四川省夏季农业干旱危险性空间分布特征分析

分类：论文范文 发表时间：2021-07-09 09:56

　　摘要:利用四川省149个气象站点1981－2010年(6－8月)夏季连续降水距平资料，基于信息扩散理论，通过构造降水距平百分率和农业干旱危险性等级(轻度、中度、重度和严重)之间的梯形模糊隶属函数，引入区间平均隶属度，探讨了四川省夏季不同等级农业干旱危险性的空间分布特征。结果表明，(1)总体上，四川省夏季农业干旱危险性水平是比较高的，发生几率约在25%～49%之间，主要分布在盆地的东北部、西北部、中部和南部以及川西南山地的南部地区，而川西高原基本上为低发区，并且从川西高原北部穿越川西高原中部到川西南山地北部形成了一条低值带;(2)中度及以上农业干旱危险性主要分布在盆地及其周边地区，并且在盆地西北部和东北部易形成集中连片的高值区;(3)川西高原和川西南山地出现轻度农业干旱危险性的概率要大于四川盆地及其周边地区;(4)与传统频次统计结果相比，所提结果在整体趋势上与之一致，只是在数值上有所差异;(5)首次在四川地区采用不确定分析方法，定量地揭示了该地区不同等级农业干旱危险性的空间分布特征，该方法可为其他地区的类似研究提供有益借鉴。

　　关键词:夏季农业干旱危险性;降水距平;信息扩散;平均隶属度;四川省

　　干旱是一种由短期的气候异常所造成自然灾害，与其他自然灾害相比，它具有发生频率高、影响范围大、持续时间长、危害性大的特点，已成为全球性问题［1－2］。特别是在全球变暖的大背景下，未来干旱风险有不断增加的趋势［3－5］。我国地处东亚东部，季风气候明显，特殊的地理条件和众多人为因素使我国旱灾频发，损失严重。据统计，旱灾在气象灾害中排在首位占53%［6］，每年因干旱灾害造成的经济损失占国内生产总值GDP的0．7%～1．5%［7］。干旱已成为制约我国社会发展的瓶颈因素［8］，且有逐渐加重的趋势［9］。四川地处我国西南腹地，地形复杂，气候多样，是全国13大粮食主产区之一。虽然四川大部处于亚热带季风气候区，夏季在西南季风作用下降水较北方多，但在水稻、小麦、烟草等农作物大量需水的生长期，往往受西太平洋副热带高压和青藏高压与复杂地形及各种人为因素影响，干旱仍常发生且近年来呈多发态势。如2006年夏季川渝地区特大干旱、2009年秋至2010年春的西南大旱、川西北高原的持续荒漠化问题等。然而过往对四川汛期气候的研究多偏重于对强降水的研究，如张顺谦等［10－11］分析了1961－2009年四川极端强降水变化趋势与周期性及其时空特征;胡豪然探讨了近50a四川盆地汛期极端降水事件的时空演变等［12］。虽然也有提及四川夏汛期干旱情况的研究，如陆桂华等［12］采用基于网格的综合气象干旱指数，分析出1958－2007年我国自辽河平原—海河平原—黄土高原—四川盆地—云贵高原形成了一个较为严重的干旱化带状区域，且干旱频率不断增加;贺晋云等［13］统计分析了西南地区1960－2009年极端干旱发生频率特征，指出季风期四川的极端干旱频率有增加趋势等。但针对四川地区夏季汛期农业干旱危险性的系统化定量研究还较薄弱，亟待加强。因此，本文从不确定分析思想出发，利用四川省149个气象站1981－2010年(6－8月)夏季降水距平资料，采用信息扩散方法，通过构造降水距平百分率和不同等级农业干旱危险性(轻度、中度、重度和严重)之间的模糊隶属函数，并引入区间平均隶属度，试图探究四川省夏季不同等级农业干旱危险性的空间分布特征，力图为当地农业抗旱减灾实践提供科学依据。

　　1资料和方法

　　1．1资料处理及分区

　　降水量多寡是旱涝变化的基础条件之一，也是影响农业干旱的基础因素之一。本文采用四川省气象局提供的川内有连续观测记录的149个气象站点(除峨眉山高山站)1981－2010年的逐月降水资料，并对其夏季(6－8月)的逐月降水资料进行距平化处理。

