90 气 象 与 环 境 学 报 第 32 卷 重 低 温 冷 害 年 定 义 为 作 物 生 育 期 (5 9 月 ) 总 积 温 比 历 年 平 均 值 低 200 玉 米 低 温 冷 害 风 险 主 要 由 危 险 性 暴 露 性 和 脆 弱 性 3 个 因 素 组 成, 低 温 冷 害 风

第 32 卷 第 1 期 2016 年 2 月 气 象 与 环 境 学 报 JOURNALOFMETEOROLOGYANDENVIRONMENT Vol.32No.1 February2016 陈 凯 奇, 米 娜. 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 和 霜 冻 灾 害 风 险 评 估 [J]. 气 象 与 环 境 学 报,2016,32(1):89-94. CHENKai qi,mina.riskevaluationonmaizecolddamageandfrostdamageinliaoningprovince[j].journalofmeteorologyand Environment,2016,32(1):89-94. 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 和 霜 冻 灾 害 风 险 评 估 1 陈 凯 奇 2 米 娜 (1 兰 州 大 学 大 气 科 学 学 院, 甘 肃 兰 州 730000;2 中 国 气 象 局 沈 阳 大 气 坏 境 研 究 所, 辽 宁 沈 阳 110166) 摘 要 : 玉 米 是 辽 宁 省 第 一 大 粮 食 作 物, 研 究 玉 米 低 温 冷 害 与 霜 冻 灾 害 的 发 生 规 律 及 风 险 评 估, 对 防 御 与 温 度 有 关 的 灾 害 和 保 证 玉 米 安 全 生 产 意 义 重 大 本 文 利 用 1961 2010 年 辽 宁 省 49 个 气 象 站 的 日 平 均 气 温 日 最 低 气 温 及 玉 米 观 测 资 料, 对 玉 米 低 温 冷 害 和 霜 冻 灾 害 风 险 评 价 指 标 进 行 选 取 与 量 化, 从 灾 害 的 危 险 性 暴 露 性 和 脆 弱 性 方 面 对 灾 害 的 发 生 风 险 进 行 综 合 分 析, 并 对 玉 米 低 温 冷 害 和 霜 冻 灾 害 进 行 风 险 评 估 及 区 划 结 果 表 明 : 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 的 高 风 险 区 主 要 位 于 西 丰 和 昌 图 东 部 地 区, 中 风 险 区 主 要 位 于 辽 北 和 辽 东 大 部 地 区, 其 他 大 部 地 区 则 为 低 风 险 区 或 次 低 风 险 区 辽 宁 省 玉 米 霜 冻 灾 害 的 次 高 和 中 等 风 险 区 位 于 建 平 西 丰 及 抚 顺 的 清 原 与 新 宾 地 区, 低 风 险 区 位 于 环 渤 海 一 带 及 辽 南 地 区 在 气 候 变 暖 背 景 下, 对 辽 宁 地 区 玉 米 低 温 冷 害 和 霜 冻 灾 害 仍 需 重 视 引 言 关 键 词 : 玉 米 ; 低 温 冷 害 ; 霜 冻 灾 害 ; 风 险 区 划 中 图 分 类 号 :S166 文 献 标 识 码 :A doi:10.11927/j.isn.1673 503X.2016.01.013 辽 宁 省 是 中 国 13 个 粮 食 主 产 地 之 一, 玉 米 是 辽 宁 省 第 一 大 粮 食 作 物,2014 年 辽 宁 省 玉 米 种 植 面 积 占 粮 食 播 种 面 积 的 67%, 玉 米 产 量 占 粮 食 作 物 总 产 的 72% [1] 总 体 而 言, 在 气 候 变 暖 的 背 景 下, 东 北 地 区 春 玉 米 严 重 低 温 冷 害 的 发 生 程 度 呈 减 轻 的 趋 势, 但 由 于 某 些 地 区 温 度 波 动 幅 度 较 大, 个 别 地 区 低 温 冷 害 的 发 生 频 率 增 加 [2] 研 究 表 明, 在 气 候 变 暖 的 同 时, 极 端 天 气 事 件 的 发 生 频 率 呈 增 加 的 态 势, 农 作 物 低 温 冷 害 仍 是 中 国 北 方 地 区 主 要 农 业 气 象 灾 害 之 一 [2-4] 此 外, 在 气 候 变 暖 的 背 景 下, 东 北 地 区 不 同 熟 性 玉 米 的 可 种 植 界 线 北 移 东 扩 [2,5], 部 分 地 区 早 熟 品 种 被 中 晚 熟 品 种 取 代, 中 晚 熟 品 种 可 种 植 区 域 不 断 扩 大, 有 利 于 充 分 利 用 当 地 的 气 候 资 源 开 展 农 业 生 产, 但 同 时 种 植 风 险 也 在 增 大 由 历 史 资 料 可 见,1954 1957 1969 1975 1976 1985 年 和 1995 年 东 北 地 区 低 温 冷 害 导 致 大 部 地 区 玉 米 单 位 面 积 产 量 减 产 10% 以 上, 严 重 年 份 减 产 15% 以 上, 同 时 造 成 玉 米 含 水 率 高, 品 质 下 降 [6] 与 温 度 