汪甫+李凱偉+吳凡+楊華+熊姍
摘要: 基于江西省83個(gè)數(shù)據(jù)完整的氣象站1960—2015年間降水、氣溫的逐日觀測(cè)資料,選取持續(xù)性極端天氣日數(shù)表征農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害指標(biāo),利用趨勢(shì)分析、Mann-Kenddall檢驗(yàn)方法、Arcgis空間插值和小波分析方法,統(tǒng)計(jì)分析江西省近56年農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的時(shí)間列變化、空間分布和震蕩周期。結(jié)果表明,近56年來江西省持續(xù)暴雨、高溫呈增加的趨勢(shì),在突變年份(1990、2005年)后波動(dòng)性增加,年內(nèi)持續(xù)日數(shù)增大。災(zāi)害嚴(yán)重區(qū)域明顯增加,以贛東南為中心向西南方向輻射遞減,這2種災(zāi)害應(yīng)給予足夠的關(guān)注。存在以22年時(shí)間尺度為中心的第一主周期震蕩,可預(yù)測(cè)未來3~5年內(nèi)為洪澇災(zāi)害多發(fā)期和高溫?zé)岷Φ纳侔l(fā)期;持續(xù)低溫和干旱整體呈遞減趨勢(shì),2002年后干旱日數(shù)有增加的趨勢(shì),波動(dòng)性同洪澇和高溫。后25年低溫災(zāi)害嚴(yán)重區(qū)域明顯收縮,北多南少,作物種植北界北移,以48、21年為主周期。干旱災(zāi)害以贛南地區(qū)為重心,呈現(xiàn)出擴(kuò)大的趨勢(shì),最大干旱日數(shù)由80 d增至88 d。突變年份較多,震蕩周以14、10、2年為主。未來3~5年內(nèi)為低溫災(zāi)害和干旱災(zāi)害的少發(fā)期。總體來看,江西省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的發(fā)生在新世紀(jì)有增加的趨勢(shì),特別是高溫災(zāi)害和洪澇災(zāi)害有明顯擴(kuò)大的跡象。本研究對(duì)江西省56年來4種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的時(shí)空分布特征進(jìn)行分析,可以為江西省農(nóng)業(yè)發(fā)展方向、防災(zāi)減災(zāi)等提供科學(xué)依據(jù)。
關(guān)鍵詞: 江西??;農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害;災(zāi)害指標(biāo);時(shí)空分布;震蕩周期
中圖分類號(hào): S165+.25 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
文章編號(hào):1002-1302(2017)22-0317-07
氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響一直以來都是國(guó)內(nèi)外關(guān)注和研究的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)問題,在當(dāng)前政治經(jīng)濟(jì)等因素都穩(wěn)定的狀況下,氣候變化是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素之一。江西省地處長(zhǎng)江中下游南岸,是我國(guó)農(nóng)業(yè)大省,屬中亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū),優(yōu)越的氣候資源非常適合農(nóng)作物生長(zhǎng)。受氣候及地理?xiàng)l件影響,農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害發(fā)生的種類多、分布廣、頻率高,屬全國(guó)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害最嚴(yán)重的省份之一[1]。近些年來的研究表明,全球氣候變暖趨勢(shì)明顯,百年來氣溫呈現(xiàn)增加的趨勢(shì),極端氣候增多,災(zāi)害性天氣也在增加[2]。
