東北三省典型氣象災(zāi)害對糧食生產(chǎn)影響特征研究

楊曉靜 ，孫洪泉 ，呂 娟 ，徐宗學(xué)

（1.中國水利水電科學(xué)研究院 防洪抗旱減災(zāi)研究所，北京 100038；2.水利部防洪抗旱減災(zāi)工程技術(shù)研究中心，北京 100038；3.北京師范大學(xué)水科學(xué)研究院，北京 100875；4.城市水循環(huán)與海綿城市技術(shù)北京市重點實驗室，北京 100875）

1 研究背景

東北三省是我國重要的糧食主產(chǎn)區(qū)和重要的農(nóng)牧基地。該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與我國其他省份有一定區(qū)別，該區(qū)生產(chǎn)的糧食主要面對市場銷售，且商品糧比例高達(dá)91.5%。東北三省1978—2015年農(nóng)作物受旱災(zāi)、風(fēng)雹、冷凍及洪澇災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失分別為：844.87億元、116.96億元、58.29億元、322.68億元［1］。當(dāng)前針對東北三省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害方面的研究主要集中在氣象災(zāi)害時空分布特征與風(fēng)險評價、單種類別作物受氣象災(zāi)害影響特征及基于農(nóng)業(yè)災(zāi)情的災(zāi)損分析研究［2-5］。為進(jìn)一步深入了解東北三省種植結(jié)構(gòu)特征與典型氣象災(zāi)害對糧食生產(chǎn)的影響特征，文中擬對1949—2015年典型作物（稻谷、玉米、小麥及大豆）、糧食作物、農(nóng)作物種植面積及其產(chǎn)量特征進(jìn)行分析。同時，分析東北三省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程易遭受的氣象災(zāi)害類型特征，并分別對旱災(zāi)、洪澇災(zāi)害、低溫災(zāi)害、風(fēng)雹及臺風(fēng)對該地區(qū)造成的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響進(jìn)行對比分析，旨在為進(jìn)一步提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)抗風(fēng)險能力提供參考借鑒。

2 資料與方法

2.1 數(shù)據(jù)資料

文中所用的數(shù)據(jù)主要包括：歷史旱澇資料、種植面積與產(chǎn)量、自然災(zāi)害數(shù)據(jù)。

（1）歷史旱澇資料。《全國近五百年旱澇分布圖》（1470—1977年）圖集數(shù)據(jù)源于國家科技基礎(chǔ)條件平臺—國家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺（http：//www.geodata.cn）。

（2）典型作物種植面積與產(chǎn)量數(shù)據(jù)。1949—2015年東北三省省級尺度上的農(nóng)作物種植面積、產(chǎn)量及畝產(chǎn)數(shù)據(jù)下載于我國農(nóng)業(yè)部種植業(yè)管理司（http：//www.zzys.moa.gov.cn/）。

（3）自然災(zāi)害數(shù)據(jù)。1949—2015年黑龍江省、吉林省、遼寧省及全國受5類典型氣象災(zāi)害（干旱、洪澇、低溫、風(fēng)雹及臺風(fēng)）的受災(zāi)面積、成災(zāi)面積及絕收面積。數(shù)據(jù)來源農(nóng)業(yè)部種植業(yè)管理司（http：//www.zzys.moa.gov.cn/）。

2.2 研究方法

2.2.1 改進(jìn)的Mann-Kendall趨勢檢驗Mann-Kendall（MK）趨勢檢驗是一種非參數(shù)的趨勢分析方法且已被廣泛應(yīng)用于水文氣象數(shù)據(jù)分析［6，7］，但是該方法中未考慮待檢測數(shù)據(jù)序列中自相關(guān)因素對趨勢變化的影響。改進(jìn)的Mann-Kendall趨勢檢驗方法計算過程中通過對統(tǒng)計變量的方差進(jìn)行改進(jìn)，從而實現(xiàn)降低數(shù)據(jù)系列自相關(guān)對趨勢檢驗結(jié)果的影響［8］。針對一列具有時間序列的數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢檢驗，數(shù)據(jù)統(tǒng)計量為S，計算公式如下：

