黑龙江省农业气象灾害分布特征及其对农业生产的影响

王秋京，吕佳佳，李秀芬，王　萍，马国忠

(1.黑龙江省气象科学研究所，哈尔滨 150030；2.黑龙江省气象台，哈尔滨 150030)



黑龙江省农业气象灾害分布特征及其对农业生产的影响

王秋京1，吕佳佳1，李秀芬1，王萍1，马国忠2

(1.黑龙江省气象科学研究所，哈尔滨 150030；2.黑龙江省气象台，哈尔滨 150030)

摘要：利用黑龙江省1987—2006年的粮食总产及气象灾害普查资料，分析了黑龙江主要农业灾害(包括洪涝灾害、干旱灾害、低温灾害、风雹灾害)的变化特征及其对农业生产的影响。结果表明：1987—2006年黑龙江农业受灾程度和粮食总产呈波动性变化，灾损严重年份农业总产基本也呈减产趋势，灾害性天气直接影响着农业生产。黑龙江近年来旱灾和涝灾表现为周期性存在，干旱灾害的发生面积大，但在危害程度上，是洪涝危害重。从农业灾害的空间分布来看，黑龙江西部地区干旱发生频率较大，冰雹的分布总体是中北部多，东南、西南部少。

关键词：农业气象；灾害分布；农业生产；影响分析；黑龙江省

1研究目的

农业气象灾害是指农业生产过程中所遇到的致使农作物生长发育受阻，产量下降的不利气候条件的总称，包括水灾、旱灾、干热风、台风、低温冷害、冰雹与连阴雨等[1]。黑龙江省所处的地理位置比较特殊，地貌多样，季风特征非常显著，气温地域差异大，水热不均，是农业生产较为脆弱的地区，同时也易受全球气候变化的影响，气候异常的概率将大大增加，涝灾、干旱、冷害等气象灾害频发，对黑龙江省的农业生产造成较大的危害[2-3]。根据省民政厅发布的自然灾害损失统计资料，每年由于自然灾害所造成的损失占全省全年 GDP的2%～4%，全省因水、旱灾造成的粮食减产约占同期粮食总产量的12%，其他自然灾害造成的粮食减产约占5%[4]。农业气象灾害对农业生产的负面影响主要表现在使农作物产量和品质下降、农业设施遭到破坏、生产者遭受巨大的经济损失。近十年黑龙江省先后遭遇了2000—2004年连年春旱、2002年和2006年低温冷害、2010年初暴雪及2013年洪水等气象灾害。据统计，单是2002年的低温冷害全省粮食总产减产近10%，其中水稻减产幅度较大，为20%[5]。这说明农业气象灾害对农作物品质及产量造成了不利影响。农业气象灾害可以通过气象预报及农业和农村经济结构调整，最大限度减轻或减免灾害损失。随着科学技术的不断进步，气象灾害的预报预警已成为有效的抗灾手段之一，挽回了巨大的经济损失，并取得了良好的经济效益。为了更加科学、准确地对黑龙江省为农服务人员及农业生产者提供优质高效的气象服务，首先要清楚黑龙江省农业气象灾害的特征和分布，这对农作物生产关键环节能够提出有针对性的气象服务、合理配置气象部门服务资源、提高农业气象服务的敏感性和针对性、提高农业防灾减灾能力意义重大。

2研究方法

数据主要来源于黑龙江省1987—2006年气象灾害普查资料(包括洪涝灾害、干旱灾害、低温灾害、风雹灾害及病虫害等主要农业灾害的受灾面积及成灾面积)、黑龙江省历年(1981—2010年)的逐日气象资料、黑龙江省1971—2008年80个气象观测站冰雹资料和《黑龙江统计年鉴》。用OriginPro和GIS统计分析及作图。

