山西省玉米低溫冷害風(fēng)險評估與區(qū)劃研究

張敏 李靜 張劍 金拴根 張朝明

摘要? ? 本文以玉米作為研究對象，在自然災(zāi)害風(fēng)險理論的基礎(chǔ)上，從致災(zāi)因子危險性、孕災(zāi)環(huán)境敏感性、承災(zāi)體易損性構(gòu)建評估模型，對玉米低溫冷害進(jìn)行風(fēng)險研究。結(jié)果表明，山西省玉米致災(zāi)因子危險性等級與孕災(zāi)環(huán)境敏感性等級均是南部地區(qū)高于北部地區(qū);承災(zāi)體易損性等級為北部地區(qū)高于南部地區(qū)。對玉米低溫冷害風(fēng)險進(jìn)行區(qū)劃，高風(fēng)險區(qū)和次高風(fēng)險區(qū)分布在北部的大同、忻州地區(qū);次低風(fēng)險區(qū)和低風(fēng)險區(qū)分布在南部地區(qū);中等風(fēng)險區(qū)主要位于山西省中部地區(qū)。整體而言，北部地區(qū)玉米低溫冷害風(fēng)險等級高于南部地區(qū)。

關(guān)鍵詞? ? 玉米;低溫冷害;風(fēng)險評估;區(qū)劃;山西省

中圖分類號? ? S513? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）06-0011-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

當(dāng)玉米低溫冷害強(qiáng)度越大，發(fā)生頻率越高，冷害的危險性就越大。本文以玉米低溫冷害致災(zāi)因子強(qiáng)度等級指標(biāo)為依據(jù)，計(jì)算各地低溫冷害發(fā)生的頻率，從致災(zāi)因子危險性、孕災(zāi)環(huán)境敏感性、承災(zāi)體易損性構(gòu)建評估模型，對玉米低溫冷害進(jìn)行風(fēng)險研究。

1? ? 研究材料與方法

本文的研究材料為玉米。以玉米低溫冷害致災(zāi)因子強(qiáng)度等級指標(biāo)作為依據(jù)，對各個地區(qū)、各個級別的低溫冷害頻數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而計(jì)算各個地區(qū)各個級別低溫冷害的發(fā)生頻率[1-2]。

1.1? ? 玉米低溫冷害風(fēng)險評估指標(biāo)的選取及量化

本文以玉米低溫冷害致災(zāi)因子強(qiáng)度等級指標(biāo)為依據(jù)，計(jì)算各地低溫冷害發(fā)生頻率，將玉米低溫冷害頻率和強(qiáng)度相結(jié)合作為致災(zāi)因子危險性指標(biāo)。由于高程和土壤濕度從不同角度反映了孕災(zāi)環(huán)境敏感性的大小，為了得到一個具有綜合性的評價指標(biāo)，對高程和土壤濕度分別取0.7和0.3的權(quán)重系數(shù)，計(jì)算孕災(zāi)環(huán)境敏感性指數(shù)。玉米作為承災(zāi)體，當(dāng)?shù)匕l(fā)生低溫冷害對玉米造成的損失大小與玉米的種植面積及玉米的脆弱性息息相關(guān)。本文以玉米耕地比重作為承災(zāi)體易損性指標(biāo)，因而玉米耕地比重越大，易損性就相對較高，風(fēng)險就越大[3-4]。

1.2? ? 建立玉米低溫冷害風(fēng)險評估模型

本文以自然災(zāi)害風(fēng)險理論為依據(jù)，將玉米低溫冷害風(fēng)險評估劃分為以下3個部分：致災(zāi)因子危險性評估、孕災(zāi)環(huán)境敏感性評估及承災(zāi)體易損性評估，建立起相應(yīng)的評估模型[5-6]：

FDRI=VHwhVEweVSws

式中，F(xiàn)DRI表示玉米低溫冷害風(fēng)險指數(shù)，其值越大，災(zāi)害風(fēng)險程度就越大;VH為危險性，VE為敏感性，VS為易損性，wh、we與ws分別為各評價因子對災(zāi)害損失的權(quán)重，wh+we+ws=1，其中wh、we與ws由層次分析法確定。對各評價因子進(jìn)行歸一化處理，計(jì)算各地風(fēng)險指數(shù)。各因子權(quán)重分別為0.4、0.3、0.3。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 玉米低溫冷害致災(zāi)因子危險性評估

從圖1可以看出，將致災(zāi)因子危險性劃分為低危險區(qū)、次低危險區(qū)、中等危險區(qū)、次高危險區(qū)及高危險區(qū)一共5個區(qū)域。低危險區(qū)主要分布在運(yùn)城地區(qū)的大部分，包括河津、稷山、萬榮等;次低危險區(qū)主要分布在晉中的東部，陽泉的西南部以及臨汾、晉城的少數(shù)地區(qū);中度危險區(qū)分布在全省大范圍，具體為忻州的東部，呂梁的大部，太原大部，晉中西部以及臨汾、長治大部分地區(qū);次高危險區(qū)主要分布在大同中北部以及朔州西部、忻州西部;高危險區(qū)主要分布在五寨一帶。

