本溪市水稻產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)及氣象影響因子分析

孫雪

[摘 要] 本次研究主要應(yīng)用滑動(dòng)平均模擬方法，分析了本溪地區(qū)1984～2013年水稻趨勢(shì)產(chǎn)量，并計(jì)算出水稻的氣象產(chǎn)量。在本次研究過程中，以減產(chǎn)量大于5%為主要界限，分別從不同氣象條件的災(zāi)害損失等級(jí)出現(xiàn)的情況等角度綜合分析了本溪地區(qū)水稻生產(chǎn)的災(zāi)損情況，并通過進(jìn)一步的研究分析，計(jì)算出水稻產(chǎn)量和各個(gè)氣象因素之間的相關(guān)關(guān)系，對(duì)水稻種植過程中主要影響的氣象因素進(jìn)行了分析和研究。通過研究我們發(fā)現(xiàn)，熱量條件是造成本溪地區(qū)水稻產(chǎn)量出現(xiàn)波動(dòng)的主要原因。而在5月、6月和9月三個(gè)月份中，該地區(qū)的主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害是低溫冷害，希望通過本次研究對(duì)更好的促進(jìn)本溪地區(qū)水稻產(chǎn)生的提升有一定的促進(jìn)作用。

[關(guān)鍵詞] 本溪市 水稻產(chǎn)量 災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn) 氣象因素

[中圖分類號(hào)] S511 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1003-1650 （2015）09-0294-02

最近幾年，隨著全球氣候逐漸變暖，極端天氣呈現(xiàn)明顯上升的趨勢(shì)，氣象條件對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響也越來越受到人們的高度重視。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)是一種通過對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量和災(zāi)損規(guī)律進(jìn)行分析的一項(xiàng)技術(shù)，通過風(fēng)險(xiǎn)分析制定防災(zāi)和減災(zāi)決策，從而切實(shí)將其災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)降到最低，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物增產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)。最近幾年，關(guān)于全國、省級(jí)以及地區(qū)級(jí)糧食作物以及部分地區(qū)級(jí)的水稻和小麥產(chǎn)量風(fēng)險(xiǎn)因素分析和風(fēng)險(xiǎn)劃分已經(jīng)取得了顯著的成果，但是在基于縣級(jí)水稻單產(chǎn)的產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)的分析和研究較少。本文主要以本溪市水稻生產(chǎn)為研究對(duì)象，通過對(duì)本溪地區(qū)水稻和歷史產(chǎn)量進(jìn)行分析和研究，對(duì)該地區(qū)的水稻產(chǎn)量風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境，找出影響水稻產(chǎn)量的氣象因素，為本溪地區(qū)水稻生產(chǎn)過程中的減災(zāi)和防災(zāi)工作提供服務(wù)保障。

1 研究資料和研究方法

1.1 研究資料的選取

本溪市地處遼寧省東南部，是我國較大的城市，其水稻種植面積雖然不及一些水稻主產(chǎn)地那么集中，但是最近幾年，本溪水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)在不斷地提升，是我國糧食生產(chǎn)的重要生產(chǎn)基地。本次研究過程中所取的水稻產(chǎn)量資料均來自于本溪市縣各個(gè)統(tǒng)計(jì)部門的逐年的單產(chǎn)數(shù)據(jù)，從1984年～2013年，共計(jì)三十年的時(shí)間。在本次研究過程中，沒有對(duì)本溪市所轄區(qū)的水稻產(chǎn)量資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在本溪地區(qū)由于水稻資料選取區(qū)域內(nèi)的水稻種植結(jié)構(gòu)比較單一和穩(wěn)定。因此，將水稻品種和種植方式等非氣象因素造成的水稻產(chǎn)量波動(dòng)劃分到趨勢(shì)產(chǎn)量中，不對(duì)這些非氣象因素進(jìn)行任何處理，氣象材料來自本溪市四個(gè)站點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)，這四個(gè)站點(diǎn)名和代號(hào)分別是本溪市（54346）本溪縣（54349）恒仁（54365）草河口（54483）。

