金林雪, 唐紅艷* , 武榮盛, 王惠貞, 劉林春

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象中心, 呼和浩特 010050; 2.內(nèi)蒙古自治區(qū)氣象臺(tái), 呼和浩特 010050)

受全球氣候變化的影響，近50年中國(guó)大部分地區(qū)呈增溫趨勢(shì)，干旱問(wèn)題日益凸顯，2017年全國(guó)耕地受旱超266×104hm2，已成為困擾經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重大問(wèn)題[1]。內(nèi)蒙古地區(qū)幅員遼闊，氣候類(lèi)型多樣，水熱分布不均；同時(shí)，該區(qū)也是我國(guó)重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以“雨養(yǎng)”為主，生產(chǎn)過(guò)程中極易遭受干旱災(zāi)害，嚴(yán)重制約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。國(guó)內(nèi)外關(guān)于農(nóng)業(yè)干旱的研究成果日趨豐富[2-4]，其中自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法近年來(lái)應(yīng)用較為廣泛[5-6]。朱琳等[7]以風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為區(qū)劃指標(biāo)，獲得GIS系統(tǒng)支持的陜西省冬小麥干旱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖，并分區(qū)評(píng)述；吳東麗等[8]以考慮抗災(zāi)能力的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)和災(zāi)年減產(chǎn)率為分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行聚類(lèi)，完成華北地區(qū)冬小麥干旱風(fēng)險(xiǎn)綜合區(qū)劃；劉玉英等[9]采用加權(quán)綜合法對(duì)吉林省農(nóng)業(yè)影響的干旱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃進(jìn)行研究；楊平等[10]開(kāi)展了黃淮海地區(qū)玉米生長(zhǎng)季的干旱危險(xiǎn)性、敏感性和易損性評(píng)價(jià)；薛昌穎等[11]利用自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)理論，確定黃淮海地區(qū)夏玉米生長(zhǎng)季內(nèi)易受干旱危險(xiǎn)的發(fā)育階段和區(qū)域；田宏偉等[12]從河南省夏玉米種植面積、土地利用信息等多種要素考慮，開(kāi)展了干旱綜合風(fēng)險(xiǎn)的精細(xì)化區(qū)劃工作。已有的研究對(duì)象主要為玉米和小麥[13-20]，大豆干旱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。大豆是世界上種植面積僅次于玉米、小麥、水稻的第四大作物，內(nèi)蒙古大豆種植面積位于全國(guó)前列。根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部(原農(nóng)業(yè)部)《全國(guó)種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整規(guī)劃(2016—2020年)》和《全國(guó)大宗油料作物生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃(2016—2020年)》，在內(nèi)蒙古東北部培育大豆優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)，保障國(guó)家糧食安全和大豆的有效供給。內(nèi)蒙古大豆一般于5月開(kāi)始播種，7月中旬至8月中旬進(jìn)入生長(zhǎng)發(fā)育關(guān)鍵時(shí)期(開(kāi)花-結(jié)莢-鼓粒時(shí)期)，也是造成大豆產(chǎn)量波動(dòng)的關(guān)鍵時(shí)期。因此，干旱對(duì)大豆產(chǎn)量影響最大，研究其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法及風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃，對(duì)于防災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要意義。

本文結(jié)合內(nèi)蒙古地區(qū)第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)，基于自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，綜合考慮干旱災(zāi)害的致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、孕災(zāi)環(huán)境敏感性、承災(zāi)體易損性及防災(zāi)減災(zāi)能力，構(gòu)建內(nèi)蒙古大豆干旱風(fēng)險(xiǎn)綜合指數(shù)，并依托GIS技術(shù)進(jìn)行精細(xì)化風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃，最后利用內(nèi)蒙古各地歷史災(zāi)損資料、產(chǎn)量資料對(duì)干旱區(qū)劃結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，為大豆種植的布局調(diào)整和防災(zāi)減災(zāi)戰(zhàn)略等方面提供科學(xué)的決策依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與方法

