葉曉冰

農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害損失評估方法在產(chǎn)量預(yù)報(bào)中的應(yīng)用

葉曉冰

（福建省永春縣氣象局福建泉州362601）

文章對農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害與農(nóng)作物產(chǎn)量之間的關(guān)系進(jìn)行了分析，并以單站模型、區(qū)域模型為切入點(diǎn)，說明了農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害損失評估模型的構(gòu)建，提出了在農(nóng)作物期望產(chǎn)量中剔除災(zāi)減產(chǎn)量這種實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)的方法。

農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害；災(zāi)害損失評估模型；產(chǎn)量預(yù)報(bào)；應(yīng)用

整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程普遍受到多種因素的影響，不同地區(qū)一般會形成相對獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)，且逐步趨于穩(wěn)定?；谶@樣的情況，農(nóng)作物產(chǎn)量可以依托氣象災(zāi)害的情況與社會生產(chǎn)力發(fā)展水平進(jìn)行估計(jì)，因此能夠結(jié)合氣象災(zāi)害損失評估完成產(chǎn)量預(yù)報(bào)。

1 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害與農(nóng)作物產(chǎn)量之間的關(guān)聯(lián)性分析

土壤、氣候、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)等均為對農(nóng)作物產(chǎn)量產(chǎn)生影響的重要因素，同時(shí)，農(nóng)作物的產(chǎn)量往往受到多種因素的綜合性影響，且各個(gè)影響因素之間存在著一定的相互作用。在以往的農(nóng)作物產(chǎn)量分析實(shí)踐中，普遍依托性質(zhì)與時(shí)間落實(shí)對農(nóng)作物產(chǎn)量影響因素的劃分，具體包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)與氣象條件，所對應(yīng)的為技術(shù)趨勢產(chǎn)量與氣象產(chǎn)量。技術(shù)趨勢產(chǎn)量主要為在排除氣象災(zāi)害的條件下，農(nóng)業(yè)技術(shù)穩(wěn)定時(shí)所得到的農(nóng)作物基本產(chǎn)量特征；氣象產(chǎn)量主要為因氣象災(zāi)害而引發(fā)的對農(nóng)作物產(chǎn)量的直接影響[1]。在實(shí)際的農(nóng)作物產(chǎn)量分析過程中，普遍會忽略高頻氣象年際變化對農(nóng)作物產(chǎn)量的影響，這主要是因?yàn)樵谕坏貐^(qū)內(nèi)部分氣象災(zāi)害的連續(xù)出現(xiàn)較為常見。而就當(dāng)前的情況來看，在農(nóng)作物產(chǎn)量分析的過程中，并沒有對氣象災(zāi)害方面的影響進(jìn)行單獨(dú)考量，因此有必要重新搭建一種評估方法，以此更為精準(zhǔn)地評估氣象災(zāi)害對農(nóng)作物產(chǎn)量所造成的影響。

2 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害損失評估模型的構(gòu)建

2.1 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的主要成災(zāi)因素

2.1.1 農(nóng)作物受到氣象災(zāi)害影響的強(qiáng)度

農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害影響范圍與氣象災(zāi)害影響的強(qiáng)度之間有著相對緊密的聯(lián)系。農(nóng)作物受到氣象災(zāi)害影響的強(qiáng)度直接反映氣候異常程度，一般情況下，與相應(yīng)氣象要素距平值的大小息息相關(guān)。

2.1.2 農(nóng)作物受到氣象災(zāi)害影響的覆蓋度

氣象災(zāi)害影響程度的大小不僅與其強(qiáng)度水平有著極為緊密的聯(lián)系，還與自身尺度息息相關(guān)，具體而言，就是與該氣象災(zāi)害在同一地區(qū)內(nèi)的覆蓋度有著密切的關(guān)聯(lián)。通常來說，若是某種氣象災(zāi)害在同一地區(qū)內(nèi)有著極大的覆蓋面積，則可以判定該氣象災(zāi)害所產(chǎn)生的影響處于較高水平。從這一角度來看，可以使用氣象災(zāi)害的覆蓋度反映不同氣象災(zāi)害在同一區(qū)域面積中所占據(jù)的百分比。

2.1.3 農(nóng)作物受到氣象災(zāi)害影響的敏感程度

在所受氣象災(zāi)害相同的條件下，不同種類農(nóng)作物的產(chǎn)量受到的影響存在著一定的差異；而同種農(nóng)作物在不同的生長階段，產(chǎn)量方面所受到的影響也存在著一定的差異，例如當(dāng)農(nóng)作物生長至灌漿期后發(fā)生干旱災(zāi)害，則最終減產(chǎn)量明顯高于在小苗期發(fā)生干旱災(zāi)害的減產(chǎn)量[2]。通常情況下，農(nóng)作物在生長至生殖生長期后，對氣象災(zāi)害影響的敏感程度更高，而若是農(nóng)作物處于苗期、成熟期時(shí)受到氣象災(zāi)害影響，則所表現(xiàn)出的敏感程度維持在較低水平。從這一角度來看，農(nóng)作物在不同生長階段對氣象災(zāi)害影響的敏感程度可以參考對應(yīng)生長時(shí)期的氣象災(zāi)害對于產(chǎn)量影響的大小從而完成確定。

