吳洪珍

(中南大學公共管理學院,湖南長沙 410083)

0 引言

農業(yè)是我國國民經濟發(fā)展的基礎產業(yè)，而糧食安全對保障國家和社會的穩(wěn)定和安寧起重要作用[1-2]。我國雖然地域廣闊，但人多地少的矛盾一直是當前面臨的突出問題[3-4]?！秶摇笆濉币?guī)劃》提出了8個農業(yè)現代化約束性指標，其中有6個直接與糧食生產能力及其生產資源保護和要素配置方式有關，使國家糧食安全保障更加有力。湖南省作為我國中部地區(qū)的農業(yè)大省，自古以來就享有“九州糧倉”、“魚米之鄉(xiāng)”的美譽。隨著農業(yè)現代化水平的不斷提高，全省糧食產量由1998年的2 647.9萬t提高到了2016年的2 953.2萬t，單產由1998年的5 217.7kg/hm2提高到了2016年的6 039.0kg/hm2，該省占有全國2.20%的土地養(yǎng)活全國4.94%的人口。但隨著糧食作物生產潛力的挖掘，未來增產的速度會越來越慢，緩解人多地少矛盾的任務日益艱巨。與此同時，該省幾乎年年都會發(fā)生不同程度的洪澇災害，有60%～80%的年份出現干旱災害，加上風雹災、病蟲害等給該省農業(yè)生產造成了嚴重影響[5-7]。2016年，全省因災缺糧人口達到了420.5萬人，經濟損失為265.6億元。在當前糧食增長速度減緩的形勢下，如何有效管理湖南省農業(yè)災害風險，加快建立科學合理的農業(yè)防災減災體系，對間接提高糧食產量，保障糧食安全具有重要意義。而對農業(yè)災害風險進行評估，將有利于進行針對性的防范管理。

關于農業(yè)災害的風險評價主要基于災害強度和出現的頻次[8-9]和糧食減產量[10-12]單項指標展開評價，但僅通過單項指標建立評價模型，不能整體反映區(qū)域農業(yè)災害發(fā)生情況。劉慕華[13]采用VAR模型對湖南省糧食產量的波動性與綜合自然災害的變化相關性進行了分析，研究發(fā)現在一定時期內糧食產量相對綜合自然災害存在負相關性和滯后性?？岛Ｃ鱗14]等僅針對2010年全年湖南省主要農業(yè)氣象災害相應的分布特征和發(fā)生規(guī)律進行了概述。謝佰承[15]等采用受災率、成災率、降水變率等指標構建模型，研究了1971—2006年湖南省洪澇災害農業(yè)風險度。該研究在前人研究的基礎上，結合湖南省農業(yè)生產和農業(yè)災害現狀，基于引起該省農業(yè)災害風險的旱災、水災、風雹災、病蟲害和霜凍5個主導因子，系統(tǒng)分析2009—2016年各主導因子的受災率和成災率變化趨勢，并通過受災率、成災率、災害脆弱度、災害經濟損失所占比重和因災缺糧人口所占比重5項指標構建農業(yè)災害風險評價模型，整體評估該省農業(yè)災害風險度，同時進一步對全省抗旱防洪效率進行了探討，該項研究以期能為湖南省防御和減輕農業(yè)災害提供理論參考，有利于農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 研究區(qū)概況和數據來源

1.1 研究區(qū)概況

湖南省(N 24°38′～N30°08′，E 108°47′～E114°15′)位于我國中部，跨長江、珠江兩大水系，處云貴高原向江南丘陵和南嶺山脈向江漢平原過渡的地帶，地形由平原、盆地、丘陵地、山地、河湖構成，總面積為21.18萬km2。屬大陸性亞熱帶季風濕潤氣候，春夏多雨，秋冬干旱，年際變化較大。氣象資料統(tǒng)計顯示，各地年平均氣溫一般為16～19℃，年平均降雨量160 0mm，無霜期253～311d。

