基于GIS的內(nèi)蒙古細(xì)毛羊放牧期氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃*

哈斯塔木嘎，格日樂(lè)

(內(nèi)蒙古錫林郭勒盟氣象局，內(nèi)蒙古 錫林浩特026000)

基于GIS的內(nèi)蒙古細(xì)毛羊放牧期氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃*

哈斯塔木嘎，格日樂(lè)

(內(nèi)蒙古錫林郭勒盟氣象局，內(nèi)蒙古 錫林浩特026000)

內(nèi)蒙古細(xì)毛羊(簡(jiǎn)稱(chēng)細(xì)毛羊)是內(nèi)蒙古牧業(yè)一項(xiàng)支柱產(chǎn)業(yè)。為探究?jī)?nèi)蒙古脆弱生態(tài)環(huán)境下細(xì)毛羊放牧期氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，減輕氣象災(zāi)害可能造成的損失，指導(dǎo)救災(zāi)物資庫(kù)建設(shè)及按季節(jié)救災(zāi)備資、調(diào)配工作，對(duì)細(xì)毛羊放牧期統(tǒng)計(jì)分段，歸納主要災(zāi)害性天氣，利用研究區(qū)域周邊15個(gè)氣象站日資料、2014年社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)及DEM數(shù)據(jù)，構(gòu)建基于災(zāi)害學(xué)的量化指標(biāo)體系，熵權(quán)重計(jì)算，通過(guò)GIS技術(shù)得出細(xì)毛羊放牧期不同時(shí)段氣象災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃。結(jié)果表明：內(nèi)蒙古細(xì)毛羊主產(chǎn)區(qū)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)呈東-西向帶狀分布，接羔保育期和配種期為東高西低，剪毛期和打草期為東低西高。

氣象災(zāi)害；風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃；放牧期；細(xì)毛羊；GIS；內(nèi)蒙古

細(xì)毛羊養(yǎng)殖抗風(fēng)險(xiǎn)能力較差，受到自然災(zāi)害侵襲時(shí)容易造成較大損失。因此，加強(qiáng)自然災(zāi)害的預(yù)防、防災(zāi)及減災(zāi)能力的研究，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)劃分評(píng)估，對(duì)促進(jìn)細(xì)毛羊養(yǎng)殖業(yè)健康、穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。

目前國(guó)內(nèi)在細(xì)毛羊與氣象研究方面，主要集中于分析氣象和氣候條件對(duì)細(xì)毛羊生長(zhǎng)發(fā)育影響[1-5]，還開(kāi)展了細(xì)毛羊氣候適應(yīng)性分析和分布區(qū)氣候區(qū)劃研究[6-7]；針對(duì)細(xì)毛羊氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析和區(qū)劃研究較少，王凱等分析了肅南高寒牧區(qū)氣象災(zāi)害性天氣對(duì)羊產(chǎn)業(yè)的影響并提出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略[8]。本文在前人災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃的研究基礎(chǔ)上，以細(xì)毛羊?yàn)檠芯繉?duì)象，通過(guò)多年統(tǒng)計(jì)資料準(zhǔn)確確定細(xì)毛羊放牧期四個(gè)時(shí)段，分別為接羔保育期、剪毛期、打草期和配種期，并總結(jié)出每個(gè)階段不利氣象條件，從災(zāi)害學(xué)角度建立量化因子，基于“熵”權(quán)計(jì)算出每種因子權(quán)重，構(gòu)建氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃指標(biāo)體系，實(shí)現(xiàn)了細(xì)毛羊放牧期不同階段的氣象災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃。

1 資料及方法

1.1 研究區(qū)域介紹

內(nèi)蒙古細(xì)毛羊及細(xì)羊毛生產(chǎn)在全國(guó)同類(lèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)中占有重要位置。而且形成了比較穩(wěn)定的種源基地和健全的服務(wù)體系及科技手段。主要分布于內(nèi)蒙古正藍(lán)旗、太仆寺旗、多倫縣、鑲黃旗及正鑲白旗等地，選為研究區(qū)域。