1.1 研究區(qū)概況

內(nèi)蒙古自治區(qū)東西長(zhǎng)2 400 km，南北寬1 700 km，自西向東橫跨中國(guó)西北、華北、東北地區(qū)，總面積占國(guó)土面積的12.3%。區(qū)域內(nèi)氣候類(lèi)型復(fù)雜多樣，受海拔高度、地勢(shì)、土質(zhì)等因素影響，生態(tài)條件十分復(fù)雜，地區(qū)間熱量和水分差異顯著；其中光能資源充沛，大部地區(qū)年日照時(shí)數(shù)都大于2 700 h；全年太陽(yáng)輻射量從東北向西南遞增；年總降水量50～450 mm，東北降水多，向西部遞減；年平均氣溫為0～8 ℃。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

研究區(qū)域及位置見(jiàn)圖1。氣象資料來(lái)源于內(nèi)蒙古119個(gè)氣象站，包括1971—2018年逐日降水量；發(fā)育期資料來(lái)源于大豆農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)站；產(chǎn)量資料來(lái)源于內(nèi)蒙古統(tǒng)計(jì)局，包括1971—2016年各旗縣大豆總播面積、總產(chǎn)量、單產(chǎn)；干旱災(zāi)情數(shù)據(jù)來(lái)源于內(nèi)蒙古自治區(qū)災(zāi)情直報(bào)系統(tǒng)，包括1981—2016年各旗縣干旱災(zāi)害發(fā)生時(shí)間、受災(zāi)面積、成災(zāi)面積、絕收面積等。地理信息數(shù)據(jù)來(lái)源于SRTM (shuttle radar topography mission)航天飛機(jī)雷達(dá)地形測(cè)繪數(shù)據(jù)，下載SRTM 的V1版采樣成75 m的數(shù)據(jù)，空間分辨率為 75 m；人口密度、人均GDP、人均農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值等社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)(http://www.geodata.cn)；耕地區(qū)域、耕地面積占土地面積比例、灌溉面積占耕地面積比例數(shù)據(jù)來(lái)源于內(nèi)蒙古第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)，分辨率為1∶10 000；并利用GIS最近鄰域法對(duì)各項(xiàng)要素重采樣至75 m，與氣象要素及社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素插值結(jié)果相匹配。

1.3 數(shù)據(jù)處理

1.3.1產(chǎn)量資料處理 本文采用5 a直線(xiàn)滑動(dòng)平均法進(jìn)行產(chǎn)量分離[21]，計(jì)算趨勢(shì)產(chǎn)量Yt；相對(duì)氣象產(chǎn)量Yr可以用實(shí)際產(chǎn)量(Y)偏離趨勢(shì)產(chǎn)量(Yt)的百分比表示[22]。

(1)

1.3.2小網(wǎng)格推算模型的建立 利用SPSS軟件將大豆干旱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃指標(biāo)與地理信息數(shù)據(jù)通過(guò)多元回歸方法，構(gòu)建小網(wǎng)格推算模型，并利用ArcGIS實(shí)現(xiàn)指標(biāo)要素的推算。

1.3.3數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化 文中所構(gòu)建的指標(biāo)要素單位不同，為了統(tǒng)一量綱，對(duì)所選的指標(biāo)要素進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理[23]，使其值處于0～1之間，表達(dá)式如式(2)所示。

圖1 研究區(qū)域及位置Fig.1 Location of the study area in Inner Mongolia

(2)

其中，xi為指標(biāo)要素值，xmax和xmin分別為該要素的最大值和最小值，yi為標(biāo)準(zhǔn)化后的值。

1.4 大豆干旱指標(biāo)的選取和驗(yàn)證

1.4.1干旱指標(biāo)選取 本文在前人研究的基礎(chǔ)上[7,10]，基于降水量距平百分率(percentage of precipitation anomalies，Pa)的氣象干旱等級(jí)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[24]及歷史上出現(xiàn)的干旱年的災(zāi)情情況，經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)整、驗(yàn)證，最終采用大豆關(guān)鍵生長(zhǎng)期(7月中旬至8月中旬)的降水量距平百分率作為判斷干旱災(zāi)害發(fā)生的指標(biāo)(表1)。

