導(dǎo)語：地區(qū)冬小麥干旱風(fēng)險(xiǎn)分析研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1資料與方法

1.1資料選取

為了計(jì)算方便,各站冬小麥全生育期均取10月1日翌年6月10日。

1.2研究方法

1降水量負(fù)距平百分率:冬小麥全生育階段的降水量與常年同期氣候平均降水量的差值占常年同期氣候平均降水量的百分率的負(fù)值,能直觀反映降水異常引起的干旱,計(jì)算公式如下[20]:Pa=P-PP@100%1式中,Pa為冬小麥全生育期降水量負(fù)距平百分率%;P為冬小麥全生育期降水量mm;P為同期氣候平均降水量mm。2作物水分虧缺率:冬小麥全生育期水分虧缺率為冬小麥全生育期自然供水量與需水量的差占需水量的百分比的負(fù)值,計(jì)算公式如下[20]:G=W-EE@100%2式中,G為冬小麥全生育期水分虧缺率%;E為冬小麥全生育期需水量mm;W為冬小麥全生育期自然供水量mm,它包括兩部分:播種前土壤有效儲(chǔ)水量W1和全生育期有效降水量W2近似取實(shí)際降水量,計(jì)算公式如下:W=W1+W23W1=播前N旬降水量總和-K@播前N旬可能蒸散量的總和一般選播種以前3個(gè)旬來計(jì)算土壤有效儲(chǔ)水量即N=3,取K=0.1[21]。E=Kc@ET04式中,Kc為作物系數(shù),全生育期取0.85;ET0為可能蒸散量mm,采用聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織推薦的FAOPenmanMonteith公式[22]求得。3冬小麥減產(chǎn)率:采用逐年的實(shí)際產(chǎn)量偏離其趨勢(shì)產(chǎn)量的相對(duì)氣象產(chǎn)量的負(fù)值表示。計(jì)算公式[20]為:yw=y-ytyt@100%5式中,yw為冬小麥減產(chǎn)率%;y為冬小麥實(shí)際產(chǎn)量kg/hm2;yt為冬小麥趨勢(shì)產(chǎn)量kg/hm2,采用直線滑動(dòng)平均模擬方法計(jì)算[20]。4正態(tài)性檢驗(yàn)與偏態(tài)分布正態(tài)化:本研究采用偏度系數(shù)、峰度系數(shù)檢驗(yàn)樣本序列是否遵從正態(tài)分布[23],對(duì)于不遵從正態(tài)分布的樣本序列,采用一種簡(jiǎn)化的方法對(duì)樣本進(jìn)行正態(tài)化處理,即/偏態(tài)分布正態(tài)化0[24-25],經(jīng)/正態(tài)化0處理的樣本序列就可以視為/正態(tài)序列0,以新的均值和方差作為特征參數(shù)。5概率的估算:對(duì)/正態(tài)序列0選取正態(tài)分布模型的概率分布函數(shù)進(jìn)行序列的風(fēng)險(xiǎn)概率估算[26]。6風(fēng)險(xiǎn)度:對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的定量表達(dá)稱為風(fēng)險(xiǎn)度。由于對(duì)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)有不同的定義,相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)度的表達(dá)也有一些差異[3],氣象上對(duì)冬小麥生產(chǎn)干旱風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)定常使用不同干旱強(qiáng)度與其出現(xiàn)概率的乘積的總和表示,表達(dá)式為:I=Eni=1PeiPi6式中,I為干旱風(fēng)險(xiǎn)度,其值越大干旱風(fēng)險(xiǎn)越高;Pei為以干旱指數(shù)劃分的干旱等級(jí);Pi為不同等級(jí)干旱發(fā)生的概率;n為干旱等級(jí)總數(shù)。