相 关 的 另 一 个 农 业 气 象 灾 害 为 霜 冻 灾 害, 玉 米 遭 受 霜 冻 灾 害 可 造 成 严 重 减 产 和 籽 粒 品 质 降 低 辽 宁 省 玉 米 实 行 一 年 一 熟 制, 春 季 播 种 秋 季 收 获, 生 长 期 通 常 为 105 130d, 玉 米 苗 期 有 发 生 晚 霜 冻 危 害 的 风 险, 灌 浆 成 熟 期 又 存 在 遭 受 早 霜 冻 危 害 的 风 险 [7] 一 般 而 言, 农 业 气 象 灾 害 风 险 取 决 于 灾 害 的 危 险 性 暴 露 性 ( 承 灾 体 ) 承 灾 体 的 脆 弱 性 及 防 灾 减 灾 能 力 ( 管 理 措 施 和 能 力 ),4 个 因 素 的 综 合 作 用 构 成 了 某 个 区 域 某 种 农 业 气 象 灾 害 风 险 的 大 小 [8] 目 前 对 东 北 地 区 玉 米 低 温 冷 害 和 霜 冻 灾 害 的 风 险 评 估 研 究 较 多 [9-15], 但 采 用 灾 害 的 危 险 性 暴 露 性 和 脆 弱 性 进 行 综 合 分 析 的 研 究 较 少, 本 文 以 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 和 霜 冻 灾 害 为 研 究 对 象, 进 行 低 温 冷 害 和 霜 冻 灾 害 风 险 评 价 指 标 的 选 取 与 量 化, 从 灾 害 的 危 险 性 暴 露 性 和 脆 弱 性 方 面 对 灾 害 发 生 的 风 险 进 行 综 合 分 析, 并 对 玉 米 低 温 冷 害 和 霜 冻 灾 害 发 生 的 风 险 进 行 评 估 及 区 划 1 资 料 与 方 法 1 1 资 料 来 源 气 象 资 料 为 1960 2010 年 辽 宁 省 49 个 气 象 站 日 平 均 气 温 和 日 最 低 气 温, 来 源 于 辽 宁 省 气 象 档 案 馆 玉 米 种 植 面 积 粮 食 作 物 种 植 面 积 和 玉 米 单 产 数 据 来 源 于 辽 宁 省 统 计 年 鉴 [1] 1 2 玉 米 低 温 冷 害 风 险 评 估 1 2 1 玉 米 低 温 冷 害 风 险 评 价 指 标 选 取 与 量 化 研 究 表 明, 对 于 辽 宁 地 区 而 言, 判 断 低 温 冷 害 准 确 率 较 稳 定 的 指 标 为 积 温 指 标 [11], 因 此 本 文 计 算 1961 2010 年 辽 宁 省 玉 米 冷 害 发 生 频 率 时, 参 照 潘 铁 夫 和 方 展 [16] 森 的 积 温 指 标, 即 将 一 般 低 温 冷 害 年 定 义 为 作 物 生 育 期 (5 9 月 ) 的 总 积 温 比 历 年 平 均 值 低 120 ; 将 严 收 稿 日 期 :2015-04-23; 修 订 日 期 :2015-08-20 资 助 项 目 : 辽 宁 省 科 学 技 术 厅 农 业 攻 关 及 成 果 产 业 化 项 目 (2014210003) 资 助 作 者 简 介 : 陈 凯 奇, 男,1994 年 生, 在 读 本 科 生, 主 要 从 事 大 气 科 学 研 究,E mail:604086233@qq.com 通 信 作 者 : 米 娜,E mail:mina7921@126.com

90 气 象 与 环 境 学 报 第 32 卷 重 低 温 冷 害 年 定 义 为 作 物 生 育 期 (5 9 月 ) 总 积 温 比 历 年 平 均 值 低 200 玉 米 低 温 冷 害 风 险 主 要 由 危 险 性 暴 露 性 和 脆 弱 性 3 个 因 素 组 成, 低 温 冷 害 风 险 的 大 小 为 3 个 因 素 综 合 作 用 的 结 果, 是 3 个 风 险 因 素 之 和 本 文 选 取 影 响 低 温 冷 害 及 其 发 生 程 度 的 气 象 与 地 形 因 素 表 示 致 灾 的 危 险 性, 选 取 的 因 子 包 括 海 拔 高 度 纬 度 5 9 月 积 温 及 低 温 冷 害 发 生 频 率 等 ; 暴 露 性 或 承 灾 体 是 指 可 能 受 到 危 险 因 子 威 胁 的 所 有 人 和 财 产, 本 文 选 取 玉 米 种 植 面 积 占 粮 食 播 种 面 积 的 百 分 比 作 为 暴 露 性 评 价 指 标 ; 脆 弱 性 是 指 受 灾 区 暴 露 物 体 受 低 温 冷 害 影 响 的 程 度, 反 映 自 然 灾 害 的 损 失 程 度, 本 文 选 取 单 位 面 积 玉 米 产 量 评 价 某 地 区 低 温 冷 害 的 脆 弱 性 玉 米 低 温 冷 害 风 险 评 价 体 系 及 其 指 标 和 权 重 见 图 1 图 1 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 风 险 评 价 指 标 系 统 及 其 权 重 Fig.1 Ariskasesmentindexsystem ofmaizecolddamage anditsweightvaluesinliaoningprovince 本 文 采 用 分 级 赋 值 法 对 危 险 性 评 价 指 标 进 行 量 化, 