表1 基于降水量距平百分率的大豆干旱等級(jí)Table 1 Evaluation index of drought grades based on precipitation anomaly percentage of soybean

1.4.2干旱指標(biāo)驗(yàn)證 為了說(shuō)明干旱指標(biāo)的客觀性，利用內(nèi)蒙古大豆主產(chǎn)區(qū)(呼倫貝爾市、興安盟、通遼市、赤峰市，以下簡(jiǎn)稱(chēng)東四盟)1983年以來(lái)干旱災(zāi)情資料對(duì)指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證。具體驗(yàn)證步驟為：①篩選出東四盟各旗縣1983—2016年所有的干旱年并分別統(tǒng)計(jì)總年數(shù)；②根據(jù)干旱指標(biāo)(表1)，篩選出東四盟各旗縣1983—2016年出現(xiàn)旱情(Pa≤-70%)的年份并分別統(tǒng)計(jì)其總年數(shù)；③計(jì)算各旗縣根據(jù)指標(biāo)篩選出的旱年與干旱災(zāi)情資料上出現(xiàn)的干旱總年數(shù)的對(duì)應(yīng)率；④計(jì)算統(tǒng)計(jì)東四盟各盟市的平均對(duì)應(yīng)率。

1.5 干旱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃方法

干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)受4個(gè)因子綜合影響，包括致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、孕災(zāi)環(huán)境敏感性、承災(zāi)體易損性和防災(zāi)減災(zāi)能力[25]。決定大豆干旱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃的指標(biāo)較多，本文根據(jù)掌握的數(shù)據(jù)資料及自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)理論和指標(biāo)體系的構(gòu)建原則，分別從致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境、承災(zāi)體、防災(zāi)減災(zāi)能力4個(gè)方面考慮，選取10個(gè)指標(biāo)進(jìn)行干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析，通過(guò)咨詢(xún)專(zhuān)家、層次分析法[26]等確定各評(píng)價(jià)因子及其指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，最后參考國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出的自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)模型構(gòu)建干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，利用加權(quán)綜合評(píng)價(jià)法[27]得到綜合的干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù) (表2)。

表2 內(nèi)蒙古地區(qū)大豆干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)系統(tǒng)及權(quán)重Table 2 Evaluation index system and corresponding weight values of drought disaster of soybean Inner Mongolia

1.5.1致災(zāi)因子危險(xiǎn)性 致災(zāi)因子危險(xiǎn)性與干旱災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)具有密切的正相關(guān)關(guān)系。本研究以降水量距平百分率作為干旱致災(zāi)因子危險(xiǎn)性的評(píng)估指標(biāo)，分別統(tǒng)計(jì)輕旱、中旱、重旱發(fā)生頻率，得到干旱致災(zāi)因子危險(xiǎn)性指數(shù)fz。具體計(jì)算方法如下。

①首先計(jì)算出基于大豆干旱指標(biāo)的干旱頻率(W)：在1971—2018年期間，不考慮抗災(zāi)條件下，干旱發(fā)生的可能性和頻率。全區(qū)各旗縣的W用以下公式表達(dá)。

(3)

其中，Wj為基于干旱指標(biāo)的干旱發(fā)生頻率，Nj為基于干旱指標(biāo)的干旱發(fā)生次數(shù)，j為內(nèi)蒙古地區(qū)每個(gè)旗縣(119個(gè)站點(diǎn))，n為總年份(1971—2018年)，干旱發(fā)生頻率越大，則干旱災(zāi)害發(fā)生的可能性越大。

②利用公式(3)得出各旗縣輕旱、中旱和重旱發(fā)生頻率，并分別賦予權(quán)重0.15、0.35 和0.50，得到全區(qū)119個(gè)站點(diǎn)的干旱致災(zāi)因子危險(xiǎn)性指數(shù)fz。

