福建省春種馬鈴薯寒凍害風(fēng)險區(qū)劃*

方 潔，陳家金

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福建省春種馬鈴薯寒凍害風(fēng)險區(qū)劃*

方 潔1，陳家金2

（1．福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，福州 350007；2．福建省氣象服務(wù)中心，福州 350001）

為了探究福建春種馬鈴薯寒凍害風(fēng)險分布情況，利用馬鈴薯春種區(qū)45個縣（市）的歷年氣象、產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟資料，在分析馬鈴薯寒凍害危險性、脆弱性和防寒防凍能力的基礎(chǔ)上，構(gòu)建馬鈴薯寒凍害風(fēng)險區(qū)劃指標，應(yīng)用層次分析法、熵權(quán)系數(shù)法、加權(quán)綜合評價法等確定風(fēng)險區(qū)劃指標權(quán)重和風(fēng)險指數(shù)，構(gòu)建福建省馬鈴薯春種區(qū)寒凍害風(fēng)險區(qū)劃指標和模型，基于GIS技術(shù)對福建省春種馬鈴薯的寒凍害風(fēng)險進行區(qū)劃。結(jié)果表明：福建省春種馬鈴薯的寒凍害低風(fēng)險區(qū)主要分布在低海拔區(qū)域，該區(qū)域適合春種馬鈴薯；中度寒凍害風(fēng)險區(qū)主要分布在海拔中等的區(qū)域；重度以上的寒凍害風(fēng)險區(qū)主要分布在鷲峰山區(qū)、武夷山區(qū)、戴云山區(qū)和博平嶺山區(qū)的高海拔區(qū)域，其中海拔800m以上地域有嚴重寒凍害風(fēng)險，不適宜早春種植馬鈴薯。在風(fēng)險因素構(gòu)成上，寒凍害致災(zāi)危險性在綜合風(fēng)險中起決定性作用，種植區(qū)防寒防凍能力僅能略微減輕寒凍害帶來的風(fēng)險。

馬鈴薯；寒凍害；風(fēng)險區(qū)劃；春種區(qū)；GIS

馬鈴薯是福建省主要春糧作物之一，2014年福建馬鈴薯種植面積達8.05萬hm2[1]，全省僅2個縣（市）無馬鈴薯種植。2015年農(nóng)業(yè)部把馬鈴薯主糧化工作列入重要議程[2]，福建也在大力推廣種植馬鈴薯，然而福建省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害多發(fā)，寒凍害常給馬鈴薯造成危害，部分種植者在生產(chǎn)過程中由于對馬鈴薯特性以及對當?shù)睾畠龊Πl(fā)生風(fēng)險情況不了解，導(dǎo)致馬鈴薯在種植時間、空間布局上存在不合理現(xiàn)象，常引起馬鈴薯寒凍害。目前對福建省馬鈴薯寒凍害風(fēng)險分析和評價的研究報道很少，僅見李麗純對福建省馬鈴薯氣候減產(chǎn)的風(fēng)險進行分析和區(qū)劃[3]，對馬鈴薯的研究大部分集中在育種和栽培技術(shù)方面[4-5]，至今仍未見基于氣象要素的馬鈴薯種植氣候適宜性和災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃研究。因此，亟需開展馬鈴薯寒凍害風(fēng)險區(qū)劃，以辨識福建復(fù)雜地形下的寒凍害風(fēng)險精細化分布，為馬鈴薯合理種植提供決策依據(jù)。