2結(jié)果與分析

2.1氣候干旱風(fēng)險(xiǎn)分析

可能造成災(zāi)害的因素稱為致災(zāi)因子,研究給定地理區(qū)域內(nèi)一定時(shí)段內(nèi)各種強(qiáng)度的致災(zāi)因子發(fā)生的可能性稱為致災(zāi)因子風(fēng)險(xiǎn)分析[3]。對(duì)于冬小麥生產(chǎn)干旱風(fēng)險(xiǎn)分析而言,致災(zāi)因子即為氣候干旱,致災(zāi)因子風(fēng)險(xiǎn)分析的任務(wù)就是估計(jì)各種強(qiáng)度的氣候干旱發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。1氣候干旱風(fēng)險(xiǎn)度氣候干旱是指某時(shí)段內(nèi),由于蒸發(fā)量和降水量的收支不平衡,水分支出大于水分收入而造成的水分短缺現(xiàn)象。降水偏少是形成干旱的首要條件,因此這里選取能直觀反映降水異常引起干旱的降水量負(fù)距平百分率表示氣候干旱。首先應(yīng)用1式計(jì)算各站逐年冬小麥全生育期Pa,然后檢驗(yàn)各站Pa序列是否遵從正態(tài)分布,對(duì)不符合正態(tài)分布站點(diǎn)的Pa序列進(jìn)行正態(tài)化處理,最后根據(jù)正態(tài)分布密度函數(shù)計(jì)算各等級(jí)干旱出現(xiàn)的概率,代入6式即得到氣候干旱風(fēng)險(xiǎn)度干旱等級(jí)見表1。2氣候干旱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃根據(jù)計(jì)算的氣候干旱風(fēng)險(xiǎn)度的大小,將其劃分為四個(gè)等級(jí):0~0.08為低風(fēng)險(xiǎn)區(qū),0.08~0.16為中風(fēng)險(xiǎn)區(qū),0.16~0.24為較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū),>0.24為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)見圖1。注:張家口、承德不種植冬小麥,去除北京、天津。下同。Note:ZhangjiakouandChengdedon.tplantwinterwheat,andBeijingandTianjinisnotincludedinHebei.Theyarethesameinthefollows.圖1河北省冬小麥氣候干旱風(fēng)險(xiǎn)度分布Fig.1ThedistributionofclimaticriskofwinterwheatinHebei由圖1可以看出,廊坊西北部和南部,滄州中東部,石家莊西南部和東南部的部分地區(qū),邢臺(tái)中部,以及唐山、衡水、邯鄲三市的局部地區(qū)為氣候干旱低風(fēng)險(xiǎn)區(qū);高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布在邯鄲東南部和北部的個(gè)別站點(diǎn);其它大部分地區(qū)為氣候干旱中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)或較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

2.2作物干旱風(fēng)險(xiǎn)分析

承受災(zāi)害的對(duì)象稱為承災(zāi)體,根據(jù)給定的致災(zāi)因子強(qiáng)度推算承災(zāi)體的破壞程度稱為承災(zāi)體易損性評(píng)價(jià)。對(duì)于承災(zāi)體冬小麥而言,氣候干旱風(fēng)險(xiǎn)的大小是外在條件,是否會(huì)造成災(zāi)害,還應(yīng)從冬小麥供需水狀況考慮,評(píng)價(jià)冬小麥的易損性,即探討作物干旱風(fēng)險(xiǎn)度。1作物干旱風(fēng)險(xiǎn)度作物干旱反映的是某一地區(qū)某一時(shí)段內(nèi)降水與其多年平均值發(fā)生偏離的程度與所研究作物需水狀況的不協(xié)調(diào)程度。作物水分虧缺率反映了土壤、植物、氣象三方面因素的綜合影響,能比較真實(shí)地反映出作物水分虧缺狀況,是常用的作物干旱指數(shù),因此應(yīng)用作物水分虧缺率表示作物干旱強(qiáng)度。首先應(yīng)用2式計(jì)算各站逐年冬小麥全生育期水分虧缺率,然后按照氣候干旱風(fēng)險(xiǎn)度的計(jì)算步驟得到各站冬小麥全生育期作物干旱風(fēng)險(xiǎn)度干旱等級(jí)見表1。2作物干旱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃依據(jù)作物干旱風(fēng)險(xiǎn)度的大小,將其劃分為四個(gè)等級(jí):0~0.15為低風(fēng)險(xiǎn)區(qū),0.15~0.30為中風(fēng)險(xiǎn)區(qū),0.30~0.45為較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū),>0.45為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)見圖2。圖2河北省冬小麥作物干旱風(fēng)險(xiǎn)度分布Fig.2ThedistributionofcropdroughtriskofwinterwheatinHebei由圖2可以看出,保定除西南和東南部的小部分地區(qū)為作物干旱較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)外,其它大部分地區(qū)為中風(fēng)險(xiǎn)區(qū),唐山北部、滄州東北部、石家莊和邢臺(tái)兩市的局部地區(qū)、邯鄲的西南和東南部也為中風(fēng)險(xiǎn)區(qū),其它大部分麥區(qū)為作物干旱較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū),河北省冬麥區(qū)未出現(xiàn)低風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

