1982—2011年旱災(zāi)對(duì)中國(guó)糧食產(chǎn)量影響研究

李治國(guó)+陸賢東+管相榮

摘要：旱災(zāi)嚴(yán)重危害糧食生產(chǎn)，進(jìn)而危及國(guó)家糧食安全乃至社會(huì)的穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。利用1982—2011年的旱災(zāi)受災(zāi)、成災(zāi)和絕收數(shù)據(jù)，從災(zāi)害面積、旱災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)（ξn）、旱災(zāi)強(qiáng)度異常指數(shù)（Id）、災(zāi)損量（Fd）、糧食波動(dòng)系數(shù)（Ip）和災(zāi)損比例及旱災(zāi)影響等角度定量分析了中國(guó)與各省區(qū)旱災(zāi)的時(shí)空特征及其對(duì)中國(guó)糧食安全的影響。研究表明，1982—2011年，我國(guó)年均受災(zāi)、成災(zāi)和絕收面積為361.68×106、186.38×106、38.43×106 hm2，分別占農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害年平均面積的53.3%、53.2%和47.1%；糧食災(zāi)損量在20.46×106～83.63×106 t，年均糧食災(zāi)損量為39.40×106 t；災(zāi)損比例在8.02%～18.97%，平均災(zāi)損比例為13.96%，年人均旱災(zāi)糧食損失32.56 kg；我國(guó)旱災(zāi)嚴(yán)重的中心在北方，西南地區(qū)為次中心，而東南沿海地區(qū)的旱災(zāi)較輕；干旱強(qiáng)度與糧食單產(chǎn)波動(dòng)、糧食災(zāi)損量的統(tǒng)計(jì)分析表明，干旱對(duì)二者有顯著影響。因此，建立和完善農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)體系，增強(qiáng)應(yīng)對(duì)旱災(zāi)的能力對(duì)于保證我國(guó)糧食安全具有重要意義。

關(guān)鍵詞：旱災(zāi)；糧食產(chǎn)量；旱災(zāi)強(qiáng)度；糧食損失

中圖分類(lèi)號(hào)：S423 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2014）08-0426-05

2011年世界人口突破70億，人口膨脹和氣候變化給全球糧食安全提出了挑戰(zhàn)^[1]，引起各國(guó)政府和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。旱災(zāi)對(duì)全球糧食安全危害嚴(yán)重，被視為糧食安全的決定性因素之一^[2-3]，甚至破壞政府的經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定^[4]。1950年以來(lái)的資料記錄和未來(lái)30～90年的模擬都表明世界上很多地區(qū)旱災(zāi)呈增加態(tài)勢(shì)^[5]。研究旱災(zāi)不僅有助于理解災(zāi)害對(duì)氣候變化的響應(yīng)規(guī)律，認(rèn)識(shí)季風(fēng)模式的變化^[6-7]，而且對(duì)于區(qū)域乃至全球的糧食安全及社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展都具有重大意義，但目前對(duì)旱災(zāi)還沒(méi)有充分關(guān)注^[3]。

過(guò)去50 年中國(guó)糧食產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)，創(chuàng)造了以全球7%的耕地養(yǎng)活世界22%的人口的奇跡，對(duì)全球糧食供應(yīng)產(chǎn)生了重要影響^[8]。過(guò)去60年，我國(guó)旱災(zāi)頻繁發(fā)生^[9-10]，并有增加趨勢(shì)^[11]，西南五省^[6]、中國(guó)北方^[4]及長(zhǎng)江流域的大旱[6，12]引發(fā)了世界性的關(guān)注。2011年，中國(guó)作為世界上最大的小麥生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)因北方地區(qū)的持續(xù)干旱被迫進(jìn)口糧食，同年中國(guó)政府宣布未來(lái)10年投資超過(guò)4萬(wàn)億元興修水利確保糧食安全^[4]。以往學(xué)者開(kāi)展國(guó)家尺度上的旱災(zāi)研究并不多^[10]，多在探討農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害影響時(shí)將旱災(zāi)作為災(zāi)種之一進(jìn)行分析^[13-16]，對(duì)在旱災(zāi)規(guī)律和影響分析的深入性和全面性方面還有拓展的空間。鄭景云等利用糧食產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)資料建立了糧食災(zāi)損量評(píng)估模型，將全國(guó)按農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和農(nóng)業(yè)災(zāi)害差異狀況分為8個(gè)農(nóng)業(yè)區(qū)，研究了1950—1990年我國(guó)糧食災(zāi)損量的時(shí)空分布狀況^[14]。李文娟等依據(jù)受災(zāi)、成災(zāi)和絕收面積數(shù)據(jù)建立了旱災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)和旱災(zāi)影響公式（減產(chǎn)分成法），并利用1990—2005年的各省關(guān)于農(nóng)業(yè)旱災(zāi)和糧食產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)估算了全國(guó)和各省市的旱災(zāi)變化特征和影響^[10]。江麗等以減產(chǎn)分成法預(yù)測(cè)了2020年自然災(zāi)害對(duì)糧食產(chǎn)量的影響^[16]。以往研究雖在估算方法和旱災(zāi)影響方面取得了較為豐碩的成果，但數(shù)據(jù)無(wú)法反映近期的旱災(zāi)變化規(guī)律，在我國(guó)旱災(zāi)日趨嚴(yán)重和頻繁的背景下，開(kāi)展旱災(zāi)對(duì)我國(guó)糧食生產(chǎn)的影響十分必要。因此，本研究選擇1982—2011年的旱災(zāi)受災(zāi)、成災(zāi)和絕收面積數(shù)據(jù)，分析我國(guó)旱災(zāi)變化的時(shí)空特征，定量分析旱災(zāi)對(duì)我國(guó)糧食安全的影響。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