其中，

xi和xj分別為第i年和第j年數(shù)據(jù)，n為趨勢分析數(shù)據(jù)的個數(shù)。S受自相關(guān)影響下的方差計算公式如下：

2.2.2 災(zāi)害減產(chǎn)成數(shù) 為進(jìn)一步明確東北三省遭受的主要氣象災(zāi)害特點，參考《干旱災(zāi)害等級標(biāo)準(zhǔn)》（SL663-2014）農(nóng)業(yè)干旱災(zāi)害評估指標(biāo)，采用農(nóng)業(yè)旱災(zāi)綜合減產(chǎn)成數(shù)（C指數(shù)）并將其推廣到干旱、洪澇、低溫、風(fēng)雹及臺風(fēng)這五類典型氣象災(zāi)害。計算公式如下：

式中：C為綜合減產(chǎn)成數(shù)；I1為受災(zāi)（減產(chǎn)1成以上）面積占播種面積的比例；I2為成災(zāi)（減產(chǎn)3成以上）面積占播種面積的比例；I3為絕收（減產(chǎn)8成以上）面積占播種面積的比例。

表1 農(nóng)業(yè)旱災(zāi)等級劃分表

以旱災(zāi)為例，根據(jù)綜合減產(chǎn)成數(shù)結(jié)果可將旱災(zāi)分為四類，即：輕度旱災(zāi)、中度旱災(zāi)、嚴(yán)重旱災(zāi)及特大旱災(zāi)。劃分標(biāo)準(zhǔn)見表1。其余類別災(zāi)害受災(zāi)等級劃分標(biāo)準(zhǔn)與旱災(zāi)一致。

2.2.3 脫鉤評價模式及指標(biāo)構(gòu)建 脫鉤關(guān)系評價源于經(jīng)濟學(xué)中，其中主要存在的評價模式包括：經(jīng)濟總產(chǎn)量和物質(zhì)總消耗間的關(guān)系研究；物質(zhì)消耗強度研究［9-11］。經(jīng)濟學(xué)中脫鉤關(guān)系特征的主要內(nèi)涵為一段時期內(nèi)，某類資源的消耗速度小于經(jīng)濟增長速度，則表示為相對脫鉤或虛弱脫鉤關(guān)系［9，12-14］。為能夠更客觀的分析東北三省典型氣象災(zāi)害對糧食生產(chǎn)的影響，文中引入經(jīng)濟學(xué)中的脫鉤關(guān)系評價模式，借鑒脫鉤關(guān)系內(nèi)涵及其代表性評價指標(biāo)［10］。結(jié)合糧食生產(chǎn)受災(zāi)影響的特點，以糧食種植面積、糧食產(chǎn)量與災(zāi)害減產(chǎn)成數(shù)進(jìn)行脫鉤關(guān)系判斷。脫鉤關(guān)系指標(biāo)構(gòu)建過程中以指標(biāo)本身能夠反映數(shù)據(jù)樣本在總體中的變化趨勢特征為準(zhǔn)則。構(gòu)建的脫鉤指標(biāo)計算公式如下：

式中：xi為第i年需計算脫鉤指數(shù)的值；為數(shù)列的均值；xmax為數(shù)列的最大值；xmax為數(shù)列的最小值。因此進(jìn)行脫鉤評價的單指標(biāo)本身代表該年份對應(yīng)多年平均的變化程度，以種植面積為例：正值表示對應(yīng)種植面積呈增加趨勢，負(fù)值則表示減少。

脫鉤關(guān)系判斷過程中利用指示性脫鉤指數(shù)Di與災(zāi)害脫鉤指數(shù)Dh進(jìn)行判斷。判斷標(biāo)準(zhǔn)中指示性脫鉤指數(shù)為對比的基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，在文中指糧食作物種植面積、糧食產(chǎn)量對應(yīng)的脫鉤指數(shù)；而災(zāi)害脫鉤指數(shù)即對應(yīng)文中災(zāi)害減產(chǎn)成數(shù)的脫鉤指數(shù)。脫鉤關(guān)系類型判斷標(biāo)準(zhǔn)詳見表2。