近年來，國內(nèi)外已開展農(nóng)作物氣象災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃和評估的相關(guān)研究[6]。國外在農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險方面，Snyder等[7]對霜凍發(fā)生的可能性給出了計算方法，并進行了產(chǎn)量損失風(fēng)險的定量計算；Cittadini等[8]構(gòu)建了定量評價櫻桃霜凍風(fēng)險的綜合方法，用于估計霜凍防控系統(tǒng)在減災(zāi)方面的潛在影響。國內(nèi)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險研究始于20世紀90年代，以農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險分析技術(shù)、方法的探索研究為主[8]，如李世奎等[9]以風(fēng)險分析技術(shù)為核心，探討了農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害分析的理論、概念、方法和模型，白美蘭等[10]針對區(qū)域馬鈴薯開展了農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險評估，陳家金等[11]針對福建區(qū)域的特色經(jīng)濟作物和果樹開展了多災(zāi)種綜合風(fēng)險區(qū)劃和評估。劉錦鑾等[12]開展了華南地區(qū)荔枝寒害風(fēng)險分析與區(qū)劃。在災(zāi)害風(fēng)險評估模型方面，于飛等[13]在灰色關(guān)聯(lián)分析基礎(chǔ)上建立了貴州省綜合農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險評價模型，基于GIS空間分析開展綜合農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃；何燕等[14]根據(jù)廣西甘蔗生長狀況、受害程度與低溫凍害強度的關(guān)系，確定甘蔗凍害的等級指標，利用氣象臺站的氣候資料和臺站地理信息，建立凍害指標的空間分析模型。但是，有關(guān)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險評估理論的基礎(chǔ)研究仍相對薄弱，農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險評價還缺乏統(tǒng)一標準，農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險評估技術(shù)還需進一步研究。

因此，本文以福建春種馬鈴薯為研究對象，采用多指標綜合災(zāi)害風(fēng)險指數(shù)法，通過構(gòu)建春種馬鈴薯寒凍害風(fēng)險區(qū)劃指標體系，采用主客觀權(quán)重法計算指標權(quán)重，確定春種區(qū)各站點的馬鈴薯寒凍害風(fēng)險指數(shù)，并基于GIS技術(shù)制作寒凍害風(fēng)險精細區(qū)劃圖，以評估春種馬鈴薯不同等級寒凍害風(fēng)險分布，以期為馬鈴薯合理布局和防寒防凍提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料來源

福建省馬鈴薯春種區(qū)（圖1）共45個縣（市）的1971-2014年逐日氣溫資料來源于福建省氣象局的地面氣象觀測數(shù)據(jù)；春種區(qū)各縣（市）馬鈴薯1993-2014年逐年播種面積、產(chǎn)量資料來源于福建省農(nóng)村統(tǒng)計年鑒；地膜覆蓋面積、農(nóng)民人均可支配收入來源于2014年福建省農(nóng)村統(tǒng)計年鑒。

圖1 福建春種馬鈴薯各縣（市）2014年種植面積分布圖

1.2 研究方法

采用多指標綜合災(zāi)害風(fēng)險指數(shù)法評估福建春種馬鈴薯的寒凍害綜合風(fēng)險[11,15]。

（1）構(gòu)建風(fēng)險區(qū)劃指標體系

馬鈴薯寒凍害風(fēng)險區(qū)劃指標體系從致災(zāi)因子危險性、馬鈴薯脆弱性以及種植區(qū)防寒防凍能力三方面進行構(gòu)建。

（2）計算風(fēng)險區(qū)劃指標權(quán)重

采用層次分析法和熵權(quán)系數(shù)法的綜合應(yīng)用確定風(fēng)險區(qū)劃指標權(quán)重[15]。層次分析法中，邀請專家按照1～９比例標度法比較各指標的重要性，構(gòu)建判斷矩陣并進行一致性檢驗，以確定各指標的主觀權(quán)重；在熵權(quán)系數(shù)法中，通過構(gòu)建區(qū)劃指標特征值矩陣并對特征值進行標準化處理，計算指標特征值比重，再計算各區(qū)劃指標的熵權(quán)，即客觀權(quán)重。根據(jù)式（1），將這兩種方法計算出的主、客觀權(quán)重相融合，得出風(fēng)險區(qū)劃指標綜合權(quán)重值。

式中，i為評價指標，m為評價指標個數(shù)，σi為綜合權(quán)重值，ωi為主觀權(quán)重，αi為客觀權(quán)重。

（3）計算綜合風(fēng)險指數(shù)

采用加權(quán)綜合評價法[16]，賦予各風(fēng)險指標的綜合權(quán)重系數(shù)，然后與相應(yīng)的被評價對象各指標的特征值比重相乘后再相加，計算出各個評估單元的指標風(fēng)險指數(shù)，即

式中，i為評價指標，j為評估單元，m為評價指標個數(shù)；λj為風(fēng)險指數(shù)，σi為綜合權(quán)重，Pij為每個指標i特征值在評估單元j所占的比重（0≤Pij≤1），即指標特征值比重。