③為反映大豆干旱致災(zāi)因子危險(xiǎn)性的立體多樣性，該研究中用大豆致災(zāi)因子危險(xiǎn)性指數(shù)分別與海拔高度xh、經(jīng)度xj、緯度xw通過(guò)回歸分析建立小網(wǎng)格推算模型(式4)，相關(guān)系數(shù)為0.67，通過(guò)0.01水平統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

fz=1.236 9-0.010 2xj+0.006 1xw-0.000 1xh

(4)

干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖應(yīng)用ArcGIS的自然斷點(diǎn)法繪制。

1.5.2孕災(zāi)環(huán)境敏感性 孕災(zāi)環(huán)境敏感性越大，干旱危害越易發(fā)生，相應(yīng)的干旱風(fēng)險(xiǎn)度也增大。孕災(zāi)環(huán)境的敏感性與地形、水系及下墊面類(lèi)型等有關(guān)，本研究選取坡度、距離河流遠(yuǎn)近表示干旱孕災(zāi)環(huán)境敏感性fm，權(quán)重系數(shù)見(jiàn)表2。

1.5.3承災(zāi)體易損性 承災(zāi)體易損性與干旱風(fēng)險(xiǎn)度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即承災(zāi)體易損性越小，說(shuō)明承災(zāi)體抵御干旱的能力越大，干旱風(fēng)險(xiǎn)越小。本文選取3個(gè)因子，即人口密度、人均農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值、耕地面積占土地面積比重表示干旱承災(zāi)體易損性fs，權(quán)重系數(shù)見(jiàn)表2。

1.5.4防災(zāi)減災(zāi)能力 防災(zāi)減災(zāi)能力主要是指承災(zāi)體發(fā)生干旱后的恢復(fù)能力，防災(zāi)減災(zāi)能力值越大，則恢復(fù)能力越強(qiáng)，干旱風(fēng)險(xiǎn)越小。本研究選取人均GDP、灌溉面積占農(nóng)田面積比例表示干旱防災(zāi)減災(zāi)能力fr，權(quán)重系數(shù)見(jiàn)表2。

1.5.5干旱災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù) 基于自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)理論，綜合上述能夠體現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)程度的四因子，結(jié)合內(nèi)蒙古地區(qū)實(shí)際情況，利用層次分析法得到的致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、孕災(zāi)環(huán)境敏感性、承災(zāi)體易損性及防災(zāi)減災(zāi)能力的權(quán)重系數(shù)分別為0.7、0.1、0.1和0.1。干旱災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)計(jì)算如式(5)所示。

F=0.7×fz+0.1×fm+0.1×fs+0.1×(1-fr)

(5)

式中，F(xiàn)為大豆干旱災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，值越大，干旱發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)程度越大。

1.6 驗(yàn)證方法

本文采用各旗縣歷史災(zāi)情數(shù)據(jù)及產(chǎn)量數(shù)據(jù)對(duì)所研究的干旱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，其中，災(zāi)情數(shù)據(jù)用內(nèi)蒙古災(zāi)情直報(bào)數(shù)據(jù)庫(kù)中各旗縣歷年受旱面積平均值占行政面積比，產(chǎn)量數(shù)據(jù)用各旗縣歷年大豆減產(chǎn)率的平均值，與區(qū)劃結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。

2 結(jié)果與分析

2.1 大豆干旱指標(biāo)驗(yàn)證結(jié)果分析

2.1.1干旱指標(biāo)驗(yàn)證 由表3可見(jiàn)，根據(jù)降水量距平百分率(Pa)制定的大豆干旱指標(biāo)與干旱災(zāi)情資料的對(duì)應(yīng)較好，平均對(duì)應(yīng)率為77.1%，說(shuō)明上述干旱指標(biāo)能夠客觀反映內(nèi)蒙古地區(qū)的干旱發(fā)生情況；以大豆主產(chǎn)區(qū)呼倫貝爾市的3個(gè)旗縣為例，達(dá)到中旱及重旱的年份與輕旱年份對(duì)比，受災(zāi)、成災(zāi)及絕收面積明顯呈遞增趨勢(shì)，說(shuō)明上述干旱指標(biāo)能夠反映出內(nèi)蒙古地區(qū)的干旱范圍。

