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user: 3. 西南地区主要农业气象灾害时空变化特征分析 3.1. 时间变化特征分析 3.1.1. 各气象灾害造成的受灾率和成灾率分析 受灾率和成灾率在一定程度上可以反映出各灾害对农业的损害程度，可以不用考虑因播种面积不同而造成的不同受灾和成灾面积。图1为西南地区四种农业气象灾害受灾率和成灾率随时间的变化情况。 图1. 西南地区受灾率和成灾率随时间变化情况(a)旱灾、(b)洪涝灾、(c)风雹灾和(d)冷冻灾 分析可知，四种主要气象灾害的受灾率和成灾率都有明显的同步性。对于旱灾(图1a)来说，其受灾率、成灾率同步性较好，大都在同一年份取得峰值或谷值。在1980~1995年受灾率、成灾率为小波动时间段，受灾率峰值大约在19%、谷值约为10%，成灾率峰值大约在9%、谷值大约在4%。而在1996~2015年间，受灾率、成灾率为周期约5年的大波动，受灾率峰值约为23%、谷值约为6%，成灾率峰值约为14%、谷值约为4%。2015~2018受灾率、成灾率呈明显的下降趋势，所以在此期间旱灾造成的影响较小。 对于洪涝灾(图1b)，其受灾和成灾的同步性在1980~1983年和2005~2019年间没有明显的同时增减，之后的年份同步性较好，在1978~1992年间，洪涝灾的受灾、成灾均有波动上升的趋势。在1992~2003年为大波动，受灾率的峰值和谷值分别约为11%和7%，成灾率的最大和最小值约为6%和3%。在2005年之后受灾率波动范围较大，而成灾率则小范围波动，且均有稍微下降的趋势，在此期间洪涝灾造成的农业灾害较轻。并且可以看出在1991、1993、1998和2002年洪涝的受灾和成灾率均到达峰值，说明这几年的洪水灾害造成的损失尤其大。 风雹灾，是强对流天气，包括冰雹和雷暴大风，其特点是生成时间快、致灾性强且存在时间短，极易给农业造成巨大损害。由图1c可知，风雹灾在1978~2002年间有较大的波动，受灾率峰值约为5%，谷值约为3%，成灾率的最值约为3%和1%，其中在1989年受灾率和成灾率都达到1978~2018年间的最大值，为6.95%和3.80%，说明在1989年西南地区的超大风雹给农作物带来很大损害，而2003~2018年间风雹灾的受灾和成灾率为弱的小幅度低值波动，即这些年由于风雹而造成的农作物损失不大。 对于冷冻雪灾，由图1d可知，1978~2018年间除1986、2008和2011年都为较小范围约2%左右的波动外，1986、2011年的受灾率和成灾率较大，受灾率约为5.09%和6.76%，特别是在2008年，可以明显看出其受灾率和成灾率为近40年的最大值，分别为13.01%和7.58%，由此可知2008年的雪灾冷冻对西南地区的农业造成了巨大的影响。 综合来看，旱灾造成的西南地区农业气象灾害的影响量级最大，洪涝次之，其次是风雹灾和冷冻灾，所以对旱灾进行更仔细全面和更深入的研究尤其重要。 3.1.2. 西南各省市区的灾情分析 图2为1978~2018年西南各省市区四种农业气象灾害受灾面积(其中重庆市数据为1997~2018年)随时间变化的折线图。 图2. 西南五省市区各气象灾害造成的受灾面积随时间变化情况 由图2a可以看出，重庆市1978~2007年中对其农业影响最大的气象灾害为旱灾，洪涝灾次之，而风雹和冷冻对重庆的农业影响很小，并且可以看出在1997、2001和2006年旱灾对此地区的受灾面积达到峰值。而2007~2018年内主要的影响灾害为旱灾、洪涝和冷冻，旱灾在2007~2014年受灾面积在小幅度地波动，而2005~2018年间旱灾造成的受灾面积很小，几乎不影响重庆；洪涝灾也在小范围地波动且近几年有下降趋势。