2 結(jié)果與分析

2.1 春種馬鈴薯寒凍害風(fēng)險區(qū)劃指標體系的構(gòu)建

2.1.1 致災(zāi)危險性指標

福建春種馬鈴薯播種期主要集中在1月下旬-3月中旬，出苗期在2月下旬-4月上旬，成熟期在5月中旬-6月上旬，主要分布在寧德市、南平市、三明市及龍巖市、福州市等部分縣（區(qū)）的內(nèi)陸地區(qū)[17]。在春種馬鈴薯整個生長發(fā)育過程當中，寒凍害主要出現(xiàn)在播種-現(xiàn)蕾開花階段，當極端低溫低于某一界限值時就開始危害馬鈴薯莖葉和塊莖，當最低氣溫低于7℃時，莖葉停止生長；最低氣溫在2℃時幼苗開始受寒害；花在-0.5℃時受凍害，在-1℃時致死；-2℃時莖葉受凍害，塊莖停止生長；-3℃時莖葉全部凍死；-4℃塊莖受凍害，芽眼死亡[18-20]。

根據(jù)福建省春種馬鈴薯的物候期及寒凍害主要發(fā)生時段，即2-4月播種-現(xiàn)蕾開花階段，確定以2-4月極端最低氣溫（Td）作為表征春種馬鈴薯寒凍害危險性的區(qū)劃指標，并對其按影響程度劃分出4個等級（表1），通過分析春種馬鈴薯在寒凍害主要發(fā)生時段（2-4月）的輕度（C1）、中度（C2）、重度（C3）、嚴重寒凍害（C4）的平均出現(xiàn)頻次，計算致災(zāi)危險性指數(shù)，以評估春種馬鈴薯寒凍害的致災(zāi)危險性。

表1 馬鈴薯寒凍害氣象等級（極端最低氣溫，Td）指標

2.1.2 馬鈴薯脆弱性指標

脆弱性強調(diào)了災(zāi)害對系統(tǒng)所產(chǎn)生的傷害程度，關(guān)注系統(tǒng)對災(zāi)害的暴露程度以及系統(tǒng)對不同災(zāi)害頻率與強度沖擊的敏感性。因此，脆弱性指標由暴露性和敏感性構(gòu)成，暴露性越大，其災(zāi)害風(fēng)險越大；對災(zāi)害的敏感性越高，耐災(zāi)能力越低，災(zāi)害造成的損失風(fēng)險越大。

馬鈴薯種植面積越大，在一定強度致災(zāi)因子的影響下，可能遭受的損失越大，其所承受的寒凍害風(fēng)險越大，因此，采用2014年評估單元馬鈴薯種植面積占全省總種植面積比（C5）來表征暴露性?？紤]馬鈴薯在寒凍害的影響下，最終體現(xiàn)在產(chǎn)量的損失大小，表現(xiàn)為歉年，而歉年平均減產(chǎn)率反映了歷年實際單產(chǎn)低于當年趨勢產(chǎn)量的百分率平均狀況，其值越大，馬鈴薯對寒凍害的敏感性越高；變異系數(shù)反映歉年產(chǎn)量減產(chǎn)率的幅度偏離平均值的程度，其值越大，年際間減產(chǎn)幅度變化越大；歉年減產(chǎn)率發(fā)生概率是減產(chǎn)率小于某一臨界值的累積概率情況，發(fā)生概率越大，說明評估單元歉年出現(xiàn)頻率越高，寒凍害風(fēng)險越大，所以這3個歉年表征指標能一定程度反映評估單元春種馬鈴薯對寒凍害的敏感性程度，其值越大，敏感性越強，脆弱性越大，因此，采用1993-2014年各評估單元馬鈴薯單產(chǎn)量的歉年平均減產(chǎn)率（C6）、歉年減產(chǎn)率變異系數(shù)（C7）和減產(chǎn)率（≤-5%）發(fā)生概率（C8）3個指標來綜合反映馬鈴薯寒凍害的綜合敏感性[3]。

2.1.3 防寒防凍能力指標

目前在春種馬鈴薯防寒防凍的措施方面，主要采用大田覆蓋地膜保溫的措施，所以地膜覆蓋面積比例一定程度可反映評估單元防寒防凍的能力，比例越大，防寒防凍能力越大；此外，在防災(zāi)資金投入方面，農(nóng)民人均可支配收入越多，對馬鈴薯防寒防凍的投入可能也會增加，有利于降低寒凍害帶來的損失風(fēng)險。因此，結(jié)合考慮資料的來源性，確定馬鈴薯春種區(qū)防寒防凍能力區(qū)劃指標，采用2014年評估單元地膜覆蓋面積占作物總種植面積比（C9）和農(nóng)民人均可支配收入（C10）這2個因子來綜合表征。