受季風(fēng)的年際變化影響,全省不同地區(qū)每年都有不同程度的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害發(fā)生,主要包括低溫冷害、暴雨、高溫、干旱、臺(tái)風(fēng)等,對(duì)江西省農(nóng)業(yè)穩(wěn)定生產(chǎn)造成極大影響。例如,2003年因干旱導(dǎo)致的農(nóng)作物受災(zāi)面積105.72萬hm2、絕收面積24.83萬hm2,糧食減產(chǎn)244.3萬t,經(jīng)濟(jì)作物損失31億元。全省因干旱直接經(jīng)濟(jì)損失67億元,其中農(nóng)業(yè)損失為55億元[3]。2012年9月至2013年8月,江西地區(qū)盛夏高溫少雨和干旱疊加,水稻、玉米、棉花以及蔬菜、茶葉等作物受災(zāi)嚴(yán)重。1991年12月至1992年初受強(qiáng)冷空氣影響,江西省內(nèi)出現(xiàn)罕見的凍害,柑橘樹梢被凍死,茶葉和越冬油菜大量減產(chǎn)[4]。2004年全省2次遭受暴雨至災(zāi)洪水,農(nóng)作物受災(zāi)面積33.89萬hm2,直接經(jīng)濟(jì)損失5.5億元。2015年5月18—19日江西省南部區(qū)域性暴雨,災(zāi)情嚴(yán)重,直接經(jīng)濟(jì)損失7.47億元[5]。因此,分析農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的發(fā)生發(fā)展規(guī)律對(duì)減輕江西省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害損失及其對(duì)策研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
近年來關(guān)于江西省氣象災(zāi)害的研究已有一定的成果,黃國(guó)勤等通過中國(guó)農(nóng)業(yè)年鑒資料對(duì)江西省1995—2003年間的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的至災(zāi)、成災(zāi)面積和經(jīng)濟(jì)損失等進(jìn)行綜合分析,結(jié)果表明,1998年為江西省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害重災(zāi)年份,1995年偏重,除1999、2001年外,其余年份為一般偏重[6]。蔡哲等選用Z指數(shù)對(duì)江西省旱澇時(shí)空變化特征的研究表明,旱澇災(zāi)害整體表現(xiàn)為增加的趨勢(shì),存在旱澇交替循環(huán)、年代際變化明顯的現(xiàn)象[7]。關(guān)于茶葉[8]、水稻[9]、蜜橘[10]等農(nóng)作物的氣象災(zāi)害指標(biāo)及時(shí)空分布特征的研究也有一定的報(bào)道。近幾十年來,低溫災(zāi)害有減小的趨勢(shì),高溫?zé)岷t先減后增,且各災(zāi)害震蕩周期明顯。但這些研究多集中于對(duì)極端氣象事件[11-13]和基于統(tǒng)計(jì)年鑒的氣象災(zāi)害至災(zāi)成災(zāi)數(shù)據(jù)的分析[6,14-15],并不能全面反映極端天氣對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。
本試驗(yàn)選取能描述極端氣象事件的持續(xù)性指標(biāo),研究農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害中的高低溫和旱澇災(zāi)害在江西省的時(shí)空分布特征,以期在全球氣候變暖導(dǎo)致極端氣象條件頻發(fā)的背景下,為江西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)指導(dǎo)、防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。
1 數(shù)據(jù)來源與方法
1.1 氣象資料來源
本研究選取國(guó)家氣象信息中心氣象資料室提供的江西省83個(gè)氣象站(去除缺測(cè)值較多的站點(diǎn)后)1960—2015年近56年的逐日氣溫(每日的最低最高氣溫和最低氣溫)及降水觀測(cè)數(shù)據(jù)(每日20—20時(shí)的24 h累積降水量)。各站點(diǎn)海拔及分布如圖1所示。
1.2 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害指標(biāo)
持續(xù)性的極端天氣是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要影響因