1.2 災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算方法

本次研究過程中，主要以水稻含量率和減產(chǎn)程度以及產(chǎn)量的變異系數(shù)等指標(biāo)對(duì)水稻產(chǎn)量的災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行科學(xué)的評(píng)估。

1.2.1 減產(chǎn)率和減產(chǎn)程度

水稻產(chǎn)量y1是社會(huì)條件，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)措施和氣象條件共同作用的結(jié)果。在研究過程中，我們經(jīng)常將其分為時(shí)間趨勢(shì)產(chǎn)量y2、氣象波動(dòng)產(chǎn)量y3兩個(gè)部分，本次研究過程中主要采用的是滑動(dòng)平均模擬方法對(duì)時(shí)間趨勢(shì)產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)算，滑動(dòng)時(shí)間段計(jì)算長(zhǎng)度為三年，而作物產(chǎn)量和氣象波動(dòng)產(chǎn)量之差定義為y3，y3和y2之間比值就是相對(duì)氣象產(chǎn)量，定義為y，當(dāng)氣象產(chǎn)量y的比值為正數(shù)時(shí)，則表示氣象產(chǎn)量條件對(duì)作物的生產(chǎn)總體是促進(jìn)作用的，能夠?qū)崿F(xiàn)作物增產(chǎn)和增收作用，當(dāng)相對(duì)氣象產(chǎn)量為負(fù)值時(shí)，則表示氣象條件對(duì)作物生產(chǎn)將會(huì)產(chǎn)生不利因素，作物將會(huì)出現(xiàn)減產(chǎn)。我們將減產(chǎn)的絕對(duì)值百分率定義為yx?？梢缘玫饺缦鹿剑?/p>

yx=∣y3/ y2∣*100%=∣（y1- y2）/ y2∣*100%

在上述算式中就可以求得本溪市1984年～2013年平均的相對(duì)氣象產(chǎn)量（ ）。在研究過程中我們把減產(chǎn)率（yx，%）大于5.0%的定義為受災(zāi)年限，并用水稻生產(chǎn)災(zāi)害年的平均減產(chǎn)率與整個(gè)本溪市的而災(zāi)害年的平均減產(chǎn)率之間的比值來描述一個(gè)本溪某一個(gè)地區(qū)的災(zāi)年減產(chǎn)程度，其表達(dá)式如下：

I= /D

其中算式中，I代表的是本溪某一個(gè)地區(qū)的水稻減產(chǎn)程度，而D代表的是本溪地區(qū)災(zāi)年的平均減產(chǎn)率，而 則代表的本溪某一個(gè)地區(qū)災(zāi)年的平均減產(chǎn)率，在計(jì)算過程中，如果I大于1.0，則表示該地區(qū)的受災(zāi)年份時(shí)期受災(zāi)率大于本溪地區(qū)的災(zāi)年水稻平均減產(chǎn)率，反之則小于水稻平均減產(chǎn)率。

1.2.2水稻產(chǎn)量的變異系數(shù)分析

本次研究過程中，水稻產(chǎn)量的變異系數(shù)表示本溪地區(qū)歷年水稻產(chǎn)量的波動(dòng)情況，公式可以表示為：

A=

在本次研究過程中，A為變異的系數(shù)，而xi表示水稻歷年來的單產(chǎn)數(shù)量，而則表示本溪地區(qū)歷年來的水稻產(chǎn)量的平均值，n為本次研究的樣本容量，n=30年。

1.3 影響水稻氣象產(chǎn)量的氣象因子分析

水稻產(chǎn)量除了受到水稻品種、種植技術(shù)以及育苗類型等因素影響之外，氣象因素對(duì)水稻產(chǎn)量的影響最為嚴(yán)重。在進(jìn)行水稻產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)研究過程中，氣象產(chǎn)量是各種氣象因子綜合作用的結(jié)果。為此，本次研究過程中，分別取了全年大于等于10度、大于等于15度以及大于等于20度的有效積溫進(jìn)行研究，然后又確定了5～10月份大于等于10度的有效積溫、月平均氣溫以及總?cè)粘r(shí)長(zhǎng)和總的降水量等因素，獲取了相關(guān)氣象因素的相關(guān)系數(shù)，希望能夠找到對(duì)水稻氣象產(chǎn)量影響較大的氣象因子，并據(jù)此結(jié)合實(shí)際找到影響水稻氣象產(chǎn)量的氣象災(zāi)害。在本次研究過程中相關(guān)系數(shù)顯著性水平a取0.05，極顯著水平a1取0.01。