中國(guó)糧食產(chǎn)量、播種面積、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害受災(zāi)面積、成災(zāi)面積等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要來(lái)源于農(nóng)業(yè)部種植業(yè)司“災(zāi)情數(shù)據(jù)庫(kù)”和歷年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒。我國(guó)農(nóng)業(yè)部、民政部、統(tǒng)計(jì)局通常將減產(chǎn)>10%、>30%、>70%分別稱(chēng)為受災(zāi)面積、成災(zāi)面積、絕收面積，自1978年始災(zāi)情數(shù)據(jù)庫(kù)分3種災(zāi)害程度進(jìn)行災(zāi)害面積統(tǒng)計(jì)。研究中將旱災(zāi)造成糧食損失在10%～30%、31%～70%、>70%的災(zāi)害分別稱(chēng)為輕旱、中旱、重旱^[10]。數(shù)據(jù)選擇時(shí)段為1982—2011年，選擇2011年主要是考慮數(shù)據(jù)要新，選擇1982年開(kāi)始是為了進(jìn)行年代際的對(duì)比。分省區(qū)計(jì)算和分析時(shí)，考慮數(shù)據(jù)的連續(xù)性，將重慶并入四川、海南并入廣東。

1.2 研究方法

1.2.1 旱災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)

旱災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)Id為一個(gè)區(qū)域內(nèi)遭受旱災(zāi)的農(nóng)作物播種面積占農(nóng)作物總播種面積的比例，其值越大，表示該旱災(zāi)越嚴(yán)重，旱災(zāi)損失也越大，可以表示為：

式中：Y表示糧食災(zāi)損量（以106 t為單位），X表示旱災(zāi)強(qiáng)度（以百分比為單位），SEE是回歸等式的標(biāo)準(zhǔn)差，r為相關(guān)系數(shù)，其值越大表示2個(gè)因子間的關(guān)系越密切。對(duì)此回歸分析結(jié)果進(jìn)行F檢驗(yàn)與t檢驗(yàn)均證明回歸方程的回歸效果顯著，表明此回歸等式表示出旱災(zāi)強(qiáng)度與糧食災(zāi)損量間存在明顯的線性關(guān)系。根據(jù)此式可知當(dāng)旱災(zāi)強(qiáng)度增加1%時(shí)，我國(guó)糧食災(zāi)損量相應(yīng)地增加約1.66×106 t?？梢?jiàn)，旱災(zāi)對(duì)我國(guó)糧食安全有顯著的影響。

3 討論

研究中采用的數(shù)據(jù)以省為單位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，所以不能識(shí)別這些省區(qū)內(nèi)部的旱災(zāi)時(shí)空變化特征和規(guī)律。而且，受數(shù)據(jù)源的限制，未能分作物類(lèi)型和季節(jié)探討，因此估算結(jié)果無(wú)法區(qū)別作物需水關(guān)鍵期與其他時(shí)期相同旱災(zāi)面積下的旱災(zāi)影響。此外，也未將農(nóng)業(yè)投入、種子改良、農(nóng)田管理方式等因素的影響進(jìn)行深入探討，這些問(wèn)題有待于以后進(jìn)一步研究。endprint

