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user: 3. 结果和讨论 3.1. 我国农业气象灾害的基本分布 3.1.1. 低温 低温，即低温冷冻灾害，包括冻害和冷害，冻害一般发生时间是秋、冬季，冷害发生在春、夏、秋季。其主要原因是冷空气及寒潮侵入造成的连续多日气温下降，致使作物损伤及减产。据图1(a)、图2(a)可得，低温冻害主要分布在东北地区、湖北省、内蒙古地区和西北、西南部分地区，和华南地区及华东地区的安徽省等。新疆自治区、西北地区的部分省市，是我国受灾比率较大的地方，甘肃省是我国受灾比率最大的地方，低温冷冻害对甘肃省的农业生产造成了极大的影响。冷害具有明显的地域性，也有不同的灾害名称，如春季江南和华南出现的低温冷害称为“到春寒”或“低温烂秧”天气；秋季江南和华南晚稻抽穗扬花期出现的低温冷害称为“寒露风”；冬季华南南部和云南南部属于热带和南亚热带季风气候区，出现强降温称为“寒害”；6~8月东北地区出现的低温冷害称为“夏季低温”等 [ 4 ] 。东北地区纬度高，加之靠近冬季风风源地，寒冷季节长，当寒潮南下时，东北地区首当其冲，降温幅度大，农作物受害严重。甘肃等省主要是因为强冷空气的袭击，造成农作物受到低温冻害。 3.1.2. 风雹 风雹灾害是指强对流天气引起的大风、冰雹、龙卷风、雷电等所造成的灾害。由于冰雹常与雷暴大风结伴而行，因此，风、雹公害互为一体。我国每年平均发生风雹灾害近1000次，最多达2150余次(1987年)。风雹灾害发生范围广、频次高、局部灾情重，累积灾害造成的损失比较重。由图1(b)、图2(b)可得，1978~2013年以来受风雹灾害影响较大的地区主要是黄淮海部分地区、内蒙古地区、西南地区东部。受灾面积最大是河北省，山东省次之，四川、重庆、河南和江苏部分地区也是风雹灾害影响的主要地区。风雹灾害受灾比率全国普遍较低，基本在10%以下。其中受灾比率最大的是宁夏回族自治区，在6%以上，西北地区、内蒙古地区受灾比率也相对较大，在4%之上。这些地区主要是因为强对流天气造成的，常发生在积雨云中，一些雷雨、大风天气也易造成风雹。 3.1.3. 旱灾 干旱灾害是指某一具体时间的降水量比常年平均降水量显著偏少，进而导致经济活动(尤其是农业生 图1. 1978~2013年以来受低温、风暴、干旱、洪涝影响的土地播种面积平均值分布 产)和人类生活受到较大危害的现象 [ 15 ] 。由各省主要四个农业气象灾害数据来看，干旱灾害对我国农业生产造成了极大的破坏。每年受旱灾影响的可播种土地面积占得比重最大。干旱灾害在我国分布具有一定的特点：我国受干旱影响的地区主要分布在秦岭-淮河以北地区、长江中下游地区、黄淮海地区、西北的大部分地区、东北地区西部(图1(c)，图2(c))。黑龙江省和内蒙古地区也是受干旱灾害影响比较严重的地区，1978~2013年平均受灾面积达2000万亩以上。从地域分析可知道，秦岭淮河以北地区主要受春旱的影响；黄淮海地区常常出现春夏甚至春秋连旱，受旱面积较大，受灾比率在20%以上，有些省甚至超过30%；长江中下游地区主要是伏旱和伏秋连旱，虽然有的年份在梅雨时节，但还会因为梅雨期的缩短 图2. 1978~2013以来低温、风雹、干旱、洪涝四种灾害的平均受灾比率 或少雨形成干旱；西北地区身居内陆，距海远，降水较少加上山脉对于湿润气流的阻挡也成为干旱灾害较为严重的地区，宁夏回族自治区是受灾比率最大的地方，受灾比率高达40%以上。所以说，旱灾在我国具有普遍性，缓慢性，后续影响大等特点，这也对旱灾的影响造成了一定的困难。虽然各地不断修建水利工程和对灌溉技术进行改进，使旱灾得到了不同程度的控制，但抗旱能力地区之间差异较大，加之经济的迅速发展，人口的增长等原因，导致有限的水资源越来越短缺，干旱仍成为制约作物产量的主要灾害 [ 16 ] 。 