2.3產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)分析

災(zāi)害損失評(píng)估是指評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)區(qū)內(nèi)一定時(shí)段可能發(fā)生的一系列不同強(qiáng)度自然災(zāi)害給風(fēng)險(xiǎn)區(qū)造成的可能后果。對(duì)冬小麥生產(chǎn)干旱損失評(píng)估而言,就是要探討產(chǎn)量損失的風(fēng)險(xiǎn)大小,即產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)分析。1產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)度嚴(yán)格來講,沒有損失,就無所謂風(fēng)險(xiǎn),對(duì)冬小麥生產(chǎn)而言損失就是指產(chǎn)量的減少。由于干旱是造成河北省冬小麥減產(chǎn)的主要因素,因此以冬小麥減產(chǎn)率表示干旱強(qiáng)度。首先,采用直線滑動(dòng)平均模擬方法進(jìn)行冬小麥趨勢(shì)產(chǎn)量計(jì)算該模擬方法的優(yōu)點(diǎn)在于不必主觀假定產(chǎn)量歷史演變的曲線類型,也可不損失樣本年序列的年數(shù),是一種較好的趨勢(shì)模擬方法,然后根據(jù)5式計(jì)算各站逐年冬小麥減產(chǎn)率,最后按照氣候干旱風(fēng)險(xiǎn)度的計(jì)算步驟得到各站產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)度干旱等級(jí)見表1,產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)度反映了干旱造成冬小麥產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)的大小。2產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃依據(jù)產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)度的大小,將其劃分為四個(gè)等級(jí):0.00~0.04為低風(fēng)險(xiǎn)區(qū),0.04~0.08為中風(fēng)險(xiǎn)區(qū),0.08~0.12為較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū),>0.12為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)見圖3。圖3河北省冬小麥產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)度分布Fig.3ThedistributionofyieldlossesriskofwinterwheatinHebei由圖3可以看出,僅滄州東部為產(chǎn)量災(zāi)損高風(fēng)險(xiǎn)區(qū),邢臺(tái)西部、邯鄲西北部、滄州中部為較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū),秦皇島、唐山東北部、廊坊西北部、滄州西北部、保定、石家莊中東部的大部地區(qū)、衡水西部、邢臺(tái)東北部小部分地區(qū)、邯鄲中東部為低風(fēng)險(xiǎn)區(qū),其它地區(qū)為中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。由以上分析可以看出,氣候干旱風(fēng)險(xiǎn)、作物干旱風(fēng)險(xiǎn)、產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)各等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布無明顯相關(guān)關(guān)系,氣候干旱的低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)與作物干旱、產(chǎn)量災(zāi)損的低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)并不一致,產(chǎn)量災(zāi)損的低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)多對(duì)應(yīng)氣候干旱的較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