子,所以本研究選取持續(xù)性極端氣象天氣日數(shù)作為統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),綜合韓明臣等對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害時(shí)空分布特征研究中災(zāi)害指標(biāo)的選取和江西本省農(nóng)作物災(zāi)害指標(biāo),定義江西省高低溫、洪澇以及干旱災(zāi)害指標(biāo)[16](表1)。
1.2.1 洪澇災(zāi)害指標(biāo)
洪澇災(zāi)害的發(fā)生發(fā)展及其影響程度包括人為因素和非人為因素2個(gè)方面。降水是形成洪澇災(zāi)害最直接、最重要的1個(gè)因素,特別是區(qū)域性、連續(xù)性暴雨和大暴雨天氣過程產(chǎn)生的降水。暴雨是指大氣中降落到地面的水量每日≥50 mm的降雨。當(dāng)連續(xù)2 d降雨量≥100 mm或連續(xù)3 d降雨量≥150 mm,會(huì)引發(fā)不同程度的洪澇災(zāi)害。嚴(yán)重的暴雨洪澇災(zāi)害不僅會(huì)造成農(nóng)作物絕收,甚至?xí)茐牧继锖退O(shè)施等。連續(xù)暴雨日數(shù)以48 h降雨量≥100 mm或72 h降雨量≥150 mm為1個(gè)暴雨事件,將年內(nèi)單日和連續(xù) 2 d 及以上日均降雨量≥50 mm日數(shù)作為洪澇災(zāi)害的指標(biāo),統(tǒng)計(jì)每年的暴雨事件的天數(shù)P作為描述每年洪澇災(zāi)害程度指標(biāo),P越大,該年內(nèi)洪澇災(zāi)害的影響越嚴(yán)重。endprint
1.2.2 低溫災(zāi)害指標(biāo)
持續(xù)低溫是反映極端低溫對(duì)農(nóng)作物造成影響的重要指標(biāo)。連續(xù)低溫以日最低溫連續(xù)3 d以上≤5 ℃為1個(gè)過程,統(tǒng)計(jì)每年的日最低溫Tmin≤5 ℃天數(shù)L作為描述每年連續(xù)低溫的程度指標(biāo),L越大,該年內(nèi)持續(xù)低溫的影響越嚴(yán)重。
1.2.3 高溫?zé)岷χ笜?biāo)
根據(jù)中國(guó)氣象局《氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)[CM(25]發(fā)布和傳播辦法》標(biāo)準(zhǔn),凡是測(cè)站每天的最高氣溫達(dá)到
35 ℃ 及以上就記為1個(gè)高溫站次。本研究將連續(xù)高溫日數(shù)即最高溫連續(xù)3 d以上≥35 ℃為1個(gè)過程,統(tǒng)計(jì)每年的連續(xù)日最高溫Tmax≥35 ℃總天數(shù)H作為江西省年內(nèi)極端高溫事件即高溫?zé)岷Πl(fā)生程度指標(biāo),H越大,該年內(nèi)高溫?zé)崂颂鞖庥绊懗潭仍絿?yán)重。連續(xù)高溫日數(shù)是反映極端高溫對(duì)農(nóng)作物造成影響的重要指標(biāo)。
1.2.4 干旱災(zāi)害指標(biāo)
干旱是因長(zhǎng)期少雨而空氣干燥、土壤缺水的氣候現(xiàn)象。參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《氣象干旱等級(jí)》中的綜合氣象干旱指數(shù),連續(xù)無降雨天數(shù)春季達(dá)16~30 d、夏季16~25 d、秋冬季31~50 d為小旱。特點(diǎn)為降水較常年偏少,地表空氣干燥,土壤出現(xiàn)水分輕度不足,對(duì)農(nóng)作物有輕微影響。以連續(xù)無降水日數(shù)即年內(nèi)持續(xù)16 d及以上無有效降水D(24 h R<1 mm)過程天數(shù)的總和反映干旱災(zāi)害發(fā)生的程度。D越大,該年內(nèi)持續(xù)干旱的影響越嚴(yán)重。
1.3 統(tǒng)計(jì)方法
