金垚 張玉芳 劉琰琰 上官昌貴

摘要：以四川省攀西地區(qū)1990—2017年15個縣（市、區(qū)、自治縣）烤煙逐年單產(chǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，計算烤煙趨勢產(chǎn)量和氣象產(chǎn)量，再以歉年減產(chǎn)率平均值、歉年減產(chǎn)率變異系數(shù)和減產(chǎn)率發(fā)生概率作為評價指數(shù)，得到攀西地區(qū)烤煙氣候減產(chǎn)綜合風(fēng)險指標(biāo)，據(jù)此繪制攀西農(nóng)區(qū)烤煙風(fēng)險區(qū)劃圖，對其減產(chǎn)氣候風(fēng)險進(jìn)行評估。結(jié)果顯示，攀西農(nóng)區(qū)東部6縣歉年平均減產(chǎn)率較高，其他地區(qū)中減產(chǎn)率低值區(qū)域分布比較分散;中部的西昌市、普格縣和德昌縣產(chǎn)量波動較明顯，其他地區(qū)波動較小;歉年減產(chǎn)率發(fā)生概率較高地區(qū)為德昌縣及會理縣的大部;綜合高風(fēng)險區(qū)主要分布于攀西南部，包括德昌縣、會理縣及會東縣的大部區(qū)域，低風(fēng)險區(qū)主要分布于攀西農(nóng)區(qū)東北部及西部的10個縣，其他大部為中風(fēng)險區(qū)。研究結(jié)果能夠?yàn)樗拇ㄊ∨饰鞯貐^(qū)烤煙的種植布局和防災(zāi)減災(zāi)提供決策參考，減少烤煙的氣象災(zāi)害損失。

關(guān)鍵詞：攀西地區(qū);烤煙;氣候減產(chǎn);風(fēng)險區(qū)劃

中圖分類號： S162.8 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2019）16-0260-04

收稿日期：2019-04-15

基金項(xiàng)目：四川省應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目（編號：2018JY0341）;高原與盆地暴雨旱澇災(zāi)害四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金（編號：2018-重點(diǎn)-05-03）。

作者簡介：金 垚（1983—），男，遼寧沈陽人，碩士，工程師，主要從事氣象為農(nóng)服務(wù)工作管理。

通信作者：張玉芳，碩士，高級工程師，主要從事災(zāi)害風(fēng)險評估及區(qū)劃研究。

攀西地區(qū)一般是指四川省攀枝花和涼山地區(qū)，該地區(qū)位于四川省西南部，屬亞熱帶高原季風(fēng)氣候區(qū)，日照充足，降水豐沛，晝夜溫差大，四季溫差小[1]，在《全國煙草種植區(qū)劃分研究報告》中，涼山地區(qū)被定為煙葉生產(chǎn)最適宜地區(qū)?？緹熓桥饰鞯貐^(qū)（涼山彝族自治州和攀枝花市）第一大經(jīng)濟(jì)作物，也是當(dāng)?shù)刂匾闹еa(chǎn)業(yè)。攀西地區(qū)下轄的22個縣（市）中，有15個縣（市）均大量種植烤煙，僅涼山地區(qū)的種植規(guī)模就位居全國市（州）級第2、四川省第3。隨著扶貧工作的不斷深入，種植烤煙作為脫貧奔小康的重要手段之一，每年可給當(dāng)?shù)責(zé)熮r(nóng)帶來戶均5萬元以上的收入，其對攀西地區(qū)的重要性不言而喻。近年來，烤煙種植面積不斷擴(kuò)大，氣象災(zāi)害如冰雹、干旱、大風(fēng)、低溫等對烤煙的危害也日趨嚴(yán)重。如烤煙在團(tuán)棵旺長期遭遇冰雹，直徑<5 mm的冰雹持續(xù)1 min可造成煙葉莖稈受損，隨著冰雹直徑的增大和持續(xù)時間的增加，重則造成煙葉破碎，莖稈折斷，從而嚴(yán)重影響烤煙產(chǎn)量[2]。攀西地區(qū)地形以山地為主，立體氣候特征明顯，通過實(shí)地走訪調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在該地不同區(qū)域，導(dǎo)致烤煙產(chǎn)量受損的主要?dú)庀鬄?zāi)害往往并不相同，同一種氣象災(zāi)害發(fā)生在烤煙的不同生長階段時，其影響往往也不相同，因此，在攀西地區(qū)烤煙氣候減產(chǎn)的風(fēng)險具有空間差異性。