2.2? ? 玉米低溫冷害孕災(zāi)環(huán)境敏感性評估

將孕災(zāi)環(huán)境敏感性劃分為5個區(qū)域，分別為低敏感區(qū)、次低敏感區(qū)、中等敏感區(qū)、次高敏感區(qū)與高敏感區(qū)。由圖2可以看出，山西省玉米低溫冷害低敏感區(qū)主要分布在右玉、寧武、五寨、岢嵐、嵐縣以及南部的陵川;次低敏感區(qū)主要分布在大同大部分地區(qū)、忻州和呂梁部分地區(qū)以及晉中、長治一帶;中等敏感區(qū)主要分布在中部和南部部分地區(qū);次高敏感區(qū)主要分布在運(yùn)城和臨汾的大部分地區(qū);高敏感區(qū)主要分布在黎城一帶。

2.3? ? 玉米低溫冷害承災(zāi)體易損性評估

由圖3可以看出，低易損區(qū)主要分布在北部地區(qū)，主要有右玉、偏關(guān)、寧武、岢嵐、代縣、河曲等地;次低易損區(qū)分布在忻州大部以及呂梁大部分地區(qū)，這些地區(qū)玉米耕地比重在3～5 hm2/km2，當(dāng)?shù)蜏乩浜Πl(fā)生時，承災(zāi)體易損性較小;中等易損區(qū)主要分布在呂梁山脈一帶以及南部少數(shù)地區(qū);次高易損區(qū)主要分布在晉中、陽泉、長治、運(yùn)城以及臨汾的大部分地區(qū);高易損區(qū)主要分布在北部的天鎮(zhèn)與南部的芮城、垣曲、晉城等地區(qū)，這些地區(qū)玉米種植面積在10 hm2/km2以上。

2.4? ? 山西省玉米低溫冷害風(fēng)險區(qū)劃

將山西省玉米低溫冷害風(fēng)險劃分為Ⅰ～Ⅴ等5個風(fēng)險等級，Ⅰ級為高風(fēng)險區(qū)，主要位于大同、右玉、平魯、岢嵐、天鎮(zhèn)等北部大部分地區(qū)，這些地區(qū)是玉米低溫冷害的多發(fā)區(qū)，其中岢嵐、五寨、平魯、大同等地區(qū)處于高風(fēng)險區(qū);Ⅱ級為次高風(fēng)險區(qū)，主要位于北部的山陰、朔州、寧武、代縣等地區(qū);Ⅲ級為中等風(fēng)險區(qū)，中部離石、汾陽、交城等大部分地區(qū)位于中等風(fēng)險區(qū);Ⅳ級為次低風(fēng)險區(qū)，陽泉、昔陽、左權(quán)、武鄉(xiāng)等屬于次低風(fēng)險區(qū);Ⅴ級為低風(fēng)險區(qū)，主要位于南部的萬榮、臨猗、芮城（圖4）。

3? ? 結(jié)論與討論

本文在自然災(zāi)害風(fēng)險理論的基礎(chǔ)上，將玉米低溫冷害風(fēng)險評估劃分為致災(zāi)因子危險性評估、孕災(zāi)環(huán)境敏感性評估及承災(zāi)體易損性評估三大部分。分析結(jié)果表明，山西省由南向北玉米低溫冷害致災(zāi)因子危險性等級呈現(xiàn)出增加趨勢;南部地區(qū)低溫冷害孕災(zāi)環(huán)境的敏感性要高于北部地區(qū)，其中黎城孕災(zāi)環(huán)境敏感性最高;災(zāi)體易損性等級由北向南呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢。對玉米低溫冷害進(jìn)行風(fēng)險區(qū)劃，將風(fēng)險等級劃分為低風(fēng)險區(qū)、次低風(fēng)險區(qū)、中等風(fēng)險區(qū)、次高風(fēng)險區(qū)和高風(fēng)險區(qū)。對玉米低溫冷害進(jìn)行風(fēng)險評估與區(qū)劃，應(yīng)用于實(shí)際的作物種植當(dāng)中，能夠有效地預(yù)防或減輕低溫冷害帶來的影響。

4? ? 參考文獻(xiàn)

[1] 王紹武，馬樹慶，陳莉，等.低溫冷害[M].北京：氣象出版社，2009.

[2] 王書裕.我國作物冷害研究的進(jìn)展[J].氣象科技，1984（4）：75-79.

[3] 姜麗霞，任桂林，李秀芬，等.作物生長期低溫指數(shù)演變及對作物產(chǎn)量的影響[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018，46（10）：79-88.

[4] 郭春明，任景全，劉玉汐，等.氣候變化背景下吉林省春玉米冷害特征研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2018，34（7）：104-110.

[5] 孫磊，王麗華，高中超，等.黑龍江省玉米低溫冷害致災(zāi)機(jī)理及防御措施[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019（11）：148-153.

[6] 馮徽，韓忠玲，程勇翔.陜甘寧春玉米低溫冷害動態(tài)監(jiān)測研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，45（5）：112-119.