4 結(jié)論

本研究利用我國(guó)農(nóng)業(yè)旱災(zāi)和糧食產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，從災(zāi)害面積、旱災(zāi)強(qiáng)度、旱災(zāi)異常指數(shù)、糧食災(zāi)損與單產(chǎn)的相關(guān)系數(shù)等多個(gè)角度定量分析了1982—2011年農(nóng)業(yè)旱災(zāi)對(duì)國(guó)家糧食安全的影響，結(jié)果表明：

（1）旱災(zāi)對(duì)我國(guó)糧食產(chǎn)量有較為嚴(yán)重的危害，1982—2011年間年平均受災(zāi)、成災(zāi)和絕收面積為361.68×106、186.38×106、38.43×106 hm2，分別占農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害年平均面積的53.3%、53.2%、47.1%。

（2）1982—2011年，糧食旱災(zāi)災(zāi)損量在20.46×106～83.63×106 t之間，平均每年糧食災(zāi)損量為39.40×106 t；災(zāi)損比例在8.02%～18.97%之間，平均災(zāi)損比例為13.96%，旱災(zāi)導(dǎo)致了我國(guó)糧食大幅減產(chǎn)。近30年，每年人均旱災(zāi)糧食損失32.56 kg，可見(jiàn)旱災(zāi)對(duì)我國(guó)糧食安全的危害很大。

（3）旱災(zāi)強(qiáng)度與糧食旱災(zāi)災(zāi)損量的統(tǒng)計(jì)分析表明，前者對(duì)后者有顯著影響。

（4）旱災(zāi)強(qiáng)度、旱災(zāi)異常指數(shù)、糧食災(zāi)損與單產(chǎn)的相關(guān)系數(shù)等均表明，我國(guó)旱災(zāi)嚴(yán)重的中心在北方，西南地區(qū)為次中心；東南沿海地區(qū)的旱災(zāi)較輕。

參考文獻(xiàn)：

[1]Shindell D，Kuylenstierna J C，Vignati E，et al. Simultaneously mitigating near-term climate change and improving human health and food security[J]. Science，2012，335（665）：183-189.

[2]Lobell D B，F(xiàn)ield C B. Global scale climate-crop yield relationships and the impacts of recent warming[J]. Environmental Research Letters，2007，2（1）：1-7.

[3]Romm J. Desertification：the next Dust Bowl[J]. Nature，2011，478（7370）：450-451.

[4]Sternberg T. Regional drought has a global impact[J]. Nature，2011，472（7342）：169.

[5]Dai A G. Increasing drought under global warming in observations and models[J]. Nature Climate Change，2013，3（1）：52-58.

[6]Wahl E R，Morrill C. Climate change. Toward understanding and predicting monsoon patterns[J]. Science，2010，328（5977）：437-438.

[7]Qiu J. China drought highlights future climate threats[J]. Nature，2010，465（7295）：142-143.

[8]Fan M S，Shen J B，Yuan L X，et al. Improving crop productivity and resource use efficiency to ensure food security and environmental quality in China[J]. Journal of Experimental Botany，2012，63（1）：13-24.

[9]Xu X C，Ge Q S，Zheng J Y，et al. Agricultural drought risk analysis based on three main crops in prefecture-level cities in the monsoon region of East China[J]. Natural Hazards，2013，66（2）：1257-1272.

[10]李文娟，覃志豪，林 綠. 農(nóng)業(yè)旱災(zāi)對(duì)國(guó)家糧食安全影響程度的定量分析[J]. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2010，19（3）：111-118.

[11]Wang A H，Lettenmaier D P，Sheffield J. Soil moisture drought in China，1950—2006[J]. Journal of Climate，2011，24（13）：3257-3271.

[12]Yu C Q. Chinas water crisis needs more than words[J]. Nature，2011，470（7334）：307.

[13]Lu X X，Yang X K，Li S Y. Dam not sole cause of Chinese drought[J]. Nature，2011，475（7355）：174.

[14]鄭景云，黃金火. 我國(guó)近40年的糧食災(zāi)損評(píng)估[J]. 地理學(xué)報(bào)，1998，53（6）：23-32.

[15]王春乙，婁秀榮，王建林.中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)作物產(chǎn)量的影響[J]. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2007，16（5）：37-43.