1.2 資料及來(lái)源

研究區(qū)域及周邊15個(gè)國(guó)家氣象地面觀測(cè)站逐日資料由內(nèi)蒙古氣象信息中心提供；90 m×90 m分辨率DEM數(shù)據(jù)來(lái)源于內(nèi)蒙古生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象中心；土地利用類(lèi)型數(shù)據(jù)由內(nèi)蒙古生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象中心提供；2014年末總?cè)丝凇⒌貐^(qū)生產(chǎn)總值資料，內(nèi)蒙古統(tǒng)計(jì)局社會(huì)公共服務(wù)平臺(tái)提供。

1.3 研究方法

1.3.1 災(zāi)害學(xué)理模型

災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度(X)是對(duì)災(zāi)害發(fā)生的形式和強(qiáng)度定量的客觀評(píng)價(jià)方法，是危險(xiǎn)性(W)、易損性(Y)、敏感性(M)、防災(zāi)減災(zāi)能力(F)四個(gè)因子的泛函(f)，其表達(dá)式為[9-11]：

X=f(W，Y，M，F(xiàn))。

(1)

由于細(xì)毛羊養(yǎng)殖特點(diǎn)，防災(zāi)、減災(zāi)能力很難量化處理，氣象災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)公式如下[9-11]：

X=W×Y×M。

(2)

1.3.2 歸一化指數(shù)

為了使得各個(gè)指標(biāo)之間具有可比性，必須對(duì)每個(gè)具體指標(biāo)做歸一化處理即統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的指數(shù)化，從而使每個(gè)指標(biāo)數(shù)值都分布在[0，1]區(qū)間范圍內(nèi)。

表1 細(xì)毛羊放牧期劃分和不利氣象條件

其表達(dá)式為[9-11]：

y=(x-xmin)/(xmax-xmin)。

(3)

1.3.3 熵權(quán)重法

“熵權(quán)重”方法是一種客觀賦權(quán)方法。通過(guò)對(duì)“熵”的計(jì)算確定權(quán)重，就是根據(jù)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)值的差異程度，確定各指標(biāo)的權(quán)重[12-14]。

2 區(qū)劃結(jié)果

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，按旬確定細(xì)毛羊放牧期各時(shí)段的起止時(shí)間和不利氣象條件。具體劃分4個(gè)階段如表1所示。

2.1 接羔保育期

主要影響災(zāi)害有白災(zāi)、沙塵暴、寒潮、濕雪，對(duì)牧事活動(dòng)有很大負(fù)面影響，直接危害羊羔的成活率，成為牧業(yè)氣象服務(wù)關(guān)注重點(diǎn)。

2.1.1 接羔保育期白災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

形成白災(zāi)的原因是積雪，俗稱(chēng)“座冬雪”，使牲畜無(wú)法采食牧草，還間接影響交通運(yùn)輸，使得救災(zāi)物資無(wú)法按時(shí)到達(dá)指定地點(diǎn)。劃分為一般白災(zāi)、嚴(yán)重白災(zāi)、特重白災(zāi)三級(jí)[15]。具體指標(biāo)如表2所示。

統(tǒng)計(jì)11月-2月氣象資料作為致災(zāi)因子，結(jié)合敏感性分布、細(xì)毛羊密度分布、高程分布、人口密度和易損性[16](圖1a-圖1e)，公式(2)得到白災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃(圖1f)，正鑲白旗為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。

表2 牧區(qū)白災(zāi)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

2.1.2 接羔保育期寒潮風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

寒潮是指大范圍冷空氣活動(dòng)而造成急劇降溫，并伴隨降雪，大風(fēng)的氣象災(zāi)害。多發(fā)生在當(dāng)年9月到次年5月期間，對(duì)牧事生產(chǎn)活動(dòng)造成危害。表3中滿(mǎn)足任意一項(xiàng)即認(rèn)為出現(xiàn)寒潮天氣。結(jié)果表明鑲黃旗、正鑲白旗為寒潮高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域(圖1g)。