　　1．2信息扩散理论

　　信息扩散理论可以优化利用样本信息，将其集值化，使一个观察值样本变成一个模糊集。设干旱的指标论域为:U={u1，u2，...，un}，i=1，2，...，n．按照下式，一个单值观测样本yj可将其携带的信息扩散给U中的所有点

　　2农业干旱危险性评估模型

　　2．1判定标准

　　农业干旱危险性等级判定标准，是农业干旱危险性研究的前提。本文以质量监督检验检疫总局于2008年完成的《农业干旱等级(征求意见稿)》［15］为参照，选取降水距平为评估指标(见表2)。

　　2．2模糊隶属函数

　　将干旱危险性等级分为“轻度干旱、中度干旱、重度干旱和严重干旱”4级。据表2，参照文献［16］，给定如下4个模糊隶属函数。

　　3结果与分析

　　由式(1)－(13)可计算得到每个气象站点不同等级农业干旱危险性的概率值，借助Arcgis10．0软件中的空间反距离插值函数(简称IDW)，即可得到四川省不同等级农业干旱危险性的区划图(见图2)。

　　轻度农业干旱危险性:从图2(a)可知，川西高原和川西南山地出现轻度农业干旱危险性的概率大于其他区域，并且在川西高原北部和川西南山地出现了两块中心值分别达到约25%和22%大值区;盆地西北部、盆地东北部、盆地中部和盆地南部虽然出现轻度农业干旱危险性的概率相对较小且分布分散，但在各分区内却有局部的大值区。如，在盆地西北部的温江、新都和彭州一带形成了中心值约为18．5%的高值区(图略)。

　　结论

　　定量化的农业干旱危险性研究不仅是农业干旱风险管理的前提和基础，更可为当前政府试图开展政策性农业保险试点工作提供科学的决策依据与数据支撑，同时也可避免在优化各种工程与非工程减灾资源和措施配置过程中的盲目性。本文基于不确定性思想，利用四川省149个气象站点1981－2010年(6－8月)夏季降水的距平资料，采用信息扩散理论，通过构造降水距平百分率和农业干旱危险度等级(轻度、中度、重度和严重)之间的模糊隶属函数，并引入区间平均隶属度，对四川省夏季农业干旱危险性分布情况予以了探讨，结果表明:

　　(1)四川省夏季农业干旱危险性的总体水平是比较高的，发生概率约在25．78%～49．18%之间，主要分布在盆地东北部、盆地西北部、盆地中部和盆地南部地区以及川西南山地的南部(西昌和攀西地区);川西高原基本上是夏季农业干旱的低发区，并且从川西高原北部穿越川西高原中部到川西南山地北部形成了一条夏季农业干旱危险性低值带。这说明，四川地区夏季在西南季风的影响下，以川西高原东缘为界线，大致形成了川西高原降水变率较小区和盆地及其周边降水变率较大区。

　　(2)就轻度农业干旱危险性而言，川西高原和川西南山地出现的概率要大于盆地及其周边地区。

　　(3)与轻度农业干旱危险性相反，中度及以上农业干旱危险性则主要分布在盆地及其周边地区，并易在盆地西北部和盆地东北部形成集中连片的高值区。·252·

　　(4)由重度到严重农业干旱危险性，从川西高原北部穿越川西高原中部到川西南山地北部逐渐成了一条夏季农业干旱危险性低值带，这与夏季农业干旱危险性总体的分布状况基本一致。

　　(5)与传统的频次统计结果相比，本文结果在整体趋势上与之一致，只在数值上有所差异。本文首次在四川地区采用不确定分析方法，系统定量化地揭示了该地区不同等级农业干旱危险性的空间分布特征，其分布情况与该地传统上的夏季农业干旱分布情况基本一致。该方法可为其他地区的类似研究提供有益借鉴。

　　参考文献:

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　　［3］郑远长．全球自然灾害概述［J］．减灾，2000，10(1):17－22．ZHENGYuanchang．Overviewoftheglobalnaturaldisasters［J］．DisasterＲeductioninChina，2000，10(1):17－22．(inChinese)

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　　王杰1，倪长健1，姚鹏2，袁淑杰1

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