广西农业气象灾害特征分析及其对农业生产的影响

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1、广西农业气象灾害特征分析及其对农业生产的影响王燕1，黄国勤2,3，赵其国4，唐以进1（1江西农业大学园林与艺术学院，南昌330045；2江西农业大学生态科学研究中心，南昌330045；3教育部/江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室，南昌330045；4中国科学院南京土壤研究所，南京210008）摘要：利用广西1981—2012年干旱、洪涝、低温冷害和风雹等4种农业气象灾害数据，并结合粮食作物单产资料，采用线性回归、滑动平均和灰色关联等分析方法，研究了广西近32年来农业气象灾害的变化特征及其对广西农业生产的影响。结果表明，1981—201

2、2年4种农业气象灾害的受灾率变化均不明显，但具有阶段性特征。20世纪80年代至90年代初，干旱受灾率呈递增趋势，1988—1992年干旱受灾率居高不下，均在20%以上，90年代中后期干旱受灾率较小且变化平缓；21世纪以后广西又处于较旱阶段；洪涝、风雹、低温冷害在20世纪80年代至90年代初受灾率均相对较小，尤其是低温冷害少有发生；20世纪90年代中后期及以后，洪涝受灾率呈明显周期性波动减小，风雹受灾率呈明显周期性波动增大，低温冷害也呈周期性的暴发。4种农业气象灾害对农业影响程度为：对粮食作物、双季早稻、双季晚稻、玉米等，干旱＞洪涝＞风雹＞

3、低温灾害；对单季稻而言，洪涝＞干旱＞风雹＞低温灾害，说明干旱和洪涝是影响广西农业生产的主要气象灾害。.jyqkail：[email protected]。通讯：黄国勤，男，1962年出生，江西余江人，首席教授，二级教授，博士生导师，博士后，主要从事耕作制度、农业生态等方面的教学与科研工作。通信330045江西省南昌市昌北经济开发区江西农业大学生态科学研究中心，Tel：0791-83828143，E-mail：[email protected]。收稿日期：2014-08-05，修回日期：2014-10-10。0引言广西地

4、处中国西南边陲，属云贵高原向东南沿海丘陵过渡地带，具有周高中低、形似盆地、山地多、平原少的地形特点，属热带、亚热带湿润季风气候，是中国南方重要的农业省区之一，最主要的农作物是水稻，其次是玉米[1]。由于其特殊地理和气候条件，使广西成为中国气象灾害多发的地区之一，表现为气象灾害种类多、分布广、频率高、成灾比例高的特点[2-5]。对农业生产影响较大的气象灾害主要有干旱、洪涝、低温冷害、热带风暴、冰雹等灾害性天气，多种气象灾害常常并发或交替发生，给农业生产造成巨大损失，严重制约着社会经济的发展[6-9]。对广西近些年来气象灾害影响，特别是对农作

5、物产量影响的定量研究较少，本文运用定量和定性分析相结合的方法，分析了广西1981—2012年主要农业气象灾害（干旱、洪涝、风雹、低温冷害）的年际和年代变化特征，并运用灰色系统理论中的灰色关联分析法对广西主要农业气象灾害对农作物产量的影响程度进行定量分析[10-14]，以找出各种气象灾害对广西农作物产量影响的主次关系，为农业综合防御气象灾害提供参考依据。1资料与分析方法1.1资料农业灾害灾情指标一般有受灾面积、成灾面积、农作物灾损量等，每种指标都从不同角度反映了灾害强度及其对农业生产系统的危害程度[15]。本文采用1981—2012年广西各

6、种气象灾害的农作物受灾面积、成灾面积、绝收面积资料于中国种植业信息网—灾情数据库；同期农作物播种面积、产量资料于中国种植业信息网—农作物数据库。1.2分析方法采用线性回归、滑动平均法分析农业气象灾害变化特征。由于每年农作物播种面积均有变化，为了合理反映气象灾害对农业造成的影响，本文用受灾率（即农作物受灾面积与总播种面积的百分率）对受灾情况进行分析。采用灰色关联分析法分析农业气象灾害对农作物产量的影响大小。农业气象灾害系统是农业系统与气象灾害系统两个灰色系统的复合体，因此可以通过灰色关联分析区分析各气象灾害的综合影响大小。以农作物产量作为参

7、考序列，各种气象灾害的受灾面积为比较序列，求其关联度和关联序，从而判断引起该系统发展的主要和次要因素。关联度分析一般包括下列几个步骤。（1）设参考数据列为X0={x0(k),k=1,2,…,n}，比较数据列为Xi={xi(k),k=1,2,…,n}(i=1,2,…,n)。（2）原始数据变换：目前灰色关联分析中的原始数据变换主要有均值化变换、初值化变换和标准差变换。本文对参考数据列和比较数据列进行均值化处理，使之无量纲化、归一化。（3）求绝对差：Δi(k)=x0(k)-xi(k)(i=1,2,…,m；k=1,2,…,n)（4）求关联系数ξi

8、(k)：计算各比较数据列与参考数据列在各时刻的关联系数，其计算公式如下。式中ρ为分辨系数，其意义是削弱最大绝对差数值太大引起的失真，提高关联系数之间的差异显著性，ρ∈(0,1)，一般可取0.1