慶陽市主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害特征分析及年景評(píng)估

韓 晶，張謀草，路亞奇，張洪芬，曹彥超

（慶陽市氣象局，甘肅 慶陽 745000）

氣象災(zāi)害是因氣象原因直接或間接引起的，給人類和社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成損失的災(zāi)害現(xiàn)象［1］，具有群發(fā)性、連鎖性、區(qū)域性、突發(fā)性、持續(xù)性等特征，其發(fā)生較為頻繁且影響廣泛，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來嚴(yán)重?fù)p失，是一種常見的自然災(zāi)害［2］。而其中的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中所發(fā)生的導(dǎo)致農(nóng)業(yè)損失的不利天氣或者氣候條件，是影響作物穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)最主要的自然因素，與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益緊密相連［3-6］，有70%的農(nóng)業(yè)災(zāi)害損失來自氣象災(zāi)害［7］。農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的頻發(fā)使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)出現(xiàn)減產(chǎn)和絕收，從而造成糧食產(chǎn)量的下降和農(nóng)民經(jīng)濟(jì)損失的情況發(fā)生，為了促進(jìn)農(nóng)作物的健康發(fā)展，要對(duì)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害進(jìn)行深入研究，提高其預(yù)防措施。

慶陽市（習(xí)稱“隴東”）位于甘肅省最東部，陜甘寧三省區(qū)的交匯處，素有“隴東糧倉(cāng)”之稱［8］，系黃河中下游黃土高原溝壑區(qū)，地形較為復(fù)雜，境內(nèi)山地起伏，溝壑縱橫，地處季風(fēng)邊緣地帶的大陸腹部，受季風(fēng)影響明顯，屬大陸性北溫帶半濕潤(rùn)半干旱氣候過渡區(qū)［9，10］，冬冷多晴、夏熱豐雨，冬半年多西北風(fēng)、夏半年多西南風(fēng)，屬旱作雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)［11］，也是氣候變化敏感區(qū)和生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)［12］。糧食作物以冬小麥和玉米為主，糜谷、高粱次之，此外還有一些夏雜作物。四季均有不同氣象災(zāi)害發(fā)生，春季干燥大風(fēng)和霜凍，春夏之交冰雹，夏季洪澇災(zāi)害，秋季干旱、霜凍、連陰雨，冬季風(fēng)雪災(zāi)害等。本研究利用2011—2019 年災(zāi)害資料分析慶陽市主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響及其分布特征，并進(jìn)行年景評(píng)估，為更精確地指導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)及提高防災(zāi)減災(zāi)的能力提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料來源

所用的2011—2019 年災(zāi)情數(shù)據(jù)來源于慶陽市8個(gè)縣（區(qū)）（西峰區(qū)、環(huán)縣、華池縣、慶城縣、鎮(zhèn)原縣、合水縣、寧縣、正寧縣）各氣象部門以及市民政、應(yīng)急等部門上報(bào)的氣象災(zāi)情資料。播種面積資料來源于慶陽市統(tǒng)計(jì)局。

在統(tǒng)計(jì)氣象災(zāi)害災(zāi)情損失和災(zāi)害次數(shù)時(shí)，以災(zāi)害事件為時(shí)間單元，以8 個(gè)縣（區(qū)）為地域單元分別統(tǒng)計(jì)，如果一種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害同時(shí)影響到2 個(gè)縣（區(qū)），則統(tǒng)計(jì)為2 次災(zāi)害過程；由多種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害類別共同引發(fā)的災(zāi)情，且災(zāi)情數(shù)據(jù)無法分開時(shí)，按照損失最大的災(zāi)害類別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其他災(zāi)害類別不重復(fù)統(tǒng)計(jì)［13，14］。

基于數(shù)據(jù)的可獲取性以及對(duì)農(nóng)業(yè)造成的直接損失，本研究對(duì)氣象災(zāi)情的統(tǒng)計(jì)分析主要基于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失、農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積以及農(nóng)業(yè)成災(zāi)面積3 項(xiàng)災(zāi)害損失程度指標(biāo)。