其 标 准 见 表 1 1 2 2 低 温 冷 害 风 险 评 价 模 型 建 立 [8] 参 考 张 继 权 和 李 宁 玉 米 生 产 的 低 温 冷 害 风 险 评 价 模 型, 公 式 为 : LCDRI i =H i W h +E i W e +V i W v (1) H i = n j=1 N ij W j (2) 式 (1) 式 (2) 中,LCDRI i 为 i 地 区 低 温 冷 害 风 险 综 合 指 数, 其 大 小 与 低 温 冷 害 风 险 高 低 成 正 比 ;H i 为 i 地 区 低 温 冷 害 致 灾 危 险 性 ;E i V i 分 别 为 i 地 区 低 温 冷 害 风 险 的 暴 露 性 ( 玉 米 种 植 面 积 / 粮 食 种 植 面 积 10) 和 脆 弱 性 (0 001 玉 米 单 产 多 年 平 均 值,kg hm -2 ); W h W e W v 分 别 为 危 险 性 暴 露 性 和 脆 弱 性 的 权 重, 分 别 取 值 0 6 0 2 和 0 2;N ij 为 i 地 区 低 温 冷 害 致 灾 危 险 性 第 j 个 因 子 的 评 分 值 (N ij 0);W j 为 第 j 个 因 子 的 权 重 系 数 ( 图 1)(0 W j 1, 且 m W j =1);n 为 评 价 指 标 个 数 i=1 1 3 玉 米 霜 冻 灾 害 风 险 评 估 1 3 1 玉 米 霜 冻 灾 害 判 定 玉 米 生 长 的 发 育 期 及 其 日 最 低 气 温 共 同 决 定 了 霜 冻 灾 害 是 否 发 生 对 辽 宁 省 玉 米 作 物 而 言, 霜 冻 表 1 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 危 险 性 评 价 因 子 评 分 标 准 Table1 Scorestandardsforevaluatinghazardfactorsof colddamageinliaoningprovince 参 评 因 子 评 分 标 准 等 级 评 分 43 00 N 1 3 0 42 00 42 59 N 2 2 5 纬 度 41 00 41 59 N 3 2 0 40 00 41 59 N 4 1 5 39 00 39 59 N 5 1 0 38 59 N 6 0 5 500 1 3 0 400 499 2 2 5 海 拔 高 度 /m 300 399 3 2 0 200 299 4 1 5 100 199 5 1 0 <100 6 0 5 2900 1 5 0 2901 3000 2 4 0 5 9 月 积 温 / 3001 3100 3 3 0 3101 3200 4 2 0 3201 5 1 0 20 1 1 5 0 15 1 20 0 2 4 0 低 温 冷 害 发 生 频 率 /(%) 10 1 15 0 3 3 0 5 1 10 0 4 2 0 5 0 5 1 0 灾 害 多 发 生 在 秋 季, 即 玉 米 灌 浆 成 熟 期 参 考 中 华 人 民 共 和 国 气 象 行 业 标 准 作 物 霜 冻 害 等 级 [17], 采 用 日 最 低 气 温 作 为 判 定 霜 冻 灾 害 发 生 的 指 标, 结 合 辽 宁 省 实 际 情 况, 将 玉 米 霜 冻 灾 害 划 分 为 轻 中 重 3 级 ( 表 2) 表 2 辽 宁 省 玉 米 不 同 等 级 霜 冻 灾 害 标 准 Table2 Criterionofmaizefrostdamageatdiferent levelsinliaoningprovince 轻 霜 冻 中 霜 冻 重 霜 冻 日 最 低 气 温 / -1 0~-2 0-2 1~-3 0-3 1~-4 0 本 文 以 日 序 表 示 初 始 通 过 各 等 级 霜 冻 灾 害 温 度 指 标 上 限 的 日 期, 并 以 9 月 1 日 作 为 起 始 日 期, 以 下 采 用 D 代 表 日 序 本 文 利 用 1991 2010 年 辽 宁 省 17 个 玉 米 观 测 站 的 玉 米 成 熟 日 期, 并 将 各 站 80% 保 证 率 的 成 熟 日 期 ( 即 80% 的 年 份 玉 米 在 此 日 期 之 前 成 熟 ) 作 为 判 定 霜 冻 灾 害 发 生 的 界 限 日 期, 如 日 最 低 气 温 指 标 值 出 现 在 界 限 日 期 之 前, 则 表 示 该 地 区 发 生 霜 冻 灾 害 没 有 玉 米 观 测 站 地 区 的 界 限 日 期 采 用 临 近 站 的 界 限 日 期 代 替

