楚雄州烤煙人工防雹經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估

王金萍，趙 勇，徐順瓊，李宏波

(1.云南省云南大學(xué)大氣科學(xué)系，云南 昆明 650091;2.云南省楚雄州氣象局，云南 楚雄 675000;3.云南省楚雄師范學(xué)院，云南 楚雄 675000)

楚雄州烤煙人工防雹經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估

王金萍1，2，趙 勇2，徐順瓊3，李宏波2

(1.云南省云南大學(xué)大氣科學(xué)系，云南 昆明 650091;2.云南省楚雄州氣象局，云南 楚雄 675000;3.云南省楚雄師范學(xué)院，云南 楚雄 675000)

烤煙是楚雄州財(cái)政收入的主要來源之一，但冰雹災(zāi)害每年都要給全州的烤煙生產(chǎn)造成巨大的損失。楚雄州自2001年開始應(yīng)用人工防雹技術(shù)進(jìn)行大規(guī)?？緹熑斯し辣⒐ぷ?，有效地減輕了冰雹給烤煙生產(chǎn)帶來的損失。如何對(duì)其經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行科學(xué)定量的評(píng)估，是人影工作中的一個(gè)重要問題。該文通過對(duì)我州規(guī)模化地開展烤煙防雹前后烤煙遭受冰雹災(zāi)害損失情況對(duì)比，應(yīng)用區(qū)域回歸分析、天氣回歸分析及局部個(gè)例分析等方法，從多方面多角度對(duì)我州的烤煙人工防雹效益進(jìn)行評(píng)估，計(jì)算出符合我州實(shí)際的烤煙防雹效益值，其方法對(duì)其他地區(qū)也有參考價(jià)值。

烤煙防雹;經(jīng)濟(jì)效益;評(píng)估

1 防雹效果的檢驗(yàn)

在人工防雹作業(yè)中，作業(yè)是否有效是我們首先要回答的問題。由于防雹效果的指標(biāo)及其分布形式事先并不知道，因此我們采用非參數(shù)性檢驗(yàn)中的秩和檢驗(yàn)法來對(duì)防雹效果進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。根據(jù)楚雄州各縣開展防雹的時(shí)間、規(guī)模情況(表1)，將時(shí)間系列分為作業(yè)期8 a(2001—2008年)與非作業(yè)期(1990—1996年)7 a。為保證統(tǒng)計(jì)效果的客觀準(zhǔn)確性，選取的統(tǒng)計(jì)量為楚雄州煙草公司統(tǒng)計(jì)的全州年度雹災(zāi)面積資料和楚雄州統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)的年度烤煙種植面積資料(表2)，采用不成對(duì)的秩和檢驗(yàn)法，把防雹前7 a的雹災(zāi)面積資料為A組，開展防雹作業(yè)后8 a的雹災(zāi)面積資料為B組，則防雹前的秩和T=6+10+11+12+13+14+15=81(表 3)，據(jù) Na=7，Nb=8，查秩和檢驗(yàn)表，取顯著水平α=0.025，得T1-α=73，因?yàn)?T≥T1-α，所以 A 和 B有顯著差異，確認(rèn)開展8 a防雹作業(yè)有效，可信度達(dá)97.5%。

表1 楚雄州1990—1996、2001—2008年防雹布點(diǎn)情況一覽表 (單位：hm2)

表2 楚雄州1990—1996、2001—2008年烤煙種植及受雹災(zāi)情況一覽表 (單位：hm)

表3 楚雄州1990—1996、2001—2008年烤煙防雹效果秩和檢驗(yàn)表 (單位：hm2)

2 防雹效果評(píng)估方法

2.1 區(qū)域回歸試驗(yàn)