綜合上述影響春種馬鈴薯寒凍害的風(fēng)險指標因子可見，極端最低氣溫越低，其致災(zāi)危險性越大，種植面積越大，其暴露性越大，馬鈴薯對低溫的敏感性越強，其脆弱性越大，而區(qū)域防寒防凍能力越高，會減輕寒凍害風(fēng)險。因此，構(gòu)建由致災(zāi)因子危險性（B1）、馬鈴薯脆弱性（B2）以及種植區(qū)防寒防凍能力（B3）這3方面指標組成的春種馬鈴薯寒凍害綜合風(fēng)險區(qū)劃指標（A）體系如圖2。

2.1.4 指標權(quán)重

按照式（1）的風(fēng)險指標權(quán)重計算方法，得到福建省馬鈴薯春種區(qū)各寒凍害風(fēng)險區(qū)劃指標體系中各指標綜合權(quán)重的計算結(jié)果如表2。由表中可見，不同風(fēng)險指標對春種馬鈴薯寒凍害風(fēng)險所起的作用大小不同，寒凍害危險性的主觀權(quán)重ωi、客觀權(quán)重αi、綜合權(quán)重值σi均最大，對綜合風(fēng)險起著決定性作用，而馬鈴薯脆弱性的3個權(quán)重相對較小，對綜合風(fēng)險影響其次，馬鈴薯春種區(qū)防寒凍能力的權(quán)重最小，僅起到微小作用。

2.2 春種馬鈴薯寒凍害風(fēng)險區(qū)劃模型構(gòu)建

2.2.1 評估單元風(fēng)險指數(shù)

利用式（1）確定各風(fēng)險指標的權(quán)重后，再根據(jù)式（2）計算得出各評估單元的風(fēng)險評估指數(shù)。表3列出了馬鈴薯春種區(qū)各評估單元寒凍害風(fēng)險的歸一化指數(shù)，由表可見，寒凍害致災(zāi)危險性歸一化指數(shù)（Iwi）在0.1以下低值區(qū)分布在低海拔縣（市），指數(shù)大于0.5的縣（市）主要分布在東北部的柘榮縣、周寧縣、屏南縣和壽寧縣，以壽寧縣為最大；脆弱性歸一化指數(shù)（Ifi）介于0.1～1，其中上杭縣最小，指數(shù)較大的縣（市）主要分布在南部，以平和縣0.8為最大；防寒防凍能力歸一化指數(shù)（Ihi）介于0.04～1，周寧縣防寒防凍能力指數(shù)最小，指數(shù)大于0.8的縣（市）有寧化縣、將樂縣和泰寧縣。綜合風(fēng)險歸一化指數(shù)（Ici）介于0.007～1，其中指數(shù)大于0.5的縣（市）有壽寧縣、屏南縣、周寧縣、建寧縣和柘榮縣，以壽寧縣為最高；指數(shù)介于0.2～0.5的有邵武市、清流縣、寧化縣、浦城縣、泰寧縣和光澤縣；指數(shù)介于0.1～0.2的有平和縣、政和縣、松溪縣、建甌市、建陽市、明溪縣和武夷山市；其余縣（市）指數(shù)低于0.1，其中以上杭縣最小。

圖2 馬鈴薯寒凍害綜合風(fēng)險區(qū)劃指標體系

表2 采用層次分析法和熵權(quán)系數(shù)法確定馬鈴薯寒凍害綜合風(fēng)險區(qū)劃指標權(quán)重

表3 縣域尺度春種馬鈴薯寒凍害歸一化風(fēng)險評估指數(shù)

2.2.2 風(fēng)險指數(shù)等級劃分

采用自然斷點法[15]即通過各風(fēng)險指數(shù)序列范圍內(nèi)所有數(shù)據(jù)值與平均值之差的原則來尋找特征點，把風(fēng)險指標值所組成的數(shù)據(jù)集劃分成不同的子集，以凸顯指標間的個體差異性，對風(fēng)險指標進行等級劃分，將各風(fēng)險指標劃分出4個等級的風(fēng)險標準（表4）。