截止2016年，該省共有人口731 8.8萬，其中鄉(xiāng)村人口占到了70.15%。湖南是一個農業(yè)大省，糧食主產區(qū)之一，2016年全省共實現農業(yè)生產總值6 081.9億元，比2015年增加了8.0%。主要來源于種植業(yè)和牧業(yè)，其中種植業(yè)所占比重達到了53.5%。全省糧食播種面積達到了489.1萬hm2，比2015年下降1.1%。糧食總產量為2 953.1萬t，比2015年減產1.7%。但該省又是一個自然災害頻發(fā)的省份。統(tǒng)計數據顯示，2016年1—7月份，全省共發(fā)生各類自然災害35次，造成14個市州不同程度受災，多地重復受災。各類自然災害共造成農作物受災面積113.99萬hm2，絕收面積17.29萬hm2，直接經濟損失253.2億元。2009—2016年，每年因災缺糧人口高達2 000萬以上。近年來，湖南省政府也在積極加強對預測預警和常態(tài)備災體系的構建，提高防災減災救災工作的規(guī)范化和現代化水平?！笆濉逼陂g，全省防災減災救災投入共26.5億元。氣象部門實施重大氣象防災減災工程，災害性天氣監(jiān)測率接近90%。

1.2 數據來源

該研究采用的數據來源于2010—2017年《湖南統(tǒng)計年鑒》和《中國農村統(tǒng)計年鑒》、2009—2016年《湖南省國民經濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》和中國經濟與社會發(fā)展統(tǒng)計數據庫。

2 研究方法

2.1 農業(yè)災害風險評價指標

該研究基于指標選取的代表性、系統(tǒng)性和可獲取性等原則，參考前人構建的指標體系[9，11-12]，對湖南省農業(yè)災害風險評價指標選擇受災率、成災率、災害脆弱度、災害經濟損失所占比重和因災缺糧人口所占比重5項因子[9，15-16]，可全面反映該省災害風險程度。

①受災率:受災率是指受災面積占總播種面積的比重，公式為：

Dr=Ds/Zs

(1)

公式(1)中，Dr表示受災率，Ds表示受災面積，Zs表示總播種面積。

②成災率:成災率是指成災面積占總播種面積的比重，公式為：

Cr=Cs/Zs

(2)

公式(2)中，Cr表示成災率，Cs表示成災面積，Zs表示總播種面積。

③災害脆弱度:以成災面積與受災面積的比重來表示湖南省農業(yè)災害脆弱度，公式為：

Dv=Cs/Ds

(3)

公式(3)中，Dv表示災害脆弱度，該值越大，表明湖南省抵抗農業(yè)災害的的能力越弱；反之，則越強。

④災害經濟損失所占比重:該研究中，災害經濟損失所占比重采用當年災害經濟損失與農業(yè)生產總值的比率表示，公式為：

Lr=El/Gp

(4)

公式(4)中，Lr表示災害經濟損失所占比重，El表示災害經濟損失，Gp表示農業(yè)生產總值。

⑤因災缺糧人口比重:因災缺糧人口比重選取因災缺糧人口與當年全省農業(yè)總人口的比率表示，公式為：

Qr=Qp/Tp

(5)

公式(5)中，Qp表示因災缺糧人口，Tp表示全省總人口，Qr表示因災缺糧人口所占比重。

2.2 農業(yè)災害風險評價模型構建及各指標權重確定

鑒于各評價指標對湖南省農業(yè)災害風險影響程度不同，該研究采用德爾菲法[17-18]和熵值法[19-20]主客觀相結合確定指標權重系數。其中在德爾菲法中，邀請熟悉湖南省農業(yè)災害，氣象災害、農藝學、氣象學等研究方向的20位專家對各評價指標進行兩兩比較，根據評價指標的相對重要性進行賦權。

熵值法計算權重的步驟如下：為統(tǒng)一量綱，首先采用極差法[20]對2009—2016年湖南省受災率、成災率、災害脆弱度、災害經濟損失所占比重和因災缺糧人口所占比重5項指標數據進行標準化處理，計算方法如公式(6)：

