山東地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的變化特征對(duì)主要農(nóng)作物的影響

徐 祎 鄒俊麗 劉 明

（山東省泰安農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站，山東 泰安 271000）

全球氣候變暖已成為不爭(zhēng)的事實(shí)。在此大背景下，全球各類極端災(zāi)害性天氣顯著增多。我國(guó)也不例外，每年均會(huì)因?yàn)楦黝愞r(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害而造成較多的農(nóng)業(yè)損失[1]。農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害近些年來成為廣大氣象科研工作者研究的熱點(diǎn)，有大量學(xué)者針對(duì)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害展開了研究，并取得了大量成效。楊尚英等[2-3]學(xué)者指出影響我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要?dú)庀鬄?zāi)害有旱災(zāi)、水災(zāi)、冷凍害等類型。王秋京等[4]則采用灰色關(guān)聯(lián)法對(duì)黑龍江省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害特征及其對(duì)糧食產(chǎn)量的影響展開了研究。馬雅麗[5]用線性分析方法和灰色關(guān)聯(lián)分析方法探究了山西省主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害變化特征及其對(duì)農(nóng)業(yè)的危害；邱爽等[6]學(xué)者基于西南四省市的災(zāi)害數(shù)據(jù), 利用滑動(dòng)平均法、灰色關(guān)聯(lián)度分析法分析了農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的變化特征、各省市受災(zāi)程度的空間分布特征和氣象災(zāi)害對(duì)糧食產(chǎn)量的影響；陳楠等[7]、陶學(xué)林等[8]、孫振生等[9]、王華銀等[10]分別探究了菏澤市、邵陽市、海陽市、馬鞍山農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害及其防災(zāi)措施。

山東省地處中國(guó)東部沿海、黃河下游地區(qū)，地理坐標(biāo)處于34°22.9′~38°24.01′N、114°47.5′~122°42.3′E之間。境內(nèi)地形地貌復(fù)雜，氣候?qū)倥瘻貛Ъ撅L(fēng)氣候類型。降水集中，雨熱同季，春秋短暫，冬夏較長(zhǎng)，境內(nèi)干旱、臺(tái)風(fēng)、洪澇、風(fēng)雹、低溫凍害等氣象災(zāi)害出現(xiàn)概率較大，經(jīng)常給山東農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不利影響。因此，首先分析了山東省干旱、臺(tái)風(fēng)、洪澇、風(fēng)雹、低溫凍害等主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害變化特征，并重點(diǎn)探究了其對(duì)山東地區(qū)小麥、玉米等主要農(nóng)作物的影響，為趨利避害，促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)提供指導(dǎo)依據(jù)。

1 山東地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害特征

1.1 干旱災(zāi)害特征

干旱是在足夠長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，降水量嚴(yán)重不足，導(dǎo)致土壤蒸發(fā)而水分虧損，河川流量銳減，影響了人類生活的正常秩序以及農(nóng)作物正常生長(zhǎng)的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象。山東地區(qū)降水年際分布不均勻性，一年四季均會(huì)發(fā)生不同程度的干旱天氣，主要涉及到冬旱、春旱、伏旱或者冬春連旱、秋冬春連旱，具備波及范圍廣、發(fā)生頻率高、災(zāi)情嚴(yán)重以及危害性大等特征。春旱對(duì)處于需水旺長(zhǎng)的冬小麥有嚴(yán)重威脅，對(duì)幼苗生長(zhǎng)不利，會(huì)降低后期實(shí)穗率，對(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)均會(huì)產(chǎn)生影響。夏季，山東地區(qū)溫度較高，空氣中的蒸發(fā)速率加快，干旱會(huì)導(dǎo)致土壤缺水嚴(yán)重，難以滿足玉米生長(zhǎng)過程中對(duì)水分的需求，導(dǎo)致玉米枯萎，會(huì)造成農(nóng)作物減產(chǎn)甚至絕收，影響農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入水平。

1.2 臺(tái)風(fēng)災(zāi)害特征

在氣象學(xué)上，按世界氣象組織定義：熱帶氣旋中心持續(xù)風(fēng)速在 12 級(jí)-13 級(jí)（即32.7m/s~ 41.4 m/s）稱為臺(tái)風(fēng)或颶風(fēng)，臺(tái)風(fēng)通常指的是北太平洋西部（赤道以北，國(guó)際日期線以西，東經(jīng) 100 °以東）的熱帶氣旋。山東省臺(tái)風(fēng)主要發(fā)生于4~9月，尤其是夏季出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)的幾率較高。山東省臺(tái)風(fēng)具備影響范圍廣、破壞力度大以及災(zāi)情極端性強(qiáng)等特點(diǎn)，經(jīng)常各農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成十分嚴(yán)重?fù)p失。