除了2008和2001年冷冻灾造成一些大的伤害外，近40年间风雹和冷冻均对重庆地区产生很小的损害，由此可知近几年的四种灾害对重庆造成的受灾面积呈下降的趋势。 由图2b可知，贵州省近40年间造成的受灾面积最多的是旱灾，其次是洪涝灾，随后是风雹和冷冻灾。旱灾在1978~1994年间造成的受灾面积呈较大幅度的波动，其波峰和波谷处的值约为1250 × 10 3 ha和250 × 10 3 ha，在1994~2008年间造成的损害较少，约在500 × 10 3 ha上下波动，2009~2015年中的2010、2011和2013年贵州遭遇了影响面积非常广的特大旱灾，而在2004~2018年中贵州地区受旱灾影响较小。洪涝灾在1991~2003年间对贵州地区的影响较大，其余年份则在200 × 10 3 ha上下小幅度波动，尤其是洪涝灾在1996年对贵州影响为40年来最大，受灾面积达666.53 × 10 3 ha。由图还可明显看出除了2008和2011年的冰冻灾，40年来风雹和冰冻灾对贵州地区产生的损害较小，风雹造成的农作物受灾面积稍大于冰冻灾，在2008和2011年，由资料可知，贵州地区遭受了雪灾，分别造成了1489.7 × 10 3 ha和552.2 × 10 3 ha的受灾面积。 由图2c可知，四川省1978~2018年间旱灾对该省造成的灾害最多，洪涝第二，随后是风雹和冷冻灾。1978~2008年之间，旱灾对四川造成的受灾面积一直是在较大范围内波动，特别是1978年造成了3976 × 10 3 ha受灾面积的超大损害，而在1982年造成了最低值161.33 × 10 3 ha的受灾，随后一直以峰值3000 × 10 3 ha、谷值1000 × 10 3 ha的大范围内波动，但在2009~2018年间旱灾在四川地区造成的损害较小，呈小幅度的波动下降趋势。洪涝灾对四川的影响也一直较大，40年来为中等幅度的波动，从2011年开始至2018年受灾面积为较小值，为250 × 10 3 ha左右，同时也可以看出四川在1993、2003、2010年遭受了较大的洪涝灾。相比之下，风雹和冷冻灾对四川的农作物损害较弱，但可以看出，风雹灾在1985~1995年之间造成的损害很大，特别是在1989年特大风雹造成了农作物1114 × 10 3 ha的受灾面积，冰冻灾在2008和2011年分别造成了644.2 × 10 3 ha和361.2 × 10 3 ha的受灾面积。 由图2d可知，总的来看，云南省近40年来，旱灾造成的受灾面积最严重，其次是洪涝和冷冻，最后是风雹灾。旱灾在1978~2004年间造成的农作物受灾面积在较大范围内波动，峰值约为900 × 10 3 ha、谷值约为200 × 10 3 ha，而在2005~2014年间旱灾对云南地区造成的损害极其大，在2015~2018年旱灾造成的灾害逐渐减弱至100 × 10 3 ha左右。洪涝灾在1978~1990年和2003~2018年间造成的灾害在较小幅度范围内波动，而在1991~2003年造成较大的损害，此期间的峰值为1997年造成云南地区579.33 × 10 3 ha的受灾面积。风雹和冷冻灾造成的受灾较小，但在个别年份造成大的损害，如2002年的风雹受灾面积为456 × 10 3 ha，1986和2008年的冷冻雪灾给云南带来了810 × 10 3 ha和590.9 × 10 3 ha的受灾面积。 对于西藏自治区，由图2e可以看出，与其他省不同，给该地区带来严重农作物受灾的是冷冻和洪涝灾，其次是风雹，旱灾最弱。冷冻灾在1978~1984、1993~2000和2008年给西藏造成了严重损害，特别是在1997年造成了77.33 × 10 3 ha的受灾面积，而在其余年份冷冻灾给农业带来的影响较小。洪涝灾在1993~2005年造成的受灾面积较大且有大幅度的波动，峰值约为48 × 10 3 ha、谷值约为10 × 10 3 ha，其余年份的洪涝造成的损害比较平稳并且受灾面积较低，即其给西藏的影响较小。