2 結(jié)果分析

2.1 水稻產(chǎn)量的災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)

氣象災(zāi)害導(dǎo)致水稻產(chǎn)量使災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)大小差異性是因?yàn)槠錃庀鬄?zāi)害因素綜合作用的影響結(jié)果。而災(zāi)年水稻的平均減產(chǎn)率就可以在一定程度上反應(yīng)本溪地區(qū)多年災(zāi)損的總體情況，既是反應(yīng)本溪某個(gè)地區(qū)受災(zāi)害強(qiáng)度大小的一個(gè)重要指標(biāo)，同時(shí)也能全面顯示出在災(zāi)害年間水稻生產(chǎn)的損害大小。

表1 水稻生產(chǎn)的災(zāi)害指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

從表1數(shù)據(jù)可以看出，本溪地區(qū)的平均相對(duì)氣象產(chǎn)量在0.1～0.4之間，基本可以忽略不計(jì)，從災(zāi)年平均減產(chǎn)率分析，本溪縣全市的災(zāi)年平均減產(chǎn)率僅為輕度，而恒仁和草河口的災(zāi)年平均減產(chǎn)率達(dá)到了中度減產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，而恒仁地區(qū)同時(shí)具有全市最低平均相對(duì)氣象產(chǎn)量之比和最大的災(zāi)年減產(chǎn)程度，這說明了該地區(qū)的災(zāi)年水稻產(chǎn)量波動(dòng)性較大。

2.2 變異系數(shù)分析

產(chǎn)量的變異系數(shù)的大小情況在一定程度上綜合反映了一個(gè)地區(qū)水稻生產(chǎn)過程中，受到氣象因素和其他生產(chǎn)條件影響的產(chǎn)量波動(dòng)情況，同時(shí)還能夠在一定程度上反映出本溪地區(qū)抗災(zāi)能力的強(qiáng)弱。在分析過程中變異性系數(shù)越大，則表明水稻產(chǎn)量的波動(dòng)性也就越大，其抗災(zāi)能力也就越差，災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)也就越大，經(jīng)過計(jì)算我們可以得出本溪地區(qū)水稻變異系數(shù)為0.12到0.28，其中本溪縣低，橫亙高，這就說明了恒仁地區(qū)農(nóng)業(yè)抗災(zāi)能力較差，而本溪市的變異系數(shù)要全面低于這上級(jí)幾個(gè)地區(qū)，這跟前面災(zāi)年減產(chǎn)程度的計(jì)算結(jié)果一致。

2.3 影響水稻產(chǎn)量出現(xiàn)波動(dòng)的氣象因素和主要?dú)庀鬄?zāi)害

在水稻生產(chǎn)過程中，雖說水分、光照以及溫度的作用都十分重要，但是在不同的地區(qū)和不同的年份，水分、光照和溫度等氣象因素所導(dǎo)致的水稻產(chǎn)量出現(xiàn)波動(dòng)的影響效果是不盡相同的。對(duì)于本溪地區(qū)來說，水稻在生長(zhǎng)過程中，水稻用水主要會(huì)依賴于上游水庫泄洪的水，再加上本地區(qū)的水利工程建設(shè)比較完善，除了早春發(fā)生春旱會(huì)嚴(yán)重影響到水稻插秧或者個(gè)別洪澇災(zāi)害嚴(yán)重的年份之外，大多數(shù)的水稻在生產(chǎn)過程中，不會(huì)因?yàn)樗霈F(xiàn)減產(chǎn)的問題，而光照時(shí)長(zhǎng)對(duì)水稻產(chǎn)量波動(dòng)性的相關(guān)關(guān)系也沒有達(dá)到顯著水平，詳細(xì)情況見表2。這就表示在本溪地區(qū)，光照的多少并不是導(dǎo)致本溪地區(qū)水稻產(chǎn)量出現(xiàn)波動(dòng)的主要?dú)庀笠蛩?，因此，同時(shí)將上述氣象因素進(jìn)行排除，就可以確定對(duì)本溪地區(qū)水稻產(chǎn)量產(chǎn)生波動(dòng)的氣象因素是熱量條件，這也跟很多研究文獻(xiàn)相吻合。