在數(shù)據(jù)分析前進(jìn)行質(zhì)量控制,即對(duì)常規(guī)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,去除缺測(cè)值>5 d的站點(diǎn)數(shù)據(jù),利用五日滑動(dòng)平均插補(bǔ)缺測(cè)值少于5 d的站點(diǎn)數(shù)據(jù)。以這些站點(diǎn)的氣象要素的算術(shù)平均值代表區(qū)域的平均狀況。運(yùn)用Matlab、Excel軟件統(tǒng)計(jì)分析江西83個(gè)站點(diǎn)從1960年11月到2015年內(nèi)連續(xù)暴雨、低溫、高溫日數(shù),用ArcGIS 9.3軟件選取反距離權(quán)重法[16]對(duì)所得災(zāi)害數(shù)據(jù)進(jìn)行插值后以自然斷點(diǎn)分級(jí)法[17]得到農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害空間分布圖,以此為基礎(chǔ)進(jìn)行江西省農(nóng)業(yè)災(zāi)害空間分布研究。本研究主要應(yīng)用線性回歸[18]和Mann-Kendall檢驗(yàn)法[19]中的均值突變檢驗(yàn)對(duì)時(shí)間序列的趨勢(shì)進(jìn)行分析。Mann-Kendall檢驗(yàn)法是世界氣象組織推薦并已廣泛使用的非參數(shù)檢驗(yàn)方法,許多學(xué)者不斷應(yīng)用Mann-Kendall方法來分析降水、徑流、氣溫和水質(zhì)等要素時(shí)間序列的趨勢(shì)變化。對(duì)4種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害進(jìn)行周期變化分析采用小波分析法[20]。
2 結(jié)果與分析
2.1 江西省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害時(shí)間變化特征
近56年來江西省連續(xù)暴雨日數(shù)總體上呈增加的趨勢(shì),傾向率為0.039 4。年際變化序列中1998、2010年平均暴雨日數(shù)最多,分別為12.1 d和11.9 d(圖2-a)。除1963—1966年間年內(nèi)連續(xù)暴雨日數(shù)為負(fù)增長(zhǎng)(UF<0),其余年份均為增加的趨勢(shì),其中1998—2006年顯著增加(P<0.05)。連續(xù)暴雨日數(shù)在1991年開始突變性增加(圖3-a);連續(xù)低溫日數(shù)以-0.326 8的傾向率呈減少的趨勢(shì),最少的年份達(dá)到32 d(圖2-b)。連續(xù)低溫日數(shù)減少在20世紀(jì)90年代是突變現(xiàn)象,具體突變時(shí)間為1990年。2000年后連續(xù)低溫日數(shù)顯著減少,從2002年開始達(dá)到極顯著水平(P<0.01,圖3-b)。
由圖2-c可知,連續(xù)高溫日數(shù)在不同年份具有較大的波動(dòng)性,最大年份2003年(44.7 d)與最小年份1997年(1.2 d)相差43.5 d,高溫日數(shù)整體以0.059 1的傾向率增加,整體表現(xiàn)為先減小后迅速增加的趨勢(shì)。在2005年連續(xù)高溫日數(shù)突變?cè)黾樱▓D3-c)。連續(xù)干旱日數(shù)進(jìn)入90年代后波動(dòng)性增加,在2003—2009呈現(xiàn)為增加的趨勢(shì),之后波動(dòng)變化。近56年來整體以 -0.109 的傾向率減小。21世紀(jì)相對(duì)較高的連續(xù)干旱日數(shù)分別為2003、2007、2014年(110、100、86 d)。連續(xù)干旱日數(shù)突變點(diǎn)較多波動(dòng)大(圖3-d)。
將4種災(zāi)害從1990年(突變年份)之后作相關(guān)性分析(表2)可知,高溫?zé)岷εc旱災(zāi)害顯著正相關(guān)(0.44,P<0.05),暴雨災(zāi)害與旱災(zāi)負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.41,達(dá)顯著水平。
2.2 江西省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害空間分布特征
根據(jù)MK突變檢驗(yàn)結(jié)果,將江西省洪澇、低溫、干旱災(zāi)害
研究時(shí)段劃分為1960—1990、1991—2015年2個(gè)時(shí)段,高溫?zé)岷澐譃?960—2005、2006—2015年2個(gè)時(shí)段。采用Arcgis中的自然斷點(diǎn)分級(jí)法將各災(zāi)害分為4個(gè)等級(jí),對(duì)比分析不同時(shí)段內(nèi)江西省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的空間分布特征。