表2 脫鉤關(guān)系判斷標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)果與分析

3.1 作物種植結(jié)構(gòu)特征

3.1.1 種植面積變化特征 文中選擇稻谷、玉米、小麥及大豆作為東北三省典型作物，典型作物種植面積即為這4種作物種植面積之和。東北三省這4種作物種植面積之和占糧食/農(nóng)作物種植面積比例為72.14%/62.86%。

東北三省玉米種植面積占全國玉米種植面積的26.47%（表3），與其余三種典型作物相比，玉米種植面積及其占糧食/農(nóng)作物種植面積比例均最高，且種植面積增幅最大（89.18千公頃/年）。改進(jìn)的非參數(shù)MK趨勢檢驗結(jié)果表明東北三省稻谷種植面積均呈顯著增加的趨勢，但是全國范圍內(nèi)稻谷種植面積則呈相反變化趨勢，見表4。東三省小麥多年平均種植面積為1273.27千公頃，占全國比例為4.69%，1960年—1980年增加趨勢明顯，而后呈相反變化趨勢。

多年平均大豆種植面積為3113.06千公頃/年，占全國大豆種植面積的35.91%?？傮w上，全國大豆種植面積減小趨勢顯著（-30.19千公頃/年），而東北三省總體上顯著增加（11.31千公頃/年）。東北三省大豆種植面積整體增加顯著，主要是由于黑龍江省大豆種植面積顯著增加（30.52千公頃/年）。

表3 1949—2015年作物多年平均種植面積 （千公頃）

綜合對比各類作物在不同區(qū)域種植面積特征可知：（1）東北三省整體上，糧食占農(nóng)作物種植面積比例高達(dá)88.07%，1949—2015年該地區(qū)糧食作物種植面積比例降低趨勢顯著（-0.07%）。（2）省份尺度上，黑龍江各典型作物、糧食及農(nóng)作物種植面積均大于其余兩省，1949—2015年僅小麥種植面積略為減小，其余作物種植面積均顯著增加。典型作物中種植面積由大到小分別為：玉米、大豆、小麥及稻谷；吉林省與遼寧省典型作物、糧食及農(nóng)作物種植面積變化特征相似，1949—2015年稻谷及玉米種植面積顯著增加，但是小麥、大豆及糧食種植面積則顯著減小，而典型作物整體種植面積均顯著增加。三省中僅遼寧省農(nóng)作物種植面積呈顯著減小趨勢。

表4 1949—2015年作物種植面積變化趨勢 （單位：千公頃/a）

3.1.2 作物產(chǎn)量變化特征 從種植面積上看，玉米是我國第三大作物，其種植面積僅次于稻谷和小麥。但四種典型作物中，全國多年平均玉米產(chǎn)量僅次于稻谷。而東北三省多年平均玉米產(chǎn)量均高于其余三種作物，其多年平均玉米產(chǎn)量占全國玉米產(chǎn)量比例高達(dá)29.76%（表5），各省產(chǎn)量由高到低分別為：吉林、黑龍江及遼寧，對應(yīng)各省玉米占糧食比例多年平均值分別為：53.91%、37.10%及46.02%。各省多年平均稻谷產(chǎn)量占糧食產(chǎn)量比例由高到低分別為：遼寧?。?8.68%）、黑龍江?。?5.45%）及吉林省（13.35%）。變化趨勢方面：東三省稻谷產(chǎn)量年代際間變化特征一致，1949—2015年間三省稻谷產(chǎn)量及其占糧食產(chǎn)量的比例均顯著增加。值得注意的是我國稻谷產(chǎn)量1990年后呈現(xiàn)略微下降的趨勢，但是1949—2015年整體上我國稻谷產(chǎn)量以252.57萬t/a的趨勢增加。東北三省多年平均小麥占糧食產(chǎn)量比例低于我國平均水平12.52%，且1980年后明顯降低，但是全國整體趨勢則相反。我國四種典型作物中大豆總產(chǎn)量最低，東北三省大豆產(chǎn)量占全國大豆產(chǎn)量高達(dá)40.84%。1949—2015年僅黑龍江省的大豆產(chǎn)量顯著增加（表6），年代際產(chǎn)量距平特征也相似。其余兩省大豆產(chǎn)量均降低，且遼寧省降低趨勢顯著。