2.4減災(zāi)決策分析

為減輕自然災(zāi)害的損失或影響程度而采取的對(duì)策稱為減災(zāi)對(duì)策。對(duì)冬小麥而言,灌溉是防御、減輕干旱的主要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施,產(chǎn)量水平反映了一個(gè)地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平和抗御災(zāi)害的綜合能力。冬小麥減產(chǎn)率反映了氣象條件年際間的差異對(duì)產(chǎn)量的影響,在大氣候環(huán)境下,某一地區(qū)的光溫資源是相對(duì)穩(wěn)定的,降水的波動(dòng)是影響氣象產(chǎn)量的重要因素,但灌溉是河北省土壤水分的另一主要來源,其對(duì)減產(chǎn)率的影響很難與降水分離開來,因此以冬小麥減產(chǎn)率為干旱指數(shù)得到的產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)度,對(duì)各地的灌溉情況有一定的反映。下面依據(jù)河北省冬小麥產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)度分布討論減災(zāi)對(duì)策。高風(fēng)險(xiǎn)區(qū):產(chǎn)量災(zāi)損高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)位于滄州東部,范圍較小。該區(qū)年降水量540~570mm,冬小麥全生育期降水量132~136mm圖略,是自然降水較多的區(qū)域,為氣候干旱風(fēng)險(xiǎn)低值區(qū);但自然降水遠(yuǎn)不能滿足冬小麥生長(zhǎng)需求,差額部分只能靠底墑和灌溉補(bǔ)充,為作物干旱風(fēng)險(xiǎn)的中風(fēng)險(xiǎn)或較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū);該區(qū)灌溉條件較差,水資源嚴(yán)重虧缺,有效灌溉面積不足30%,主要依靠自然降水,因此該區(qū)產(chǎn)量低而不穩(wěn)定,減產(chǎn)幅度大,是產(chǎn)量災(zāi)損的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。本區(qū)減災(zāi)對(duì)策應(yīng)以防旱為主,采取一系列保墑措施,提高自然水分利用率,還可采用化學(xué)措施抗御干旱。較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū):產(chǎn)量災(zāi)損較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)位于邢臺(tái)西部、邯鄲西北部、滄州中部,范圍相對(duì)較小。該區(qū)年降水量520~540mm,冬小麥全生育期降水量128~152mm圖略,也是自然降水較多的區(qū)域,氣候干旱為中低風(fēng)險(xiǎn)區(qū);由于河北省冬小麥全生育期降水量大部地區(qū)為110~162mm,自然降水僅相當(dāng)于冬小麥需水量的1/4~1/5,均不能滿足冬小麥生長(zhǎng)需求,因此作物干旱風(fēng)險(xiǎn)大部冬麥區(qū)為較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū);該區(qū)有一定的灌溉條件,部分麥田為純旱地,無灌溉條件,灌溉率一般30%~50%,因此該區(qū)產(chǎn)量受天氣影響較大,干旱造成的產(chǎn)量損失在全省處于較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。本區(qū)減災(zāi)對(duì)策應(yīng)以抗旱防旱為主,除采取必要的保墑措施外,應(yīng)加強(qiáng)農(nóng)田水利基本建設(shè),改善灌溉條件,擴(kuò)大保澆地面積,改造純旱地為可澆地,提高該區(qū)抗御干旱的能力,保證冬小麥穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。中風(fēng)險(xiǎn)區(qū):產(chǎn)量災(zāi)損中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)位于唐山西南部、廊坊北部和南部的中東部、滄州中西部、衡水中東部、石家莊西部和西南部、邢臺(tái)中部、邯鄲西南部和中部的一部分地區(qū)。該區(qū)年降水量和冬小麥全生育期降水量分布差異較大,年降水量有的地區(qū)多達(dá)680mm,有的地區(qū)不足500mm,全生育期降水量多的地區(qū)158mm左右,少的128mm左右,包括氣候干旱的各等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)區(qū);由于該區(qū)生產(chǎn)條件的改善,灌溉率一般達(dá)到50%~75%,增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)抗御干旱災(zāi)害的能力,是產(chǎn)量災(zāi)損的中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。低風(fēng)險(xiǎn)區(qū):產(chǎn)量災(zāi)損低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)位于秦皇島、唐山東北部、廊坊西北部、滄州西北部、保定、石家莊中東部的大部地區(qū)、衡水西部、邢臺(tái)東北部小部分地區(qū)、邯鄲中東部。該區(qū)除東北部麥區(qū)唐山、秦皇島年降水量和冬小麥全生育期降水量相對(duì)較多外,其它大部地區(qū)均為河北省降水量較小的區(qū)域,氣候干旱為中度以上風(fēng)險(xiǎn)區(qū);但該區(qū)是河北省灌溉條件最好的地區(qū),灌溉率一般在75%以上,部分縣達(dá)到99.98%,這使該地區(qū)防旱抗旱能力大大增強(qiáng),是產(chǎn)量災(zāi)損的低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。中低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的減災(zāi)對(duì)策應(yīng)以發(fā)展優(yōu)化灌溉制度為主,建立根據(jù)冬小麥需水特點(diǎn)、土壤水分供應(yīng)特征和降水情況的灌溉量預(yù)報(bào)系統(tǒng),確定冬小麥適宜灌溉時(shí)期和灌溉量,并配合其它節(jié)水保墑綜合技術(shù),在提高冬小麥產(chǎn)量的同時(shí),減少灌溉用水量,實(shí)現(xiàn)節(jié)水高產(chǎn)。

3結(jié)語

1河北省冬麥區(qū)氣候干旱風(fēng)險(xiǎn)以中風(fēng)險(xiǎn)或較高風(fēng)險(xiǎn)為主,低風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域相對(duì)較小;作物干旱風(fēng)險(xiǎn)以較高風(fēng)險(xiǎn)為主,無低風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū);產(chǎn)量災(zāi)損低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)范圍較大,其次為中風(fēng)險(xiǎn)區(qū),較高和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)范圍較小。2氣候干旱風(fēng)險(xiǎn)、作物干旱風(fēng)險(xiǎn)、產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)各等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布無明顯相關(guān)關(guān)系,氣候干旱的低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)與作物干旱、產(chǎn)量災(zāi)損的低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)并不一致,產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)與各地的灌溉條件關(guān)系密切。3根據(jù)產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃結(jié)果,提出了不同風(fēng)險(xiǎn)區(qū)應(yīng)采用的減災(zāi)對(duì)策。高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)應(yīng)以防旱為主,提高自然水分利用率,還可采用化學(xué)措施抗御干旱;較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)應(yīng)以抗旱防旱為主,應(yīng)加強(qiáng)農(nóng)田水利基本建設(shè),改善灌溉條件,提高該區(qū)抗御干旱的能力,保證冬小麥穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn);中低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的減災(zāi)對(duì)策應(yīng)以發(fā)展優(yōu)化灌溉制度為主,確定冬小麥適宜灌溉時(shí)期和灌溉量,并配合其它節(jié)水保墑綜合技術(shù),在提高冬小麥產(chǎn)量的同時(shí),減少灌溉用水量,實(shí)現(xiàn)節(jié)水高產(chǎn)。

本文作者：康西言李春強(qiáng)代立芹工作單位：河北省氣象與生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室