3结果分析

3.1黑龙江省农业气象灾害对粮食生产的影响

黑龙江省是我国的农业大省，是我国的粮食主产区和商品粮基地，在我国的粮食生产中占有重要的地位[6]。随着黑龙江省粮食种植面积的扩大和商品总量的增加，农业气象灾害造成的损失风险增加，不仅给生产者造成经济损失，甚至还可能影响全国粮食市场稳定供应。

图1为1987—2006近30 a年来黑龙江省农业气象灾害与粮食产量时间序列趋势图(注：图中缺少1989和1990两年粮食产量数据)，受灾与成灾的面积呈现出一定周期性波动。1991、1997和1998年黑龙江总受灾面积较大。随着农业科技水平的提高，推动粮食产量的增加，然而农业气象灾害受灾面积(尤其是成灾面积)相对较大的年份，粮食产量也受到影响。1987年粮食总产为1.77×107t，2006 年为 3.78×107t，为 1987年的 2.1倍。2000 年和2003 年旱灾较严重，对粮食总产影响较大，呈明显下降趋势，2003 年为近十年最低，为 2.51×107t，本年总受灾程度也较高，各类农业气象灾害成灾总面积为2.59×106hm2。2004 到 2006 年的粮食总产量呈增加趋势，对应的成灾面积相对减少，说明受到的农业气象灾害的影响较少，因此黑龙江的农业气象灾害直接影响着粮食总产量。成灾面积越大，粮食减产越多，说明灾害的危害越重。

图1　黑龙江省农业气象灾害与粮食总产变化趋势图

3.2黑龙江省农业气象灾害时序变化

为了进一步掌握黑龙江省各气象灾害的发生特征，着重分析干旱、洪涝、风雹和低温灾害这四类气象灾害在当年总灾害中所占的比重。根据统计资料的收集，我们对1987—2006 年的黑龙江省四类农业气象灾害的受灾面积统计资料进行分析，如图2所示，数据表明气象灾害中以洪涝灾害和干旱灾害所占比重最大，是影响农业生产的主要因素，二者所占比重分别为31%和45%。洪涝灾害和干旱灾害表现为相反的变化过程，表现为此消彼长的趋势，这也是近30 a来黑龙江旱涝发展的新特征。此结果与林毅[3]、周长生等[7]的研究结果相一致。

图2　黑龙江省灾害所占比重趋势图

3.3黑龙江省农业气象灾害对农业经济的影响

我们对 1987—2006 年的黑龙江省各类气象灾害的农业经济损失资料进行分析，表1为作物播种-成熟期灾害损失百分率，结果说明，洪涝、干旱和低温冷害(包括霜冻)均是造成黑龙江省农业经济损失的重要气象灾害。三种灾害对全省农业经济的影响约占各种自然灾害对农业经济影响总和的89.4%。虽然农业气象灾害在发生面积上是旱灾面积大，但在危害程度上，是洪涝危害重。

表1　作物播种-成熟期灾害损失率

3.4黑龙江省农业气象灾害空间分布特征

3.4.1干旱空间分布特征

黑龙江省干旱形成的因素很多，主要是天气气候条件。因受季风气候影响，黑龙江省降水具有明显的冬、春季少，夏、秋季多的特点[2]。另外，干旱还受地理位置、地形、土壤、水文、地质、作物种类以及人为影响(主要是破坏生态环境)等因素[8]。旱灾在全省各地都有发生，但在空间分布上有明显的地域特点。西部地区春旱最为严重，其干旱面积约是东部地区的两倍，素有“十年九春旱”之说[9]。旱灾出现频繁且往往持续时间较长，近50年来，西部发生春旱的概率在50%～80%，近10 a来西部旱区的干旱频率明显增加，春旱、夏旱或春夏连旱几乎年年发生[10]。

采用春季湿润系数C做为鉴定春季干旱程度的指标，利用黑龙江省历年(1981—2010年)的气象资料分析计算得出春季湿润系数图(图3)。我们把C=0.65作为春旱的界限指标，C≤0.5干旱严重；0.5