表5 1949—2015年作物多年平均產(chǎn)量 （萬t）

表6 1949—2015年作物產(chǎn)量變化趨勢 （萬t/a）

1949—2015年典型作物及糧食產(chǎn)量均呈顯著增加，產(chǎn)量增加一方面是由于種植面積的增加；另一方面則是由于作物品種、耕種技術(shù)、施肥灌溉措施及其他農(nóng)業(yè)種植配套的改善及提高。

3.2 災(zāi)害減產(chǎn)成數(shù)變化特征 基于中國近500年旱澇分布圖集資料，對東北三省1470—1977年間干旱頻次進(jìn)行統(tǒng)計，該區(qū)干旱頻率呈由南向北遞減的趨勢，干旱頻發(fā)地區(qū)主要集中在遼寧省和吉林省，如圖1所示。而東北三省洪澇發(fā)生頻率明顯高于干旱，洪澇風(fēng)險空間分布特征與干旱相反。圖集中干旱及雨澇事件發(fā)生判定標(biāo)準(zhǔn)主要基于降水，東北三省僅涉及10個代表站點，因此空間頻率區(qū)劃精度有待提高。東北三省典型站點整體上干旱頻率低于洪澇頻率，如圖2所示。為能客觀評價典型氣象災(zāi)害對東北地區(qū)的影響，分別基于糧食播種面積、受災(zāi)面積、成災(zāi)面積及絕收面積計算了各類災(zāi)害對應(yīng)的減產(chǎn)成數(shù)（表7）。

圖1 東北三省1470—1977年旱澇頻率空間分布圖

圖2 東北三省近500年典型站點旱澇頻率累積圖

3.2.1 旱災(zāi) 東北三省整體多年旱災(zāi)減產(chǎn)成數(shù)高于全國旱災(zāi)減產(chǎn)成數(shù)，根據(jù)旱災(zāi)減產(chǎn)成數(shù)多年平均值可知三省受旱災(zāi)影響的程度由高到低為：遼寧、吉林及黑龍江省，該特征與近五百年干旱頻率空間分布特征體現(xiàn)出的結(jié)果較為一致。1949—2015年間東北三省總體受旱災(zāi)影響程度最嚴(yán)重為2001年，旱災(zāi)減產(chǎn)數(shù)高達(dá)0.38，為嚴(yán)重旱災(zāi)等級。吉林省和遼寧省也在2001年遭受了最嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)旱災(zāi)，C旱災(zāi)分別為：0.43、0.51，均達(dá)到特大農(nóng)業(yè)旱災(zāi)等級。而黑龍江省受旱災(zāi)影響最嚴(yán)重的年份是2004年，為中度旱災(zāi)。東北三省和我國整體上C干旱年代際間呈現(xiàn)相同變化趨勢，即1950—2000年間旱災(zāi)影響程度持續(xù)增加，且1980年后農(nóng)業(yè)旱災(zāi)造成的損失增加趨勢更為明顯（圖3）。1949—2015年東北三省及全國受旱災(zāi)影響程度均顯著增加，三省增幅由高到底排序與C旱災(zāi)多年平均值一致（表8）。

圖3 1949—2015年東北三省及全國旱災(zāi)減產(chǎn)成數(shù)及其年代際距平圖

3.2.2 洪澇災(zāi)害 根據(jù)C洪澇多年平均值發(fā)現(xiàn)東北三省整體受洪澇災(zāi)害影響程度略高于全國，且三個省份多年平均C洪澇相同（圖4）。東北三省總體上在1986年的農(nóng)業(yè)遭受了最嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，C洪澇為0.3達(dá)到了嚴(yán)重災(zāi)害等級。吉林?。?.34）和遼寧省（0.35）也在1986年遭受了最嚴(yán)重洪澇災(zāi)害。而黑龍江省的農(nóng)業(yè)受洪澇影響最嚴(yán)重的年份為1989年。東北三省與全國洪澇災(zāi)害年代際波動特征相似，均在1970年前及1990—2000年持續(xù)減小，其余年代際間則持續(xù)增加。1949—2015年東北三省及全國受洪澇災(zāi)害影響程度總體上均呈增加趨勢，其中黑龍江省及全國農(nóng)業(yè)受洪澇災(zāi)害影響程度增幅顯著。