1.3 洪澇災(zāi)害特征

山東省降水主要出現(xiàn)在汛期為4~9月份，特別是夏季（6~8月）暴雨天氣占全年暴雨日數(shù)的一半以上。降水系統(tǒng)較復(fù)雜，主要由中高緯西風(fēng)帶的系統(tǒng)造成，產(chǎn)生暴雨的主要因素是鋒面、渦流以及中小尺度對(duì)流；暴雨天氣常常引發(fā)洪澇災(zāi)害，極易沖毀道路、水利基礎(chǔ)設(shè)施、淹沒農(nóng)田等，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不利影響。

1.4 風(fēng)雹災(zāi)害特征

冰雹和大風(fēng)是山東地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)的災(zāi)害性天氣,兩者經(jīng)常同時(shí)出現(xiàn)，它出現(xiàn)的范圍雖然較小，時(shí)間也比較短促，但來勢(shì)猛、強(qiáng)度大，并經(jīng)常伴隨著強(qiáng)降水、急劇降溫等陣發(fā)性災(zāi)害性天氣過程。山東地區(qū)幾乎每年均會(huì)出現(xiàn)不同程度的冰雹災(zāi)害，一年中，冰雹主要發(fā)生于3~10月，特別是5~7月最為集中，經(jīng)常給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成極大危害。

1.5 低溫冷凍災(zāi)害特征

低溫冷凍災(zāi)害通常是由于來自極地的強(qiáng)冷空氣和寒潮侵入所導(dǎo)致的連續(xù)多日氣溫驟降，致使作物由于環(huán)境溫度太低而遭受損傷進(jìn)而致使作物產(chǎn)量大大減少的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。低溫冷凍災(zāi)害主要涉及到低溫連陰雨、低溫冷害、霜凍以及寒潮等。山東低溫連陰雨秋冬春比較嚴(yán)重。春季遇到低溫陰雨往往對(duì)春播春種危害極大。霜凍結(jié)合發(fā)生的季節(jié)，又可分為春季霜凍、秋季霜凍和冬季霜凍。秋末的寒潮常常會(huì)給北方帶來大范圍的初霜，使晚秋作物遭到凍害；春天的寒潮會(huì)引起南方的連陰雨；冬季的寒潮常常引起雪災(zāi)，給作物帶來嚴(yán)重凍害。

2 山東地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)主要農(nóng)作物的影響

山東地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害主要包括干旱、臺(tái)風(fēng)、洪澇、風(fēng)雹、低溫冷凍五個(gè)類型，在這里選擇灰色關(guān)聯(lián)分析統(tǒng)計(jì)方法來分析這些農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)山東地區(qū)主要農(nóng)作物小麥、玉米、棉花的影響情況。

2.1 山東地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)小麥的影響

在農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害與小麥的影響的關(guān)聯(lián)分析中，主要將山東地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害受災(zāi)比率當(dāng)成比較數(shù)列，將1950~2016年小麥產(chǎn)量當(dāng)成參考數(shù)列。由小麥產(chǎn)量和受災(zāi)比率的灰色關(guān)聯(lián)度分析了解到（表1），20世紀(jì)50年代、20世紀(jì)60年代、20世紀(jì)70年代山東地區(qū)臺(tái)風(fēng)受災(zāi)范圍和小麥的產(chǎn)量之間關(guān)聯(lián)性最大，風(fēng)雹災(zāi)害次之，也就是說20世紀(jì)50年代至70年代（1950-1979年）年臺(tái)風(fēng)是影響山東省小麥產(chǎn)量的一類主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。20世紀(jì)80年代山東省各農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的受災(zāi)范圍和小麥產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最大的為旱災(zāi)，洪澇災(zāi)害次之，風(fēng)雹災(zāi)害排第三，低溫排第四，臺(tái)風(fēng)關(guān)聯(lián)度最小，旱災(zāi)是山東省20世紀(jì)80年代（1980-1989年）對(duì)小麥產(chǎn)量造成影響最大的一類農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)00年代（1990-2008年）山東省各類農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的受災(zāi)范圍和小麥產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最大的為風(fēng)雹災(zāi)害，洪澇、旱災(zāi)次之，低溫較小，臺(tái)風(fēng)關(guān)聯(lián)性最小。21世紀(jì)10年代（2010-2016年）中，對(duì)小麥產(chǎn)量影響最大的為洪澇災(zāi)害?？偟膩碚f，在山東省各類農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害中，對(duì)小麥含量危害最大的為風(fēng)雹、洪澇以及旱災(zāi)。尤其是風(fēng)雹災(zāi)害在各個(gè)年代中的關(guān)聯(lián)度都比較大，成為對(duì)小麥影響特別大的一類農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，需要高度重視防雹減災(zāi)工作。