我國已有學(xué)者在相關(guān)研究領(lǐng)域做了大量工作，王暉等分析了涼山煙區(qū)主要?dú)夂蛞蛩貙緹熧|(zhì)量影響[3]。李一平等針對攀枝花市烤煙熱量資源進(jìn)行了分析論述[4]，但沒有針對攀西農(nóng)區(qū)進(jìn)行綜合分析。劉琰琰等針對攀西地區(qū)烤煙建立了氣候適宜性評價指標(biāo)[5]，但缺少氣候減產(chǎn)風(fēng)險分析。張玉芳等針對攀西地區(qū)烤煙低溫冷害空間分布特征進(jìn)行研究[6]，但未考慮冰雹、大風(fēng)、干旱等其他致災(zāi)因子。陳超等從氣候變化的角度對攀西地區(qū)烤煙敏感性和脆弱性進(jìn)行了分析[7]，但缺乏對災(zāi)損的影響分析。本研究結(jié)合前人研究方法和經(jīng)驗(yàn)[8-16]，利用1990—2017年四川省攀西地區(qū)15個縣（市、區(qū)、自治縣）的烤煙歷年單產(chǎn)數(shù)據(jù)，參考李麗純等的研究方法[17]，計算攀西地區(qū)烤煙氣候減產(chǎn)綜合風(fēng)險指標(biāo)，對攀西地區(qū)烤煙減產(chǎn)氣候風(fēng)險進(jìn)行評估和區(qū)劃，以期為該地區(qū)決策部門和煙草管理部門在烤煙管理種植和趨利避害方面提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究中所用的攀西地區(qū)15個烤煙種植縣（市、區(qū)、自治縣）歷年（1990—2017年）單產(chǎn)資料來源于涼山彝族自治州和攀枝花市農(nóng)業(yè)部門的統(tǒng)計結(jié)果。

1.2 區(qū)劃指標(biāo)與評價方法

在烤煙產(chǎn)量形成過程中，用歉年平均減產(chǎn)率、歉年減產(chǎn)率變異系數(shù)和減產(chǎn)率發(fā)生概率[18]3個指標(biāo)來反映農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害給煙葉產(chǎn)量帶來的風(fēng)險。歉年平均減產(chǎn)率是用來表征1990—2017年時間段內(nèi)，烤煙歉年減產(chǎn)的平均值;減產(chǎn)率變異系數(shù)則反映了烤煙產(chǎn)量的上下浮動程度，變異系數(shù)與烤煙產(chǎn)量穩(wěn)定性呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與減產(chǎn)風(fēng)險呈正相關(guān)關(guān)系;減產(chǎn)率發(fā)生概率則用來描述攀西地區(qū)各地氣候條件和氣象災(zāi)害對烤煙生產(chǎn)造成的負(fù)面影響;綜合風(fēng)險指數(shù)則是將以上3種指標(biāo)通過不同權(quán)重綜合計算得到的結(jié)果，用來反映不同地區(qū)氣象條件與氣象災(zāi)害對烤煙減產(chǎn)的綜合影響。

1.3 歉年平均減產(chǎn)率

趨勢產(chǎn)量的模擬采用直線滑動平均法，利用實(shí)際產(chǎn)量（y）和趨勢產(chǎn)量（yt）的差值計算得到氣象產(chǎn)量，而相對氣象產(chǎn)量（yi）為氣象產(chǎn)量與趨勢產(chǎn)量的百分比。公式如下：

yi=y-ytyt×100%。（1）

減產(chǎn)率采用相對氣象產(chǎn)量來表示，一般認(rèn)為，歉年時yi<0，再設(shè)歉年樣本數(shù)量為n，通過公式（2）計算歉年平均減產(chǎn)率（d）。

d=∑|yi|n。（2）

1.4 歉年減產(chǎn)率變異系數(shù)

減產(chǎn)率變異系數(shù)，也稱作穩(wěn)定系數(shù)，通過下式計算：

Cv=1yz∑（yz-yz）2n-1。（3）

式中：Cv為歉年產(chǎn)量變異系數(shù);yz為減產(chǎn)年單產(chǎn);yz為減產(chǎn)年平均產(chǎn)量。變異系數(shù)反映了攀西農(nóng)區(qū)種植烤煙的減產(chǎn)風(fēng)險，變異系數(shù)越大，則說明烤煙種植面臨的風(fēng)險越大。而對于所有攀西地區(qū)烤煙產(chǎn)量受損的年份，則用歉年減產(chǎn)率變異系數(shù)來表示這些年份烤煙產(chǎn)量受損程度。