根據(jù)我州防雹布點(diǎn)情況，將全州烤煙的種植面積劃分為防區(qū)內(nèi)和防區(qū)外。與天氣系統(tǒng)尺度相對(duì)而言，我州10縣(市)防區(qū)內(nèi)外所受的天氣系統(tǒng)影響基本一致，根據(jù)開展防雹前烤煙雹災(zāi)面積資料，計(jì)算出防區(qū)內(nèi)和防區(qū)外雹災(zāi)面積的相關(guān)性，建立防區(qū)內(nèi)和防區(qū)外雹災(zāi)面積的歷史回歸方程，用防區(qū)外作業(yè)期的實(shí)際受災(zāi)面積xk估計(jì)防區(qū)內(nèi)的自然雹災(zāi)面積yy，用估計(jì)出的自然雹災(zāi)面積yy減去實(shí)際雹災(zāi)面積yk，得出作業(yè)后的防雹效果。

設(shè)防區(qū)外受災(zāi)面積為xi，防區(qū)內(nèi)受災(zāi)面積為yi，據(jù)防雹前7 a資料求出變量xi與yi的相關(guān)系數(shù)r=0.977，對(duì)應(yīng)自由度 m=7-2=5，α =0.01，查得 rα=0.874，由于 r＞ rα，表明 xi，yi間相關(guān)性很好。用歷史資料建立區(qū)域回歸方程，求得回歸系數(shù)：

b=∑(xi-xn)(yi-yn)/∑(xi-xn)2=1.3 946

a=yn-bxn=279.12，

進(jìn)一步得到區(qū)域回歸方程：yy=279.12+1.3 946*xk。

2001—2008年防區(qū)內(nèi)、防區(qū)外烤煙年平均雹災(zāi)面積分別為yk=76.27 hm2和xk=830 hm2，帶入上面區(qū)域回歸方程，得防區(qū)內(nèi)的自然雹災(zāi)面積估計(jì)值yy=1436.64 hm2，年平均減災(zāi)面積 yy-yk=1360.37hm2。

采用t檢驗(yàn)對(duì)雹災(zāi)面積減少是否顯著進(jìn)行檢驗(yàn)，由于n較小，只有7 a，采用H檢驗(yàn)，確定防區(qū)內(nèi)和防區(qū)外雹災(zāi)面積均屬正態(tài)分布。采用多個(gè)事件檢驗(yàn)法檢驗(yàn)開展防雹后多年作業(yè)的平均效果，計(jì)算后得t=11.38，對(duì)應(yīng)自由度m=7-2=5，α=0.01，查 t檢驗(yàn)表表得 tα=6.859，由于 t＞ tα，表明雹災(zāi)面積減少值是顯著的，單邊檢驗(yàn)顯著度超過0.01，說明防雹效果是顯著的。

2.2 多元回歸分析

由于冰雹災(zāi)害的時(shí)空分布變化較大，且與氣候變化密切相關(guān)，因此引入氣候因子來進(jìn)行防雹效果評(píng)估，根據(jù)楚雄州冰雹過程的天氣背景特征，本著因子相關(guān)性好且相互間獨(dú)立的原則，經(jīng)篩選，選取楚雄州5—9月的東風(fēng)日數(shù)和雷暴日數(shù)作為預(yù)報(bào)因子，建立雹災(zāi)面積的統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)模型，利用該模型來預(yù)測(cè)2001—2008年的受災(zāi)面積，然后與實(shí)際受災(zāi)面積對(duì)比，得到防雹效果。

2.2.1 多元回歸方程的建立 設(shè)預(yù)報(bào)量y為當(dāng)年烤煙受災(zāi)面積(hm2)，選用的預(yù)報(bào)因子有 x1：5—9月雷暴日數(shù)x2：5-9月14時(shí)東風(fēng)日數(shù)，預(yù)報(bào)量和各因子的樣本資料列于表4。

表4 楚雄州1990—1996年烤煙受災(zāi)面積與氣候因子一覽表

在假定變量y與x1、x2間呈線性相關(guān)關(guān)系的條件下，利用變量的觀察資料建立y對(duì)x1、x2的多元線性回歸方程：

y=b0+b1x1+b2x2

式中b0、b1、b2是待定的未知常數(shù)，將表4中的有關(guān)數(shù)據(jù)帶入多元回歸正規(guī)方程組計(jì)算，

y=-7 725．15+10.72x1+7．22x2

2.2.2 回歸方程的顯著性檢驗(yàn) 由于以上回歸方程y=b0+b1x1+b2x2是在變量變量y與x1、x2之間存在著線性相關(guān)的假定下，利用樣本資料求出的，因此還需要對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，才能知道變量之間是否真的存在線性相關(guān)關(guān)系，以判明求得的線性回歸方程是否有意義。