由圖4年可知,江西省近56年連續(xù)暴雨日數(shù)時(shí)總和空間分布差異明顯,多年平均值在4.1~10.7 d之間。天數(shù)最多的出現(xiàn)在贛東北地區(qū),整體上由贛東北向贛西南遞減。比較圖4-b和圖4-c可知,前31年暴雨日數(shù)超過8 d的范圍僅在景德鎮(zhèn)市、九江武寧縣和南昌市撫順市少部分地區(qū)。后25年年內(nèi)暴雨日數(shù)超8 d的覆蓋范圍明顯擴(kuò)大,暴雨日數(shù)分布呈由西向東遞增。最大日數(shù)由9.5 d增加到12 d,最小日數(shù)也有所增加。九江市因?yàn)閺]山的存在出現(xiàn)部分區(qū)域暴雨日數(shù)表現(xiàn)為較低水平,贛南暴雨日數(shù)在后25年普遍增加。
近56年江西省連續(xù)低溫日數(shù)總和分布如圖5所示,低溫日數(shù)由北向南遞減。后25年最高等級(jí)低溫災(zāi)害覆蓋范圍明顯收縮,最大日數(shù)由122 d降至109 d,最小日數(shù)由35 d降至29.5 d。低溫日數(shù)最高的地區(qū)分布在贛西北地區(qū)和井岡山一帶,低溫日數(shù)最低等級(jí)覆蓋范圍擴(kuò)大北移。永豐、金溪、東鄉(xiāng)等區(qū)域的低溫日數(shù)在前31年和后25年均保持在較高水平。
連續(xù)高溫日數(shù)總和分布同暴雨分布類似。高值集中于贛東北地區(qū),向西南方向延伸。最高日數(shù)達(dá)39 d,全省高溫日數(shù)低值接近于0(圖6-a)。近10年來高溫日數(shù)覆蓋范圍明顯擴(kuò)大,約占全省面積的2/3。贛中除新余市和撫州市極少部分區(qū)域高溫日數(shù)在29 d以下,其余地區(qū)全部都達(dá)到29 d以上,最高日數(shù)達(dá)50 d(圖6-c)。endprint
江西省干旱日數(shù)空間分布如圖7所示,近56年表現(xiàn)為東西走向中部干旱嚴(yán)重東部次之,西部最輕。南北走向南部和北部最為嚴(yán)重,中部較輕。多年平均最大干旱日數(shù)為81.3 d,最小為37.1 d。近25年與前31年相比,贛北干旱日數(shù)最多
的區(qū)域減少,贛南覆蓋面積增加。最大日數(shù)由79.8 d增加到87.5 d,覆蓋面積在全省范圍有所減小。
2.3 江西省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害周期重現(xiàn)特征
利用小波分析對(duì)江西省4種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害年內(nèi)連續(xù)日數(shù)總和做周期變化分析。由圖8-a可以看出年內(nèi)連續(xù)暴雨日數(shù)存在多時(shí)間尺度特征,方差值在4、6、14、22年時(shí)間尺度上出現(xiàn)峰值(圖8-b),22年為年內(nèi)連續(xù)暴雨日數(shù)的第一主周期。22、14年時(shí)間尺度上在1990年突變前周期變化顯著,分別存在2個(gè)少發(fā)期、1個(gè)多發(fā)期和3個(gè)少發(fā)期、1個(gè)多發(fā)期。突變后的25年內(nèi)6年尺度上發(fā)生6次震蕩,最新一次為暴雨日數(shù)多發(fā)期,且未完全閉合。14、22年尺度融合為10~27年尺度的周期,完整發(fā)生1次周期變換,2008年后開始一次多發(fā)期,截至2015年未完全閉合,說明至少未來3~5年內(nèi)為連續(xù)暴雨日數(shù)多發(fā)期,即洪澇災(zāi)害的多發(fā)期。
年內(nèi)連續(xù)低溫日數(shù)有5、8、11、21、48年的變化周期(圖9-b)。圖9-a表明,整個(gè)研究時(shí)期內(nèi)48年時(shí)間尺度上有1個(gè)完整周期。下個(gè)周期從多發(fā)期開始,說明48年時(shí)間尺度上未來24年為低溫災(zāi)害的多發(fā)期。其中,21年尺度上出現(xiàn)不到3個(gè)完整周期,最新1個(gè)周期為少發(fā)期未閉合。1990年連續(xù)低溫日數(shù)突變減小之后形成3年的震蕩周期,1998年后8年尺度上有2個(gè)完整周期和1個(gè)未閉合的少發(fā)期。5年及以下時(shí)間尺度上由于間隔較小,不便統(tǒng)計(jì)正負(fù)相位的震蕩次數(shù)。