2.2 大豆干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃分析

2.2.1致災(zāi)因子危險(xiǎn)性區(qū)劃 由圖2可以看出，內(nèi)蒙古地區(qū)大豆干旱致災(zāi)因子危險(xiǎn)性分布地區(qū)差異顯著，總體呈西高東低的變化趨勢(shì)；其中巴彥淖爾市大部、鄂爾多斯偏西的危險(xiǎn)性最高，也是全區(qū)降水最少的地區(qū)，年降水量小于150 mm；中等危險(xiǎn)區(qū)主要集中在鄂爾多斯市東北部、包頭市南部、呼和浩特市中部、赤峰市偏東、通遼市中部、興安盟偏西及呼倫貝爾市大部；中東部偏南地區(qū)、呼倫貝爾市偏東、興安盟大部降水偏多，年降水量大于300 mm，干旱危險(xiǎn)性最低。

圖2 內(nèi)蒙古地區(qū)大豆干旱致災(zāi)因子危險(xiǎn)性區(qū)劃Fig.2 Disaster-causing factors regionalization of drought for soybean in Inner Mongolia

2.2.2孕災(zāi)環(huán)境敏感性區(qū)劃 內(nèi)蒙古大豆干旱孕災(zāi)環(huán)境敏感性指數(shù)3個(gè)等級(jí)的區(qū)劃如圖3所示。由于受水系距離、地形起伏的影響，孕災(zāi)環(huán)境敏感性的分布很不規(guī)則，高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)位于中部零星地區(qū)及大興安嶺沿山一帶，主要是由于地勢(shì)地形起伏較大且離水源較遠(yuǎn)，可灌溉性??；而西遼河灌區(qū)、河套灌區(qū)由于位于水系附近，利于灌溉緩解干旱，敏感性相對(duì)較弱，干旱風(fēng)險(xiǎn)較低；其余地區(qū)為中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

圖3 內(nèi)蒙古地區(qū)大豆干旱孕災(zāi)環(huán)境敏感性區(qū)劃Fig.3 Sensitivity of hazard-formative environments regionalization of drought for soybean in Inner Mongolia

2.2.3承災(zāi)體易損性區(qū)劃 由圖4可以看出，河套灌區(qū)大部、呼和浩特中部偏西、東部偏南零星地區(qū)、興安盟東部、呼倫貝爾市嶺西及嶺東南地區(qū)為承災(zāi)體易損性風(fēng)險(xiǎn)最高的地區(qū)，這與人均農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值指數(shù)高、人口密度大及農(nóng)田比例高密切相關(guān)；其余地區(qū)承災(zāi)體的易損性相對(duì)較低。

表3 內(nèi)蒙古地區(qū)大豆干旱指標(biāo)驗(yàn)證Table 3 Verified the drought index of soybean in Inner Mongolia

表4 內(nèi)蒙古地區(qū)干旱災(zāi)情資料與大豆干旱指標(biāo)對(duì)比情況Table 4 Comparison between drought disaster data and soybean drought index in Inner Mongolia

表5 內(nèi)蒙古地區(qū)大豆不同干旱等級(jí)對(duì)應(yīng)減產(chǎn)率Table 5 Soybean yield reduction rate range under different drought grades in Inner Mongolia

2.2.4防災(zāi)減災(zāi)能力區(qū)劃 從圖5可以看出，鄂爾多斯偏北、巴彥淖爾市南部、呼和浩特市中部偏西、赤峰市東南部、通遼市偏南、興安盟零星地區(qū)防災(zāi)減災(zāi)能力最強(qiáng)，這些地區(qū)的GDP較高，且灌溉條件較優(yōu)越。雖然中部偏南地區(qū)GDP也較高，但由于人口較多且無(wú)灌溉水系，因此,其防災(zāi)減災(zāi)能力反而較弱。