2.2.3 風(fēng)險區(qū)劃空間模型

利用表3各評估單元的春種馬鈴薯寒凍害歸一化風(fēng)險評估指數(shù)，采用多元回歸方法建立各站點寒凍害風(fēng)險評估指數(shù)與地理因子（經(jīng)度、緯度、海拔和離海距離）關(guān)系的地理模型，基于GIS技術(shù)制作出風(fēng)險指數(shù)區(qū)劃分布圖?；貧w分析表明，致災(zāi)危險性指數(shù)Iwi和綜合風(fēng)險評估指數(shù)Ici與地理因子密切相關(guān)，其指數(shù)地理推算模型見表5，基于地理模型制作指數(shù)精細化區(qū)劃圖；而馬鈴薯脆弱性指數(shù)Ifi和防寒防凍能力指數(shù)Ihi與地理因子相關(guān)性較差，因此，只能采用評估單元的面上指數(shù)代表單元內(nèi)任一點的指數(shù)，制作出以縣級區(qū)域為單元的指數(shù)區(qū)劃圖。

2.3 春種馬鈴薯寒凍害風(fēng)險區(qū)劃結(jié)果分析

2.3.1 危險性

從春種馬鈴薯寒凍害危險性區(qū)劃圖（圖3a）可以看出，輕度寒凍害危險性區(qū)域主要分布在春種區(qū)的低海拔地帶，該區(qū)域春種馬鈴薯在2-4月發(fā)生輕度等級寒凍害的平均頻次為0.3～3.2次，中度為0～1.9次，重度為0～0.6次，大部區(qū)域無嚴重寒凍害危險；中度寒凍害危險性區(qū)域主要分布在春種區(qū)的中等海拔地帶，該區(qū)域發(fā)生輕度等級寒凍害的平均頻次為2.4～5.0次，中度等級的頻次為1.4～2.8次，重度等級的頻次為0.6～1.4次，嚴重等級的頻次為0.1～0.3次；重度以上的寒凍害危險性區(qū)域集中在鷲峰山區(qū)、武夷山區(qū)、戴云山區(qū)和博平嶺山區(qū)的高海拔地帶，該區(qū)域發(fā)生輕度等級寒凍害的平均頻次為3.9～8.8次，中度等級的頻次為2.4～5.2次，重度等級的頻次為1.2～2.6次，嚴重等級的頻次為0.4～1.4次，其中屏南縣和壽寧縣的嚴重等級發(fā)生頻次超過1次。

表4 風(fēng)險指標等級劃分

表5 致災(zāi)因子風(fēng)險評估指數(shù)的地理推算模型

注：**表示相關(guān)系數(shù)通過0.01水平的顯著性檢驗。X為經(jīng)度公里網(wǎng)X 坐標值，Y為緯度公里網(wǎng)Y坐標值，H為海拔高度（m），D為離海距離（m）。

Note:**is P<0.01. X is coordinate oflongitude kilometer network, Y is coordinate of latitude kilometer network, H is altitude (m), D is distance from the sea (m).

圖3 春種馬鈴薯寒凍害風(fēng)險區(qū)劃

2.3.2 脆弱性

從春種馬鈴薯脆弱性區(qū)劃圖（圖3b）可以看出，低脆弱性區(qū)域主要集中在除春種區(qū)東北部和南部以外的大部分縣（市），主要是由于該區(qū)域種植面積小，歉年平均減產(chǎn)率、歉年變異系數(shù)和減產(chǎn)率發(fā)生概率均較小的緣故；中等脆弱性區(qū)域主要集中在東北部區(qū)域和北部部分縣（市），該區(qū)域馬鈴薯春種面積較大，歉年平均減產(chǎn)率、歉年變異系數(shù)和減產(chǎn)率發(fā)生概率中等，故脆弱性屬中等；較高以上脆弱性區(qū)域主要集中在春種區(qū)的南部縣（市）和三明市轄區(qū)，其中平和縣脆弱性高，這些縣（市）馬鈴薯春種面積雖小，但歉年減產(chǎn)率發(fā)生概率大，所以脆弱性較高或高。