類似連續(xù)暴雨日數(shù)的時(shí)間序列分布,連續(xù)高溫日數(shù)在研究時(shí)間區(qū)間以4、14、22、44年的周期震蕩(圖10-b),且在突變年份1990年之后14、22年時(shí)間尺度有融合的趨勢(shì)(圖 10-a)。第一主周期為22年,2015年處于44年尺度上未閉合的多發(fā)期。1990年后年內(nèi)連續(xù)高溫日數(shù)以20年為周期震蕩。包括1個(gè)完整的周期和1個(gè)未閉合的少發(fā)期。4年尺度間隔較小,不予討論。
年內(nèi)連續(xù)干旱日數(shù)以2、4、10、14、22年時(shí)間尺度周期性變化,第一主周期為2年,各周期方差值相差不大(圖11-b)。相比于其他3種災(zāi)害,干旱日數(shù)周期性較為雜亂。在22、4年時(shí)間尺度上,2015年位于少發(fā)期未閉合區(qū)域。由此可以預(yù)測(cè)未來2~3年內(nèi)為干旱災(zāi)害少發(fā)期。
3 結(jié)論與討論
本研究以1960—2015年江西省年內(nèi)連續(xù)極端氣象條件的總?cè)諗?shù)表征每年江西省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的發(fā)生程度,分析4種農(nóng)業(yè)氣象那個(gè)災(zāi)害的時(shí)空分布特征。結(jié)果表明,56年來農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害時(shí)空分布發(fā)生了較顯著的變化,洪澇災(zāi)害和高溫?zé)岷Ψ謩e以0.039 4和0.059 1的傾向率呈增加趨勢(shì),低溫冷害和旱災(zāi)以-0.326 8和-0.109的傾向率減小。高溫?zé)岷唧w表現(xiàn)為先減小后急劇增加的趨勢(shì),除高溫?zé)岷υ?005年突變性增加,其余災(zāi)害均在1990年附近發(fā)生突變。農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害在不同年份隨時(shí)間波動(dòng),突變后的波動(dòng)情況要大于突變前,即近25年來江西省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害發(fā)生日數(shù)振幅變大。干旱災(zāi)害整體上波動(dòng)強(qiáng)烈有較多的突變點(diǎn)。在后25年旱災(zāi)的發(fā)生日數(shù)分別與高溫?zé)岷秃闈碁?zāi)害正負(fù)顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.44和-0.41,高溫?zé)岷εc旱災(zāi)大多相伴發(fā)生,對(duì)旱災(zāi)的進(jìn)一步研究可將高溫因素考慮進(jìn)去。
2003年全省遇到超歷史的高溫?zé)崂撕透珊禐?zāi)害,1998年發(fā)生百年不遇的洪澇災(zāi)害,2010年局地洪澇災(zāi)害嚴(yán)重程度超過1998年。對(duì)應(yīng)的年份連續(xù)高溫日數(shù)、連續(xù)干旱日數(shù)和連續(xù)暴雨都為歷年來的極大值。其余統(tǒng)計(jì)日數(shù) 較大值年份也對(duì)應(yīng)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害較嚴(yán)重的時(shí)期,表明本研究所選取的年內(nèi)連續(xù)極端天氣日數(shù)指標(biāo)能夠較好地表征江西省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的發(fā)生程度。
洪澇災(zāi)害產(chǎn)生的危害嚴(yán)重,是江西省的主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之一。近56年來,江西省洪澇災(zāi)害最嚴(yán)重的地區(qū)主要分布在贛東北部的景德鎮(zhèn)、上饒、鷹潭3市及九江武寧地區(qū)。與前31年相比,1990年之后的25年洪澇災(zāi)害嚴(yán)重區(qū)域在全省的的覆蓋面積明顯擴(kuò)大,多數(shù)地區(qū)洪澇災(zāi)害等級(jí)要比之前提高1級(jí),個(gè)別地區(qū)年內(nèi)暴雨日數(shù)達(dá)12 d。從周期變化上看,突變年份之前,江西省洪澇災(zāi)害存在4、6、14、22年共4個(gè)年代際震蕩周期。突變年份之后震蕩主周期有變?yōu)?8年的趨勢(shì),其中6年周期貫穿整個(gè)研究時(shí)段,與陸叔鳴等的研究結(jié)論江西省大范圍洪澇平均每3年出現(xiàn)1次[21]相一致。由周期分析結(jié)果可推斷未來幾年為江西省洪澇災(zāi)害多發(fā)期。