3.1.4. 洪涝 夏季是我国大多数地区降水比较丰沛的季节，因此大多数地区洪涝灾害发生在年降水量较多的夏季。由图1(d)、图2(d)可知，我国洪涝区发生在长江中下游地区、华北地区、东北地区北部、华南地区东部，如安徽、河南等省。黑龙江省是我国洪涝灾害最严重的地区，是我国的洪涝中心，平均受灾面积在1500万亩以上。西南地区的四川、重庆等地是洪涝灾害的比较严重的高发区，受灾比率高达10%以上，洪涝灾害比较严重。湖北省是我国受灾比率最大的地方，高达12.5%以上，洪涝灾害对湖北省的农业生产造成了很大的破坏。 农业洪涝可分为洪灾、涝灾、湿害，这三种类型的洪涝密不可分。洪涝的形成与降水量、地理位置、土壤结构、植被、以及季节、作物生育期、防洪设施等密切相关。但多数情况下是由于持续性暴雨、特大暴雨造成江河洪水泛滥淹没或冲毁作物，造成减产或绝收 [ 8 ] 据分析，我国东部地区成为洪涝灾害高发地的原因大多因为受东部季风影响，降水过多且地形以平原为主，容易出现涝灾，黑龙江省也大多是因为夏季持续降水过多导致。长江中下游地区是洪水的直接威胁区，这些地区由于特大的地表径流不能被江河、湖库容纳，水位上涨而泛滥。东北山区主要是因为积雪或冰川融水形成的洪水，受气温升高制约，融雪洪水一般发生在每年的4~5月，冰川融水主要形成在7~8月。 3.1.5. 四种气象灾害总体分析 四种灾害总体结合受影响最大的地区是西南地区的四川省、河南省，山东省和黑龙江省和内蒙古地区。其中，这四种灾害主要对我国北部、东部等地产生的影响较大，四川省、河南省、黑龙江省受灾面积较大，均在4000万亩以上(图1(e))。受灾比率较大的地区集中在东北地区、内蒙古地区，受灾比率最大的地区是宁夏回族自治区，高达60%以上，这与宁夏回族自治区是低温、风雹、干旱这3种灾害的受灾比率较大有关。图3直观反映了这四种灾害在每个省市的分布，可以看出湖北省洪涝灾害受灾比率和江西省洪涝灾害比率基本相同，内蒙古地区和山西省风雹和低温的受灾比率基本相同，造成两个地方微小差距的原因是山西省干旱受灾比率比内蒙古地区大一些，此外，贵州，四川，重庆，西藏，云南地区的四种受灾比率基本一致。 3.2. 农业气象灾害时空分布趋势 3.2.1. 低温 由图4(a)可知，低温灾害在显著增加，不过大多数地区的低温灾害面积在5000万亩以下，相比干旱和洪涝灾害，低温灾害影响较小。1978~1998年，低温灾害的受灾比率基本在2%以下，相当于洪涝灾害 图3. 各省(直辖市)四种灾害受灾比率占得比例直方图 图4. 1978~2013 各种灾害受灾比率时间序列图 受灾比率的1/4，1992、1993、1998、2008年为低温灾害突变增长年，尤其是2008年，受灾面积在20，000万亩以上，且受灾比率在8%以上，这和2008年中国南方大雪灾有关。2008年在中国发生了大范围的低温、雨雪、冰冻等自然灾害，尤其是安徽、江西、湖南等地。这可以归因于与拉尼娜现象有关的大气环流异常。南方的暖湿空气与北方的冷空气在长江中下游地区交汇，形成强烈降水，大气环流稳定使雨雪天气持续。由图6知，湖北、湖南、山西、宁夏为红色值且为正向增长，这说明，湖北、湖南和山西，宁夏低温灾害呈现增长趋势，且宁夏地区为显著增长趋势。由图5得知低温灾害的空间分布——我国西藏自治区，东北地区中南部，云南低温灾害面积为幅度较小增长，但湖南省的低温灾害面积呈现显著增加趋势，这和湖南的地形特点有关，湖南省的特殊地形可使冷空气长驱直入 [ 17 ] ，使其出现严重的低温灾害。 3.2.2. 