1.2 選取標(biāo)準(zhǔn)

以《氣象災(zāi)情收集上報(bào)調(diào)查和評(píng)估規(guī)定》《全國(guó)氣象災(zāi)情收集上報(bào)技術(shù)規(guī)范》以及慶陽市災(zāi)害實(shí)況為依據(jù)，確定農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的類別，文中僅統(tǒng)計(jì)對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物造成影響且出現(xiàn)災(zāi)情的災(zāi)害過程。

1.3 方法

1.3.1 計(jì)算方法 為了反映農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的致災(zāi)程度，本研究采用受災(zāi)率進(jìn)行分析，如果同一地塊的當(dāng)季農(nóng)作物多次受災(zāi)，只計(jì)算其中受災(zāi)最重的一次。農(nóng)作物受災(zāi)率為［15］：

為了比較不同災(zāi)種的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害造成的相對(duì)損失量，對(duì)受災(zāi)率進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理［16］：

式中，Zi為第i年受災(zāi)率標(biāo)準(zhǔn)化值；Mi為第i年受災(zāi)率為多年平均受災(zāi)率；δ為均方差。

1.3.2 分析方法 采用常規(guī)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理［17］；利用 Excel、Sufer 軟件進(jìn)行圖件處理和繪制。

2 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害類型及發(fā)生頻度特征

慶陽市農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害具有種類多、分布廣、頻率高、強(qiáng)度大、損失重等特點(diǎn)，對(duì)農(nóng)作物造成明顯影響的氣象災(zāi)害包括冰雹、暴雨洪澇、干旱、低溫凍害、大風(fēng)、連陰雨6 種。對(duì)2011—2019 年上述6 種氣象災(zāi)害數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。由圖1 可以看出，慶陽市造成農(nóng)業(yè)損失的氣象災(zāi)害共發(fā)生252 次。其中，冰雹發(fā)生次數(shù)最多，為125 次；暴雨洪澇次之，為84 次；干旱28 次；低溫凍害 10 次；大風(fēng)很少，為 4 次；連陰雨最少，僅有1 次。這與慶陽市氣候特征密切相關(guān)，使得年降水量時(shí)空分布不均勻，主要集中在夏秋兩季且強(qiáng)對(duì)流天氣頻發(fā)，而春冬兩季降水少，從而造成了冰雹和暴雨洪澇災(zāi)害頻次較多、雪災(zāi)和低溫發(fā)生頻次較少的現(xiàn)象。各類農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害中，冰雹（49.6%）、暴雨洪澇（33.3%）、干旱（11.1%），低溫凍害（4.0%）發(fā)生頻次相對(duì)較高，占全部氣象災(zāi)害的98.0%，定義為慶陽市出現(xiàn)的主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，其中，冰雹、暴雨洪澇是慶陽市受災(zāi)最重的2 種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。故本研究對(duì)上述4 種主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害進(jìn)行分析。

圖1 對(duì)農(nóng)業(yè)造成影響的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害發(fā)生次數(shù)與頻度

3 主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害時(shí)空分布特征

3.1 災(zāi)害的頻次特征

3.1.1 年際變化 為了更好地分析每年各類農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的發(fā)生特征，將冰雹、暴雨洪澇、干旱、低溫凍害這4 種災(zāi)害在當(dāng)年總災(zāi)害中所占的比重進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析2011—2019 年各類災(zāi)害引發(fā)的災(zāi)害程度。由圖 2 可以看出，2012、2014、2015 年 4 種氣象災(zāi)害均有發(fā)生，2019 年災(zāi)害發(fā)生次數(shù)最多，為31 次；2015年災(zāi)害發(fā)生次數(shù)較多，為 30 次；2011、2013、2017 年均為 29 次；2014 年為 26 次；2016、2018 年均為 25 次；2012 年最少，為23 次。每年都有不同程度的冰雹和暴雨洪澇災(zāi)害發(fā)生，其中，冰雹災(zāi)害比重超過50%的年份主要發(fā)生在2011—2012、2014—2016 年；暴雨洪澇災(zāi)害比重超過50%的年份主要發(fā)生在2013、2018、2019 年；干旱災(zāi)害比重較大的年份主要出現(xiàn)在 2011、2015、2017 年；低溫凍害比重相對(duì)較少，僅在2018 年較為突出。

