成 林，張志紅，方文松

(1.中國(guó)氣象局/河南省農(nóng)業(yè)氣象保障與應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室， 河南 鄭州 450003; 2.河南省氣象科學(xué)研究所， 河南 鄭州 450003)

冬小麥?zhǔn)俏覈?guó)最重要的糧食作物之一，保證冬小麥產(chǎn)量水平穩(wěn)定對(duì)我國(guó)糧食安全有重要意義。干熱風(fēng)是對(duì)北方冬小麥生長(zhǎng)后期灌漿攻籽威脅最嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，在冬小麥幾個(gè)月的生長(zhǎng)過程中，往往持續(xù)幾天的干熱風(fēng)天氣，就可導(dǎo)致冬小麥灌漿異常，粒重大幅降低，嚴(yán)重的可減產(chǎn)10%以上[1]。雖然氣候變化背景下不同區(qū)域干熱風(fēng)災(zāi)害發(fā)生格局有一定差異，如黃淮局部干熱風(fēng)災(zāi)害的強(qiáng)度、頻率與上世紀(jì)六、七十年代相比整體趨于減弱[2-5]，河套平原、西北等麥區(qū)干熱風(fēng)災(zāi)害卻隨氣候干暖化危害加重[6-7]，但進(jìn)入21世紀(jì)以來，北方干熱風(fēng)頻率、天數(shù)和范圍均有增加趨勢(shì)[8-9]，2004、2007、2013等年份，均有較大范圍的干熱風(fēng)災(zāi)害發(fā)生，尤其2017年5月我國(guó)冬小麥主產(chǎn)區(qū)河南、河北和山東省多次出現(xiàn)大范圍重度干熱風(fēng)天氣，受災(zāi)明顯的河南省西部、南部部分麥區(qū)小麥成熟期明顯提前，丘陵崗地小麥千粒重大幅減少。因此，干熱風(fēng)是農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)管理中不可忽視的災(zāi)害。

開展災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)研究可為農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理提供基礎(chǔ)與核心支撐[10]。我國(guó)研究學(xué)者早已意識(shí)到干熱風(fēng)的危害性，在災(zāi)害指標(biāo)、防御措施等方面已有較為成熟的研究成果[11-13]。但與干旱、晚霜凍等其他災(zāi)種相比，干熱風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)研究成果相對(duì)較少，如楊霏云等[4]通過構(gòu)建干熱風(fēng)強(qiáng)度風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)、綜合抗災(zāi)指數(shù)等對(duì)華北冬小麥主產(chǎn)區(qū)干熱風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)估；李香顏等[14]利用層次分析法制定了河南省冬小麥干熱風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃。專門針對(duì)干熱風(fēng)產(chǎn)量災(zāi)損的研究更不多見，主要原因是干熱風(fēng)的影響時(shí)段比冬小麥的生育期短，災(zāi)害造成的產(chǎn)量損失易被掩蓋，也不易從生長(zhǎng)前期多種不利因素中分離出來。干熱風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)研究成果的匱乏不利于充分認(rèn)識(shí)災(zāi)害的危害程度，更不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理的要求。因此，研究干熱風(fēng)影響下的產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)，是全面綜合認(rèn)識(shí)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)和準(zhǔn)確評(píng)估災(zāi)害損失的必然要求，對(duì)提高防災(zāi)減損工作的針對(duì)性有重要意義。

本文通過提取灌漿期氣象產(chǎn)量與干熱風(fēng)災(zāi)害典型年結(jié)合的方法，對(duì)河南省冬小麥干熱風(fēng)災(zāi)害引起的產(chǎn)量災(zāi)損進(jìn)行提取分析，開展全省產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃研究，并與氣候風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃成果相結(jié)合，得到干熱風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的綜合區(qū)劃結(jié)果，為農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)提供技術(shù)支撐。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文所用的河南省118個(gè)縣地面氣象觀測(cè)站(分布圖略)1981-2014年冬小麥灌漿期逐日氣象數(shù)據(jù)，30個(gè)農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)站(分布見圖1)1981-2014年冬小麥發(fā)育期觀測(cè)資料及作物觀測(cè)地段產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析數(shù)據(jù)均來源于河南省氣象局。各縣小麥歷年播種面積、耕地面積及灌溉面積資料源于河南省統(tǒng)計(jì)部門。

