新疆农业气象灾害风险评估研究*

王芳芳，季 芬

（1.新疆气象局，新疆 乌鲁木齐 830002；2.乌兰乌苏农业气象试验站）

0 前言

在新疆地区，农业以绿洲农业为主体，因此对气象灾害的承受和恢复能力相对较低，尤其是进入新世纪后，新疆的气象灾害及其衍生的灾害种类增多、频率加快，灾情也更为严重，这些极端的气象事件为新疆农业发展带来了较为严重的经济损失。对新疆农业气象灾害风险进行评估研究，可以更好地了解新疆气象灾害形式及对农业生产产生的影响，从而为合理制定新疆农业气象适应政策和农业防灾减灾提供可靠依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

新疆位于我国西北边陲，地处东经73 040'～96 018'，北纬34 025'～48 010'，占地面积大约为166万km2。新疆远离海洋，身居内陆，加之四周有高山阻隔，因此形成了较为明显的温带大陆性气候，这使得新疆地区昼夜温差大，降水量少，整体较为干旱，年平均降水量大约为150 mm，同时各地区的降水量差距很大[1]。新疆的种植业主要分布在盆地边缘的绿洲带，为此，新疆农业又被称之为绿洲农业，灌溉用水主要是依靠高山积雪，小麦、玉米、高粱、棉花、甜菜、瓜果（葡萄、哈密瓜）是新疆绿洲的特色农产品。与内陆地区相比，新疆受全球气候变化影响更为显著，近些年新疆极端气候水文事件加剧，农业气象灾害风险不断加大。

1.2 研究数据来源

本次在对新疆农业气象灾害风险进行评估研究时，相关的数据资料主要来源于国家气象中心1970—2017年54个气象站的地面气候资料，气象灾害资料来源于中国种植信息网，选自1970—2017年新疆地区发生的水灾、旱灾、风雹灾、低温灾及具有受灾面积、农作物灾害波及面积的资料，调查中相关数据资料都通过了一致性检验，包括滑动t检验、偏离积累法检验和标准正态一致性检验等，同时使用了RclimaDex软件进行了相关数据分析，以保障对新疆农业气象灾害风险评估研究的准确性。

表1 新疆气象灾害各时间阶段成灾率和受灾率情况 %

1.3 风险评估方法

将新疆地区的水灾、旱灾、风雹灾、低温灾的总成灾率、受灾率及在新疆各市县的发生频率作为风险评估指标，具体而言，成灾率是灾害成灾面积与农作物播种面积之间的比值，而受灾率是灾害受灾面积与农作物播种面积之间的比值。同时，调查还使用了信息扩散论对新疆农业气象灾害风险做出评估，从而弥补调查资料数据的不足，进一步为评估结果的准确性提供保障[2]。具体而言，在信息扩散论下，就是将一个只有一个观测值的样本数据，通过将其变成一个模糊集的方式，从而对样本数据进行极值化模糊数学处理，具体的结算过程如下，如我们设定一个灾害指数域为U={u1+u2+u3+u4+…+un}，将观测样本所携带的信息扩散给U的所有点，那么（xj-uj）2/2h2]，在此公式之中，h 就是扩散系数，我们可以根据样本合集中的最大集b和最小值a，从而确定最终的样本个数m，最终计算出：

式中，P（uj）是最终所求的灾害超越概率风险估计值。

2 结果与分析

2.1 新疆气象灾害情况

在本次对新疆农业气象灾害的风险评估研究中，通过数据调查分析及相关计算，得出了1970—2017年新疆气象灾害成灾和受灾情况，具体见表1。

分析调查数据 （表1）可以发现，在2000—2010年间，新疆气象灾害无论是成灾率还是受灾率，都呈迅猛上升趋势，并且其中以旱灾的成灾受灾最为明显，每10年的旱灾受灾增长率大约可以达到68.9%，在 2000—2010年，新疆的旱灾成灾率和受灾率达到峰值。其次是风雹灾，在新疆地区风雹灾每10年的增长率大约可以达到57.7%，在2010—2017年间才稍有下降[3]。然后是低温灾，新疆地区的低温灾是在进入1990年后呈明显增加趋势，同样是在2000—2010年达到了最大值。最后是洪水灾，由于新疆地区特殊的地理气候特点，新疆受洪、水灾的影响相对较小。