2.2.5綜合風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃 內(nèi)蒙古地區(qū)大豆干旱災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃如圖6所示，不同的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)特點(diǎn)如下。

(1)低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。該區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)低于0.40，包括興安盟偏西、通遼市偏西南、赤峰市大部、中部偏南大部地區(qū)；年降水量大部為400 mm以上，≥10 ℃積溫為1 300～2 500 ℃，無(wú)霜期日數(shù)為60～130 d。由于自然降水較多，且灌溉水平較高，使其風(fēng)險(xiǎn)大大降低；其干旱頻率、強(qiáng)度都是全區(qū)最小地區(qū)，干旱的發(fā)生多為輕旱，對(duì)產(chǎn)量的影響較小。該區(qū)應(yīng)進(jìn)一步保持和優(yōu)化當(dāng)前灌溉能力，充分利用該區(qū)域較好的水系條件，適當(dāng)擴(kuò)大大豆種植規(guī)模。

圖4 內(nèi)蒙古地區(qū)大豆干旱承災(zāi)體易損性區(qū)劃Fig.4 Vulnerability of hazard-affected bodies regionalization of drought for soybean in Inner Mongolia

圖5 內(nèi)蒙古地區(qū)大豆干旱防災(zāi)減災(zāi)能力區(qū)劃Fig.5 Disaster prevention and mitigation capacity regionalization of drought for soybean in Inner Mongolia

圖6 內(nèi)蒙古地區(qū)干旱綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)區(qū)劃Fig.6 Integrated drought risk regionalization of soybean in Inner Mongolia

(2)中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。該區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為0.40～0.54，包括呼倫貝爾市嶺西大部及嶺東南地區(qū)、興安盟東部、通遼市大部、赤峰市東北部，主要由致災(zāi)因子的中危險(xiǎn)性、孕災(zāi)中敏感度及防災(zāi)減災(zāi)能力較低引起的；上述地區(qū)年降水量約為150～400 mm，≥10 ℃積溫為2 000～3 000 ℃，無(wú)霜期日數(shù)為100～150 d，有一定的灌溉能力。因此，該區(qū)應(yīng)發(fā)展蓄水、保水技術(shù)，氣象部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)干旱的滾動(dòng)監(jiān)測(cè)，做到早時(shí)能澆；同時(shí)要提高抗旱能力，要充分利用區(qū)域水系開(kāi)展水利設(shè)施建設(shè)，提高有效灌溉率。

(3)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。該區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)高于0.54，包括呼倫貝爾市偏西北、鄂爾多斯市偏北及偏西零星地區(qū)、巴彥淖爾市大部；該區(qū)域致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、孕災(zāi)敏感度均較高，大豆干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)最高；上述地區(qū)年降水量約為50～150 mm，大部地區(qū)≥10 ℃積溫為3 000 ℃以上、無(wú)霜期日數(shù)140 d以上；溫度高、雨水少、蒸發(fā)大，灌溉條件較匱乏，干旱發(fā)生頻率高、強(qiáng)度大。建議適當(dāng)擴(kuò)大人工種植牧草面積，減少地面蒸發(fā)，抑制土壤的鹽堿化。

2.3 大豆干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃驗(yàn)證

大豆干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃驗(yàn)證結(jié)果如圖7所示，可以看出，受旱面積比及平均減產(chǎn)率較低的地區(qū)與干旱低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)基本一致，主要集中在東部大部地區(qū)，該區(qū)域是大豆的主產(chǎn)區(qū)；受旱面積比及平均減產(chǎn)率較高的地區(qū)主要分布在呼倫貝爾市偏西、錫盟偏南、烏蘭察布市中部、鄂爾多斯市偏西地區(qū)，與高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃結(jié)果也基本一致。但巴彥淖爾市的風(fēng)險(xiǎn)程度與實(shí)際發(fā)生情況不一致，區(qū)劃結(jié)果偏重，這可能是由于該區(qū)域雖然生長(zhǎng)季降水較少，干旱發(fā)生的危險(xiǎn)性較高，但由于地處河套灌區(qū)，具有較完備的灌溉條件，干旱的防災(zāi)減災(zāi)能力較強(qiáng)，因此該地區(qū)干旱實(shí)際發(fā)生情況程度較輕、面積較小。以上的兩種驗(yàn)證結(jié)果和建立的大豆干旱風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)、模型及區(qū)劃所得到的結(jié)論雖局地存在差異，但整體上比較合理，與實(shí)際發(fā)生情況吻合，區(qū)劃結(jié)果較為準(zhǔn)確。