干熱風(fēng)災(zāi)害指標(biāo)參考中華人民共和國(guó)氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(QX/T 82-2007)[15]中規(guī)定的災(zāi)害等級(jí)。

圖1 河南省農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)站分布Fig.1 Distribution of agrometeorological observation stations in Henan Province

1.2 干熱風(fēng)災(zāi)害氣候風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的氣候風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃已有相對(duì)成熟的方法可以借鑒，重點(diǎn)考慮氣象災(zāi)害發(fā)生的危險(xiǎn)性特征，通常用不同等級(jí)災(zāi)害發(fā)生的強(qiáng)度與其概率的乘積來表達(dá)[16-18]。干熱風(fēng)災(zāi)害氣候風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃指數(shù)用D表示：

(1)

式中，Wi為干熱風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)，di為歷年不同等級(jí)干熱風(fēng)出現(xiàn)的平均天數(shù)，pi是第i種干熱風(fēng)的發(fā)生概率，i為強(qiáng)度種類，i=1,2。

與高溫、霜凍等單因子氣象災(zāi)害不同，干熱風(fēng)災(zāi)害由溫、濕、風(fēng)3個(gè)氣象因子共同作用，為了量化表達(dá)其強(qiáng)度，第i種強(qiáng)度的W計(jì)算參考下式：

(2)

式中，a、b、c為權(quán)重系數(shù)，根據(jù)前人研究成果[19]，分別取值0.73，0.24和0.03。T、U、V分別為臺(tái)站歷年出現(xiàn)輕、重干熱風(fēng)日的平均日最高氣溫、14 h平均相對(duì)濕度和14 h平均風(fēng)速。T0、U0和V0的取值分別為32℃，30%和3 m·s-1。

1.3 灌漿期氣象產(chǎn)量提取

冬小麥單產(chǎn)通常可以分解成趨勢(shì)產(chǎn)量和氣象產(chǎn)量，其中趨勢(shì)產(chǎn)量隨社會(huì)技術(shù)進(jìn)步表現(xiàn)出相對(duì)固定的增長(zhǎng)規(guī)律，可以利用數(shù)學(xué)函數(shù)進(jìn)行擬合[20]；而氣象產(chǎn)量受冬小麥不同生長(zhǎng)發(fā)育階段氣象條件的影響，又可以看作是冬小麥抽穗前氣象產(chǎn)量和抽穗后氣象產(chǎn)量的和。因此，抽穗后即灌漿期氣象產(chǎn)量用(3)式表達(dá)：

Yw2=Y-Yt-Yw1

(3)

式中，Y為冬小麥單產(chǎn)(kg·hm-2)，Yt為趨勢(shì)產(chǎn)量(kg·hm-2)，在此利用三次多項(xiàng)式擬合。Yw1和Yw2分別為抽穗前氣象產(chǎn)量(kg·hm-2)和抽穗后即灌漿期氣象產(chǎn)量(kg·hm-2)。干熱風(fēng)造成的災(zāi)損，主要是對(duì)Yw2的影響。

在產(chǎn)量構(gòu)成的三要素中，穗密度和穗粒數(shù)主要由抽穗前的氣象條件決定，受灌漿期氣象條件的影響相對(duì)較小，灌漿期氣象條件主要影響千粒重。假定W′為該地區(qū)千粒重的期望值，YE=Q×K×W′×i,即可看作不受灌漿期氣象條件影響的期望產(chǎn)量，i為經(jīng)濟(jì)系數(shù)，W′可用正常年份千粒重的平均值代替。用與提取Yt相同的方法，從YE中分離出的氣象產(chǎn)量即Yw1。將Y、Yt和Yw1代入(1)即得Yw2。

為便于比較，將Yw2/Yt×100%記為灌漿期相對(duì)氣象產(chǎn)量，該值為負(fù)時(shí)表示灌漿期氣象條件對(duì)產(chǎn)量不利，取其絕對(duì)值表示灌漿期氣象產(chǎn)量的減產(chǎn)率，以下簡(jiǎn)稱減產(chǎn)率。