2.3.3 防寒防凍能力

從馬鈴薯春種區(qū)防寒防凍能力區(qū)劃圖（圖3c）可以看出，防寒防凍能力較低的區(qū)域主要集中在春種區(qū)的東部區(qū)域，主要是緣于地膜覆蓋比例普遍較低，農(nóng)民人均可支配收入也低所致；防寒防凍能力較高或高的區(qū)域主要分布在南平市的松溪縣、建甌市、光澤縣和邵武市，三明市的寧化縣、將樂縣、泰寧縣、清流縣和永安市，長汀縣和南靖縣，其中寧化縣、將樂縣、泰寧縣的防寒防凍能力高，主要是這些縣（市）地膜覆蓋比例高，同時農(nóng)民人均可支配收入中等所致；春種區(qū)其它縣（市）的防寒防凍能力屬中等，其地膜覆蓋比例及農(nóng)民人均可支配收入均處于中等水平。

2.3.4 綜合風(fēng)險

從春種馬鈴薯寒凍害綜合風(fēng)險區(qū)劃圖（圖3d）可以看出，輕度寒凍害風(fēng)險區(qū)主要分布在春種區(qū)的低海拔區(qū)域，該區(qū)域寒凍害危險性低，雖然馬鈴薯脆弱性中等至偏高，防寒防凍能力中等至偏低，但脆弱性和防寒防凍能力的影響權(quán)重較小，寒凍害危險性對綜合風(fēng)險起主導(dǎo)作用，因此，寒凍害對春種馬鈴薯影響的綜合風(fēng)險屬輕度，是福建春種馬鈴薯寒凍害風(fēng)險最低的區(qū)域。中度寒凍害風(fēng)險區(qū)主要分布在海拔中等的區(qū)域，該區(qū)域無重度以上的寒凍害，寒凍害危險性屬中等，同時馬鈴薯的脆弱性屬中度，防寒防凍能力也屬中等，因此，寒凍害對馬鈴薯影響的綜合風(fēng)險屬中度，是福建春種馬鈴薯寒凍害風(fēng)險次低的區(qū)域。重度以上的寒凍害風(fēng)險區(qū)主要分布在鷲峰山區(qū)、武夷山區(qū)、戴云山區(qū)和博平嶺山區(qū)的高海拔區(qū)域，其中海拔800m以上地域有嚴重寒凍害風(fēng)險，該區(qū)域寒凍害致災(zāi)危險性高，脆弱性中等，防寒防凍能力較低，因此，春種馬鈴薯的寒凍害綜合風(fēng)險高，若要在重度及以上綜合風(fēng)險的區(qū)域春種馬鈴薯，早春要采取保護地栽培，或推遲春種時間，在嚴重寒凍害風(fēng)險的區(qū)域，種植風(fēng)險高，不適宜早春種植馬鈴薯。

3 結(jié)論與討論

（1）福建省春種馬鈴薯寒凍害綜合風(fēng)險呈現(xiàn)出隨著海拔高度升高而逐漸增加的趨勢。輕度寒凍害風(fēng)險區(qū)主要分布在春種區(qū)的低海拔地帶；中度寒凍害風(fēng)險區(qū)主要分布春種區(qū)的中等海拔地帶；重度以上寒凍害綜合風(fēng)險區(qū)主要分布在鷲峰山區(qū)、武夷山區(qū)、戴云山區(qū)和博平嶺山區(qū)等高海拔區(qū)域，其中海拔800m以上地域有嚴重寒凍害風(fēng)險,不適宜早春露地種植馬鈴薯，若要種植，要考慮安全定植期，推遲種植時間，以規(guī)避寒凍害風(fēng)險。

（2）根據(jù)福建春種馬鈴薯的實際分布，春種馬鈴薯主要分布在輕度至中度寒凍害風(fēng)險區(qū)內(nèi)，重度以上風(fēng)險的區(qū)域馬鈴薯種植面積較小，說明寒凍害風(fēng)險區(qū)劃結(jié)果與馬鈴薯實際種植分布有著較好的一致性。

（3）大范圍持續(xù)性災(zāi)害天氣的出現(xiàn)往往是在特定的天氣氣候條件下才能發(fā)生，極端天氣下的災(zāi)害持續(xù)時間長，會導(dǎo)致影響范圍廣，造成的損失巨大[21]。在馬鈴薯致災(zāi)危險性表征指標當中，考慮了低溫強度的影響，但未考慮不同強度低溫持續(xù)時間對馬鈴薯危害的差異，今后在寒凍害風(fēng)險表征指標中應(yīng)兼顧考慮低溫強度和持續(xù)時間的因素。