(6)

由于標準化后的數據存在0值，為保證下一步熵值運算存在意義，需要對標準化后的數據進行平移，方法為：

(7)

熵值計算公式為：

(8)

公式(8)中，Sj表示熵值，Ti表示第j項指標在評價樣本中所占比重，n為評價樣本數。

各指標權重計算方法如公式(8)：

(9)

公式(9)中，Wj表示第j個評價指標所占權重，m表示評價指標的個數。

通過熵值法和德爾菲法確定最終權重值，計算方式為：

(10)

表1 湖南省農業(yè)災害風險評價指標所占權重

表示通過熵值法計算的指標權重值，結果如表1所示。

根據所計算的各項指標權重值，構建湖南省農業(yè)災害風險評價模型為：

W=0.258 8Dr′+0.238 6Cr′+0.162 5Dv′+1.162 9Lr′+1.177 2Qr′

(11)

公式(11)中，W表示風險度，Dr′、Cr′、Dv′、Lr′和Qr′分別表示受災率、成災率、災害脆弱度、災害經濟損失所占比重和因災缺糧人口所占比重經過歸一化后的數據。

2.3 防洪澇效率研究

數據包絡分析模型(Data Envelopment Analysi，DEA)是由美國著名運籌學家A.Charnes和W.W.Cooper提出的一種數量分析方法，該方法借助線性規(guī)劃和統(tǒng)計數據，依據多項投入指標和產出指標，來評價決策單元DMU之間的生產效率[21-22]。在湖南省各種農業(yè)災害中，旱災和洪澇災害是發(fā)生率比較大的災害，該研究采用DEA中產出導向的CCR模型來測算2009—2016年湖南省抗旱防澇效率。其中選取農用排灌機械數量、農用柴油使用量和機電排灌面積作為投入指標，受旱災未成災面積和受洪澇災害未成災面積作為產出指標[22-23]，所計算出的效率值越高，未成災面積越大。CCR模型為：

(12)

模型(12)中，字母代表的含義分別為：θ表示投入相對于產出的相對效率，Rk表示第k個決策單元的效率值，λi表示決策單元的權系數，xi表示決策單元的投入向量，yi表示決策單元的產出向量。sj-表示投入指標的松弛變量，sr+表示產出指標的松弛變量。x0表示決策單元的投入，y0表示決策單元的產出。ε為非阿基米德無窮小，通常取值10-6。若模型中同時滿足sr+=0，sj-=0，θ=1，則該DMU為DEA有效，否則無效。若DMU無效，可通過DMU在相對有效平面上的投影來改進非DEA有效的決策單元。

3 結果及分析

3.1 各主導因子農業(yè)災害風險評估

分析2009—2016年湖南省農業(yè)災害5個主導因子的受災率和成災率，得出表1所示的結果?？梢钥闯?，旱災和水災是該省受災率和成災率均較高的兩種災害，2013年，旱災受災最嚴重，全省受災面積為216.515萬hm2，成災面積為129.892萬hm2，受災率達到了25.031%，成災率達到了15.016%。其次是2011年，受災率為23.535%，成災率為14.014%。但2014年和2015年均未受災。水災發(fā)生頻次最高，2009—2016年均有不同程度的受災風險，其中在2010年受災率和成災率最高，分別達到了24.480%和15.052%，受災面積為2 010.133萬hm2，成災面積為123.672萬hm2。2013年水災受災率和成災率最低，分別為7.332%和3.945%，受災面積為63.418萬hm2，成災面積為34.125萬hm2。風雹災、病蟲和霜凍受災率和成災率相對較低，風雹災和病蟲害發(fā)生頻次也較低。其中風雹災的受災率和成災率在2010年最高，也僅分別為1.006%和0.502%，受災面積為8.263萬hm2，成災面積為41.22hm2，其余年份受災率和成災率均不足0.1%。在2009年病蟲害的受災率和成災率最高，分別為1.222%和0.866%，其余年份也均較低。在2010年霜凍的受災率和成災率最高，分別為0.378%和0.110%，受災面積為3.104萬hm2，成災面積為0.902萬hm2。2010年該省影響較大的自然災害為低溫冷害和暴雨和洪澇災害，相應農作物水災和霜凍的受災率和成災率較高。而且，各農業(yè)災害的受災率和成災率并無明顯的規(guī)律性變化，由此可見，該省各農業(yè)災害在很大程度上受氣象條件的影響。