2.2 氣象災(zāi)害損失評估模型

2.2.1 單站模型

單站模型主要考量的是對單一氣象測站代表的地域氣象災(zāi)害損失評估，此時(shí)可以搭建起如下模型：

其中，表示農(nóng)作物減產(chǎn)量，表示農(nóng)作物不同生長階段下對氣象災(zāi)害影響的敏感程度，表示氣象災(zāi)害覆蓋程度，表示氣象災(zāi)害的強(qiáng)度。

在展開氣象損失評估模型的搭建之前，針對不同氣象災(zāi)害序列，必須要提前完成標(biāo)準(zhǔn)化處理，即對原始的氣象災(zāi)害序列進(jìn)行變化處理，具體如下：

隨后，需要求取同一農(nóng)作物在相同生長階段受到氣象災(zāi)害影響的強(qiáng)度與覆蓋度的乘積，然后求和得到農(nóng)作物在相同生長階段內(nèi)受到的綜合氣象災(zāi)害影響，所使用的表達(dá)式如下：

在該表達(dá)式內(nèi)，表示同一農(nóng)作物在同一生長階段受到的綜合氣象災(zāi)害影響，表示農(nóng)作物在同一生長階段受到的第種氣象災(zāi)害，表示氣象災(zāi)害覆蓋程度；表示氣象災(zāi)害的強(qiáng)度。

在此基礎(chǔ)上，還要針對農(nóng)作物在不同生長階段受到的所有氣象災(zāi)害賦予權(quán)重值，相加處理后得到年度綜合氣象災(zāi)害影響，結(jié)合歷年因?yàn)闅庀鬄?zāi)害而生成的農(nóng)作物減產(chǎn)量數(shù)據(jù)，依托對權(quán)重系數(shù)的協(xié)調(diào)，獲取到農(nóng)作物不同生長階段受到氣象災(zāi)害影響的敏感程度。以某地區(qū)為例，該地區(qū)一年內(nèi)只能收獲一季作物，生長周期可以劃分為四個(gè)階段，所受到的氣象災(zāi)害敏感程度分別設(shè)定為A1、A2、A3及A4，此時(shí)則有：

A1，A2，A3，A4＞0

A1+A2+A3+A4=1

在上述表達(dá)式中，表示鑒定對象，1～4表示該地區(qū)農(nóng)作物在不同生長階段（4個(gè)）中受到的綜合氣象災(zāi)害。對的各種組合與農(nóng)作物減產(chǎn)量分別展開普查，設(shè)定最終鑒定結(jié)果為相關(guān)系數(shù)的絕對值達(dá)到最高水平且穩(wěn)定性強(qiáng)的組合，以此確定出農(nóng)作物在不同生長階段受到氣象災(zāi)害影響的權(quán)重值。

此時(shí)，可以獲取到一個(gè)綜合序列，不僅能夠?qū)r(nóng)作物在不同生長階段所受到氣象災(zāi)害影響的敏感程度進(jìn)行表示，還可以反映出氣象災(zāi)害覆蓋程度以及氣象災(zāi)害的強(qiáng)度。

2.2.2 區(qū)域模型

依托逐點(diǎn)相加的方式處理單站災(zāi)害損失評估結(jié)果，即可獲取到區(qū)域范圍內(nèi)的氣象災(zāi)害損失評估結(jié)果。但是在實(shí)踐中能夠了解到，若是臺站數(shù)量相對較多，則逐一相加的處理方式煩瑣程度隨之提升。基于此，實(shí)踐中可以參考不同地區(qū)氣象條件的異同，將整個(gè)區(qū)域劃分為多個(gè)塊區(qū)，結(jié)合普查的方式確定出單個(gè)塊區(qū)內(nèi)同一農(nóng)作物：（1）在相同生長階段，歷年所受到氣象災(zāi)害影響的強(qiáng)度與覆蓋度；（2）在不同生長階段，歷年所受到氣象災(zāi)害影響的敏感程度。將各個(gè)片區(qū)所得到的氣象災(zāi)害損失評估結(jié)果進(jìn)行相加處理，即可獲取到區(qū)域模型。與單站模型相比，區(qū)域模型最為明顯的差異為必須要對每個(gè)片區(qū)的面積因素進(jìn)行考量，一般可以使用下式進(jìn)行表達(dá)：