圖4 1949—2015年東北三省及全國洪澇災(zāi)害減產(chǎn)成數(shù)及其年代際距平圖

3.2.3 低溫災(zāi)害 低溫災(zāi)害多年平均減產(chǎn)成數(shù)值略低于全國平均值，其中黑龍江省與吉林省多年平均C低溫略高于遼寧省。1949—2015年C低溫年際間波動特征發(fā)現(xiàn)，東北三省黑龍江省受低溫災(zāi)害影響最嚴(yán)重，且高于全國平均水平，低溫災(zāi)害對吉林省的影響程度略高于遼寧省，如圖5所示。建國以來整體上全國和東北三省受低溫災(zāi)害影響的幅度均增加，其中東北三省整體及全國平均受低溫災(zāi)害的影響增加顯著。但是年代際特征則體現(xiàn)出東北三省整體在1980年前農(nóng)業(yè)受低溫影響呈增加趨勢，此后變化趨勢則相反，而三個省份的年代際變化特征差異明顯。

圖5 1949—2015年東北三省及全國低溫災(zāi)害減產(chǎn)成數(shù)及其年代際距平圖

表7 1949—2015東北三省及全國典型氣象災(zāi)害減產(chǎn)成數(shù)多年平均值

3.2.4 風(fēng)雹 東北三省整體上多年平均C風(fēng)雹略高于全國平均水平，三省多年平均值由高到低分別為：吉林、遼寧和黑龍江。黑龍江省和東北三省平均受風(fēng)雹災(zāi)害影響最嚴(yán)重的年份為1977年，吉林省為1981年，全國平均則為2003年。三省平均、吉林及遼寧省受風(fēng)雹災(zāi)害的影響均在1980年代前后呈現(xiàn)相反變化趨勢，1980年代前受風(fēng)雹災(zāi)害持續(xù)增加，而后則相反。全國平均年代際特征則在1990年代前后呈相反變化趨勢（圖6）。1949—2015年東北三省及全國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受風(fēng)雹災(zāi)害影響程度均顯著增加。

圖6 1949—2015年東北三省及全國風(fēng)雹災(zāi)害減產(chǎn)成數(shù)及其年代際距平圖

3.2.5 臺風(fēng) 東北三省整體上受臺風(fēng)影響的頻率較低，臺風(fēng)導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)損失均低于其他四種氣象災(zāi)害。東三省中僅遼寧省東南部臨海，受臺風(fēng)影響風(fēng)險較大。比較三省多年平均臺風(fēng)減產(chǎn)成數(shù)值可知三省中農(nóng)業(yè)受臺風(fēng)影響程度由高到底分別為：遼寧、黑龍江及吉林。1949—2015年東北三省及全國臺風(fēng)導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)損失無顯著變化趨勢。C臺風(fēng)年代距平圖反映出全國及東北三省均在1980年代后受臺風(fēng)影響明顯增強，如圖7所示。