圖2 主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害比重和次數(shù)年分布

3.1.2 月、季變化 慶陽市一年中，除11、12 月外，其余每個(gè)月都有氣象災(zāi)害發(fā)生，但每個(gè)月發(fā)生氣象災(zāi)害頻率及特征具有較大區(qū)別，分析2011—2019 年各月發(fā)生氣象災(zāi)害次數(shù)的變化。由圖3 可以看出，秋冬兩季發(fā)生氣象災(zāi)害次數(shù)較少，春、夏季和秋初氣象災(zāi)害次數(shù)相對(duì)較多，氣象災(zāi)害主要集中在4—9月，其中，6—8 月較為明顯。由于慶陽市屬于半濕潤(rùn)半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，強(qiáng)對(duì)流、短時(shí)強(qiáng)降水等易發(fā)生，而冰雹、暴雨的氣象災(zāi)害又主要集中在春末、夏季、秋初，這與慶陽市的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式有很大關(guān)系，春季至秋初是農(nóng)田農(nóng)事活動(dòng)和各種農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育關(guān)鍵階段，氣象條件的變化對(duì)其影響較大，一些異常天氣多能造成農(nóng)業(yè)災(zāi)害和損失。而秋末、冬季各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)較少，越冬作物處于休眠期，出現(xiàn)氣象災(zāi)害后造成的影響較小。

3.2 災(zāi)害造成的農(nóng)業(yè)損失特征

3.2.1 總災(zāi)害損失變化 慶陽市氣象災(zāi)害發(fā)生次數(shù)與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失、農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積、農(nóng)業(yè)成災(zāi)面積的相關(guān)系數(shù)＜0.4，相關(guān)性較低；而農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失與農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積、農(nóng)業(yè)成災(zāi)面積的相關(guān)系數(shù)＞0.9，具有很強(qiáng)的相關(guān)性?？梢姡瑸?zāi)害發(fā)生次數(shù)與造成的災(zāi)害損失并無直接關(guān)系，而是與造成災(zāi)害損失的災(zāi)害種類有關(guān)。慶陽市氣象災(zāi)害累計(jì)造成的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失460 321.8 萬元、農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積 1 235 235.6 hm2、農(nóng)業(yè)成災(zāi)面積682 489.6 hm2。農(nóng)業(yè)受災(zāi)作物主要有小麥、玉米、大豆、胡麻、蕎麥、糜子、谷子、高粱，一些蔬菜瓜果，如油菜、西瓜、蘋果，以及中藥材等，其中，受災(zāi)最多的是小麥、玉米及豆類。

2011—2019 年農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)造成的損失變化特征如圖4 所示，近年來這4 種災(zāi)害對(duì)慶陽市造成的損失呈波動(dòng)變化，2015、2017 年損失最為嚴(yán)重，其余年份變化較為平緩，特別是近2 年，呈明顯下降趨勢(shì)，這與氣象工作精準(zhǔn)預(yù)報(bào)、及時(shí)服務(wù)有密切的關(guān)系。2011—2019 年各農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)造成的損失對(duì)比如圖5 所示，干旱造成的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失、農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積以及農(nóng)業(yè)成災(zāi)面積均最為嚴(yán)重，其次為冰雹災(zāi)害，暴雨洪澇和低溫凍害造成的影響最小。其中，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失、農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積以及農(nóng)業(yè)成災(zāi)面積三者的變化趨勢(shì)基本一致。

3.2.2 各類災(zāi)害損失變化 慶陽市每年都有不同程度農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害發(fā)生，且每年并不是每種災(zāi)害類型均會(huì)發(fā)生。按受災(zāi)比重大小分析冰雹、暴雨洪澇、干旱以及低溫凍害的年際變化特征。