在該表達(dá)式中，表示農(nóng)作物減產(chǎn)量，表示片區(qū)面積，表示農(nóng)作物在不同生長階段受到氣象災(zāi)害影響的敏感程度，表示氣象災(zāi)害覆蓋程度，表示氣象災(zāi)害的強(qiáng)度。區(qū)域綜合變量一般可以應(yīng)用下式進(jìn)行表達(dá)：

3 產(chǎn)量預(yù)報(bào)中農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害損失評估的具體應(yīng)用

以不同氣象災(zāi)害對農(nóng)作物產(chǎn)量造成的損失評估為切入點(diǎn)展開對氣象災(zāi)害損失評估模型的搭建，在農(nóng)作物期望產(chǎn)量中剔除災(zāi)減產(chǎn)量，即可以獲取到農(nóng)作物實(shí)際產(chǎn)量的估算數(shù)值，更為準(zhǔn)確地完成農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害條件下的農(nóng)作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)。結(jié)合前文的分析能夠了解到，依托性質(zhì)與時(shí)間落實(shí)對農(nóng)作物產(chǎn)量影響因素的劃分，具體包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)與氣象條件，所對應(yīng)的為技術(shù)趨勢產(chǎn)量與氣象產(chǎn)量[3]，可以使用如下表達(dá)式進(jìn)行表達(dá)：

=t+w

在該表達(dá)式中，表示農(nóng)作物產(chǎn)量，t表示技術(shù)趨勢產(chǎn)量，w表示氣象產(chǎn)量。理論上來說，如果可以在不存在氣象災(zāi)害的條件下，由影響農(nóng)作物產(chǎn)量的其他因素確定出農(nóng)作物產(chǎn)量大小，并在相應(yīng)產(chǎn)量數(shù)據(jù)中剔除農(nóng)作物實(shí)際產(chǎn)量，即可以更為直接地獲取到在農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害影響下的農(nóng)作物損失量。

在當(dāng)前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，受到多種因素的影響，不同地區(qū)一般會形成相對獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)，且逐步趨于穩(wěn)定。基于這樣的生態(tài)系統(tǒng)，農(nóng)作物產(chǎn)量主要受到氣象災(zāi)害的情況與社會生產(chǎn)力發(fā)展水平兩方面內(nèi)容的影響。不可避免的是，農(nóng)作物的產(chǎn)量也會受到除上述兩項(xiàng)內(nèi)容之外的其他隨機(jī)“噪聲”的影響，例如病蟲害等等。但是，這些“噪聲”普遍可以依托人為操作進(jìn)行控制，如推行病蟲害預(yù)警與定期查殺等等。因此為了方便得到最終估計(jì)結(jié)果，在本次研究中設(shè)定除上述氣象災(zāi)害的情況與社會生產(chǎn)力發(fā)展水平之外的其他隨機(jī)“噪聲”因素可以忽略不計(jì)，此時(shí)則有：

D=h-

在該表達(dá)式中，D表示農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害減產(chǎn)量，h表示農(nóng)作物期望產(chǎn)量，表示農(nóng)作物實(shí)際產(chǎn)量。依托該公式即可完成對農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害減產(chǎn)量的評估，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量預(yù)報(bào)。

4 小結(jié)

農(nóng)作物產(chǎn)量主要受到氣象災(zāi)害的情況與社會生產(chǎn)力發(fā)展水平的影響。實(shí)踐中，以不同氣象災(zāi)害對農(nóng)作物產(chǎn)量造成的損失評估為切入點(diǎn)展開對氣象災(zāi)害損失評估模型的搭建，在農(nóng)作物期望產(chǎn)量中剔除災(zāi)減產(chǎn)量，即可以獲取到農(nóng)作物實(shí)際產(chǎn)量的估算數(shù)值，更為準(zhǔn)確地完成農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害條件下的農(nóng)作物產(chǎn)量預(yù)報(bào)。

[1]尹宜舟,高歌,王國復(fù).災(zāi)體模型的拓展及其在主要?dú)庀鬄?zāi)害損失年景評價(jià)中的應(yīng)用[J].災(zāi)害學(xué),2021,36(2):19-23,29.

[2]徐莎莎,楊沈斌,高蘋.ORYZA2000模型與障礙型冷害損失評估模型耦合模擬水稻空殼率[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2018,46(13):68-73.

[3]楊沈斌.長江中下游一季稻農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害損失評估系統(tǒng)[Z].江蘇:南京信息工程大學(xué),2018-01-10.

10.3969/j.issn.2095-1205.2021.11.20

S165.27

A

2095-1205(2021)11-44-02

葉曉冰（1987- ），女，漢族，福建泉州人，本科，高級工程師，研究方向?yàn)榫C合氣象業(yè)務(wù)。