圖7 1949—2015年東北三省及全國旱臺風(fēng)災(zāi)害減產(chǎn)成數(shù)及其年代際距平圖

表8 1949—2015年東北三省及全國典型氣象災(zāi)害減產(chǎn)成數(shù)MMK趨勢檢驗結(jié)果

東北三省/全國農(nóng)業(yè)整體上受到的災(zāi)害影響由高到低分別為：旱災(zāi)、洪澇、風(fēng)雹、低溫及臺風(fēng)。綜合對比這五種典型氣象災(zāi)害，在不同區(qū)域尺度上呈現(xiàn)的主要特征為：（1）全國尺度上，僅臺風(fēng)對農(nóng)業(yè)造成的影響無顯著變化趨勢，其余氣象災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的損失均顯著增加；（2）東北三省整體上，低溫和風(fēng)雹對農(nóng)業(yè)造成的影響低于全國平均水平，其他三種災(zāi)害對東三省的影響程度均高于全國。1949—2015年典型氣象災(zāi)害對農(nóng)業(yè)的影響趨勢與全國相一致。（3）省份尺度上，各省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受氣象災(zāi)害影響程度特征與全國相一致。1949—2015年間，黑龍江省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受旱災(zāi)、洪澇及風(fēng)雹災(zāi)害的影響均呈顯著增加趨勢，其余災(zāi)害對農(nóng)業(yè)影響變化趨勢不顯著；吉林省和遼寧省農(nóng)業(yè)受五種典型氣象災(zāi)害影響的變化特征相同，即：農(nóng)業(yè)受干旱和風(fēng)雹災(zāi)害影響趨勢顯著增強，其余災(zāi)害對該省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響變化不顯著。

3.3 脫鉤關(guān)系特征 利用文中構(gòu)建的脫鉤關(guān)系評價指標(biāo)及其評價標(biāo)準(zhǔn)，得到東北三省及全國的糧食種植面積、糧食產(chǎn)量分別與各類災(zāi)害減產(chǎn)成數(shù)的脫鉤關(guān)系類型。1949—2015年間，糧食種植面積、糧食產(chǎn)量與5類典型氣象災(zāi)害的脫鉤關(guān)系類型包括：相對脫鉤、擴張耦合、負(fù)向耦合、衰退脫鉤、衰退耦合、絕對脫鉤。對比各省份糧食種植面積與糧食產(chǎn)量與各類氣象災(zāi)害脫鉤關(guān)系發(fā)現(xiàn)，基于種植面積和產(chǎn)量的脫鉤類型上基本一致，但是各省份脫鉤類型比例差異顯著。為進(jìn)一步明確區(qū)主導(dǎo)脫鉤類型，文中將頻率最高脫鉤類型作為地區(qū)典型性脫鉤關(guān)系類型（表9）。對比區(qū)域間典型脫鉤類型發(fā)現(xiàn)：（1）糧食種植面積與5類氣象災(zāi)害主要呈現(xiàn)的脫鉤類型為絕對脫鉤（50.0%）、衰退耦合（30.0%）、衰退脫鉤（10.0%）、負(fù)向耦合（10.0%）。（2）糧食產(chǎn)量與各類典型氣象災(zāi)害脫鉤關(guān)系主要體現(xiàn)為衰退耦合關(guān)系（80.0%），這表明東北三省糧食產(chǎn)量及災(zāi)害對糧食產(chǎn)生產(chǎn)影響范圍均呈減小趨勢，且糧食產(chǎn)量的減小速率更低。（3）糧食種植面積、糧食產(chǎn)量與災(zāi)害脫鉤關(guān)系類型在同一省份較為一致，該特征在吉林省最為突出。

表9 區(qū)域典脫鉤關(guān)系類型

為進(jìn)一步明確糧食生產(chǎn)與災(zāi)害的脫鉤關(guān)系時間變化特征，選擇對東北三省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成影響最嚴(yán)重的兩種災(zāi)害（旱災(zāi)和洪澇災(zāi)害）分別與糧食種植面積進(jìn)行脫鉤關(guān)系特征分析，糧食種植面積與這兩類災(zāi)害的脫鉤關(guān)系時間變化詳見圖8。

糧食種植面積與旱災(zāi)脫鉤關(guān)系主要呈現(xiàn)的特征為：（1）1949—2015年東北三省及全國的脫鉤關(guān)系均呈顯著減小趨勢，且脫鉤關(guān)系類型中存在顯著突變過程。黑龍江省、吉林省、遼寧省及全國突變年份分別為：1995年、1972年、1980年、1976年。（2）各省突變年份以來的脫鉤關(guān)系類型特征為：黑龍江省主導(dǎo)類型為絕對脫鉤，主要集中在2000以來，占總年份比例達(dá)42.86%；吉林省、遼寧省及全國突變后脫鉤主導(dǎo)類型均為負(fù)向耦合，占突變后總年份比例分別為：37.84%、58.33%、57.5%。該特征與我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綜合能力提升相一致。