冰雹災(zāi)害是在溫暖季節(jié)發(fā)生的短時(shí)強(qiáng)烈的局部性災(zāi)害，具有突發(fā)性、局部性、歷時(shí)短和影響大的特征［18］，出現(xiàn)時(shí)一般伴隨有大風(fēng)、雷暴等強(qiáng)對(duì)流天氣現(xiàn)象，常發(fā)生在夏糧收割、秋糧生長(zhǎng)拔節(jié)的重要時(shí)刻，特別是夏、秋兩季農(nóng)作物遭雹災(zāi)后，農(nóng)作物葉碎稈折、花穗被毀、子粒脫落，嚴(yán)重的顆粒無收。慶陽市冰雹災(zāi)害主要發(fā)生在春末、夏季、秋初時(shí)段的4—10 月，其中，5、6、9 月最為明顯。近年來，冰雹災(zāi)害對(duì)慶陽市農(nóng)業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失151 407.1 萬元、受災(zāi)面積249 404.1 hm2、成災(zāi)面積163 202.5 hm2。2011—2019 年冰雹災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)造成的損失變化如圖6a所示，冰雹災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失、農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積、農(nóng)業(yè)成災(zāi)面積變化整體均呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，下降速率分別為 2 002.4 萬元∕年（r=0.53＞r0.1）、4 798.6 hm2∕年（r=0.89＞r0.001）、3 927.1 hm2∕年（r=0.92＞r0.001），其中，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失通過0.01 顯著檢驗(yàn)，農(nóng)業(yè)受災(zāi)、成災(zāi)面積均通過0.001 極顯著檢驗(yàn)。這與近年來冰雹預(yù)報(bào)預(yù)警及監(jiān)測(cè)技術(shù)的提高、人工消雹能力的增強(qiáng)、農(nóng)業(yè)防雹工作的改善等預(yù)防措施有關(guān)。

暴雨洪澇災(zāi)害的發(fā)生一般由連續(xù)性、區(qū)域性的暴雨強(qiáng)降水引發(fā)，并伴有山體滑坡、泥石流等次生災(zāi)害，會(huì)出現(xiàn)低洼地區(qū)淹沒、漬水的現(xiàn)象［19］，危害農(nóng)作物生長(zhǎng)，造成作物減產(chǎn)或絕收，破壞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及其他產(chǎn)業(yè)的正常發(fā)展。慶陽市暴雨洪澇災(zāi)害主要發(fā)生在春末、夏季、秋初時(shí)段的4—9 月，正值農(nóng)事活動(dòng)期，其中，7、8 月最為明顯。近年來，暴雨洪澇災(zāi)害對(duì)慶陽市農(nóng)業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失65 764.0 萬元、受災(zāi)面積 78 640.2 hm2、成災(zāi)面積 50 112.5 hm2。2011—2019 年暴雨洪澇災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)造成的損失變化如圖6b 所示，暴雨洪澇災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失、農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積、農(nóng)業(yè)成災(zāi)面積變化整體均呈下降趨勢(shì)，其中，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失下降速率為1 693.4 萬元∕年，農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積、農(nóng)業(yè)成災(zāi)面積下降速率分別為1 108.5、1 493.3 hm2∕年，最嚴(yán)重的災(zāi)害損失均出現(xiàn)在2013年，主要是由于“2013.7.14”環(huán)縣連續(xù)暴雨造成了樊家川暴洪災(zāi)害，上游河道洪水下涌使得河水漲滿、堤岸垮塌、農(nóng)田淹沒，農(nóng)作物受損嚴(yán)重，導(dǎo)致災(zāi)害明顯高于其他年份。