3 討論

本文應(yīng)用自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)原理，利用氣象觀測(cè)資料、大豆產(chǎn)量資料及研究區(qū)地理信息等資料，結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H，選擇合理的區(qū)劃指標(biāo)，建立了大豆干旱致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、孕災(zāi)環(huán)境敏感性、承災(zāi)體易損性和防災(zāi)減災(zāi)能力4個(gè)因子的區(qū)劃模型，并綜合上述4個(gè)因子構(gòu)建了適用于內(nèi)蒙古地區(qū)的大豆干旱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃模型，為指導(dǎo)內(nèi)蒙古地區(qū)大豆干旱災(zāi)害防御提供理論參考。本文分析結(jié)果表明：低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)位于興安盟偏西、通遼市偏西南、赤峰市大部、中部偏南大部地區(qū)，上述地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，水資源豐富，利于大豆產(chǎn)量、品質(zhì)的提高，可在該區(qū)域大力發(fā)展大豆生產(chǎn)，擴(kuò)大種植規(guī)模；對(duì)于呼倫貝爾市偏西北及西部部分地區(qū)的干旱高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，降水偏少、空氣干燥、灌溉成本較高，應(yīng)適量減少大豆種植面積，改種其他相對(duì)耐旱的農(nóng)作物品種或人工牧草等；干旱中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)需大力發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè)，同時(shí)在大豆關(guān)鍵生育期加強(qiáng)干旱監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào)，提高干旱防御能力。

圖7 內(nèi)蒙古大豆干旱綜合風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃驗(yàn)證Fig.7 Verified the integrated drought risk regionalization of soybean in Inner Mongolia

與已有的干旱風(fēng)險(xiǎn)分析研究相比，本文使用了社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素等相關(guān)資料，增加了第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)，多角度詮釋了干旱風(fēng)險(xiǎn)影響因子，包括地形、坡度、人口密度、人均GDP、人均農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值等因素的影響，提高了風(fēng)險(xiǎn)的空間針對(duì)性和分辨率，對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)大豆干旱災(zāi)害的防災(zāi)減災(zāi)有一定參考作用；另外，本研究使用了歷年的災(zāi)損及減產(chǎn)率數(shù)據(jù)對(duì)區(qū)劃結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，從而更加切合內(nèi)蒙古地區(qū)大豆因旱受損的實(shí)際情況，使區(qū)劃結(jié)果能夠有效應(yīng)用于業(yè)務(wù)服務(wù)中，加強(qiáng)了氣象為農(nóng)服務(wù)的實(shí)用性。自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析理論和技術(shù)已被全面引入農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，但本研究中由于資料收集的局限性、自身研究水平等原因，對(duì)干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的研究還需多方面的加強(qiáng)、完善；如干旱災(zāi)情資料中的受旱面積包括各類(lèi)農(nóng)作物及牧草，出現(xiàn)多種災(zāi)害的共同影響的年份等較為復(fù)雜的情況，導(dǎo)致大豆受災(zāi)情況的有效數(shù)據(jù)不容易被篩選出來(lái)，影響風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃的精確性；干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)研究的時(shí)間尺度還需多樣化；指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)的依據(jù)還不夠充分，尚有待進(jìn)一步的深入研究，需要通過(guò)試驗(yàn)或業(yè)務(wù)來(lái)不斷進(jìn)行驗(yàn)證、優(yōu)化。