通過樣本資料計(jì)算U(回歸平方和)，Q(剩余平方和)得到顯著性F檢驗(yàn)值F=7.714。查F檢驗(yàn)表a=0.05顯著水平，分子自由度為2，分母自由度為4時(shí)Fa=6.94，由于F＞Fa，肯定變量間存在著線性相關(guān)關(guān)系，y對(duì)x1、x2的回歸效果顯著，所求得的線性回歸方程是有意義的。

2.2.3 用回歸方程作預(yù)報(bào)并作防雹效益估計(jì)

將2001—2008年x1、x2值代入回歸方程，得到假設(shè)防區(qū)內(nèi)未進(jìn)行防雹時(shí)的受災(zāi)面積估計(jì)值y，與防區(qū)內(nèi)實(shí)際受災(zāi)面積yt比較，得到進(jìn)行防雹后的減災(zāi)面積(表5)。

表5 楚雄州2001—2008年烤煙防雹效果一覽表 (單位：hm2)

2.3 局部個(gè)例分析

根據(jù)“冰雹走老路”這一活動(dòng)規(guī)律，在冰雹源地或冰雹路徑上設(shè)炮點(diǎn)，根據(jù)設(shè)點(diǎn)前后該地烤煙受災(zāi)情況的實(shí)際調(diào)查結(jié)果，分析出該地區(qū)的烤煙防雹效果。

武定縣的貓街、高橋兩個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)位于我州北部的冰雹路徑上，經(jīng)實(shí)地調(diào)查，未設(shè)立防雹點(diǎn)之前，貓街鎮(zhèn)每年因冰雹烤煙損失面積在66.67 hm2左右，高橋鎮(zhèn)每年因冰雹烤煙損失面積在80 hm2左右，自2001年起在兩個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)立了4個(gè)防雹作業(yè)點(diǎn)后，由于及時(shí)地指揮作業(yè)，再?zèng)]有發(fā)生過烤煙遭受冰雹襲擊的事件，其減災(zāi)效益及投入產(chǎn)出比的計(jì)算如下：

減災(zāi)效益D=St*A，St為設(shè)立炮點(diǎn)后烤煙受雹災(zāi)損失面積(hm2)，A為設(shè)立炮點(diǎn)后的當(dāng)?shù)乜緹煻嗄昶骄€產(chǎn)值(元/hm2)，投入產(chǎn)出比：K=D/C，C為5年防雹總投入，計(jì)算結(jié)果如表6。

表6 貓街、高橋鎮(zhèn)2001—2005年防雹效益一覽表

3 幾種評(píng)估方法得出的防雹效益評(píng)估結(jié)果

通過以上3種防雹效果檢驗(yàn)方法，得到了楚雄州開展烤煙防雹工作后取得的減災(zāi)面積S，引入全州烤煙雹災(zāi)損失系數(shù)K≈0.76(計(jì)算過程略)，將減災(zāi)面積S換算為損失面積Su，即可通過“防雹效益=損失面積×多年平均公頃產(chǎn)值”得到防雹減災(zāi)的經(jīng)濟(jì)效益，最后以投入產(chǎn)出比的方式反映出來(表7)。

表7 楚雄州2001—2008年烤煙防雹效益統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)論

①第1種區(qū)域回歸分析法統(tǒng)計(jì)量與統(tǒng)計(jì)因子均為雹災(zāi)面積，災(zāi)情統(tǒng)計(jì)資料當(dāng)?shù)責(zé)煵莶块T提供，統(tǒng)計(jì)變量較為客觀、詳實(shí)，在統(tǒng)計(jì)資料可信度較高的情況下，進(jìn)行防雹效益評(píng)估，方法上較為客觀合理，統(tǒng)計(jì)結(jié)果的可信度較好。對(duì)區(qū)域回歸分析法得出的結(jié)果進(jìn)行分析，我們可以看到，全州烤煙人工防雹的效益為1∶8.5。