1.4 干熱風(fēng)產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)構(gòu)建

1.4.1 減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù) 雖然干熱風(fēng)不是冬小麥灌漿期氣象產(chǎn)量減少的唯一原因，但干熱風(fēng)災(zāi)害會(huì)使減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)增大，構(gòu)建減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)時(shí)，首先考慮不同減產(chǎn)率的風(fēng)險(xiǎn)概率：

(4)

式中,R為風(fēng)險(xiǎn)概率，f(x)為灌漿期相對(duì)氣象產(chǎn)量的概率分布密度函數(shù)，x1和x2為減產(chǎn)率。根據(jù)灌漿期產(chǎn)量減少的實(shí)際情況，重點(diǎn)將減產(chǎn)率≥5%、≥10%和≥20%的概率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。用不同減產(chǎn)率與對(duì)應(yīng)減產(chǎn)概率的乘積，并對(duì)其求和來構(gòu)建冬小麥灌漿期減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，用I表示：

(5)

式中，Ji為第i個(gè)等級(jí)范圍的減產(chǎn)率，Ri為相應(yīng)減產(chǎn)率出現(xiàn)的概率。

求算減產(chǎn)率風(fēng)險(xiǎn)概率時(shí)，要對(duì)灌漿期氣象產(chǎn)量進(jìn)行分布檢驗(yàn)，選擇合適的概率分布密度函數(shù)求算風(fēng)險(xiǎn)概率。

1.4.2 干熱風(fēng)年平均減產(chǎn)率 對(duì)出現(xiàn)干熱風(fēng)且灌漿期氣象產(chǎn)量為減產(chǎn)的年份進(jìn)行篩選，求算各站干熱風(fēng)年減產(chǎn)率的算術(shù)平均值，用Yh表示。

1.4.3 千粒重的變異系數(shù) 干熱風(fēng)災(zāi)害對(duì)冬小麥千粒重有重要影響。由于農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)要求觀測(cè)地段土壤肥力水平、種植習(xí)慣、品種屬性和田間管理方式等相對(duì)連續(xù)和穩(wěn)定，除了品種特性改變引起千粒重波動(dòng)外，氣象條件是引起千粒重年際間變化的重要因素。千粒重的變異系數(shù)用Vk表示：

(6)

1.4.4 干熱風(fēng)產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)指數(shù) 灌漿期氣象產(chǎn)量的減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)、干熱風(fēng)年平均減產(chǎn)率和千粒重變異系數(shù)均能夠正向表征干熱風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的高低，在此將I、Yh、Vk進(jìn)行極差標(biāo)準(zhǔn)化處理后，利用等權(quán)重加法模型構(gòu)建干熱風(fēng)產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)H：

H=I+Yh+Vk

(7)

1.5 干熱風(fēng)災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)

干熱風(fēng)產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)已在一定程度上體現(xiàn)了農(nóng)業(yè)抗災(zāi)能力、承災(zāi)體脆弱性以及冬小麥生長(zhǎng)中后期的生產(chǎn)管理水平。因此構(gòu)建綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)時(shí)，將干熱風(fēng)災(zāi)害氣候風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃結(jié)果與產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃結(jié)果疊加，并主要考慮災(zāi)害的暴露性指標(biāo)。綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)用Q表示：

Q=αD+βH+λE

(8)

式中，E代表干熱風(fēng)災(zāi)害的暴露性特征，用冬小麥播種面積占耕地面積的比例計(jì)算；α、β、為各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。

采用Kringking插值法，將單點(diǎn)結(jié)果進(jìn)行空間插值分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 干熱風(fēng)災(zāi)害氣候風(fēng)險(xiǎn)

根據(jù)(1)式的計(jì)算結(jié)果可以看出，河南省黃河以北大部，豫西北的洛陽北部、焦作、濟(jì)源一帶，豫東開封、商丘、周口局部干熱風(fēng)災(zāi)害氣候風(fēng)險(xiǎn)較高；豫中南的許昌、駐馬店大部為中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)；而豫西山區(qū)和中部平原局部、南陽盆地以及淮南地區(qū)干熱風(fēng)氣候風(fēng)險(xiǎn)較低(圖2)。