1.5 減產(chǎn)率發(fā)生概率

減產(chǎn)率發(fā)生概率（p）反映了攀西地區(qū)烤煙相對氣象產(chǎn)量低于某臨界值的累計概率。本研究利用SPSS軟件對各縣（區(qū)、自治州）烤煙相對氣象產(chǎn)量序列進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)和正態(tài)化處理。

設(shè)樣本均值為μ，均方差為σ，x為烤煙相對氣象產(chǎn)量，則概率分布密度函數(shù)和分布函數(shù)分別為

f（x）=12πσe-12σ2（x-μ）2;（4）

F（x）=∫x-a12πσe-12σ2（x-μ）2dx。（5）

設(shè)臨界值為x0（本研究取x0=-5%），則當(dāng)x

p（x<x0）=Φx0-μσ。（6）

正態(tài)分布近似公式為

p（x）=12（1+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5+a6x6）-16。（7）

式中：a1=0.049 867 437，a2=0.021 141 006 1，a3=0.003 277 626 3，a4=0.000 038 003 6，a5=0.000 048 890 6，a6=0.000 005 383。

1.6 綜合風(fēng)險指數(shù)

由歉年平均減產(chǎn)率、歉年減產(chǎn)率變異系數(shù)、減產(chǎn)率發(fā)生概率量綱不同，因此對它們進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化指數(shù)d′、Cv′、p′，然后計算綜合風(fēng)險評估指數(shù)（I），計算公式為

I=（d′+Cv′+p′）/3。（8）

2 結(jié)果與分析

2.1 歉年平均減產(chǎn)率

基于攀西農(nóng)區(qū)15個縣（市、區(qū)、自治縣）烤煙單產(chǎn)數(shù)據(jù)，得到1990—2017年歷年相對氣象產(chǎn)量。據(jù)統(tǒng)計，近24年來，大多數(shù)年份減產(chǎn)縣（市、區(qū)、自治縣）數(shù)都在6～13個范圍內(nèi)，其中有9年出現(xiàn)10個以上縣（市、區(qū)、自治縣）減產(chǎn)，尤其是2017年有13個縣（市、區(qū)、自治縣）出現(xiàn)減產(chǎn)，在15個縣（市、區(qū)、自治縣）中有10個縣（市、區(qū)、自治縣）1/2以上年份出現(xiàn)減產(chǎn)。

在空間分布上，從圖1可以看出，攀西農(nóng)區(qū)東部的雷波縣、美姑縣、昭覺縣、喜德縣、金陽縣、布拖縣平均減產(chǎn)率在 20%～33%之間，其中布拖縣的部分區(qū)域達(dá)到25%以上;減產(chǎn)率相對低值區(qū)域（<15%）分布比較分散，包括越西縣、冕寧縣、米易縣、會理縣的部分區(qū)域及西昌市和寧南縣的大部;其他區(qū)域減產(chǎn)率大多集中在15%～20%之間。

2.2 歉年減產(chǎn)率變異系數(shù)

從圖2可以看出，攀西農(nóng)區(qū)歉年減產(chǎn)變異系數(shù)在0.65～1.20之間，其中，西昌市、普格縣和德昌縣的大部區(qū)域在1.00以上，說明其減產(chǎn)年份較多，面臨較大的風(fēng)險;其他地區(qū)變異系數(shù)≤1，尤其是攀西農(nóng)區(qū)東北部的美姑縣、雷波縣、昭覺縣以及南部的鹽源縣和會東縣變異系數(shù)相對較小，在0.65～0.80之間。

2.3 減產(chǎn)率發(fā)生概率

從圖3可以看出，減產(chǎn)率發(fā)生概率在5%～76%之間，其中有13縣（市、區(qū)、自治縣）在10%～50%之間，發(fā)生概率在50%以上的縣為德昌縣及會理縣的大部，發(fā)生概率≤30%的區(qū)域?yàn)榕饰鬓r(nóng)區(qū)東北部大部及鹽源縣、會東縣，其中雷波縣、布拖縣、美姑縣、鹽源縣及會東縣的部分區(qū)域減產(chǎn)發(fā)生概率在20%以下，其分布特征和減產(chǎn)率變異系數(shù)類似。