圖1 接羔保育期災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析

表3 牧區(qū)寒潮標(biāo)準(zhǔn)[15]

2.1.3 接羔保育期沙塵暴風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

沙塵暴是指大風(fēng)將干燥裸露的地表沙土卷向空中，造成能見(jiàn)度下降的大風(fēng)天氣，尤其是荒漠地區(qū)春季常出現(xiàn)的一種天氣現(xiàn)象。強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)表4所示。

表4 牧區(qū)沙塵暴等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)[15]

接羔保育期沙塵暴風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃(圖1h)顯示太仆寺旗北部、正鑲白旗、正藍(lán)旗中部為次高或高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。

2.1.4 接羔保育期災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

鑲黃旗、正鑲白旗上游有沙源地，早春干旱易造成沙塵天氣，考慮到寒潮天氣爆發(fā)路徑和規(guī)律，白災(zāi)的危害程度，濕雪天氣發(fā)生頻率等多因子及下墊面承受災(zāi)害脆弱程度、敏感性、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件得出鑲黃旗、正鑲白旗為次高或高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域(圖1i)。

2.2 剪毛期

影響此時(shí)段的主要災(zāi)害有低溫、冷雨、冰雹。

根據(jù)低溫天氣的時(shí)間和空間特征，以及冰雹的分布區(qū)域，冷雨天氣統(tǒng)計(jì)結(jié)果，使用地圖代數(shù)得出剪毛期災(zāi)害主要集中在正藍(lán)旗和多倫縣東部區(qū)域(圖2)。

圖2 剪毛期氣象災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

2.3 打草期

春夏的干旱以及8月下旬至9月上旬的陰雨天氣都對(duì)牧事生產(chǎn)活動(dòng)的打草期危害較大。

2.3.1 打草期干旱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

干旱等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)采用牧區(qū)氣象災(zāi)害等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，定為嚴(yán)重干旱、干旱、正常3個(gè)級(jí)別，具體分級(jí)指標(biāo)見(jiàn)表5。

表5 牧區(qū)干旱等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)[15]

3-7月出現(xiàn)干旱會(huì)影響牧草青貯。打草期干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃(圖3a)結(jié)果表明鑲黃旗西部為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。

圖3 打草期氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析

2.3.2 打草期連陰雨致災(zāi)因子分析

連陰雨天氣致災(zāi)因子分布特征為正藍(lán)旗和多倫縣東部區(qū)域是高或次高危險(xiǎn)區(qū)(圖3b)。

2.3.3 打草期氣象災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

根據(jù)前期干旱及打草期陰雨天氣危險(xiǎn)性分析，結(jié)合草場(chǎng)分布與地形因素得出在正藍(lán)旗東部和多倫縣東部是高或次高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域(圖3c)。

2.4 配種期氣象災(zāi)害綜合區(qū)劃

圖4 配種期氣象災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

配種期根據(jù)牲畜的年齡主要分兩個(gè)時(shí)段，分別是大畜6月下旬到7月上旬，小畜9月中旬到10月下旬。此時(shí)段的大風(fēng)、溫度過(guò)高或過(guò)低都影響配種的成功率。鑲黃旗、正鑲白旗、太仆寺旗西北部區(qū)域?yàn)楦呋虼胃唢L(fēng)險(xiǎn)區(qū)域(圖4)。

3 結(jié)論和討論

(1)細(xì)毛羊放牧期氣象災(zāi)害綜合區(qū)劃結(jié)果表明，接羔保育期和配種期呈東高西低，剪毛期和打草期為東低西高分布。目前，對(duì)牧區(qū)氣象災(zāi)害等級(jí)劃分和畜牧業(yè)適宜度研究較少。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，防災(zāi)、減災(zāi)能力大幅提升，現(xiàn)代牧業(yè)從過(guò)去的放牧模式轉(zhuǎn)型為集中棚圈養(yǎng)殖，對(duì)于災(zāi)害的敏感性也隨之減弱。養(yǎng)殖模式很難確切統(tǒng)計(jì)，從而對(duì)防災(zāi)、減災(zāi)能力就無(wú)法精確估算，導(dǎo)致災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃精確度沒(méi)能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