2.2 不同減產(chǎn)率的風(fēng)險(xiǎn)概率

作物產(chǎn)量形成過程中的不確定因素主要由氣象因子波動(dòng)造成，而光照、氣溫等氣象因子大多符合正態(tài)分布，因此大多數(shù)情況下氣象產(chǎn)量也符合正態(tài)分布[21]。經(jīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，利用1.3節(jié)的方法提取的所有站點(diǎn)灌漿期氣象產(chǎn)量也有較好的正態(tài)性。圖3中例舉了河南省東、南、西、北方位的4個(gè)代表站點(diǎn)的灌漿期氣象產(chǎn)量的正態(tài)概率圖，圖中縱坐標(biāo)為某樣本的理論分位點(diǎn)，即與分位數(shù)(i-0.5)/n相匹配的正態(tài)分布值，i為把一組數(shù)從小到大排序后第i個(gè)數(shù)據(jù)的位置，n為樣本容量[22]?？梢娞崛〉墓酀{期相對(duì)氣象產(chǎn)量與期望值極顯著線性相關(guān)，表明資料呈顯著的正態(tài)分布特征。

圖2 河南省冬小麥干熱風(fēng)災(zāi)害氣候風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃Fig.2 Distribution of climatic risk of dry hot wind hazard

因此求算減產(chǎn)概率時(shí)利用樣本平均值μ代替總體數(shù)學(xué)期望，用樣本均方差σ代替總體方差，利用正態(tài)分布函數(shù)構(gòu)建灌漿期相對(duì)氣象產(chǎn)量的概率分布密度函數(shù)(方程略)。利用(4)式計(jì)算不同減產(chǎn)率的風(fēng)險(xiǎn)概率，結(jié)果見圖4。灌漿期氣象產(chǎn)量減產(chǎn)率≥5%的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)(主要分布在豫東北濮陽、封丘以及南陽地區(qū)大部駐馬店西部和信陽地區(qū)大部)，風(fēng)險(xiǎn)概率達(dá)30%以上，全省大部分區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)概率為20%～30%。豫東北、豫西地區(qū)也是減產(chǎn)率≥10%的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，風(fēng)險(xiǎn)概率在20%以上，濮陽地區(qū)達(dá)30%以上，其他大部分區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)概率為10%～20%。減產(chǎn)率≥20%的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，主要集中在豫北林州、豫東杞縣、商丘，豫西西部，以及豫中的汝州、方城、駐馬店、襄城一帶,其風(fēng)險(xiǎn)概率在8%以上;除了豫北湯陰、豫中鄭州、許昌，豫西南南陽局部以及信陽大部等地以外，其他各地減產(chǎn)率≥20%的風(fēng)險(xiǎn)概率在4%～8%之間。

圖3 代表站點(diǎn)灌漿期相對(duì)氣象產(chǎn)量的正態(tài)概率Fig.3 Normal distribution plot of relative meteorological yield for grain filling stage at representative stations

2.3 減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分布

圖5為歸一化處理后的減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)空間分布，從圖中可見，豫南固始地區(qū)是全省減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)最低的區(qū)域；而豫北濮陽、林州，豫西三門峽、盧氏，以及豫南方城地區(qū)是灌漿期氣象產(chǎn)量減產(chǎn)的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)大于0.8；豫東北大部，京廣線以西大部減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)在0.5～0.8之間，為次高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，其他地區(qū)減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)在0.2～0.5之間。

圖4 減產(chǎn)率≥5%(a)、≥10%(b)和≥20%(c)的風(fēng)險(xiǎn)概率空間分布Fig.4 Spatial distribution of the probability risk for yield reduction greater than or equal to 5%(a)、10%(b)and 20%(c)

2.4 干熱風(fēng)災(zāi)害年減產(chǎn)率分布

干熱風(fēng)災(zāi)害造成減產(chǎn)的主要原因是千粒重的降低，圖6為各研究站點(diǎn)干熱風(fēng)出現(xiàn)年份千粒重減少率與提取的減產(chǎn)率的相關(guān)關(guān)系圖，可以看出二者圍繞在1∶1線周圍，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.8025，表明提取的灌漿期氣象產(chǎn)量能夠反映出冬小麥生長(zhǎng)后期受氣象條件的影響，得出的產(chǎn)量災(zāi)損基本可以體現(xiàn)冬小麥?zhǔn)転?zāi)情況。

