徐 敏

(遼寧省本溪水文局，遼寧 本溪 117000)

由于干旱影響使得農業(yè)產量及產值損失影響的定量評估稱作為農業(yè)旱災損失評估[1]。農業(yè)干旱在眾多干旱影響中尤為顯著，農作物的正常生產受干旱水分短缺影響較為直接[2]。由于農作物耕作面積及種類的差異使得其對不同生長階段的需水要求不同，對于不同作物構成其干旱程度以及干旱發(fā)生時間產生的影響具有顯著的區(qū)別[3]。當前有一些研究成果[3-13]將“旱災風險”與“干旱風險”做為相同的概念，這主要是沒有對干旱風險、旱災損失以及災害風險等概念進行明晰所致。其次由于缺少旱災風險評估的物理機制模型，無論是采用隨機概率還是模糊綜合風險評估方法，都不能對旱災風險的物理過程進行表述，因此很難對風險要素內在相關性和演變過程進行有效反映，無法對復雜變化環(huán)境下旱災風險的隨機程度進行定量表征。再次旱災風險定量評估手段較少，大都以定性描述為主，缺少技術方法[14]。為此需要對農業(yè)干旱風險物理機制進行分析，提出其定量評估方法，建立相應的評估技術體系[15]。為此本文從提升旱情防御能力出發(fā)，對旱災風險損失的評估指標進行合適選取，基于統(tǒng)計學方法對旱災風險及損失率進行定量評估。研究成果對于旱區(qū)風險評估方法具有重要的參考價值。

1 農業(yè)因旱損失模型建立

依據SL 663—2014《干旱災害等級標準》，農業(yè)干旱災害評估指標及等級標準規(guī)定，農業(yè)干旱災害評估指標包括糧食因旱損失率指標。主要適用于夏糧秋糧和全年糧食因旱損失評估。采用糧食因旱損失指標評估農業(yè)旱災害時，糧食因旱損失率應執(zhí)行以下規(guī)定:

Pg1=Wg1/Wgt×100%

(1)

式中，Pg1—評估區(qū)域糧食因旱損失率，%；Wg1—評估區(qū)域糧食因旱損失量，t；Wgt—評估區(qū)域正常年份或夏(秋)糧的糧食總產量，t。

依據SL 663—2014，農業(yè)干旱災害評估指標包括糧食因旱損失量指標。主要適用于夏糧秋糧和全年糧食因旱損失評估。糧食因旱損失量應按下式計算：

Wg1=q[(A1-A2)×20%+(A2-A3)×55%+A3×90%]

(2)

式中，Wg1—評估區(qū)糧食因旱損失量，t；q—評估區(qū)正常年份的糧食平均單產量(評估年前3年且剔除嚴重水旱災害等災害年的單產平均值)，t/hm2；A1、A2、A3—評估區(qū)食作物因旱受災面積、成災面積和絕收面積，hm2。

2 資料收集

收集完成遼西18個縣旱情統(tǒng)計資料，時間尺度為1990—2020年。數(shù)據來源于遼寧省抗旱規(guī)劃統(tǒng)計數(shù)據。主要包括旱情發(fā)生、結束時間，受旱、受災、成災、絕收、糧食作物播種面積，以及糧食產量等資料。根據受災、成災、絕收、糧食作物播種面積等數(shù)據，可以計算得到各年干旱事件的因旱損失率。

3 農業(yè)旱災損失風險曲線的構建

建立干旱頻率和其對應干旱損失率的曲線方程，結合散點分布，對其擬合方程進行回歸和優(yōu)化分析，對農業(yè)旱災損失風險曲線進行繪制。基于該曲線可以對農業(yè)旱災損失風險進行不同頻率的分析，從而獲取對應不同干旱頻率的農業(yè)旱災損失。遼西地區(qū)10個典型縣的干旱頻率和農業(yè)旱災損失擬合曲線如圖1所示。