第 1 期 陈 凯 奇 等 : 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 和 霜 冻 灾 害 风 险 评 估 91 1 3 2 玉 米 霜 冻 灾 害 风 险 评 价 指 标 本 文 从 霜 冻 灾 害 的 危 险 性 脆 弱 性 和 暴 露 性 3 个 方 面 评 估 玉 米 霜 冻 灾 害 风 险 霜 冻 灾 害 危 险 性 主 要 是 由 气 象 危 险 因 子 活 动 强 度 和 活 动 频 率 决 定 的, [18] 因 此 参 考 王 晾 晾 等 研 究, 选 取 霜 冻 灾 害 等 级 各 等 级 霜 冻 灾 害 发 生 频 率 及 霜 冻 灾 害 发 生 日 期 的 变 异 性 作 为 评 估 指 标, 选 取 辽 宁 省 单 位 面 积 玉 米 产 量 与 辽 宁 省 平 均 玉 米 产 量 的 比 值 作 为 评 价 脆 弱 性 的 指 标, 选 取 各 市 ( 县 ) 单 位 国 土 面 积 的 玉 米 种 植 面 积 作 为 暴 露 性 评 估 指 标 ( 图 2) 基 于 上 述 分 析, 建 立 了 辽 宁 省 玉 米 霜 冻 灾 害 综 合 风 险 指 数 模 型 [18] : 图 2 辽 宁 省 玉 米 霜 冻 灾 害 风 险 评 估 体 系 Fig.2 Ariskevaluationsystem ofmaizefrostdamage inliaoningprovince F=H WH S WS E W E [x+(1-x)(1-p d )] W d (3) 式 (3) 中,F 为 霜 冻 灾 害 综 合 风 险 指 数 ;H 为 霜 冻 灾 害 危 险 性 指 数 ;S 为 承 灾 体 脆 弱 性 指 数 ;E 为 霜 冻 灾 害 暴 露 性 指 数 ;P d 为 灾 害 防 御 能 力 ( 本 文 不 考 虑 );x 为 不 可 防 御 的 风 险 ;W H W S W E 和 W d 分 别 为 霜 冻 灾 害 的 危 险 性 脆 弱 性 暴 露 性 及 灾 害 防 御 能 力 对 霜 冻 灾 害 风 险 贡 献 的 大 小, 分 别 取 值 0 5292 0 2681 0 1342 和 0 0684 [18] 1 3 2 1 危 险 性 评 价 [18] 王 晾 晾 等 研 究 表 明, 综 合 考 虑 霜 冻 灾 害 发 生 等 级 各 等 级 霜 冻 灾 害 的 发 生 频 率 及 霜 冻 灾 害 发 生 时 的 日 最 低 气 温 等 因 素, 能 较 准 确 的 判 断 霜 冻 灾 害 致 灾 因 子 危 险 性 的 大 小 据 此 将 辽 宁 省 各 县 ( 市 ) 出 现 霜 冻 灾 害 的 年 份 按 霜 冻 灾 害 发 生 强 度 等 级 分 为 3 组, 即 轻 霜 冻 中 霜 冻 和 重 霜 冻, 计 算 不 同 等 级 霜 冻 灾 害 的 发 生 频 率, 同 时 找 出 霜 冻 灾 害 发 生 时 日 最 低 气 温 的 中 间 值, 霜 冻 灾 害 强 度 频 率 指 标 I h 为 : I h = 3 D n G j j (4) i=1 式 (4) 中,D j 为 不 同 等 级 霜 冻 灾 害 出 现 的 频 率 ;n 为 统 计 的 年 数 ;G j 为 日 最 低 气 温 中 间 值 由 于 同 一 地 区 霜 冻 灾 害 的 发 生 日 期 不 稳 定, 年 际 间 差 异 较 大, 直 接 影 响 该 地 区 霜 冻 灾 害 致 灾 因 子 危 险 性 的 大 小, 因 此 将 霜 冻 害 发 生 日 期 的 变 异 性 作 为 反 映 致 灾 因 子 危 险 性 大 小 的 另 一 个 指 标, 公 式 为 : D v = σ (5) D 式 (5) 中,D v 为 霜 冻 灾 害 发 生 日 期 的 变 异 系 数 ;σ 为 日 序 的 标 准 差 ;D 为 日 序 的 数 学 期 望 上 述 两 个 指 标 分 别 从 霜 冻 灾 害 的 发 生 强 度 发 生 频 率 和 初 霜 冻 日 变 异 性 角 度 反 映 了 霜 冻 灾 害 危 险 性 的 大 小, 对 上 述 指 标 进 行 极 差 化 处 理 : k = k-k min (6) k max -k min 再 将 霜 冻 灾 害 强 度 及 频 率 指 标 和 霜 冻 灾 害 发 生 日 期 的 变 异 性 指 标 进 行 加 权 求 和 (I n D v 权 重 系 数 分 别 取 值 0 75 和 0 25), 即 可 得 到 各 县 ( 市 ) 致 灾 因 子 危 险 性 指 数 (H): H=0.75 I h +0.25 D V (7) 式 (7) 中,I h D v 分 别 为 I h 和 D v 的 标 准 化 值 1 3 2 2 暴 露 性 评 价 进 行 玉 米 霜 冻 灾 害 暴 露 性 评 价 时, 将 各 县 ( 市 ) 玉 米 播 种 面 积 除 以 各 县 ( 市 ) 国 土 面 积, 即 可 得 到 单 位 国 土 面 积 的 玉 米 播 种 面 积, 将 此 值 作 为 暴 露 性 评 价 指 标, 阈 值 范 围 及 其 指 标 取 值 见 表 3 表 3 辽 宁 省 玉 米 霜 冻 灾 害 暴 露 性 和 脆 弱 性 分 级 及 指 标 值 Table3 Thresholdrangesofexposureandsensitivityfor maizefrostdamageandtheirvaluesinliaoningprovince 暴 露 性 暴 露 性 分 级 脆 弱 性 分 等 级 范 围 /(hm 2 km 指 标 值 -2 ) 级 范 围 一 级 3 0 0 60 0 5 二 级 2 9 5 0 0 61 0 80 0 6 三 级 5 1 10 0 0 81 1 00 0 7 