2.4 綜合風(fēng)險指數(shù)

從圖4可以看出，攀西農(nóng)區(qū)綜合風(fēng)險指數(shù)大多在0.1～0.7之間，其中分布情況呈現(xiàn)中間大兩邊小，高風(fēng)險區(qū)（I>0.5）主要分布在攀西農(nóng)區(qū)中南部，包括德昌縣、會理縣及會東縣的大部區(qū)域;該區(qū)域初夏干旱發(fā)生較為嚴(yán)重，影響烤煙移栽成活率，更嚴(yán)重的是延遲山地?zé)煹囊圃怨?jié)令，導(dǎo)致產(chǎn)量不足，質(zhì)量降低;低溫洪澇和冰雹也是影響該區(qū)域烤煙產(chǎn)量和質(zhì)量的主要災(zāi)害因子;低風(fēng)險區(qū)分布在攀西農(nóng)區(qū)的東北部及西部大部區(qū)域，主要有木里藏族自治縣、鹽源縣、鹽邊縣、冕寧縣、美姑縣、雷波縣、金陽縣等;其他區(qū)域?yàn)橹酗L(fēng)險區(qū)。

2.5 烤煙減產(chǎn)綜合風(fēng)險分區(qū)評述

攀西農(nóng)區(qū)烤煙種植模式為春種秋收，生育期跨度為每年的3—9月，對烤煙生長發(fā)育影響較大的氣象因子主要包括全生育期的風(fēng)雹災(zāi)害、旺長期的旱災(zāi)（主要為夏旱伏旱）?？緹熅C合高風(fēng)險區(qū)域主要分布在攀西農(nóng)區(qū)中部的德昌縣、南部的會理縣和會東縣。如2006年攀西農(nóng)區(qū)發(fā)生嚴(yán)重干旱，其中德昌縣、會理縣、會東縣3個縣連旱日數(shù)最高達(dá)30～41 d，烤煙產(chǎn)量嚴(yán)重受損，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)1億多元。2011年攀西農(nóng)區(qū)伏旱較重，連旱日數(shù)10～18 d，其中會理縣和毗鄰的仁和區(qū)烤煙受旱最重。2008年5—7月，德昌縣、會理縣、鹽源縣、普格縣都在不同時間遭受風(fēng)雹災(zāi)害，烤煙受災(zāi)面積達(dá) 6 350 hm2。2009年6月16日、8月22日，會理縣、德昌縣、西昌市、冕寧縣、喜德縣、木里藏族自治縣、普格縣、米易縣烤煙因風(fēng)雹災(zāi)害受損面積達(dá)5 467 hm2，造成直接經(jīng)濟(jì)損失7 000萬元。2010年7月23日、8月9日，會理縣、德昌縣烤煙再遭風(fēng)雹打擊，造成直接經(jīng)濟(jì)損失1 800萬元。不難看出，德昌縣、會理縣、會東縣及其周邊地區(qū)是整個攀西農(nóng)區(qū)夏旱伏旱頻發(fā)區(qū)和大風(fēng)冰雹重災(zāi)區(qū)，夏旱伏旱發(fā)生時期恰逢烤煙旺長成熟期，容易造成烤煙植株永久性萎蔫甚至整株枯死，大風(fēng)冰雹也多發(fā)于盛夏的5—7月，此時正值烤煙伸根期和旺長期，寬大葉片和脆弱莖稈極易被大風(fēng)冰雹摧殘。在這些高風(fēng)險的地區(qū)，應(yīng)高度重視烤煙防災(zāi)減災(zāi)工作，針對烤煙干旱，應(yīng)采用營養(yǎng)袋育苗方式，建設(shè)煙水配套工程，特別是在山區(qū)修建微型水池，在高海拔地區(qū)推廣地膜覆蓋栽培等技術(shù)，能大大增強(qiáng)抗御初夏干旱的能力，保證烤煙在最佳節(jié)令移栽。針對大風(fēng)冰雹，應(yīng)注重保護(hù)生態(tài)環(huán)境，植樹造林;明晰冰雹路徑和分布規(guī)律，避免烤煙在冰雹多發(fā)區(qū)和主要路徑通道種植;開展人工防雹試驗(yàn)和作業(yè);發(fā)展農(nóng)業(yè)保險。另外，對于低溫冷害也不能忽視，應(yīng)采用薄膜覆蓋育苗和假植袋苗方式，抗旱早栽，爭取多利用中間高溫，避過后期低溫影響，進(jìn)而使烤煙優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)。