出現(xiàn)干熱風(fēng)的年份中，灌漿期減產(chǎn)率較高的區(qū)域主要集中在河南省東北部、中南部以及豫東的部分地區(qū)，減產(chǎn)率在8%以上，其中濮陽、泛區(qū)和方城地區(qū)減產(chǎn)率在12%以上。豫西山區(qū)小麥產(chǎn)量受干熱風(fēng)影響較小，平均減產(chǎn)率在4%以下，全省其他大部分地區(qū)平均減產(chǎn)率在4%～8%之間，平均值為7.4%(圖7)。

圖5 干熱風(fēng)減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分布Fig.5 Distribution of index of yield reduction risk by dry-hot wind

圖6 干熱風(fēng)年減產(chǎn)率與千粒重減少率散點(diǎn)圖Fig.6 Scatter plot between reduction rate of yield and 1000-kernel weight

2.5 千粒重變異系數(shù)的空間分布

由圖8可以看出，豫東北平原局部冬小麥千粒重相對(duì)穩(wěn)定，變異系數(shù)小于0.13；豫西盧氏、欒川地區(qū)冬小麥千粒重相對(duì)低，變化率也較小。而在豫中南局部，冬小麥千粒重易受多種因素影響，千粒重波動(dòng)較大，變異系數(shù)在0.19以上，是全省冬小麥千粒重的主要不穩(wěn)定區(qū)。全省其他大部分地區(qū)冬小麥千粒重的變異系數(shù)在0.13～0.16之間。

2.6 干熱風(fēng)產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分布

根據(jù)(7)式的計(jì)算結(jié)果，全省的產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)在0.688～2.703之間，為了使產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)類型有序，且便于與干熱風(fēng)災(zāi)害的氣候風(fēng)險(xiǎn)結(jié)合分析，對(duì)D進(jìn)行歸一化處理，并劃定D≤0.25為低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，0.25

由圖中可見，黃河以北局部、豫中鄭州、許昌，豫西伊川，西南部的南陽，以及東南部局部是干熱風(fēng)產(chǎn)量災(zāi)損的低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，占全部研究區(qū)的43.3%。風(fēng)險(xiǎn)較低的主要原因是這些區(qū)域小麥千粒重變異系數(shù)小，灌漿期減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)相對(duì)較低。

圖7 出現(xiàn)干熱風(fēng)年份的平均減產(chǎn)率Fig.7 Average yield reduction rate for years by dry-hot wind

圖9 干熱風(fēng)產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分布Fig.9 Distribution of index of yield loss risk by dry-hot wind

中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)站點(diǎn)比例為36.7%，包涵了廣大的東部平原區(qū)和南陽盆地局部，如產(chǎn)量大縣的商丘、太康縣、泛區(qū)、內(nèi)鄉(xiāng)縣等，也包括西部淺山區(qū)，這些地區(qū)小麥灌漿期易受災(zāi)害影響，千粒重易波動(dòng)，減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)多在0.5～0.8之間。

高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占總研究區(qū)的20%，其中：林州、三門峽等非灌漿農(nóng)業(yè)區(qū)，減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)在0.8以上，是產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)高的重要因素；濮陽以及方城、西平、駐馬店農(nóng)業(yè)灌漿農(nóng)區(qū)的減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)也在0.5以上，且出現(xiàn)減產(chǎn)率≥20%的風(fēng)險(xiǎn)概率較高，出現(xiàn)干熱風(fēng)的平均減產(chǎn)率達(dá)8%以上，易出現(xiàn)重災(zāi)損失，也是產(chǎn)量災(zāi)損的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，需重點(diǎn)防范。

2.7 包含產(chǎn)量災(zāi)損的河南省冬小麥干熱風(fēng)災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)

將圖10與圖2對(duì)比可知，干熱風(fēng)氣候風(fēng)險(xiǎn)較高的豫西北、豫北中部以及豫東局部地區(qū)，干熱風(fēng)造成的產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)并不高，而中南部地區(qū)，包括許昌南部、駐馬店大部地區(qū)，干熱風(fēng)產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)和氣候風(fēng)險(xiǎn)均較高，是冬小麥灌漿期氣象災(zāi)害的重點(diǎn)防范區(qū)；豫東北濮陽、豫樂商丘等地區(qū)是氣候風(fēng)險(xiǎn)和災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)的中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，也需提高風(fēng)險(xiǎn)管理意識(shí)。