四 级 10 1 20 0 1 01 1 20 0 8 五 级 >20 0 >1 20 0 9 1 3 2 3 脆 弱 性 评 价 本 文 以 辽 宁 省 各 县 ( 市 ) 玉 米 相 对 单 产 水 平 ( 各 县 ( 市 ) 玉 米 单 产 除 以 各 县 ( 市 ) 平 均 玉 米 单 产 ) 进 行 玉 米 霜 冻 灾 害 脆 弱 性 评 价, 采 用 自 然 断 点 法 将 脆 弱 性 分 为 5 级, 并 进 行 赋 值 ( 表 3) 2 结 果 分 析 2 1 玉 米 低 温 冷 害 危 险 性 脆 弱 性 和 暴 露 性 评 价 考 虑 了 灾 害 发 生 频 率 纬 度 海 拔 高 度 及 5 9 月 积 温 的 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 致 灾 因 子 危 险 性 指 数 [13] 如 表 4 所 示 参 考 李 文 亮 等 研 究, 对 低 温 冷 害 致 灾 危 险 性 等 级 进 行 划 分, 进 一 步 对 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 致 灾 危 险 性 的 类 型 进 行 划 分 ( 表 5), 利 用 地 理 信 息 系 统 (GeographicInformationSystem,GIS) 技 术 对 辽 宁 省 各 县 ( 市 区 ) 玉 米 低 温 冷 害 的 潜 在 危 险 程 度

92 气 象 与 环 境 学 报 第 32 卷 进 行 区 划 ( 图 3a) 结 果 表 明, 辽 宁 地 区 玉 米 低 温 冷 害 发 生 的 严 重 危 险 区 为 建 平 地 区, 昌 图 西 丰 清 原 表 4 辽 宁 省 各 县 ( 市 区 ) 玉 米 低 温 冷 害 危 险 性 指 数 H i Table4 PotentialhazardindexH i ofmaizecolddamageforeachcounty(city,district)ofliaoningprovince 彰 武 阜 新 县 昌 图 康 平 法 库 铁 岭 西 丰 开 原 H i 1 8 1 8 2 5 1 9 2 4 2 1 2 9 2 4 清 原 建 平 北 票 朝 阳 叶 柏 寿 凌 源 喀 左 北 宁 H i 2 9 3 1 1 5 2 1 2 4 2 1 2 2 1 4 辽 中 新 民 义 县 黑 山 台 安 锦 州 盘 山 鞍 山 H i 1 4 1 7 1 7 1 7 1 4 1 4 1 4 1 4 沈 阳 本 溪 辽 阳 本 溪 县 抚 顺 市 新 宾 怀 仁 建 昌 H i 1 4 1 8 1 4 2 2 2 1 2 9 2 5 2 5 葫 芦 岛 绥 中 兴 城 大 洼 营 口 海 城 盖 州 大 石 桥 H i 1 3 1 3 1 6 1 3 1 0 1 3 1 3 1 6 熊 岳 岫 岩 宽 甸 凤 城 丹 东 瓦 房 店 庄 河 大 连 H i 1 3 1 9 2 4 1 9 1 9 1 6 1 8 1 4 表 5 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 致 灾 危 险 性 等 级 划 分 Table5 Divisionofpotentialhazardformaizecold damageinliaoningprovince 危 险 性 等 级 范 围 北 宁 辽 中 台 安 锦 州 盘 山 鞍 山 熊 岳 沈 阳 轻 微 危 险 辽 阳 葫 芦 岛 绥 中 大 洼 营 口 海 城 盖 州 大 连 彰 武 阜 新 县 康 平 北 票 新 民 义 县 黑 山 本 轻 危 险 溪 兴 城 大 石 桥 凤 城 丹 东 瓦 房 店 庄 河 法 库 开 原 铁 岭 朝 阳 叶 柏 寿 凌 源 喀 左 本 中 危 险 溪 县 抚 顺 宽 甸 重 危 险 昌 图 西 丰 清 原 怀 仁 建 昌 新 宾 严 重 危 险 建 平 怀 仁 建 昌 和 新 宾 地 区 为 玉 米 低 温 冷 害 发 生 的 重 危 险 区, 其 他 地 区 均 为 玉 米 低 温 冷 害 发 生 的 轻 微 至 中 危 险 区 脆 弱 性 表 示 作 物 对 低 温 冷 害 暴 露 程 度 的 脆 弱 程 度, 因 此 本 文 以 玉 米 多 年 (1961 2010 年 ) 平 均 单 产 作 为 评 价 灾 害 脆 弱 性 程 度 的 指 标, 评 价 灾 害 对 辽 宁 地 区 玉 米 造 成 的 损 害 程 度 利 用 GIS 技 术 对 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 脆 性 进 行 评 价 和 区 划 ( 图 3b), 由 图 可 见, 玉 米 低 温 冷 害 高 脆 弱 性 区 位 于 铁 岭 北 部 地 区, 低 脆 弱 性 区 位 于 辽 西 北 地 区, 其 他 大 部 地 区 为 玉 米 低 温 冷 害 次 低 脆 弱 性 区 至 次 高 脆 弱 性 区 暴 露 性 表 示 暴 露 于 低 温 冷 害 的 农 作 物 空 间 分 布 和 频 率 本 文 选 取 玉 米 播 种 面 积 与 