干旱災(zāi)害是長(zhǎng)期無雨或少雨、空氣干燥、土壤缺水的氣候現(xiàn)象，具有延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、波及范圍廣的特點(diǎn)［20］，會(huì)使農(nóng)作物水分平衡遭到破壞而導(dǎo)致農(nóng)作物發(fā)育期延緩、發(fā)育不良或者是退化，造成農(nóng)作物減產(chǎn)或絕產(chǎn)［21］，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上最主要的自然災(zāi)害。慶陽市干旱災(zāi)害基本遍布全年，其中，1、2、3、10 月較為突出。近年來，干旱災(zāi)害對(duì)慶陽市農(nóng)業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失 218 977.0 萬元、受災(zāi)面積 827 840.1 hm2、成災(zāi)面積400 163.1 hm2。2011—2019 年干旱災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)造成的損失變化如圖6c 所示，干旱災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失、農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積、農(nóng)業(yè)成災(zāi)面積變化均呈升-降-升-降交替變化的趨勢(shì)，但峰值出現(xiàn)年份不同，造成的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失2017 年最為嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積和成災(zāi)面積2015 年最大。慶陽市屬于雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，基本無灌溉條件，關(guān)鍵時(shí)段降水量分布不均，雖有人工增雨作業(yè)，但受降水量級(jí)及區(qū)域限制，干旱災(zāi)害變化起伏仍較大。

低溫凍害主要是農(nóng)作物的生產(chǎn)環(huán)境低于其正常生長(zhǎng)所要求的臨界溫度，造成作物損傷及減產(chǎn)的災(zāi)害［22，23］。遭遇低溫凍害的農(nóng)作物不僅會(huì)受品種、數(shù)量和質(zhì)量的影響，還會(huì)受降溫幅度和持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短的影響［24］。慶陽市的低溫凍害主要發(fā)生在春季、秋末時(shí)段的 3—5 月、10 月，其中，3、4 月最為明顯。近年來，低溫凍害災(zāi)害對(duì)慶陽市農(nóng)業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失24 173.7 萬元、受災(zāi)面積79 351.2 hm2、成災(zāi)面積69 011.5 hm2。2011—2019 年冰雹災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)造成的損失變化如圖6d 所示，低溫凍害對(duì)農(nóng)業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失、農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積、農(nóng)業(yè)成災(zāi)面積變化較為一致，均在2018 年出現(xiàn)了一個(gè)明顯的峰值。近年來氣溫升高、物候提前，作物發(fā)育受冷空氣影響明顯，且2018 年4 月2—7 日是一次全國(guó)性的強(qiáng)冷空氣過程，其影響范圍大、強(qiáng)度強(qiáng)，造成了大范圍劇烈降溫和雨雪天氣，使得眾多農(nóng)作物受到嚴(yán)重危害，而慶陽市正好處于遭受嚴(yán)重低溫凍害區(qū)域之內(nèi)［25］。

3.3 災(zāi)害空間分布特征

不同地區(qū)每年糧食播種面積與遭受自然災(zāi)害的受災(zāi)面積不等，造成災(zāi)害的危害程度不同［5］。本研究采用受災(zāi)率作為定量表征指標(biāo)，進(jìn)行慶陽市受災(zāi)情況的空間分析。2011—2019 年慶陽市農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害受災(zāi)率的空間分布如圖7 所示，對(duì)農(nóng)業(yè)影響較大的幾類氣象災(zāi)害空間分布均由東南向西北遞增。鎮(zhèn)原縣受災(zāi)最為嚴(yán)重，受災(zāi)率達(dá)81.61%；其次為環(huán)縣，受災(zāi)率略低于鎮(zhèn)原縣，為74.89%；其余縣區(qū)受災(zāi)率相對(duì)較小，由大到小依次為寧縣（22.51%）、慶城縣（21.18%）、合水縣（12.05%）、華池縣（10.25%）、西峰區(qū)（8.21%）、正寧縣（3.25%）；受災(zāi)最為嚴(yán)重的鎮(zhèn)原縣與受災(zāi)最輕的正寧縣受災(zāi)率相差近25 倍。