②第2種多元回歸統(tǒng)計(jì)法根據(jù)當(dāng)?shù)乇⑻鞖馓卣饕肓吮⑻鞖庖蜃?，從該方法的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，我州開展防雹以來的烤煙防雹效益為1∶6.6。由于冰雹是小概率事件，從統(tǒng)計(jì)學(xué)方面考慮，自然變率越大，越是需要長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)才能檢出防雹效果。由于受資料限制，所取時(shí)間期間較短(僅為7 a)，在氣候異常年(雹災(zāi)特多或特少年)，該方法在統(tǒng)計(jì)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生較大偏差，但若做全州性統(tǒng)計(jì)的話，其結(jié)果仍具一定的參考價(jià)值。

③第3種局部個(gè)例分析方法，是根據(jù)局部地區(qū)冰雹活動(dòng)有一定規(guī)律這一特征和存在準(zhǔn)確定量受災(zāi)面積歷史經(jīng)驗(yàn)值的基礎(chǔ)上作出的，其結(jié)果可信度的大小，依賴于當(dāng)?shù)亟y(tǒng)計(jì)的防雹減災(zāi)面積的準(zhǔn)確度。在假設(shè)歷史經(jīng)驗(yàn)值準(zhǔn)確的情況下，其統(tǒng)計(jì)方法較為客觀定量，對(duì)位于冰雹活動(dòng)路徑上的地區(qū)或是冰雹常年受災(zāi)地區(qū)是一種較為科學(xué)、合理的評(píng)估方法，結(jié)果直觀、可信，在區(qū)域較小的縣鄉(xiāng)一級(jí)有較好的應(yīng)用價(jià)值。從該方法的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，我州位于冰雹活動(dòng)路徑上的局部地區(qū)近5 a來的烤煙防雹效益在1∶8.3 ～1∶10 之間，最高達(dá)1∶11.6，明顯高于全州平均值，從另一個(gè)方面也說明了炮點(diǎn)布局是否合理對(duì)防雹效益有著較大的影響。該方法的缺點(diǎn)是在冰雹活動(dòng)規(guī)律年變化較大的地區(qū)或冰雹活動(dòng)異常年份(雹災(zāi)特多或特少年)，其統(tǒng)計(jì)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生較大偏差。

④本文通過應(yīng)用3種典型的人工防雹效果檢驗(yàn)方法，結(jié)合我州實(shí)際，計(jì)算出了我州烤煙人工防雹的經(jīng)濟(jì)效益，以投入產(chǎn)出比的方式體現(xiàn)全州烤煙防雹平均效益約為1∶8.1，比之以往的效益計(jì)算，該結(jié)果具有較強(qiáng)的理論基礎(chǔ)和統(tǒng)計(jì)依據(jù)。由于資料的限制，該文僅考慮了烤煙的防雹效益，未考慮其增雨、增濕及其他糧經(jīng)作物的受益，否則該效益還會(huì)進(jìn)一步增加，對(duì)我州未來烤煙防雹的投入與發(fā)展規(guī)劃具有很大的參考價(jià)值。

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［2］ 楊聯(lián)章，陳群.高炮防雹增雨技術(shù)［M］.北京：氣象出版社，2001：23-32.

［3］ 中國(guó)氣象局科技發(fā)展司.人工影響天氣崗位培訓(xùn)教材［M］. 北京：氣象出版社，2003：218-233.

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P482

B

1003-6598(2011)06-0032-04

2011-11-26

王金萍(1972-)，女，高工，主要從事中短期天氣預(yù)報(bào)工作。

1.國(guó)家自然科學(xué)基金地區(qū)基金項(xiàng)目(40965002);2.云南省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2005D0077M2)