糧食種植面積與洪澇災(zāi)害脫鉤關(guān)系主要呈現(xiàn)的特征為：（1）1949—2015年間脫鉤關(guān)系類型序號東三省和全國均呈現(xiàn)減小趨勢，僅遼寧省和全國減小趨勢顯著。東三省和全國均呈現(xiàn)脫鉤關(guān)系類型在1980年以來均發(fā)生了突變，黑龍江省、吉林省、遼寧省及全國突變年份分別為：1981年、1985年、1984年、1983年，其中僅遼寧省和全國顯著突變。（2）以各省突變年份以來黑龍江省、吉林省、遼寧省及全國主導(dǎo)的關(guān)系類型均為絕對脫鉤，占突變后總年份比例分別為：31.42%、41.94%、43.48%、36.36%。2010—2015年間除2015年遼寧省呈現(xiàn)相對脫鉤，其余地區(qū)均為絕對脫鉤。

綜合糧食種植面積與旱災(zāi)、洪澇災(zāi)害脫鉤關(guān)系特征發(fā)現(xiàn)，東北三省總體上和全國均呈現(xiàn)脫鉤關(guān)系特征在總體變化趨勢上較為一致，且2000年以來糧食種植面積與這兩類災(zāi)害間的脫鉤關(guān)系在黑龍江省和吉林省尤為顯著。期間旱災(zāi)的脫鉤主導(dǎo)類型為衰退耦合，洪澇災(zāi)害的主導(dǎo)類型為絕對脫鉤。呈現(xiàn)該特點的主要因素包括：糧食種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施的改進(jìn)及防洪抗旱工程措施與非工程措施的提升。

圖8 1949—2015年糧食種植面積與典型氣象災(zāi)害脫鉤關(guān)系圖

4 結(jié)論

在氣候變化背景下氣象災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響日趨顯著，明確氣象災(zāi)害對重點農(nóng)業(yè)地區(qū)的影響特征能為糧食生產(chǎn)安全提供支撐。本文研究了作物種植結(jié)構(gòu)、典型氣象災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，主要結(jié)論如下：

（1）東北三省稻谷、玉米、小麥、大豆、糧食作物及農(nóng)作物種植面積由大到小排序均一致，即：黑龍江、吉林及遼寧省。1949—2015年間典型作物種植面積增加趨勢顯著，從作物類型上看，增幅貢獻(xiàn)最大的為稻谷和玉米。東北三省大豆種植在全國具有十分重要的地位，三省多年平均玉米種植面積（5458.62千公頃）顯著高于大豆種植面積（3113.6千公頃），但玉米種植面積占全國比例（26.47%）卻低于大豆（35.91%）。產(chǎn)量方面，東北三省玉米占全國玉米產(chǎn)量比例（29.76%）也顯著低于大豆（40.84%）。

（2）農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)變化特征表明東北三省糧食產(chǎn)量顯著增加（129.48萬t/a），但1949—2015年典型氣象災(zāi)害對農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的影響也呈增加趨勢。東三省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受旱災(zāi)影響最為顯著（0.021/10a），且造成損失的增幅顯著高于其他四類災(zāi)害（洪澇0.007/10a、低溫0.001/10a、風(fēng)雹0.003/10a、臺風(fēng)0/10a）。1949—2015年三省多年平均受旱災(zāi)影響嚴(yán)重程度從高到低分別為：遼寧、吉林、黑龍江，對應(yīng)旱災(zāi)減產(chǎn)成數(shù)分別為：0.093、0.081、0.060。

（3）從脫鉤關(guān)系特征分析結(jié)果上看，糧食作物種植面積與5類氣象災(zāi)害主要呈現(xiàn)的脫鉤類型為絕對脫鉤，糧食產(chǎn)量主要體現(xiàn)為衰退耦合關(guān)系。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施的改進(jìn)、防洪抗旱工程措施與非工程措施的提升一定程度上降低災(zāi)害對糧食生產(chǎn)的影響，2000年以來東北三省旱災(zāi)和洪澇災(zāi)害與種植面積間以絕對脫鉤關(guān)系為主。