[16]江 麗，安萍莉. 我國(guó)自然災(zāi)害時(shí)空分布及其糧食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J]. 災(zāi)害學(xué)，2011，26（1）：48-53，59.endprint

4 結(jié)論

本研究利用我國(guó)農(nóng)業(yè)旱災(zāi)和糧食產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，從災(zāi)害面積、旱災(zāi)強(qiáng)度、旱災(zāi)異常指數(shù)、糧食災(zāi)損與單產(chǎn)的相關(guān)系數(shù)等多個(gè)角度定量分析了1982—2011年農(nóng)業(yè)旱災(zāi)對(duì)國(guó)家糧食安全的影響，結(jié)果表明：

（1）旱災(zāi)對(duì)我國(guó)糧食產(chǎn)量有較為嚴(yán)重的危害，1982—2011年間年平均受災(zāi)、成災(zāi)和絕收面積為361.68×106、186.38×106、38.43×106 hm2，分別占農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害年平均面積的53.3%、53.2%、47.1%。

（2）1982—2011年，糧食旱災(zāi)災(zāi)損量在20.46×106～83.63×106 t之間，平均每年糧食災(zāi)損量為39.40×106 t；災(zāi)損比例在8.02%～18.97%之間，平均災(zāi)損比例為13.96%，旱災(zāi)導(dǎo)致了我國(guó)糧食大幅減產(chǎn)。近30年，每年人均旱災(zāi)糧食損失32.56 kg，可見(jiàn)旱災(zāi)對(duì)我國(guó)糧食安全的危害很大。

（3）旱災(zāi)強(qiáng)度與糧食旱災(zāi)災(zāi)損量的統(tǒng)計(jì)分析表明，前者對(duì)后者有顯著影響。

（4）旱災(zāi)強(qiáng)度、旱災(zāi)異常指數(shù)、糧食災(zāi)損與單產(chǎn)的相關(guān)系數(shù)等均表明，我國(guó)旱災(zāi)嚴(yán)重的中心在北方，西南地區(qū)為次中心；東南沿海地區(qū)的旱災(zāi)較輕。

參考文獻(xiàn)：

[1]Shindell D，Kuylenstierna J C，Vignati E，et al. Simultaneously mitigating near-term climate change and improving human health and food security[J]. Science，2012，335（665）：183-189.

[2]Lobell D B，F(xiàn)ield C B. Global scale climate-crop yield relationships and the impacts of recent warming[J]. Environmental Research Letters，2007，2（1）：1-7.

[3]Romm J. Desertification：the next Dust Bowl[J]. Nature，2011，478（7370）：450-451.

[4]Sternberg T. Regional drought has a global impact[J]. Nature，2011，472（7342）：169.

[5]Dai A G. Increasing drought under global warming in observations and models[J]. Nature Climate Change，2013，3（1）：52-58.

[6]Wahl E R，Morrill C. Climate change. Toward understanding and predicting monsoon patterns[J]. Science，2010，328（5977）：437-438.

[7]Qiu J. China drought highlights future climate threats[J]. Nature，2010，465（7295）：142-143.

[8]Fan M S，Shen J B，Yuan L X，et al. Improving crop productivity and resource use efficiency to ensure food security and environmental quality in China[J]. Journal of Experimental Botany，2012，63（1）：13-24.

[9]Xu X C，Ge Q S，Zheng J Y，et al. Agricultural drought risk analysis based on three main crops in prefecture-level cities in the monsoon region of East China[J]. Natural Hazards，2013，66（2）：1257-1272.

[10]李文娟，覃志豪，林 綠. 農(nóng)業(yè)旱災(zāi)對(duì)國(guó)家糧食安全影響程度的定量分析[J]. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2010，19（3）：111-118.

[11]Wang A H，Lettenmaier D P，Sheffield J. Soil moisture drought in China，1950—2006[J]. Journal of Climate，2011，24（13）：3257-3271.

[12]Yu C Q. Chinas water crisis needs more than words[J]. Nature，2011，470（7334）：307.

[13]Lu X X，Yang X K，Li S Y. Dam not sole cause of Chinese drought[J]. Nature，2011，475（7355）：174.

[14]鄭景云，黃金火. 我國(guó)近40年的糧食災(zāi)損評(píng)估[J]. 地理學(xué)報(bào)，1998，53（6）：23-32.

[15]王春乙，婁秀榮，王建林.中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)作物產(chǎn)量的影響[J]. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2007，16（5）：37-43.