表2 2009—2016年湖南省主要農業(yè)災害率和成災率變化趨勢 %

圖1 2009—2016年湖南省農業(yè)災害風險度變化趨勢

表2 2009—2016年湖南省農業(yè)災害評價指標值 %

通過構建模型，對湖南省農業(yè)災害的風險度進行評價，得出圖1的變化趨勢?？梢钥闯觯?009—2016年該省都有發(fā)生不同程度的農業(yè)災害，其中農業(yè)災害風險最大的年份是2013年，風險度為0.203，該年湖南省農業(yè)災害受災面積達到了293.658萬hm2，受災率為33.95%。成災面積為5.304萬hm2，成災率為19.89%。因災經濟損失達到了283.19億元，占農業(yè)生產總值的5.61%。其中因災缺糧人口為88.66萬，占到了農業(yè)人口的2.38%。2011年湖南省農業(yè)災害的風險度略低于2013年，為0.202。該年受災率達到了37.09%，成災率達到了22.37%，是研究階段內受災率和成災率均最高的年份。2015年，風險度最低，為8.78。該年受災率、成災率、災害脆弱度和災害經濟損失均是研究階段內最低的年份，但因災缺糧人口所占比重相對較高，為7.57%。

災害脆弱度在一定程度上能客觀反應研究區(qū)域抗災害的能力，分析2009—2016年湖南省災害脆弱度的變化趨勢，可以看出，整體上呈現降低趨勢，由2009年的61.00%降低到2016年的54.16%，降低了16.84個百分點，表明該省在抵抗農業(yè)災害的能力有所提升。近年來，在抗災防災方面，湖南省堅持以防御為主，廣泛發(fā)動和依靠群眾，迅速開展生產自救為輔的方針，規(guī)范抗災救災工作行為，健全抗災救災監(jiān)督管理機制，實現了防災救災科學化、網絡化和專門化管理，取得了較好的成效。

表3 2009—2016年CCR模型分析

3.2 抗旱防洪效率分析

采用DEA-SOLVER-PRO 5.0中的CCR模型得出2009—2016年湖南省抗旱防洪效率值和松弛變量，如表3所示?？梢钥闯?，2009—2016年，湖南省抗旱防洪效率值波動較大，最低時，僅為0.44。在2010、2011和2013年抗旱防洪效率值為1.00，松弛變量也均為0，表明，這些年份湖南省在抗旱防澇方面相對有效率，抗旱防洪方面的投入和產出達到了最佳狀態(tài)。其他年份的效率值均小于1.00，DEA無效。其中2009年，效率值為0.89，該年湖南省抗旱防洪效率處于較好的水平。其他年份效率值均低于0.70，湖南省抗旱防洪效率處于較低的水平。松弛變量S-和S+不為0時，說明在無效年份存在投入冗余和產出不足現象。Sr-(1)和Sr-(3)不為0，表明研究階段內，湖南省大部分年份在抗旱防洪方面存在排灌動力機械臺數和農用柴油使用量投入過多的現象。2009年，Sr-(2)不為0，該年存在機電排灌面積不足，但2009年以后，機電排灌面積得到優(yōu)化，無冗余。2012、2014—2016年，Sj+(1)不為0，表明這些年份存在受旱災未成災面積產出不足的現象，有待進一步提升。