粮 食 作 物 播 种 面 积 的 比 值 作 为 评 价 灾 害 暴 露 性 的 指 标, 由 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 暴 露 性 区 划 可 见 ( 图 3c), 总 体 而 言, 辽 宁 东 部 地 区 为 玉 米 低 温 冷 害 的 次 高 暴 露 性 至 高 暴 露 性 区 域, 辽 宁 西 部 地 区 为 玉 米 低 温 冷 害 的 低 暴 露 性 至 中 暴 露 性 区 域 2 2 玉 米 低 温 冷 害 风 险 综 合 评 价 基 于 上 述 研 究, 利 用 式 (1) 和 式 (2) 计 算 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 综 合 风 险 指 数, 将 此 值 作 为 玉 米 低 温 冷 害 发 生 风 险 程 度 的 综 合 指 标 进 行 低 温 冷 害 风 险 的 综 合 评 价 和 区 划 利 用 1961 2010 年 辽 宁 省 资 料 计 算 LCDRI i, 建 立 玉 米 低 温 冷 害 风 险 评 价 标 准, 评 价 辽 宁 省 各 县 ( 市 ) 玉 米 低 温 冷 害 的 发 生 风 险, 同 时 根 据 此 标 准 对 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 发 生 的 风 险 进 行 区 划, 绘 制 了 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 风 险 分 布 图 ( 图 3d) 由 图 3d 可 见, 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 的 高 风

第 1 期 陈 凯 奇 等 : 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 和 霜 冻 灾 害 风 险 评 估 93 图 3 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 危 险 性 (a) 脆 弱 性 (b) 暴 露 性 (c) 和 风 险 区 划 (d) Fig.3 Regionalizationofhazard(a),sensitivity(b),exposure(c)andrisk(d)formaizecolddamageinLiaoningprovince 险 区 主 要 位 于 西 丰 及 昌 图 东 部 地 区, 中 风 险 区 主 要 位 于 辽 北 及 辽 东 大 部 地 区, 其 他 大 部 地 区 为 玉 米 低 温 冷 害 低 风 险 区 或 次 低 风 险 区 2 3 玉 米 霜 冻 灾 害 风 险 区 划 利 用 1961 2010 年 辽 宁 省 资 料 计 算 各 县 ( 市 ) 霜 冻 灾 害 综 合 风 险 指 数 F, 采 用 自 然 断 点 法, 同 时 考 虑 各 县 ( 市 ) 农 业 生 产 的 特 点, 将 辽 宁 省 划 分 为 5 个 风 险 等 级 区 域 ( 表 6 和 图 4) 高 和 中 等 风 险 区 位 于 建 平 西 丰 及 抚 顺 的 清 原 与 新 宾 地 区, 这 些 地 区 初 霜 平 均 日 期 为 9 月 22 28 日, 终 霜 平 均 日 期 为 5 月 3 17 日, 由 于 初 霜 早 终 霜 晚 无 霜 期 短 且 热 量 条 件 较 差, 是 辽 宁 省 重 霜 灾 害 区 霜 冻 灾 害 低 风 险 区 位 于 环 渤 海 一 带 及 辽 南 地 区, 这 些 地 区 初 霜 较 晚 终 霜 较 早 且 无 霜 期 长, 热 量 条 件 较 充 足, 作 物 一 般 能 正 常 成 熟, 若 遇 早 霜 年, 危 害 程 度 较 轻 3 结 论 与 讨 论 图 4 辽 宁 省 玉 米 霜 冻 灾 害 风 险 区 划 空 间 分 布 Fig.4 Spatialdistributionofdivisionsofmaize frostdamageriskinliaoningprovince 表 6 辽 宁 省 玉 米 霜 冻 灾 害 风 险 区 划 阈 值 范 围 Table6 Thresholdrangesofdivisionsofmaize frostdamageriskinliaoningprovince 危 险 度 分 区 阈 值 范 围 地 理 区 域 高 风 险 区 >0 50 - 次 高 风 险 区 0 41 0 50 建 平 地 区 中 等 风 险 区 0 31 0 40 西 丰 清 原 新 宾 东 部 地 区 次 低 风 险 区 0 21 0 30 辽 西 大 部 地 区 辽 北 地 区 低 风 险 区 <0 20 中 南 部 及 南 部 地 区 由 表 6 和 图 4 可 见, 辽 宁 省 玉 米 霜 冻 灾 害 的 次 (1) 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 的 高 风 险 区 主 要 位 于 西 丰 及 昌 图 东 部 地 区, 中 风 险 区 