（4）由于不同區(qū)域氣候和春種馬鈴薯品種的差異，馬鈴薯播種時間、生長發(fā)育期存在一定的不同，造成寒凍害影響時段有所差異。本文綜合考慮春種馬鈴薯品種類型的寒凍害主要發(fā)生時段，將致災(zāi)因子影響時段統(tǒng)一界定在2-4月，這會導(dǎo)致在評估不同區(qū)域寒凍害風(fēng)險時出現(xiàn)一定的誤差，今后可進一步針對不同區(qū)域不同品種的馬鈴薯進行災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃，以提高風(fēng)險評估精度。

本研究區(qū)劃過程未考慮坡度和坡向等孕災(zāi)環(huán)境因素對馬鈴薯寒凍害風(fēng)險構(gòu)成的影響。在構(gòu)建寒凍害綜合風(fēng)險區(qū)劃的地理模型時，考慮了福建省馬鈴

薯春種區(qū)各氣象站點的經(jīng)緯度、海拔高度以及離海距離等孕災(zāi)環(huán)境因素的影響，解決了任一地點的風(fēng)險評判問題。王守忠等[22]認為，受地形因素影響，相同低溫值的不同地域農(nóng)作物寒凍害的程度往往不同，故而將地形、坡向、坡度對低溫值的影響考慮進來更能反映實際寒凍害情況。而福建大部分為山區(qū)，地形復(fù)雜，不同坡度、坡向因素也影響馬鈴薯產(chǎn)量和質(zhì)量的風(fēng)險構(gòu)成，因此，為更加精確地反映春種區(qū)馬鈴薯寒凍害風(fēng)險，今后需在區(qū)劃過程中補充考慮孕災(zāi)環(huán)境中的坡度、坡向因素。

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Risk Regionalization of Cold and Freezing Damage to Potato in Spring Planting Region of Fujian Province Based on Geographic Information Systems

FANG Jie1，CHEN Jia-jin2

(1．College of Geographical Sciences, Fujian Normal University, Fuzhou 350007,China; 2．Fujian Meteorological Service Center, Fuzhou 350001）

This work was aimed to find out the risk-distribution of cold and freezing damage to spring planting potato in Fujian. Based on the output, meteorological and agricultural economic data from 45 counties during 1993-2014 in spring planting region of Fujian province over the years, to analyze potential hazards of cold and freezing damage, vulnerability of potato and the prevention measures of cold and freezing damage in the spring planting region were analyzed; and the index system of risk division for cold and freezing damage of potato were constructed. The weight coefficient of risk regionalization index and risk exponent were worked out by applying the AHP, entropy-weight coefficient and comprehensive weighting methods; and also, the risk regionalization index and model of cold and freezing damage to potato in the spring planting in Fujian were worked out. Finally, the regionalizationon cold and freezing damage to potato in the springplanting in Fujian were made based on GIS. The results showed that the areas which had low risk of cold and freezing damage to potato locate in low altitude in spring planting region of Fujian Province. These regions are suitable for spring-planting potato. Moderate risk region of cold and freezing damage distributed mainly over medium altitude areas. Furthermore, Jiufengmountain, Wuyimountain, Daiyunmountain and Bopinglingmountain had severe risk of cold and freezing damage. The most severe risk exists in the region of more than 800 meters above sea level, where they aren’t suitable for early spring-planting potato. In terms of risk factor composition, potential hazard was the determinant factor of cold and freezing damage and prevention measures only mitigated this potential.

Potato；Cold and freezing damage；Risk division；Spring planting region；Geographic Information System

10.3969/j.issn.1000-6362.2017.12.008

方潔,陳家金.福建省春種馬鈴薯寒凍害風(fēng)險區(qū)劃[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2017,38(12):812-821

2017-04-05

。E-mail：cjj8284@163.com

福建師范大學(xué)2016年“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃（創(chuàng)新訓(xùn)練類）”項目（cxxl-2016129）；福建省自然科學(xué)基金項目（2012J01160）

方潔（1995-），女，研究方向為地理科學(xué)。E-mail：792944203@qq.com