东北地区玉米主要气象灾害风险评价模型研究

摘要

目的农业生产过程中经常面临着一种以上气象灾害的威胁。目前，农业气象灾害风险评估普遍是以单一灾种对承灾体的影响为研究对象，无法反映真实气象条件下农业生产面临的综合风险；作物在不同发育时期或发育阶段遭受气象灾害对最终产量的影响有所不同。本文以东北地区玉米为例，研究基于作物不同发育阶段多种气象灾害风险评价方法与技术体系。方法将东北玉米生育期划分为播种—七叶、七叶—抽雄、抽雄—乳熟、乳熟—成熟4个发育阶段，把冷害、干旱、涝害作为3种主要气象灾害，利用玉米发育期、气象、土壤、作物面积和产量等多元资料，根据自然灾害风险理论和农业气象灾害风险形成机制，以一定区域自然灾害风险由自然灾害危险性、承灾体的暴露性和脆弱性及人类防灾减灾能力4个因素综合作用的“自然灾害风险四要素说”为理论依据，在全面分析东北玉米发育阶段冷害、干旱、涝害的孕灾环境和致灾因子的危险性、承灾体的暴露性和脆弱性、人类防灾减灾能力四要素的基础上，从风险四要素的内涵出发选取风险评价指标。采用孕灾环境多指标法，从气象、作物、自然地理等方面选取指标全面反映发育阶段主要气象灾害的危险性；从承灾体暴露性、脆弱性的内涵出发选取评估指标；鉴于防灾减灾能力比较滞后的研究现状，选用产量变异系数综合反映防灾减灾能力，形成了比较完备的发育阶段主要气象灾害风险评价指标体系。由于农业气象灾害成因的多要素性、复杂性，影响要素之间的模糊性和不确定性，利用层次分析法确定发育阶段主要气象灾害风险四要素及危险性指标的权重。利用自然灾害风险指数法构建发育阶段主要气象灾害风险评估模型。利用加权综合评分法构建发育阶段主要气象灾害危险性评价模型，发育阶段3种主要气象灾害频率之比作为权重系数反映不同发育阶段主要气象灾害的相对严重程度。结果在发育阶段主要气象灾害风险评价的基础上，利用加权综合评分法构建作物生育期主要气象灾害风险评估模型，根据作物减产率与4个发育阶段主要气象灾害风险指数的相关性调试确定各发育阶段风险指数的权重系数，建立比较完备的基于发育阶段的主要气象灾害风险评价指标体系，构建发育阶段主要气象灾害风险评价模型、发育阶段主要气象灾害危险性评价模型及生育期主要气象灾害风险评价模型，进而初步建立了东北玉米基于发育阶段的多种农业气象灾害风险评价技术体系。结论对东北典型全域灾害年份及代表站点主要气象灾害典型年份关键发育阶段主要危险性指标与减产率的分析表明，发育阶段主要气象灾害危险性指标的选取是合理的。