[16]江 麗，安萍莉. 我國(guó)自然災(zāi)害時(shí)空分布及其糧食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J]. 災(zāi)害學(xué)，2011，26（1）：48-53，59.endprint

4 結(jié)論

本研究利用我國(guó)農(nóng)業(yè)旱災(zāi)和糧食產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，從災(zāi)害面積、旱災(zāi)強(qiáng)度、旱災(zāi)異常指數(shù)、糧食災(zāi)損與單產(chǎn)的相關(guān)系數(shù)等多個(gè)角度定量分析了1982—2011年農(nóng)業(yè)旱災(zāi)對(duì)國(guó)家糧食安全的影響，結(jié)果表明：

（1）旱災(zāi)對(duì)我國(guó)糧食產(chǎn)量有較為嚴(yán)重的危害，1982—2011年間年平均受災(zāi)、成災(zāi)和絕收面積為361.68×106、186.38×106、38.43×106 hm2，分別占農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害年平均面積的53.3%、53.2%、47.1%。

（2）1982—2011年，糧食旱災(zāi)災(zāi)損量在20.46×106～83.63×106 t之間，平均每年糧食災(zāi)損量為39.40×106 t；災(zāi)損比例在8.02%～18.97%之間，平均災(zāi)損比例為13.96%，旱災(zāi)導(dǎo)致了我國(guó)糧食大幅減產(chǎn)。近30年，每年人均旱災(zāi)糧食損失32.56 kg，可見(jiàn)旱災(zāi)對(duì)我國(guó)糧食安全的危害很大。

（3）旱災(zāi)強(qiáng)度與糧食旱災(zāi)災(zāi)損量的統(tǒng)計(jì)分析表明，前者對(duì)后者有顯著影響。

（4）旱災(zāi)強(qiáng)度、旱災(zāi)異常指數(shù)、糧食災(zāi)損與單產(chǎn)的相關(guān)系數(shù)等均表明，我國(guó)旱災(zāi)嚴(yán)重的中心在北方，西南地區(qū)為次中心；東南沿海地區(qū)的旱災(zāi)較輕。

參考文獻(xiàn)：

[1]Shindell D，Kuylenstierna J C，Vignati E，et al. Simultaneously mitigating near-term climate change and improving human health and food security[J]. Science，2012，335（665）：183-189.

[2]Lobell D B，F(xiàn)ield C B. Global scale climate-crop yield relationships and the impacts of recent warming[J]. Environmental Research Letters，2007，2（1）：1-7.

[3]Romm J. Desertification：the next Dust Bowl[J]. Nature，2011，478（7370）：450-451.

[4]Sternberg T. Regional drought has a global impact[J]. Nature，2011，472（7342）：169.

[5]Dai A G. Increasing drought under global warming in observations and models[J]. Nature Climate Change，2013，3（1）：52-58.

[6]Wahl E R，Morrill C. Climate change. Toward understanding and predicting monsoon patterns[J]. Science，2010，328（5977）：437-438.

[7]Qiu J. China drought highlights future climate threats[J]. Nature，2010，465（7295）：142-143.

[8]Fan M S，Shen J B，Yuan L X，et al. Improving crop productivity and resource use efficiency to ensure food security and environmental quality in China[J]. Journal of Experimental Botany，2012，63（1）：13-24.

[9]Xu X C，Ge Q S，Zheng J Y，et al. Agricultural drought risk analysis based on three main crops in prefecture-level cities in the monsoon region of East China[J]. Natural Hazards，2013，66（2）：1257-1272.

[10]李文娟，覃志豪，林 綠. 農(nóng)業(yè)旱災(zāi)對(duì)國(guó)家糧食安全影響程度的定量分析[J]. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2010，19（3）：111-118.

[11]Wang A H，Lettenmaier D P，Sheffield J. Soil moisture drought in China，1950—2006[J]. Journal of Climate，2011，24（13）：3257-3271.

[12]Yu C Q. Chinas water crisis needs more than words[J]. Nature，2011，470（7334）：307.

[13]Lu X X，Yang X K，Li S Y. Dam not sole cause of Chinese drought[J]. Nature，2011，475（7355）：174.

[14]鄭景云，黃金火. 我國(guó)近40年的糧食災(zāi)損評(píng)估[J]. 地理學(xué)報(bào)，1998，53（6）：23-32.

[15]王春乙，婁秀榮，王建林.中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)作物產(chǎn)量的影響[J]. 自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2007，16（5）：37-43.

[16]江 麗，安萍莉. 我國(guó)自然災(zāi)害時(shí)空分布及其糧食風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J]. 災(zāi)害學(xué)，2011，26（1）：48-53，59.endprint