风雹和旱灾总体相比其他两种灾害给西藏农作物带来的影响较弱，只是有一些年例外，如1982和1998年的风雹，分别造成了33.3 × 10 3 ha和25 × 10 3 ha的受灾面积，1989和1991年的旱灾造成的受灾面积分别为23.93 × 10 3 ha和26.60 × 10 3 ha。 3.1.3. 受灾人口和直接经济损失随时间变化特征 气象灾害在给农业带来巨大损害的同时，也会给人类自身带来严重的影响。图3为1981~2018年自然灾害受灾人口变化情况以及1991~2018年气象灾害带来的直接经济损失变化图。 图3. 西南五省市区自然受灾人口和直接经济损失随时间变化图 对于1981~2018年来的自然受灾人口，由图3a可以看出，四川省受灾人口最多，量级最大，然后是贵州、云南和重庆，这三省市量级相当，西藏受灾人口最少。四川省受灾人口在1987~1995年和2005~2013年间处于较大值，并伴有较大幅度波动，而1981~1986和1996~2004年间年均受灾人口相对较少，且有小幅度的波动；贵州省在1981~1995年受灾人口较少，约在1500万人上下小幅度波动，在1996~2018年间受灾人口较多，波动也大；云南省在1981~1993和2007~2011年间为上升趋势的较大幅度波动，在1994~2007年为在1700万人上下的小幅度波动，在2012~2018年为大幅度下降趋势；重庆市在1997~2007年中为较大幅度波动，随后在2008~2018年为大幅下降趋势；西藏受灾人口则在1981~2018年间一直保持100万人以下的小幅度波动趋势。也可以看出近年来西南地区自然灾害人口呈下降趋势，说明人民对自然气象灾害的防御措施已有一些成效，但仍然会对当地人民的生命造成威胁，所以还是要警惕自然气象灾害的影响。 在图3b中，由于四川2008年经济损失与其他省市及年份的量级均相差巨大，所以纵坐标刻度采用log进行标注，从而可以兼顾高低两极。结果表明，四川省在2008年经济损失巨大，达7865亿元，查阅资料知是2008年的超大雪灾造成的，在2013年四川省的直接经济损失也较大，约为1202.6亿元。贵州、云南和重庆经济损失量级相当，趋势平稳，都约在10~100亿元以内，而西藏经济损失相对较少，在10亿元以内，且近几年有上升的趋势。总的来看，气象灾害带来的经济损失也会达到很大，特别是四川地区，一定要提高警惕，采取一定的防御措施来减少损失。 3.2. 空间分布特征分析 3.2.1. 四种气象灾害的受灾占比空间分布 图4为将1978~2018年的各个气象灾害的年平均受灾面积五个省市区的比例用ArcGIS软件处理成的空间分布图。 图4. 四种主要农业气象灾害的空间分布 综合可知，干旱对西南地区的影响最大，西南地区的农业生产一直深受其害。图4a可知，四川省的农业受灾最重，其年平均受灾面积达1190.94 × 10 3 ha，受灾占比约44.48%。云南省受旱灾影响为第二，年均受灾面积约为648.19 × 10 3 ha，受灾占比为24.21%，受灾程度约为四川省的一半。贵州省受灾较云南省稍弱一些，其年均受灾面积为477.78 × 10 3 ha，占比17.84%，重庆市受旱灾影响也较大，年均受灾面积为356.13 × 10 3 ha，占比13.3%。但旱灾对西南地区的西藏农业几乎不太影响或影响很弱，其年均受灾面积为4.22 × 10 3 ha，占比约为0.16%。四川地区的旱灾已经是该地区进行农业生产面临的最重要问题之一，四川地区的播种面积大，受灾面积多，农业的损失大，所以一定要重视旱灾带来的影响，采取一定的防灾减灾措施来减小其危害。 洪涝仅次于旱灾，是对西南地区农业损害第二的气象灾害，洪涝不仅能使农业受灾减产，还能使人民的生命财产安全受到很大的威胁。