從分析結果可看出，選取的18個試點縣區(qū)的干旱頻率和因旱損失率之間具有較好的相關度，各散點均勻分布在擬合曲線的兩側，擬合方程的相關系數(shù)均高于0.5。各縣區(qū)干旱頻率和因旱損失率的擬合曲線滿足對數(shù)變化特征，潛在因旱損失呈現(xiàn)隨著著干旱頻率的降低而逐步增加的變化趨勢。

4 干旱頻率空間分布圖

結合各縣區(qū)的的干旱頻率—因旱損失關系曲線，分別對5%、10%、20%、30%、50%、60%因旱損失率對應的干旱頻率空間分布進行分析，結果如圖2所示。

為了使干旱頻率空間分布更為直觀，以干旱重現(xiàn)期作為指標分別進行7個區(qū)間分布顯示。干旱頻率空間分布圖是從干旱發(fā)生的可能性角度來反映區(qū)域發(fā)生干旱的危險程度隨著干旱影響范圍及時間增大而增高，干旱損失隨著干旱重現(xiàn)的加大而逐步嚴重。從分析結果可看出，因旱損失率低于20%的情況下，各縣區(qū)干旱重現(xiàn)期均低于10年一遇，綏中地區(qū)干旱重現(xiàn)期最高，其次為建平縣。隨著干旱損失率的增加，各縣區(qū)干旱重現(xiàn)期逐步增高，30%旱損失率下，干旱重現(xiàn)期在6～10年一遇增幅達到10%，綏中干旱重現(xiàn)期介于20～50年一遇，具有發(fā)生嚴重干旱的風險，其次為黑山縣，為干旱中風險地區(qū)。當因旱損失率為50%和60%時，各縣區(qū)均為干旱中高風險地區(qū)，干旱重現(xiàn)期均在10年一遇以上，其中綏中和黑山縣可發(fā)生極端干旱情況，需要重點關注這兩個縣區(qū)的干旱情況。

圖1 各典型縣區(qū)干旱頻率和因旱損失率間的定量關系曲線

續(xù)圖1 各典型縣區(qū)干旱頻率和因旱損失率間的定量關系曲線

圖2 干旱頻率空間分布圖

續(xù)圖2 干旱頻率空間分布圖

5 因旱損失空間分布圖

根據建立的干旱頻率-因旱損失關系擬合公式，推求不同干旱重現(xiàn)期對應的因旱損失，即得因旱損失空間分布圖。因旱損失空間分布圖如圖3所示。

從分析結果可看出，當干旱重現(xiàn)期5年一遇情況下，因旱損失中風險地區(qū)主要集中在阜新地區(qū)的阜蒙縣和彰武縣。隨著干旱重現(xiàn)期的增加，因旱損失的高風險、中風險地區(qū)的比例不斷增加，相比于5年一遇，干旱重現(xiàn)期為10年以上時，因旱損失率超過30%的中高風險區(qū)的增比在25%～45%之間。從10年一遇到50年一遇，阜蒙縣和彰武的因旱損失率均明顯高于其他縣區(qū)，為因旱損失率高風險地區(qū)。

圖3 因旱損失空間分布圖

續(xù)圖3 因旱損失空間分布圖

6 結論

(1)干旱事件頻率與因旱損失率之間呈現(xiàn)負相關性，驗證了基于干旱事件過程的旱災風險定量評估方法的合理性。

(2)干旱頻率空間分布圖可對區(qū)域干旱發(fā)生強度、范圍以及持續(xù)時間的風險度高低有所反映，干旱重現(xiàn)期較大的區(qū)域可能引發(fā)的旱災損失越嚴重。

(3)在同一干旱頻率條件下，因旱損失高風險區(qū)主要集中在阜蒙縣和彰武縣，均為阜新地區(qū)，建議加強阜蒙縣和彰武縣的抗旱能力建設，提高區(qū)域抗旱能力。