通过上述数据可以发现，在将近半个世纪中，新疆农业主要是受四种灾害威胁，即洪水灾、旱灾、风雹灾和低温灾，而这些气象灾害的发生位置，洪水灾主要集中在天山南北坡及伊犁河谷地带；旱灾的面积较为广泛，在新疆各地都曾有旱灾发生；而风雹灾主要集中在天山中部和土鄯托的交界处；低温灾主要出现在博州和阿勒泰地区。上述四种灾害，通过近些年的相关环境保护治理，成灾率和受灾率都有一定的下降。

2.2 新疆气象灾害风险评估

2.2.1 风险地区评估

从表2可以看出，通过上表分析可以发现，新疆各地区气象灾害综合风险概率10%的发生最高地区为阿克苏；气象灾害综合风险概率20%的发生最高地区为阿克苏；气象灾害综合风险概率30%的发生最高地区为哈密和吐鲁番；气象灾害综合风险概率40%的发生最高地区为哈密；气象灾害综合风险概率50%的发生最高地区为哈密；气象灾害综合风险概率60%的发生最高地区为哈密；气象灾害综合风险概率70%的发生最高地区为哈密；气象灾害综合风险概率80%的发生最高地区为哈密；气象灾害综合风险概率90%的发生最高地区为博州；气象灾害综合风险概率100%的发生最高地区为博州[4]。通过对几种气象灾害的综合分析，可以发现在新疆地区吐鲁番、阿克苏、哈密及博州是农业气象灾害综合风险发生最高的地区，因此，在对新疆农业气象灾害风险进行防范时，应该注重从上述四个地区入手。

表2 新疆各地区气象灾害综合风险概率

2.2.2 农产品产量风险评估

农业气象灾害作为一种具有严重性威胁的自然灾害，对农业产生最直接的一种风险就是农作物产品的产量，但是农产品产量并不是由单一的因素决定的，与生产投入中的各个因素都有一定的关系，我们可以通过运用计量经济分析的方式，对新疆地区农产品产量除其他投入因素以外的气象灾害规模之间构建线性分析模型，从而评估新疆气象灾害对农产品产量产生的风险。具体可以采用如下公式计算：

式中，Y代表农产品产量，作为被解释变量；β0为常数项；βi表示与自然变量相对应的估计参数；Xi表示解释变量（农作物播种面积、有效灌溉面积、化肥使用折纯量、农业机械总动力、农作物成灾面积）；εi表示随机扰动项[5]。

通过计算可以发现，农作物成灾面积每变动1%，其农作物最终的产量就会下降0.84%，即在新疆地区，若是因气象灾害导致1万hm2耕地受灾，那么就会导致农作物的产量下降8 389 t，造成较大农业生产经济损失，对新疆地区的农业经济发展十分不利。通过风险评估结果可以发现，气象灾害对新疆地区农产品产量会产生巨大的风险，为此需要针对性的对气象风险作出相关预防。

3 小结

本次对新疆农业气象灾害风险评估研究，分析了1970—2017年间将近半个世纪新疆地区气象风险及农田受灾面积数据，通过风险评估得出了以下两个方面的结论：（1）哈密地区是新疆旱灾风险最高的地区，土鄯托是风灾风险最高的地区，阿克苏冰雹风险最大，博州最易出现低温灾农业风险；（2）新疆气象灾害与新疆农作物产量之间呈线性关系，农作物成灾面积每变动1%，农作物最终的产量就会下降0.84%。本次风险评估结果，可为合理制定新疆农业气象适应政策与农业防灾减灾提供科学依据。