由图4b可知，受洪涝灾影响最重的是四川省，年平均受灾面积是718.56 × 10 3 ha，受灾占比约为46.9%，其次是重庆市，该市年平均受灾面积301.73 × 10 3 ha，受灾占比19.69%，然后是贵州省和云南省，这两省的受灾程度相当，受灾占比为16.47%和16.31%，西藏农作物受洪涝灾损害最小，年均受灾面积约为9.68 × 10 3 ha，占比0.63%。故洪涝灾大多发生在西南地区的东北部即川渝地区，极少发生在西藏地区，川渝地区农业播种量多且人口密度大，洪涝极其容易给该地带来巨大的损失，所以对洪涝的监控和防御是必要的。 由图4c可知，西南地区受风雹灾最严重的是四川地区，该省由于风雹造成的年平均受灾面积是246.41 × 10 3 ha，占西南地区约40.99%。其次是贵州省，年均受灾面积约为144.93 × 10 3 ha，占比24.11%，云南和贵州省的受风雹灾程度相当，其年均受灾面积137.9 × 10 3 ha，占比22.98%。重庆市的受灾程度较云南和贵州弱一些，其年均受灾面积为63.31 × 10 3 ha，占比为10.53%，大约占云南受灾的一半。而西藏地区农作物受风雹影响最弱，年均受灾面积8.34 × 10 3 ha，占比1.39%。总的来说，风雹由于与西南急流相联系，大多分布在西南地区的偏东部，主要影响四川盆地，其次是云贵高原。 西南地区的冷冻雪灾，从以上多年数据分析来看，一般对农作物造成的影响不大，但个别年份，如2008年，冷冻雪灾给西南地区农业造成了极大损害。由图4d可知，云南省多年来受冷冻灾害最严重，年平均受灾面积为173.74 × 10 3 ha，受灾占比约为36.37%。四川省和贵州省受灾弱于云南，两省受灾量级相当，占比为25.68%和24.34%。然后是重庆市，该地年均受灾面积53.66 × 10 3 ha，受灾占比11.23%。西藏农作物受冷冻灾损坏最小，受灾面积约为11.39 × 10 3 ha，占比2.38%。所以冷冻灾多发于西南地区的中南部，少数发生在西藏地区。 3.2.2. 受灾人口和直接经济损失的占比空间分布 气象灾害不仅会对农业生产造成损害，还会对人民的生命及财产安全造成极大的影响。所以选取1981~2018年的年平均自然受灾人口比例以及1991~2018年的年平均直接经济损失作如图5的空间分布，并进行分析。 图5. 灾害相关指标的空间分布 西南地区人口密度大，占地面积广，受灾人口也多，由图5a的受灾人口占比可知，四川省的受灾人口最多，多年来平均每年约2778.35万人受灾，占西南地区受灾总人口的37.98%，其次是贵州省和云南省，这两省年平均受灾人口相当，分别为1688.92和1549.62万人，占比为23.09%和21.18%，然后是重庆市，该市年均受灾1246.94万人，占比17.05%，西藏受灾人口最少，每年平均约51.23万人受灾，占比0.7%。由此得知，西南地区受灾人口主要分布在四川和云贵地区，而西南地区的西部则较少，所以四川地区的人民一定要防御监测各种气象灾害，合理从事农业活动，从而减少受灾。 气象灾害带来的直接经济损失也是巨大的，经济损失不仅是对个人，对当地的经济发展也有很大的损害，并且西南地区的农业发展是西南地区经济收入的重要来源。由图5b的直接经济损失占比可知，经济损失最重的是四川省，其年均损失585.47亿元，占西南地区平均直接经济损失的67.14%，云南经济损失为第二，年均损失128.69亿元，占比约14.76%，贵州省第三，年均经济损失约92.46亿元，占比约10.6%，重庆市和西藏经济损失量级相当，年均损失分别为51.98和13.38亿元，占比约5.96%和1.53%。由此可知西南地区的中南部，即四川和云南地区经济损失惨重，气象灾害给当地人民的收入带来很大影响，而西部西藏地区灾害对经济影响较小。