根据C的分布将全省分成4种不同类型的春旱区。严重春旱区主要分布在松嫩平原西部，包括齐齐哈尔西部、大庆地区及青冈、兰西、安达、肇东、肇州、双城、集贤等地，本区春旱严重，且有“十年九旱”之说，特别是春播期危害较大。讷河、富裕、克山、依安、拜泉、明水、望奎、绥化市、哈尔滨市、巴彦、宾县、阿城、五常等地为重春旱区。轻春旱区包括黑河地区、三江平原大部、牡丹江大部、哈尔滨地区东部、伊春地区南部及庆安、绥棱、海伦、克东等地。轻春旱易涝区包括大兴安岭大部、伊春北部及绥芬河等地。

图3　黑龙江省春季湿润系数分布图

3.4.2冰雹空间分布特征

冰雹是黑龙江省常见的一种自然灾害性天气，大部分县市均遭受到不同程度的雹灾。冰雹不但常常毁坏庄稼、砸伤人畜，对房屋建筑、交通运输、工业等方面也都带来不同程度的影响[12]。

采用黑龙江省1971—2008年80个气象观测站冰雹资料，计算得出黑龙江省冰雹地域分布图。雹日的定义：气象观测站出现冰雹计为一个冰雹日。根据《地面气象观测规范》，气象日界区分为20:00时。假定某一天冰雹过程出现2次或以上时，按1个冰雹日计算。某一次冰雹过程跨越20:00时，按2个冰雹日计算[13]。由图4可知，黑龙江省冰雹的分布总体是中北部多，东南、西南部少。降雹次数形成明显的从平原-丘陵-山脉迎风坡逐渐增多的空间分布[14]。小兴安岭南端为黑龙江省降雹的中心，多雹区主要集中在山区和狭管地带，松花江中游的呼兰河和通肯河流域冰雹日数也较多，少雹区多在平原附近。大兴安岭东部，黑河、伊春大部，绥化北、东部，哈尔滨西、南部，三江平原个别县(市)及绥芬河等26个台站历年平均雹日在 1.5d 以上，为黑龙江省的冰雹次易发区；塔河、新林、孙吴、海伦、绥棱、庆安、五常等 7个台站的年雹日为 2.0～2.5d，为黑龙江省的冰雹易发区，年雹日高值中心位于大兴安岭的塔河、新林；位于大兴安岭地区西部、松嫩平原、三江平原的大部分县(市)年雹日相对较少，为冰雹不易发区，其中齐齐哈尔、富裕、泰来、杜蒙、大庆、肇州、通河、桦川、七台河市、讷河、东宁、北极村、漠河等 13个测站的年降雹日≤1 d。

图4　1971—2008年黑龙江省

3.5黑龙江省近8年的产值变化情况

图5为近8年(2005—2012年)黑龙江省地区生产总值、农业总产值(农林牧渔业)、农业增加值(农林牧渔业)变化情况。由图可见，无论是GDP，还是总产值和增加值都呈上升趋势，2011年增加尤其显著。其中GDP年平均递增了1168亿元，农业总值年平均递增了380亿元，农业增加值平均每年增加204亿元。随着全球气候变暖，极端天气气候事件频繁，导致暴雨、洪涝、干旱、台风、冷害、沙尘暴等气象灾害频繁发生，对农业、林业等高敏感行业的影响度越来越大，造成的损失越来越重，但是对于黑龙江省农业各种产值的影响较小[15-16]。忽略其他因素的影响，原因主要有3点；①随着中央资金的大力支撑，全省农业防灾减灾工程建设能力的不断增加，使得农业抵御气象灾害的能力加强；②科技的进步及农户获得农业信息途径的增多，趋利避害，提高了农户应对灾害发生的能力；③黑龙江省气象局向相关农业管理部门及农户提供了多份及时、准确的气象情报和具有针对性的专题、专项气象服务，减少了由气象灾害给农业带来的经济损失。