风雹 由图4(b)知，风雹灾害呈现急剧下降趋势，其下降趋势和干旱灾害趋势相比较为明显，因风雹灾害造成的受灾面积基本在6000万亩，此外风雹灾害突然增长年份出现的比较均匀，基本相差在2~4年之间，2002年是风雹灾害最为严重的一年。1983~1988年风雹灾害在微小变化中，2000~2005年风雹灾害变化较为明显。1983~2001年受灾比率基本维持在3.0%~3.5%之间。由图6得，广东–海南、山东、浙江、吉林、辽宁、青海为红色值，且逆向增长，说明这些地区风雹灾害处于显著减少的趋势，但新疆为红色正向增长，说明新疆处于风雹灾害显著增加趋势。其他地区风雹灾害趋势不显著。由图5知，我国大部分地区处于风雹面积微小增加，和图5结论一样新疆自治区风雹灾害面积显著增加。四川、广东、山东，吉林、江苏等风雹灾害面积处于减小趋势，黄河流域的大部分地区处于不变或微小增加趋势，内蒙古、黑龙江地区的风雹面积处在微小的增加趋势。 图5. 各省(直辖市)空间分布趋势图 3.2.3. 干旱 干旱灾害从1978~2013年以来一直处于波动变化中，其整体处于下降趋势，但仍在低温、风雹、旱灾、洪涝四种主要农业气象灾害中占据主导地位(图4(c))。2000年干旱受灾比率增长幅度最大，1988年至2000年，干旱灾害曲线剧烈波动，1986~2001年是我国干旱面积的高峰值，1978、1988、1992、1997、2001、2007年是干旱面积的高值年，由此可知，严重干旱年的频率在增加。由图5可知，我国西北部分地区和西藏自自治区干旱灾害并没有显著变化，内蒙古地区干旱面积有增加的趋势，东部大部分地区基本没有显著变化，除了东北地区的部分地区，例如黑龙江省，处于显著增加的状态。黄淮海地区趋势处于逆增长，干旱面积在减小，干旱对其影响在逆向增长，这可能和当地的水利设施有关系。在黄河流域，东北、西南作物的生产期干旱频率增加 [ 18 ] 。由图6的M-K图可知，干旱对山东、西藏影响比较显著， 图6. 各省(直辖市)四种灾害趋势幅度图(方法中β值，红色表示MK统计量Zs绝对值大于1.96，达到0.05显著性水平) 是红色显著值，但为负向增长，说明山东的干旱面积在减小，宁夏是黑色不显著值，且为正向增长，可知干旱对于宁夏的影响不算显著。但宁夏的干旱面积在增加，这和黄河流域夏季和秋季降水减少、最大无雨天数有关 [ 19 ] 。 3.2.4. 洪涝 由图4(d)知，洪涝灾害受灾面积基本在16，000万亩，受灾比率在8%附近摆动，1978~2000年之间，洪涝灾害受灾比率基本高于或接近8%，2000年后，洪涝灾害的比率基本低于8%，说明洪涝灾害受灾比率有微小的下降趋势。1990~2000年，是灾害突变频繁出现的阶段，1991、1998年出现急剧增长。由图6可知，广东–海南，江苏，黑龙江，西藏为红色显著值，且前三个为红色负向增长，说明为显著减小趋势，江西、湖北为黑色正向增长值，说明为不显著的增加趋势。由图5得，四川、湖南洪涝面积为增加趋势，这和西南地区极端降水增加有关 [ 19 ] ，广东，黑龙江的洪涝面积呈现减小趋势，新疆自治区的洪涝面积变化不大，整体来看，我国北部多数地区的洪涝面积变化不大，南方变化较大。 3.2.5. 四种气象灾害总体趋势 从图4(e)可知，我国总体的受灾面积在不断增加，但有下降的趋势，受灾比率整体亦是下降趋势，1985~2003年我国受灾面积和受灾比率处于高峰期，在30%以上，是受灾最严重的几年，且在这几年变化不大，处于比较微小的变化中。从图6，我们可知广东–海南，福建，山东，河南，贵州，河北，黑龙江为红色显著值，且处在负向增长变化中，表明总体来说，这几个地区的气象灾害面积有明显减小趋势。图5得，我国的东北地区受灾面积有增加趋势，内蒙古地区有明显的增加趋势，长江中下游附近地区变化不大，处于稳定趋势，新疆、云南等地区有较小的增加趋势，华北平原山东省受灾面积有减小趋势。