圖6 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)造成的損失變化

災(zāi)情的空間分布不僅與災(zāi)害性天氣的強(qiáng)弱有關(guān)，還與發(fā)生地的經(jīng)濟(jì)特征以及當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境有關(guān)，同樣的災(zāi)害性天氣發(fā)生在不同的地方會(huì)產(chǎn)生不一樣的災(zāi)情［2］。就慶陽市的地形進(jìn)行分析，西峰區(qū)、正寧縣和合水縣多為塬區(qū)，地勢(shì)平坦，農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害相對(duì)較少，故受災(zāi)程度較輕；而鎮(zhèn)原縣、環(huán)縣、慶城縣等地多為川道，天氣現(xiàn)象較為復(fù)雜，極易受農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害影響，受災(zāi)程度較為嚴(yán)重。同時(shí)，慶陽市的西北部屬于干旱半干旱氣候區(qū)，多年植被覆蓋率低、土層疏松、河網(wǎng)稀疏，易發(fā)生干旱等農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，又由于其土壤沙漠化較為嚴(yán)重，特別是受災(zāi)較重的鎮(zhèn)原縣、環(huán)縣，遇暴雨易發(fā)生洪澇，影響秋收、秋播生產(chǎn)，甚至引發(fā)泥石流、山體滑坡等衍生地質(zhì)災(zāi)害；而東南部植被豐富，受子午嶺林區(qū)的影響，形成了局地小氣候，凍害較輕，同時(shí)降水雖較多，但土壤注水率強(qiáng)，反而不易發(fā)生洪澇災(zāi)害。特別是其中的雹災(zāi)在地域分布上西北部多于東南部，山區(qū)多于塬區(qū)，陰山多于陽山，這與慶陽市多雹區(qū)和少雹區(qū)的分布有關(guān)。其中一個(gè)多雹區(qū)位于區(qū)域內(nèi)西北部山區(qū)，主要在環(huán)縣的中南部和鎮(zhèn)原縣的西北部，該區(qū)域?yàn)樯絽^(qū)且毗鄰六盤山；另一個(gè)多雹區(qū)位于合水縣、正寧縣、寧縣等地東部的子午嶺邊坡地帶。其中一個(gè)少雹區(qū)位于寧縣的早勝塬，為海拔高度相對(duì)較低塬區(qū)，地勢(shì)平坦；另一個(gè)少雹區(qū)位于環(huán)縣北部的沙漠邊緣。從而造成了農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害受災(zāi)率空間分布不均的特征。

圖7 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害受災(zāi)率空間分布

4 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害分級(jí)及年景評(píng)估

根據(jù)慶陽市2011—2019 年主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害受災(zāi)率標(biāo)準(zhǔn)化值Zi和均方差δ，以研究區(qū)域多年的農(nóng)作物受災(zāi)實(shí)際情況為基礎(chǔ)，采取分級(jí)賦值法（0～10）將指標(biāo)進(jìn)行量化，歷年災(zāi)情等級(jí)的分值根據(jù)成災(zāi)率標(biāo)準(zhǔn)化值的大小用內(nèi)插等分的方法得到［26］。將慶陽市農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害劃分為輕災(zāi)小 災(zāi)（0 ≤Zi＜ 0.5）、中 災(zāi)（0.5 ≤Zi＜ 1.0）、大 災(zāi)（1.0 ≤Zi＜ 1.5）、重災(zāi)（Zi≥ 1.5）5 個(gè)等級(jí)，等級(jí)分值分別為0～2、2～4、4～6、6～8、8～10。根據(jù)上述方法進(jìn)行劃分和歸類，得到慶陽市2011—2019 年不同災(zāi)種的災(zāi)情等級(jí)劃分結(jié)果（表1）和農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害損失年景評(píng)估（表2）。

