气象灾害对新疆地区主要作物产量影响的灰色关联分析

吾米提·居马太 沈晓辉 赵黎

摘要 基于新疆1978—2014年洪涝、旱灾、风雹灾及冷冻4种农业气象灾害受灾面积、同期粮食平均单产及粮食作物单产有关统计数据，采用线性和灰色关联分析法对新疆地区37年气象灾害特征及其对主要粮食、经济作物单产影响进行分析。结果表明，气象灾害灾情总体呈受灾面积大、成灾率高、波动幅度大的特点，干旱灾和风雹灾危害较大，冷冻灾和洪涝灾其次；所有作物与干旱灾受灾面积关联度最大，冬小麦、春小麦和玉米与冷冻灾受灾面积关联度最小，而棉花和甜菜与洪涝灾受灾面积关联度最小；干旱和风雹是影响新疆地区农业生产的主要气象灾害。

关键词 农业气象灾害；作物产量；灰色关联法；新疆地区

中图分类号 S162.5 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）22-0211-01

1 资料与方法

研究资料选取《新疆维吾尔自治区统计年鉴》1978—2014年农作物总播种面积，以及旱灾、洪涝、风雹、冷冻气象灾害成灾受灾面积和作物产量资料。根据粮食产量变动趋势，将1978—2014年划分为1978—1994年、1994—2002年、2002—2014年3个阶段。采用线性趋势分析、灰色关联分析法对农业气象灾害灾情变化趋势进行分析，确定灾害强度指数，客观反映不同灾害对作物产量造成的影响[1-3]。

2 结果与分析

2.1 新疆作物产量变化特征

1978—2014年新疆作物总产量为2.826 8亿t，单个年份总产最小值为375万t，2013年达最大值，产量为1 377万t，主要农作物单产和总产呈增加趋势（图1）。第一阶段（1978—1994年）新疆地区作物单产和总产均波动上升；第二阶段（1994—2002年）新疆粮食单产和总产仍呈波动上升，但总产波动幅度较大；第三阶段（2002—2014年）单产量波动小，2007年达最高（6 287 kg/hm2），总产呈上升趋势[4]。

2.2 新疆气象灾害变化特征

新疆1978—2014年平均受灾率和灾害强度指数分别为28%和51%（图2）。其中，3个阶段受灾率高于研究期平均值年份分别占29.4%、62.5%、58.3%，灾害强度高于研究期平均值年份分别占29.4%、50.0%、91.6%，说明研究期气象灾害受灾范围呈先上升后下降趋势，而灾害强度增大。

2.3 作物产量和气象灾害关联分析

2.3.1 作物单产与受灾范围。第一阶段，洪涝、旱灾、风雹灾及冷冻农业气象灾害受灾率与作物单产关联性表现为：作物单产与风雹灾呈强关联，其次为旱灾和冷冻灾；从受灾范围看，风雹灾是该阶段关键气象灾害；所有作物单产与洪涝灾关联最弱，即危害最小。第二阶段，4种灾害受灾率与作物单产关联性表现与第一阶段相比：稻谷、小麦和甜菜单产与第一阶段关联性一致，与风雹灾呈强关联，其次是旱灾和冷冻灾，最后是洪涝灾；从受灾范围看，旱灾对棉花单产危害显著上升，风雹灾危害下降，与旱灾呈强关联。旱灾对棉花单产的危害呈上升趋势，这与气候变化有关系，主要影响因子是气温和降水，有待进一步研究。第三阶段与第二阶段相比：旱灾成为最强关联，对作物单产影响最大；对稻谷而言，洪涝灾影响上升，风雹灾影响下降；从受灾范围看，对小麦、玉米、棉花和甜菜而言，该阶段旱灾危害最重，其次是风雹和洪涝灾，冷冻灾危害最小。结合灾害数据可知，风雹灾发生率较高，而洪涝灾发生频率低[5]。

2.3.2 作物单产与灾害强度。第一阶段，4种农业气象灾害强度指数与作物单产关联性表现为：风雹灾与稻谷、小麦、玉米、棉花、甜菜的单产均呈现强关联；冷冻灾害对稻谷和玉米单产的危害居第2位，而对于小麦、棉花、甜菜3种作物单产的危害居第2位的为旱灾，洪涝灾与5种作物单产的关联性最小；从灾害强度来讲，作物生产受风雹灾危害较大，洪涝灾害危害较小。第二阶段与第一阶段相比：洪涝灾强度指数显著上升至强关联，其次是风雹灾和冷冻灾，最后为旱灾，说明从灾害强度出发，作物单产在此階段受洪涝灾害危害较大。第三阶段与第二阶段相比：风雹灾害强度指数与作物单产关联度上升为第1位，为强关联；对稻谷、小麦和玉米，旱灾关联度为第2位，对棉花和甜菜关联度居第2位的为冷冻灾；冷冻灾害强度指数对稻谷单产关联度居第3位，洪涝灾害强度指数对小麦和玉米单产关联度居第3位，旱灾灾害强度指数对棉花和甜菜单产关联度居第3位。

3 结论

分析结果表明，1978—2014年新疆作物平均受灾率和灾害强度指数为28%和51%，而1978—1994年、1995—2002年、2003—2014年3个阶段新疆作物受灾率分别为29.4%、62.5%、58.3%，作物受灾强度分别为29.4%、50.0%、91.6%。表明20世纪90年代前新疆粮食作物受灾率和受灾强度明显低于90年代中期后。1978—2014年对新疆作物受气象灾害影响范围分析结果显示，不同作物受不同灾害受灾范围影响不同，但同种灾害对同种作物影响保持不变；受灾范围对作物单产影响存在阶段性波动，20世纪90年代中期前关联度最大，90年代中期后略下降后上升；不同灾害造成受灾范围有差别，2002年前风雹灾为关键气象灾害，2002年后关键灾害变为旱灾[6]。

风雹灾和洪涝灾对新疆作物单产有更明显的影响。灾害强度对作物单产的影响，在20世纪90年代中期前灾害强度指数先减小后增大，90年代中期后受灾强度不断减小；灾害强度对作物单产影响程度存在差异，表明作物单产变化受不同灾害强度影响更敏感。

4 参考文献

[1] 刘芬，余玉平，黄芳，等.1978—2014年江西省农业气象灾害对农作物生产的影响[J].现代农业科技，2017（24）：211-212.

[2] 温丹苹，李静，何朋飞.黑龙江省农业气象灾害与大豆产量的灰色关联分析[J].自然灾害学报，2017，26（4）：56-62.

[3] 吕凯，陈磊，高振魁，等.安徽省农业气象灾害时间分布特征与灰色关联分析[J].中国农学通报，2017，33（23）：83-88.

[4] 蔡波，胡凯，傅青.气象灾害对江西省不同季水稻产量影响的灰色关联分析[J].广东农业科学，2017，44（7）：1-7.

[5] 彭传梅.河南省农业气象灾害对粮食产量影响的灰色关联度分析[J].江西农业学报，2017，29（4）：106-110.

[6] 高姣姣.重庆市主要气象灾害对农作物产量的影响及其综合评价[D].重庆：西南大学，2016.