(2)本研究的指標(biāo)由細(xì)毛羊放牧期不利氣象條件確定，反映了細(xì)毛羊主分布區(qū)的氣候異常，是災(zāi)害分布的綜合結(jié)果。與細(xì)毛羊氣候適應(yīng)性分析、氣候區(qū)劃研究具有異曲同工之處。近些年，羊肉價(jià)格走低，但自然放養(yǎng)的“追溯羊”價(jià)格開(kāi)始回溫，并逐步占領(lǐng)北京、上海等一線(xiàn)城市高端消費(fèi)群體。隨著經(jīng)濟(jì)利益的推動(dòng)關(guān)于商品羊氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)和氣候適宜度研究也會(huì)越來(lái)越多，通過(guò)本文的嘗試希望能起到“拋磚引玉”的作用。

(3)由于氣象災(zāi)害影響因子眾多，過(guò)程復(fù)雜，且災(zāi)害過(guò)后對(duì)損失情況很難精確統(tǒng)計(jì)，空間上精確程度只能達(dá)到目前水平，而實(shí)際生產(chǎn)需求更精細(xì)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估產(chǎn)品。隨著“智慧”氣象業(yè)務(wù)的發(fā)展，精細(xì)化氣象服務(wù)業(yè)務(wù)逐步完善，災(zāi)害前的精細(xì)化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，災(zāi)情的實(shí)時(shí)跟蹤服務(wù)及災(zāi)害后的精細(xì)化評(píng)估也將實(shí)現(xiàn)。本文的研究方法可以用于災(zāi)害前的精細(xì)化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和災(zāi)害損失的綜合評(píng)估。

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Abstract:Fine-wool sheep is a pillar animal husbandry industry in Inner Mongolia. In order to explore the risk of meteorological disasters in the grazing period of fine-wool sheep, and reduce the possible damage caused by meteorological disasters, the quantitative disaster index is calculated by GIS basing on disaster science using the daily data of 15 meteorological stations around the study area, socio-economic data in 2014, land use data and DEM data, and finally that is carry out the meteorological disaster comprehensive risk zoning of grazing period. The results show that the risk of meteorological disasters in the main producing areas of Inner Mongolia is the east-westward zonal distribution. It is distributed by east-high-west-low distribution on Lambing and breeding period, and east-low-west-high on shearing and preparing forage period.

Key words:meteorological disaster; risk zoning; grazing period; fine-wool sheep; GIS; Inner Mongolia

GIS-based Risk Zoning of Meteorological Disaster in Grazing Period of Fine-Wool Sheep

Hasitamuga and Gerile

(XilingolMeteorologicalBureau,Xilinhot026000,China)

哈斯塔木嘎，格日樂(lè). 基于GIS的內(nèi)蒙古細(xì)毛羊放牧期氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃[J]. 災(zāi)害學(xué)，2017，32(4)：90-93. [Hasitamuga, Gerile.GIS-based Risk Zoning of Meteorological Disaster in Grazing Period of Fine-Wool Sheep [J]. Journal of Catastrophology，2017，32(4)：90-93.

10.3969/j.issn.1000-811X.2017.04.015.]

X43；P49

A

1000-811X(2017)04-0090-04

2017-04-19

2017-06-11

內(nèi)蒙古自治區(qū)氣象局青年基金項(xiàng)目(nmqnqx201707)

哈斯塔木嘎(1983-)，男，蒙古族，內(nèi)蒙古錫林郭勒盟人，碩士，工程師，研究方向?yàn)閼?yīng)用氣象、數(shù)值預(yù)報(bào). E-mail：895792192@qq.com

10.3969/j.issn.1000-811X.2017.04.015