主 要 位 于 辽 北 及 辽 东 大 部 地 区, 其 他 大 部 地 区 则 为 低 风 险 区 或 次 低 风 险 区 本 文 对 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 的 风 险 评 价 是 基 于 1961 2010 年 玉 米 低 温 冷 害 发 生 各 地 区 玉 米 产 量 及 玉 米 种 植 面 积 进 行 分 析 的 20 世 纪 60 年 代 和 70 年 代, 辽 宁 省 共 出 现 7a 低 温 冷 害, 即 1966 1969 1972 1974 1976 1979 年 和 1980 年 ;20 世 纪 70 年 代 末 至 1995 年 辽 宁 省 较 大 范 围 的 冷 害 出 现 在 1986 年 和 1995 年,1996 2010 年 辽 宁 地 区 几 乎 无 玉 米 低 温 冷 害 发 生 可 见, 辽 宁 省 玉 米 低 温 冷 害 在 各 年 代 发 生 频 率 不 均, 本 文 的 风 险 评 价 是 近 50a 的 平 均 状 况, 各 地 应 结 合 不 同 地 区 的 自 然 地 理 条 件 农 业 种 植 结 构 及 减 灾 管 理 能 力 等 实 际 情 况, 因 地 制 宜 采 取 相 应 的 减 灾 对 策 (2) 辽 宁 省 玉 米 霜 冻 灾 害 的 次 高 和 中 等 风 险 区 位 于 建 平 西 丰 及 抚 顺 的 清 原 与 新 宾 地 区, 低 风 险 区 位 于 环 渤 海 一 带 及 辽 南 地 区 研 究 表 明,1971 2000 年 辽 宁 大 部 地 区 初 霜 日 呈 延 迟 的 趋 势, 延 迟 速 率 为 1 3 2 2d/10a, 其 中 辽 东 地 区 初 霜 日 延 迟 的 趋 势 ( 平 均 为 2 2d/10a) 比 辽 北 地 区 ( 平 均 为 1 7d/10a) 明 显 [19] 虽 然 从 气 候 评 价 来 看, 辽 宁 省 初 霜 日 呈 延 迟 的 趋 势, 但 由 于 引 起 霜 冻 灾 害 的 冷 空

94 气 象 与 环 境 学 报 第 32 卷 气 入 侵 具 有 较 大 的 随 机 性, 因 此 各 地 初 霜 日 和 终 霜 日 年 际 间 差 异 较 大 [7], 加 之 气 候 变 暖 时 期 春 季 终 霜 日 不 稳 定 [20] 因 此, 在 气 候 变 暖 的 背 景 下, 对 玉 米 霜 冻 害 的 预 测 及 防 御 问 题 仍 需 重 视 参 考 文 献 [1] 辽 宁 省 统 计 局.2014 辽 宁 省 统 计 年 鉴 [M]. 北 京 : 中 国 统 计 出 版 社,2015. [2] 赵 俊 芳, 杨 晓 光, 刘 志 娟. 气 候 变 暖 对 东 北 三 省 春 玉 米 严 重 低 温 冷 害 及 种 植 布 局 的 影 响 [J]. 生 态 学 报,2009 (12):6544-6551. [3] 李 帅, 陈 莉, 王 晾 晾, 等. 黑 龙 江 省 延 迟 型 低 温 冷 害 气 候 指 标 研 究 [J]. 气 象 与 环 境 学 报,2014,30(4):79-83. [4] 王 冬 妮, 郭 春 明, 刘 实, 等. 吉 林 省 水 稻 延 迟 型 低 温 冷 害 气 候 风 险 评 价 与 区 划 [J]. 气 象 与 环 境 学 报,2013, 29(1):103-107. [5] 纪 瑞 鹏, 陈 鹏 狮, 冯 锐, 等. 辽 宁 省 农 作 物 及 自 然 物 候 对 气 候 变 暖 的 响 应 [J]. 安 徽 农 业 科 学,2009,37(30): 14764-14766. [6] 马 树 庆, 刘 玉 英, 王 琪. 玉 米 低 温 冷 害 动 态 评 估 和 预 测 方 法 [J]. 应 用 生 态 学 报,2006,17(10):1905-1910. [7] 冯 玉 香, 何 维 勋. 我 国 玉 米 霜 冻 害 的 时 空 分 布 [J]. 中 国 农 业 气 象,2000,21(3):6-10. [8] 张 继 权, 李 宁. 主 要 气 象 灾 害 风 险 评 价 与 管 理 的 数 量 化 方 法 及 其 应 用 [M]. 北 京 : 北 京 师 范 大 学 出 版 社, 2007. [9] 马 树 庆, 袭 祝 香, 王 琪. 中 国 东 北 地 区 玉 米 低 温 冷 害 风 险 评 估 研 究 [J]. 自 然 灾 害 学 报,2003,12(3):137-141. [10] 马 树 庆, 王 琪, 王 春 乙, 等. 东 北 地 区 玉 米 低 温 冷 害 气 候 和 经 济 损 失 风 险 分 区 [J]. 地 理 研 究,2008,27(5): 1169-1177. [11] 杨 若 子. 东 北 地 区 玉 米 低 温 冷 害 指 标 及 其 风 险 研 究 [D]. 北 京 : 中 国 气 象 科 学 研 究 院,2012. [12] 袭 祝 香, 马 树 庆, 王 琪. 东 北 区 低 温 冷 害 风 险 评 估 及 区 划 [J]. 自 然 灾 害 学 报,2003,12(2):98-102. [13] 李 文 亮, 张 丽 娟, 张 冬 有. 