利用熵權(quán)法[23]確定(8)式中各因子的權(quán)重系數(shù)，得α=0.4533，β=0.4380，λ=0.1087，干熱風(fēng)災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃結(jié)果見圖10?？梢钥闯?，考慮了產(chǎn)量災(zāi)損的干熱風(fēng)災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要位于河南省中南部，包括襄城、方城、西平和駐馬店等地，并在林州、濮陽、鞏義和商丘局部等地零星分布；低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)位于伊川、南陽，以及豫中鄭州、太康等地，淮河以南大部也屬于低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

圖8 千粒重變異系數(shù)的空間分布Fig.8 Distribution of variation coefficient for 1000-kernel weight

圖10 干熱風(fēng)災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)分布Fig.10 Distribution of comprehensive risk of dry-hot wind

3 結(jié)論與討論

干熱風(fēng)災(zāi)害造成的產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)是開展災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)研究的重要步驟。受冬小麥生長(zhǎng)后期麥田的土壤肥力、墑情、品種抗逆特性、田間管理水平等影響，干熱風(fēng)發(fā)生時(shí)的強(qiáng)度與造成的實(shí)際災(zāi)損并不一定相吻合，因此干熱風(fēng)產(chǎn)量災(zāi)損的提取也是干熱風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)研究的難點(diǎn)問題。本研究的創(chuàng)新點(diǎn)在于：通過假設(shè)千粒重期望值的方法，將灌漿期氣象產(chǎn)量從全生育期氣象產(chǎn)量中分離出來，從而提取出受干熱風(fēng)影響的產(chǎn)量災(zāi)損，并基于產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了干熱風(fēng)災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃，具有更強(qiáng)的科學(xué)性。研究發(fā)現(xiàn)，河南省干熱風(fēng)災(zāi)害造成的平均減產(chǎn)率達(dá)7%，干熱風(fēng)產(chǎn)量災(zāi)損高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要位于林州、濮陽、三門峽以及豫南的方城、西平和駐馬店等地，占總研究區(qū)的20%，產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)高的主要原因是灌漿期氣象產(chǎn)量的減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)概率較高。

災(zāi)害的氣候風(fēng)險(xiǎn)即農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性特征，干熱風(fēng)災(zāi)害氣候風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃指數(shù)分析結(jié)果顯示：河南省中南部的許昌、駐馬店大部干熱風(fēng)災(zāi)害氣候風(fēng)險(xiǎn)較高，這一區(qū)域與產(chǎn)量災(zāi)損高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)重疊，是干熱風(fēng)災(zāi)害防御與風(fēng)險(xiǎn)管理的重點(diǎn)區(qū)域。綜合來看，許昌南部、南陽東部和駐馬店大部以及林州、濮陽、鞏義和商丘局部等地災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)較高。

與李香顏等[14]考慮災(zāi)害發(fā)生日數(shù)與概率構(gòu)建的干熱風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性指數(shù)相比，本研究中的干熱風(fēng)災(zāi)害氣候風(fēng)險(xiǎn)還同時(shí)考慮了溫度、濕度和風(fēng)速三個(gè)氣象因子共同作用的災(zāi)害強(qiáng)度，2種方法所得的空間分布區(qū)域相似；但現(xiàn)有成果中未見專門針對(duì)灌漿期產(chǎn)量災(zāi)損提取和分析的報(bào)道，而本文以干熱風(fēng)災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)為重點(diǎn)開展區(qū)劃研究，因此干熱風(fēng)綜合風(fēng)險(xiǎn)的空間分布與前人成果存在一定差異。

本研究剔除了抽穗前氣象條件的影響，充分考慮了承災(zāi)體受災(zāi)的產(chǎn)量損失風(fēng)險(xiǎn)。但僅采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)大樣本資料進(jìn)行分析，未結(jié)合災(zāi)害影響機(jī)制、千粒重變異的具體原因等因素分析產(chǎn)量災(zāi)損風(fēng)險(xiǎn)，仍具有一定的片面性，因此數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法與田間試驗(yàn)相結(jié)合的災(zāi)損提取方法[24-25]有待進(jìn)一步研究。