2.2 山東地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)玉米的影響

在農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害與玉米的影響的關(guān)聯(lián)分析中，主要將山東地區(qū)各類農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害當(dāng)成比較數(shù)列，將1950—2016年玉米產(chǎn)量當(dāng)成參考數(shù)列。由玉米產(chǎn)量和受災(zāi)比率的灰色關(guān)聯(lián)度分析了解到（表2），20世紀(jì)50年代、20世紀(jì)60年代對(duì)山東省玉米產(chǎn)量關(guān)聯(lián)性最大的一類氣象災(zāi)害為臺(tái)風(fēng)，風(fēng)雹次之。臺(tái)風(fēng)是山東省20世紀(jì)50年代至60年代（1950-1969年）影響玉米產(chǎn)量的最為關(guān)鍵的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。20世紀(jì)70年代受災(zāi)范圍與山東省玉米產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最大的為洪澇災(zāi)害；20世紀(jì)80年代受災(zāi)范圍與山東省玉米產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最高為旱災(zāi)。20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)00年代（1990-2009年）對(duì)東省玉米產(chǎn)量影響最大的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害是風(fēng)雹災(zāi)害。21世紀(jì)10年代(2010—2016年)中關(guān)聯(lián)性由大到小排列如下：低溫＞洪澇＞風(fēng)雹＞旱災(zāi)＞臺(tái)風(fēng)?？傮w來說，在近67年來，對(duì)玉米作物造成影響的最大的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害為風(fēng)雹災(zāi)害，其次是低溫冷凍災(zāi)害、旱災(zāi)。

表2 山東玉米產(chǎn)量與受災(zāi)比率的灰色關(guān)聯(lián)度分析

2.3 山東地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)棉花的影響

在農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害與棉花的影響的關(guān)聯(lián)分析中，主要將山東地區(qū)各類農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害當(dāng)成比較數(shù)列，將1950—2016年小麥產(chǎn)量當(dāng)成參考數(shù)列。由棉花產(chǎn)量和受災(zāi)比率的灰色關(guān)聯(lián)度分析了解到(表3)，20世紀(jì)50年代、20世紀(jì)60年代、20世紀(jì)70年代山東地區(qū)臺(tái)風(fēng)受災(zāi)范圍和棉花產(chǎn)量之間關(guān)聯(lián)性最大，20世紀(jì)80年代山東地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害受災(zāi)范圍和棉花產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度從大到小排列依次為：旱災(zāi)＞風(fēng)雹＞洪澇＞低溫＞臺(tái)風(fēng)，由此可知，山東地區(qū)20世紀(jì)80年代對(duì)棉花產(chǎn)量影響最大的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害為旱災(zāi)。20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)10年代（1990-2016年）的氣象災(zāi)害受災(zāi)范圍和棉花產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度從大到小排列依次為：風(fēng)雹＞洪澇＞旱災(zāi)＞低溫＞臺(tái)風(fēng)，由此可知風(fēng)雹近30年來對(duì)棉花產(chǎn)量影響最大的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害為風(fēng)雹。從整體情況分析來看，1950—2016年影響棉花作物產(chǎn)量的最為關(guān)鍵的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害包括風(fēng)雹、旱災(zāi)以及洪澇災(zāi)害。

表3 山東棉花產(chǎn)量與受災(zāi)比率的灰色關(guān)聯(lián)度分析

3 結(jié)論

總之，山東地區(qū)主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害包括干旱、臺(tái)風(fēng)、洪澇、風(fēng)雹、低溫冷凍五個(gè)類型，這些農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害出現(xiàn)概率較高，危害性較大，基本上每年均會(huì)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來不同程度的損失。采用灰色關(guān)聯(lián)法對(duì)山東省主要農(nóng)作物產(chǎn)量與氣象災(zāi)害受災(zāi)情況展開研究了解到，在山東省各類農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害中，對(duì)小麥含量危害最大的為風(fēng)雹、洪澇以及旱災(zāi)。尤其是風(fēng)雹災(zāi)害在各個(gè)年代中的關(guān)聯(lián)度都比較大，成為對(duì)小麥影響特別大的一類農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害；對(duì)玉米作物造成影響的最大的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害為風(fēng)雹災(zāi)害，其次是低溫冷凍災(zāi)害、旱災(zāi)。影響棉花作物產(chǎn)量的最為關(guān)鍵的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害包括風(fēng)雹、旱災(zāi)以及洪澇災(zāi)害。對(duì)于山東地區(qū)，最好種植耐干旱性作物，還需要注重防雹減災(zāi)工作以及汛期洪澇災(zāi)害的防御工作，盡可能保障農(nóng)作物的安全生長(zhǎng)，促進(jìn)山東地區(qū)農(nóng)業(yè)的持續(xù)、健康發(fā)展。