图5　2005—2012年黑龙江省农业产值趋势图

4结论和讨论

1)1987—2006年黑龙江农业灾害呈波动性变化，1991、1997、1998、2000年和2003年受灾较严重。尤其2000年和2003年旱灾较严重，对粮食总产影响较大，呈明显下降趋势。

2)黑龙江近年来旱灾和涝灾表现为周期存在，干旱灾害的发生面积大，但在危害程度上，是洪涝危害重。洪涝、干旱和低温冷害(包括霜冻)对全省农业经济的影响约占各种自然灾害对农业经济影响总和的89.4%。三种灾害均是造成黑龙江省农业经济损失的重要气象灾害。

3)从空间分布特征来看，黑龙江西部地区干旱发生频率较大，冰雹的分布总体是中北部多，东南、西南部少。

除了气象要素本身的异常变化外，农业气象灾害的发生、程度、影响大小还与作物种类、所处发育阶段和生长状况、土壤水分、管理措施等多种因素密切相关[17]。农业气象灾害应综合考虑天气气候和作物特性两个方面，作物处于不同的生育期，灾害性天气对其影响程度差异较大。干旱如果发生在春季播种期，土壤水分亏缺会影响作物种子的正常发芽和出苗，严重时很可能出现大面积的作物枯死，造成绝收。秋旱对农作物一般影响不大，因绿色已经覆盖地面，蒸发量较小，对产量影响较小。作物在营养生长阶段如果遇到灾害性天气或不利天气条件的影响，当后期条件转好后，作物有恢复或弥补这些影响的特性，对最终产量的影响较小；在作物生殖生长阶段，特别是在生殖生长初期，如果遇到灾害性或不利天气条件的影响，即使后期条件转好，作物长势也很难恢复或弥补，最终会对产量造成较大的影响，甚至绝收[18]。灾害天气发生在关键农时季节，对作物长势及后期的产量影响是十分重要的。今后气象在农业方面的服务应重点考虑作物发育阶段特性，参照农业气象灾害发生特点、农业生物特性，采取的相应防御措施，将在一定程度上减轻灾害损失，保证农业持续稳定发展。

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Distribution Characteristics of Heilongjiang Provincial Agricultural Meteorological Disasters and Effect on Agricultural Production

WANG Qiu-jing1；LV Jia-jia1;LI Xiu-fen1;WANG Ping1and MA Guo-zhong2

(1.Heilongjiang Provincial Meteorological Science Research Institute，Harbin 150030，China;2.Heilongjiang Provincial Observatory，Harbin 150030，China)

Abstract：The survey data about total grain yield and meteorological disasters of Heilongjiang Province from 1987 to 2006 were used to analyze the change characteristics of main agricultural disasters in Heilongjiang Province (including flood disaster，drought disaster，low-temperature disaster and hail disaster) and effect on the agricultural production.The results show that the degree of disasters and total grain yield of Heilongjiang Province from 1987 to 2006 were fluctuating，the agricultural production in the worst year of disaster losses also showed a trend of decrease in production and the disastrous weather had a direct impact on agricultural production.In recent years，the drought and waterlogging existed in periodicity in Heilongjiang Province，the area of drought disasters was large，but to the degree of damage，severe in the flood and waterlogging.In view of the spatial distribution of the agricultural disasters，the occurrence frequency of the drought disasters is high in the western Heilongjiang Province，and the general distribution of hail is more in the middle and northern parts and less in the southeast and southwest.

Key words：agricultural meteorology;distribution of disasters;agricultural production;effect analysis;Heilongjiang Province

文章编号：1007-7596(2016)04-0057-05

[收稿日期]2016-03-07

中图分类号：S162.3

文献标识码：A

[作者简介]王秋京(1979-)，女，黑龙江哈尔滨人，硕士，高级工程师，从事应用气象方面；吕佳佳(1984-)，女，黑龙江哈尔滨人，硕士，工程师，从事应用气象方面。

[资助项目]黑龙江省气象软件科学研究项目(HQ—R201504)和中国气象局气候变化专项项目(CCSF201410)共同资助。