4 結論與討論

4.1 結論

(1)2009—2016年，在湖南省5個農業(yè)災害風險主導因子中，旱災和水災是受災率和成災率均較高的兩種災害，風雹災、病蟲和霜凍的受災率和成災率相對較低。水災的發(fā)生頻次最高，風雹災和病蟲害發(fā)生頻次較低。各農業(yè)災害的受災率和成災率并無無明顯的規(guī)律性變化，在很大程度上受氣象條件的影響。

(2)2009—2016年，湖南省均有發(fā)生不同程度的農業(yè)災害風險。其中，在2013年，農業(yè)災害風險度最高，為0.203，其次為2011年，為0.202。2015年，風險度最低，為8.78。研究階段內，湖南省農業(yè)災害脆弱度整體上呈降低趨勢，由2009年的61.00%降低到2016年的54.16%，在一定程度上表明該省在抵抗農業(yè)災害的能力有一定成效。

(3)2009—2016年，湖南省抗旱防洪效率值波動較大，最低時，僅為0.44。在2010、2011和2013年抗旱防洪效率值為1.00，這些年份湖南省在抗旱防洪方面的投入和產出達到了最佳狀態(tài)，其他年份抗旱防洪效率相對較低。

(4)研究階段內，大部分年份存在排灌動力機械臺數和農用柴油使用量投入過多的現象。2009年，該年存在機電排灌面積不足的現象，2010—2016年，機電排灌面積得到優(yōu)化。2012、2014—2016年，存在受旱災未成災面積產出不足的現象。

4.2 討論

農業(yè)災害風險是在農業(yè)生產過程中，由自然災害條件導致的農業(yè)生產弱勢的可能程度。

該研究從引起湖南省農業(yè)災害風險的旱災、水災、風雹災、病蟲害和霜凍5個主導因子出發(fā)，分別分析了2009—2016年各主導因子的受災率、成災率和災害脆弱度變化趨勢，并通過受災率、成災率、災害脆弱度、災害經濟損失所占比重和因災缺糧人口所占比重5項指標構建了農業(yè)災害風險評價模型，保證了數據的可獲取性。在此基礎上，客觀評估了該省農業(yè)災害風險度，同時進一步對全省抗洪澇災害效率進行了探討，以期為全省農業(yè)災害風險的有效管理和相關政策的實施提供理論支持，對保障糧食安全具有一定的科學價值。

王愛平[24]的研究表明，水災和旱災是對湖南省糧食生產影響最嚴重的兩種災害，其次是霜凍和風雹災害。高霞霞等[25]指出水災和旱災是制約湖南省糧食經濟發(fā)展的瓶頸，洪澇災害風險度的變化在一定程度上受極端氣象條件的影響。陳玉虔和劉慕華[23]采用數據包絡模型評價了湖南省14個市抗旱防洪效率，發(fā)現湖南省在抗旱防洪方面效率整體偏低。該項研究表明，湖南省農業(yè)災害風險較高，水旱災發(fā)生較頻繁，雖然全省在防災減災方面取得了一定成效，但效率較低，這與前人的研究結果基本一致。因此，現階段湖南省應盡快加大對農業(yè)災害的防災減災措施，減少災害損失?？沙浞纸柚F代科學技術，如衛(wèi)星遙感技術、航空航天技術等，加強對農業(yè)自然災害的動態(tài)監(jiān)測和預報，從而為農業(yè)生產爭取更多的自救時間和空間。優(yōu)化農作物種植結構，選育抗旱、耐水、抗霜凍、抗風雹和抗病蟲害能力較強的作物品種。重點防范水、旱災，加強防范頻發(fā)時段和重發(fā)地區(qū)的災害，在水災旱災發(fā)生率較高的地區(qū)，退耕還林，還草，提高土壤的保水蓄水能力。加強農田水利建設，確保旱澇保收。

該研究所構建的湖南省農業(yè)災害風險評價模型有一定的創(chuàng)新性和合理性，今后會不斷收集數據和擴充評價指標，進一步對模型進行修正，提高農業(yè)災害風險評價的精度。