黑 龙 江 省 低 温 冷 害 风 险 评 估 与 区 划 研 究 [J]. 干 旱 区 资 源 与 环 境,2009,23(10): 149-153. [14] 王 晾 晾, 连 萍. 东 北 三 省 玉 米 霜 冻 灾 害 风 险 评 估 及 区 划 [C]// 第 十 四 届 中 国 科 协 年 会 第 14 分 会 场 : 极 端 天 气 事 件 与 公 共 气 象 服 务 发 展 论 坛 论 文 集. 北 京, 2012. [15] 高 晓 容, 王 春 乙, 张 继 权, 等. 东 北 地 区 玉 米 主 要 气 象 灾 害 风 险 评 价 与 区 划 [J]. 中 国 农 业 科 学,2014,47 (24):4805-4820. [16] 潘 铁 夫, 方 展 森. 中 国 东 北 地 区 农 作 物 冷 害 发 生 规 律 及 防 御 途 径 [J]. 中 国 农 业 气 象,1988,9(1):48-50. [17] 马 树 庆, 刘 铮, 刘 实, 等.QX/T88 2008, 作 物 霜 冻 害 等 级 [S]. 北 京 : 气 象 出 版 社,2008. [18] 王 晾 晾, 杨 晓 强, 李 帅, 等. 东 北 地 区 水 稻 霜 冻 灾 害 风 险 评 估 与 区 划 [J]. 气 象 与 环 境 学 报,2012,28(5): 40-45. [19] 米 娜, 纪 瑞 鹏, 张 玉 书, 等. 辽 宁 省 玉 米 适 宜 播 种 期 的 热 量 资 源 分 析 [J]. 中 国 农 学 通 报,2010,26(18): 329-334. [20] 何 维 勋, 冯 玉 香, 曹 永 华. 北 京 近 50 年 初 终 霜 冻 日 的 变 化 [J]. 中 国 农 业 气 象,1992,13(4):33-36. RiskevaluationonmaizecolddamageandfrostdamageinLiaoningprovince CHENKai qi 1 MINa 2 (1.ColegeofAtmosphericSciences,LanzhouUniversity,Lanzhou730000,China;2.InstituteofAtmospheric Environment,ChinaMeteorologicalAdministration,Shenyang110166,China) Abstract:MaizeisanimportantcropinLiaoningprovincewiththelargestplantingareaandhighestyieldcompa ringtotheothergraincrops.studiesofregularityandriskonmaizecolddamageandfrostdamageareofvitalim portancefordefendingthedisastersrelatedtotemperatureandinsuringthemaizeproductionsecurity.basedonthe dailytemperature,theminimum temperature,maizeplantingarea,maizeyieldat49weatherstationsofliaoning province,theevaluationindexesanditsvalueofmaizecooldamageandfrostdamageweredetermined.thenthe integratedanalysisofmaizecolddamageandfrostdamagewasconductedfromtherespectofdisasterhazard,dis asterexposureanddisastersensitivity.finaly,theriskasesmentandregionalizationofcolddamageandfrost damagewereinvestigated.theresultsshowthatthehigh riskregionofmaizecolddamageislocatedinxifengand eastofchangtu.themiddle riskregionisinthenorthandeastofliaoningprovinceandtheotherplacesareat tributedtolow riskregion.formaizefrostdamage,thehigh riskregionislocatedinjianping,xifeng,qingyuan andxinbin,whilelow riskregionisincoastalareasandsouthofliaoningprovince.inconclusion,undertheback groundofclimatewarming,themoreatentionisstilrequiredonmaizecolddamageandfrostdamage. Keywords:Maize;Colddamage;Frostdamage;Riskregionalization