、1994、1998、2013年为重大以上水灾减产年份。从水灾减产量而言，1981、1985、1988、1991、1994、1998、2003、2009、2013年为重大以上减产年份。综上，1981、1985、1988、1991、1994、1998、2003、2009、2013年为重大以上水灾减产年份。36年中9年为重大以上水灾减产年份，平均每隔3年出现1次重大以上水灾减产。

从1978—2013年，黑龙江省仅2003年和2009年重大以上粮食旱灾减产年份与水灾减产年份重合，其余重大以上粮食水旱灾害减产年份多呈交替出现特点。

五、降低黑龙江省粮食水旱灾害减产建议

根据粮食减产评价分析方法，降低水旱灾害造成的减产量关键在于降低减产率，降低减产率必须通过降低受灾率和成灾率实现。在灾害发生前，采取相关防灾措施，减少恶劣气候条件对粮食生产的潜在危害，降低受灾率。灾害发生后，采取相关抗灾减灾措施，减轻气象灾害对粮食生产危害，降低成灾率。硬件措施包括加强农田水利基础设施及高标准农田建设，软件措施包括加强水旱灾害防治管理，充分发挥两种措施作用，方可降低受灾和成灾面积、受灾率和成灾率，是降低粮食水旱灾害减产关键。

（一）加强农田水利基础设施建设

目前，黑龙江省水利工程大部分排灌标准较低，排涝能力弱，灌溉、涝区工程不同程度老化及失修，工程效益无法充分发挥[11-12]。黑龙江省有效灌溉面积534.2万公顷，仅占粮食作物播种面积的36.39%。除涝面积337.8万公顷，占易涝面积的75.6%。水土流失治理面积361.0万公顷，仅占水土流失面积的33.2%[13]。黑龙江省松花江、嫩江、黑龙江、乌苏里江主要支流及中小河流的防洪工程尚未全面开展，防洪工程基础设施薄弱，抗御洪水能力较低[14]。黑龙江省平均每公顷耕地水资源占有量为6 900立方米，不足全国平均每公顷1.95万立方米水平50%。黑龙江省水资源分布不均，松嫩平原及其周边集中全省50%的耕地，但水资源总量仅占全省20%，松嫩平原旱作农业区以井灌为主，灌溉水源有限，春季严重干旱[15]。

防治水旱灾害必须加强农田水利基础设施建设：（1）加大黑龙江省水库保护力度，增强干旱地区小塘坝、小水池修缮工作，增加干旱缺水地区农业灌溉水井数量，增加有效灌溉面积；（2）在小范围内设立小型农田水利工程配套设施，推广喷灌、滴灌等节水技术，减少水分蒸发和水量流失，提高灌溉水利用率，提高水利设施防汛抗旱御灾能力；（3）重点排查灾害多发地区，对年久失修排灌水利工程除险加固、清淤除障、修复水毁工程；（4）加大防洪工程建设力度，通过堤防建设、控制性骨干水库建设、中小河流治理工程以及农田除涝工程建设，完善防洪减灾体系；（5）加强抗旱应急水源工程建设及防洪抗旱薄弱环节建设。

（二）加大高标准农田建设力度

《黑龙江省农业综合开发高标准农田建设实施规划（2013—2020年）》确定黑龙江省2013—2020年农业综合开发高标准农田建设任务2 448万亩，其中规划旱田改水田607万亩，老水田区节水改造610万亩，旱田综合治理1 231万亩，选择46处重点中型灌区开展节水配套改造，旱田改水田和老水田区改造共涉及187个灌区[16]。

黑龙江省在“十二五”期间累计建成高标准生态农田3 987万亩，在“十三五”期间，全面推进亿亩生态高产标准农田工程建设，大规模推进生态工程、水利工程、田间配套工程、科技工程、信息工程建设，力争新建生态高产标准农田6 000万亩[17]。“十三五”结束，黑龙江省将完成亿亩高标准生态农田建设，而黑龙江省粮食作物播种面积要稳定在2亿亩。因此，应加大高标准生态农田建设力度，减轻水旱灾害造成的粮食减产。同时加大耕地生态保护力度，实行轮作种植，通过农作物科学施肥改善耕地质量、提高土地肥力，对不适宜发展种植业地区退耕还草还林，同时加强农田防护林建设。

（三）加强水旱灾害防治管理

在做好农田水利基础设施建设和高标准农田建设同时，加强水旱灾害防治管理：（1）加强水旱灾害防治领导。各级政府应完善水旱灾害应急预案，规范预警、响应、处置程序和办法；（2）加强水旱灾害监控、预测、预报和预警。建成覆盖全省的墒情监测与信息管理系统，实时监测和掌握墒情发生情况及发展趋势；（3）在灾害发生前，政府应加大宣传，帮助群众了解避灾、防灾和抗灾重要性，储备救灾应急物资，提高抢险救灾装备水平，增强应急处置能力；开展抗灾种植技术培训，帮助农民掌握减灾和抗灾技术，在灾害发生时能从茬口安排、农艺措施和保护性栽培等方面主动防灾抗灾；（4）灾害发生后，政府应及时做好救助工作，组织抗灾服务队，协调各部门救援工作，组织粮食作物补种、保苗和抢收工作，减轻水旱灾害造成粮食产量损失。

［1］李云辉,贺一梅,杨子生.云南省金沙江流域因灾减产粮食量分析[J].山地学报,2002（S1）.

［2］贺一梅.云南省1952——2006年因灾减产粮食量研究[J].云南财贸学院学报（社会科学版）,2007(6).

［3］杨子生,贺一梅.中国1950——2010年水旱灾害减产粮食量研究[C]//中国自然资源学会土地资源研究专业委员会.中国水治理与可持续发展研究.北京:社会科学文献出版社,2012.

［4］李春华,李宁,孟志强.基于灰色预测模型的江苏省粮食灾损量估计[J].自然灾害学报,2008(1).

［5］江和文,张录军,曹士民,等.辽宁省主要粮食作物产量灾损风险评估[J].干旱地区农业研究,2011(4).

［6］王健,刘布春,刘园,等.基于农业灾情的东北粮食产量估算模型及灾损分析[J].中国农业气象,2013(5).

［7］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(3).

［8］郭丽娜,张立新.黑龙江省农业气象灾害的动态特征及其对粮食生产的影响[J].潍坊工程职业学院学报,2014(4).

［9］李治国,陆贤东,管相荣.1982-2011年旱灾对中国粮食产量影响研究[J].江苏农业科学,2014(8)．

［10］肖大伟,陈志钢.最近30年水旱灾害对中国大陆地区粮食减产的影响分析[J].东北农业大学学报（社会科学版）,2012(4).

［11］黄禹.加快农田水利设施建设全面提升黑龙江省农业综合生产能力[J].现代化农业,2014(10).

［12］王彦飞.探究黑龙江省农田水利建设的现状及问题[J].水利科技, 2015(13).