3 結(jié)論與討論

攀西農(nóng)區(qū)烤煙歉年平均減產(chǎn)率在20%～33%之間的區(qū)域，主要集中在東北部的雷波縣、美姑縣等6個縣，其他大部分縣（市、區(qū)、自治縣）歉年平均減產(chǎn)率≤20%，其中歉年平均減產(chǎn)率低值區(qū)廣泛分布于農(nóng)區(qū)北部、中部和東南部的部分地區(qū)。

攀西農(nóng)區(qū)各縣（市、區(qū)、自治縣）烤煙歉年減產(chǎn)變異系數(shù)為0.65～1.20，從空間分布上來看，表現(xiàn)為中部地區(qū)產(chǎn)量波動最為明顯，中部周邊區(qū)域和南部較明顯，北部越西縣、甘洛縣和西部次之，東北部和東南部會東縣周邊等其他分散區(qū)域產(chǎn)量波動偏輕。

攀西農(nóng)區(qū)烤煙減產(chǎn)率發(fā)生概率為5%～76%，其中大部分集中在10%～50%之間，空間上基本呈現(xiàn)出南北部大、東西部小的格局，說明攀西農(nóng)區(qū)南北兩頭烤煙產(chǎn)量波動比較明顯，東西部特別是東部產(chǎn)量波動明顯偏輕。

攀西農(nóng)區(qū)烤煙綜合風(fēng)險指數(shù)為0.1～0.7，其中大部為低風(fēng)險區(qū)，主要分布在農(nóng)區(qū)西部、北部和東北部，以木里藏族自治縣、鹽源縣、鹽邊縣、美姑縣、雷波縣、金陽縣等為主。高風(fēng)險區(qū)分布在農(nóng)區(qū)中部的德昌縣、農(nóng)區(qū)南部的會理縣和會東縣?？臻g上呈現(xiàn)中部南部大、西北部、東部較小的格局，在一定程度上說明在中部和南部地區(qū)對烤煙影響最大的風(fēng)雹災(zāi)害與旱災(zāi)頻發(fā)重發(fā)，對產(chǎn)量影響較大，特別是歉年平均減產(chǎn)率和減產(chǎn)率發(fā)生概率相對較大。

對于攀西農(nóng)區(qū)烤煙的研究大多集中在烤煙栽培技術(shù)、品質(zhì)分析等方面，基于氣象要素的烤煙種植適宜性和風(fēng)險區(qū)劃的研究還比較少，僅有少數(shù)針對冰雹等單一災(zāi)害的分析。本研究是針對四川省攀西農(nóng)區(qū)烤煙氣候減產(chǎn)的風(fēng)險與區(qū)劃對攀西農(nóng)區(qū)烤煙種植研究的有效補(bǔ)充。歉年平均減產(chǎn)率、減產(chǎn)率變異系數(shù)和減產(chǎn)率發(fā)生概率3個指標(biāo)在風(fēng)險研究和區(qū)劃過程中長期以來被大量應(yīng)用，方式方法已經(jīng)比較成熟有效，用這3種指標(biāo)評估攀西農(nóng)區(qū)烤煙的種植風(fēng)險是較為可信的。本研究在分區(qū)評述中指出，烤煙種植風(fēng)險較高的地區(qū)正是生育關(guān)鍵時期災(zāi)害頻發(fā)或重發(fā)的地區(qū)，分析結(jié)果與農(nóng)區(qū)實(shí)際情況吻合。

攀西農(nóng)區(qū)烤煙種植已經(jīng)有70多年的歷史，但是真正規(guī)?；?、系統(tǒng)性種植推廣是從20世紀(jì)80年代后期開始的，20世紀(jì)90年代烤煙生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)歷史性跨越式增長后才有連續(xù)的產(chǎn)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計，以至于本研究的數(shù)據(jù)系列不長，對產(chǎn)量的分析研究準(zhǔn)確度難免受到限制。另外，由于氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)以縣（市、區(qū)、自治縣）為單位，因此本研究中的風(fēng)險區(qū)劃研究仍限于以縣（市、區(qū)、自治縣）為分析單元，研究精度還不夠高，這些不足隨著數(shù)據(jù)資料的豐富會得到不斷的完善補(bǔ)充。

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