隨全球氣候變暖,江西省低溫災(zāi)害隨時(shí)間的延長(zhǎng)有降低的趨勢(shì)。低溫災(zāi)害嚴(yán)重地區(qū)主要在贛西北、井岡山和贛東北局部區(qū)域。空間分布上由北向南遞減,突變后的25年低溫災(zāi)害嚴(yán)重區(qū)域收縮明顯。最大低溫日數(shù)由122 d降至109 d,有利于植物生長(zhǎng)北界北抬。低溫災(zāi)害存在5、8、11、21、48年的震蕩周期,以48年為第一主周期。48年尺度上,未來幾十年為低溫災(zāi)害的多發(fā)期,短時(shí)期內(nèi)則時(shí)低溫災(zāi)害的少發(fā)期。
高溫?zé)岷εc洪澇災(zāi)害在時(shí)間序列上呈負(fù)相關(guān),但在在空間分布上類似。贛東北地區(qū)最為嚴(yán)重,贛中次之,贛北廬山一帶和贛南地區(qū)受高溫災(zāi)害影響最弱。2005年后,在高溫?zé)岷ν蛔冊(cè)黾拥?0年內(nèi),高溫?zé)岷?yán)重區(qū)域覆蓋江西省超2/3面積。高溫?zé)岷θ諗?shù)最高達(dá)50 d,僅贛北、贛南和井岡山少數(shù)地區(qū)受高溫影響較弱。高溫?zé)岷σ?、14、22、44年的周期震蕩,22年為第一主周期,1990后以20年為周期震蕩發(fā)展。未來幾年為高溫?zé)岷Φ纳侔l(fā)期,但在44年尺度上的多發(fā)期,防御高溫?zé)岷?yīng)是未來江西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重點(diǎn)。
干旱是影響江西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一,與高溫?zé)岷︼@著正相關(guān),在2002年之后連續(xù)干旱日數(shù)表現(xiàn)為增加的趨勢(shì)。干旱嚴(yán)重區(qū)域主要分布在贛北中部和贛南地區(qū)。后25年贛中和贛北干旱災(zāi)害嚴(yán)重區(qū)域減少,贛南地區(qū)表現(xiàn)為擴(kuò)大的趨勢(shì)。最大連續(xù)干旱日數(shù)由79.8 d上升至 87.5 d。贛南地區(qū)應(yīng)作為干旱災(zāi)害防御的重點(diǎn)區(qū)域,未來幾年是干旱災(zāi)害的少發(fā)期。endprint
綜上所述,江西省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害年內(nèi)持續(xù)日數(shù)在突變年份后波動(dòng)性增加,極端農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害日數(shù)增多,周期變化趨于混亂;全省范圍內(nèi)低溫和干旱高發(fā)區(qū)在空間分布上有縮減的趨勢(shì),高溫和洪澇災(zāi)害發(fā)生區(qū)域在全省范圍內(nèi)明顯增加。旱災(zāi)區(qū)域和持續(xù)日數(shù)在贛南地區(qū)增加明顯,贛東北地區(qū)為高溫和洪災(zāi)災(zāi)害的多發(fā)區(qū);4種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的發(fā)生有一定的周期性,除洪澇災(zāi)害外,在未來3~5年內(nèi)為低溫、高溫、干旱災(zāi)害的少發(fā)期;極端氣象條件對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了極大的影響,只有進(jìn)一步查明災(zāi)害的時(shí)空分布規(guī)律,分析其成發(fā)生發(fā)展規(guī)律和形成因素,才能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)指導(dǎo)、防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù),實(shí)現(xiàn)江西省農(nóng)業(yè)持續(xù)、健康、穩(wěn)定的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1] 熊盛文. 不斷提高自然災(zāi)害應(yīng)急管理水平促進(jìn)社會(huì)和諧穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展[J]. 氣象與減災(zāi)研究,2007,30(2):1-5.