表2 本溪地區(qū)水稻氣象產(chǎn)量和氣象因子的相關(guān)系數(shù)

注：圖表中的10℃′為5～10月大于等于10的有效積溫。“′”為相關(guān)顯著，“″”為相關(guān)極顯著

在熱量條件中，影響水稻氣象產(chǎn)量的因素是大于等于10度和15度的積溫，特別是在5～10月份大于等于10度的積溫，這就顯示出在本溪地區(qū)水稻生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期內(nèi)，積溫不足，而積溫在大于等于20度時(shí)的時(shí)相關(guān)性不顯著，這就表示水稻在該區(qū)域內(nèi)生理活動(dòng)所需要的溫度一般都能得到滿足，而5月份和6月份的平均氣溫和水稻產(chǎn)量呈現(xiàn)顯著的相關(guān)性。從本溪地區(qū)多年來的水稻栽培經(jīng)驗(yàn)分析，該地區(qū)水稻插秧期大都在5月下旬到6月上旬，水稻產(chǎn)量與5月份的平均氣溫呈現(xiàn)明顯相關(guān)性就說明了水稻秧苗的質(zhì)量和水稻移栽過程中的氣象條件對(duì)水稻成活和產(chǎn)量有著顯著的影響性，因?yàn)樵谶@個(gè)時(shí)期經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)凍害現(xiàn)象。進(jìn)入6月份以后，水稻逐漸開始進(jìn)入分蘗期，這個(gè)時(shí)期溫度條件對(duì)水稻的產(chǎn)量有著至關(guān)重要的影響。而9月份的平均氣溫與水稻的產(chǎn)量相關(guān)性雖然沒有達(dá)到顯著標(biāo)準(zhǔn)，但是顯著性十分接近，因此，進(jìn)一步研究和分析九月份平均最高氣溫度與水稻產(chǎn)量之間的關(guān)系之后發(fā)現(xiàn)，9月份的平均最高氣溫和水稻產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)超過了顯著性標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了顯著水平，這就說明了9月份氣候溫度對(duì)水稻產(chǎn)量的影響不是通過月平均氣溫表現(xiàn)出來的。因?yàn)?，?月份是水稻的灌漿時(shí)期，這個(gè)晝夜溫差較大，水分利于營養(yǎng)物質(zhì)積累和形成。

3 討論

首先，在研究的三十年時(shí)間中，本溪地區(qū)的災(zāi)年減產(chǎn)年型主要以輕度氣象災(zāi)害為主，而中度氣象災(zāi)害損失以上的減產(chǎn)年型出現(xiàn)概率較低；其次，從災(zāi)年減產(chǎn)程度、災(zāi)害等級(jí)嚴(yán)重程度以及變異系數(shù)分析，本溪各個(gè)地區(qū)水稻產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于市區(qū)，其中恒仁水稻產(chǎn)量的不穩(wěn)定性最大；再次，熱量條件豐富和缺少對(duì)本溪地區(qū)的水稻產(chǎn)量影響較大，在水稻整個(gè)生育期，熱量對(duì)水稻產(chǎn)量的影響也具有明顯的顯著性。其中5月份和6月份的平均氣溫與水稻產(chǎn)量相關(guān)性最為顯著，而9月份的平均最高氣溫與水稻產(chǎn)量相關(guān)性最為顯著。為此，在生產(chǎn)過程中，我們需要同時(shí)兼顧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)和氣象條件，通過詳細(xì)的分析和研究，揭示本溪地區(qū)水稻產(chǎn)量波動(dòng)的氣象原因，最終全面促進(jìn)本溪水稻生產(chǎn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。

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