由表1 可知，慶陽市主要?dú)庀鬄?zāi)害出現(xiàn)輕災(zāi)及以下的年份占總時(shí)段的33.3%～88.9%，出現(xiàn)小災(zāi)的年份占0～22.2%，出現(xiàn)中災(zāi)的年份占0～33.3%，出現(xiàn)大災(zāi)的年份占0～11.1%，出現(xiàn)重災(zāi)的年份占0～22.2%。其中，冰雹災(zāi)害涉及輕災(zāi)、小災(zāi)、中災(zāi)、大災(zāi)的年份為 1～3 年，重災(zāi)年份為0；暴雨洪澇、干旱、低溫凍害災(zāi)害僅出現(xiàn)了輕災(zāi)和重災(zāi)，年份分別為7～8年和1～2 年。由此可見，冰雹災(zāi)害造成的農(nóng)業(yè)致災(zāi)程度在大災(zāi)及以下，但均有影響；暴雨洪澇、干旱以及低溫凍害這3 種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，要么造成的農(nóng)業(yè)致災(zāi)程度極輕，要么損失極重，致災(zāi)程度極端性明顯，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生極為不利的影響。由表2 可知，對(duì)不同年份農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害造成的整體受災(zāi)情況初步評(píng)估可知，2011、2012、2014、2016、2018、2019 年為慶陽市農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害輕災(zāi)年；2013 年為農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害小災(zāi)年；2017 年為農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害大災(zāi)年；2015 年為農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害重災(zāi)年。評(píng)估結(jié)果與慶陽市受災(zāi)歷史記錄較為一致，評(píng)估方法適用。

表1 2011—2019 年慶陽市農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害等級(jí)劃分結(jié)果（單位：年）

表2 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害損失年景評(píng)估

5 小結(jié)與討論

利用2011—2019 年慶陽市農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害資料，分析農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的時(shí)空分布特征，并開展農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害年景評(píng)估研究，得到如下結(jié)論。

1）對(duì)農(nóng)作物造成明顯影響的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害中，所占比重表現(xiàn)為冰雹＞暴雨洪澇＞干旱＞低溫凍害＞大風(fēng)＞連陰雨，其中，大風(fēng)和連陰雨造成災(zāi)害次數(shù)較少；冰雹、暴雨洪澇、干旱以及低溫凍害發(fā)生頻次較高，確定為慶陽市出現(xiàn)的主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。

2）從農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害時(shí)間分布來看，每年均不同程度上受農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害影響，造成的農(nóng)作物受災(zāi)面積波動(dòng)較大。就頻次時(shí)間分布而言，每年都有不同程度的冰雹和暴雨洪澇災(zāi)害發(fā)生，其中，冰雹災(zāi)害比重超過50%的年份為2011—2012、2014—2016 年；暴雨洪澇災(zāi)害比重超過50%的年份為2013、2018、2019 年；干旱災(zāi)害比重較大的年份為2011、2015、2017 年；低溫凍害比重相對(duì)較少，僅2018 年較為突出。秋冬兩季發(fā)生氣象災(zāi)害次數(shù)較少，春、夏、秋初季氣象災(zāi)害次數(shù)相對(duì)較多，氣象災(zāi)害主要集中在4—9 月，其中6—8 月較為明顯。就造成農(nóng)業(yè)損失而言，近年來呈現(xiàn)出波動(dòng)變化，2015、2017 年損失最為嚴(yán)重，其余年份變化較為平緩，特別是近2 年，呈明顯下降趨勢(shì)。干旱造成的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失、農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積以及農(nóng)業(yè)成災(zāi)面積均最為嚴(yán)重，其次為冰雹災(zāi)害，暴雨洪澇和低溫凍害對(duì)農(nóng)作物造成的影響最小。從農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害空間分布來看，受災(zāi)率表現(xiàn)為鎮(zhèn)原縣＞環(huán)縣＞寧縣＞慶城縣＞合水縣＞華池縣＞西峰區(qū)＞正寧縣；受災(zāi)最嚴(yán)重地區(qū)與最輕地區(qū)受災(zāi)率相差近30 倍。

3）從農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害分級(jí)及年景評(píng)估來看，冰雹災(zāi)害造成的農(nóng)業(yè)致災(zāi)程度均在大災(zāi)及以下，但均有影響；暴雨洪澇、干旱以及低溫凍害這3 種災(zāi)害致災(zāi)程度極端性明顯；2013 年為慶陽市小災(zāi)年，2017 年為大災(zāi)年；2015 年為重災(zāi)年，其余年份均為輕災(zāi)年，與慶陽市受災(zāi)歷史記錄較為一致。