[2]Houghton J E T,Ding Y H,Griggs J,et al. Climate change 2001:the scientific basis[M]. Cambridge University Press,2001:881.
[3]江西省減輕自然災(zāi)害白皮書(2004)[Z]. 南昌:江西省減災(zāi)委員會(huì)辦公室,2004.
[4]鐘小根,王 玨. 江西農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害危害及減災(zāi)對(duì)策研究[J]. 農(nóng)業(yè)考古,2014(1):140-143.
[5]孫素琴,許愛華,鄭 婧,等. 江西省汛期暴雨時(shí)空分布及區(qū)域性暴雨分區(qū)[J]. 氣象與減災(zāi)研究,2016,39(2):90-97.
[6]黃國(guó)勤,錢海燕. 江西省近年來的農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害及其防治對(duì)策[J]. 災(zāi)害學(xué),2005,20(2):61-65.
[7]蔡 哲,章毅之,何擁鳳,等. 江西省干旱洪澇的時(shí)空變化特征分析[J]. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào),2013,22(2):144-149.
[8]李柏貞,謝佳杏,孔 萍,等. 江南茶葉農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃[J]. 干旱氣象,2015,33(6):1017-1023.
[9]吳珊珊,王懷清,黃彩婷. 氣候變化對(duì)江西省雙季稻生產(chǎn)的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2014,19(2):207-215.
[10] 何壽仁,董黍準(zhǔn),程 勇,等. 江西南豐蜜橘氣象災(zāi)害預(yù)警技術(shù)[C]. 氣象服務(wù)發(fā)展論壇,2014.
[11] 馬鋒敏,章毅之,唐傳師,等. 近52年江西省汛期極端降水事件的時(shí)空變化[J]. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境,2013,22(10):1348-1355.
[12]唐傳師,孟明華,馬鋒敏. 江西省1959—2013年極端高溫事件的時(shí)空演變特征[C]. 中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì),2014.
[13]胡菊芳,張超美,彭 靜. 江西省主要?dú)庀鬄?zāi)害年代際變化特征分析[J]. 氣象與減災(zāi)研究,2007,30(4):37-42.
[14]王保生,劉文英,黃淑娥. 江西省旱澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[J]. 氣象與減災(zāi)研究,2006,29(2):43-47.
[15]易桂林. 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)贛江流域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響及對(duì)策[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,38(11):5731-5732,5738.
[16]韓明臣,梁玉蓮,王化儒. 中國(guó)近三十年持續(xù)性農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害指標(biāo)時(shí)空分布特征[J]. 北方園藝,2014(24):196-201.
[17]范銀貴. 空間插值方法在繪制降水量等值線中的應(yīng)用[J]. 水利水電科技進(jìn)展,2002,22(3):48-50.
[18]Clarke M J,Mantay J a. Optimizing recycling in all of New York Citys neighborhoods:using GIS to develop the REAP index for improved recycling education,awareness,and participation[J]. Resources Conservation & Recycling,2006,46(2):128-148.
[19] 吳 立,霍治國(guó),姜 燕,等. 氣候變暖背景下南方早稻春季低溫災(zāi)害的發(fā)生趨勢(shì)與風(fēng)險(xiǎn)[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào),2016,36(5):1263-1271.
[20]朱 敏,袁建輝. 1961—2010年江蘇省農(nóng)業(yè)氣候資源演變特征[J]. 氣象與環(huán)境學(xué)報(bào),2013,29(3):69-77.
[21]陸叔鳴,熊蜀斐,王 歡,等. 1種新的洪澇標(biāo)準(zhǔn)及其應(yīng)用的嘗試[J]. 氣象與減災(zāi)研究,1998,21(1):6-11.endprint