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第二节 农业气候灾害及灾害风险区划

第二节 农业气候灾害及灾害风险区划


  一、农业气候灾害区划

  (一)农作物冷害区划

  低温冷害是指农作物在生长季内,因热量不足或温度下降到低于当时作物所处生长发育阶段的下限温度时,使作物的生理活动受到障碍,甚至使细胞组织受到危害,而造成作物减产的现象。分为两类:一是延迟型冷害,俗称“哑巴灾”;二是障碍型冷害。障碍型冷害的影响只限于水稻,对其他大田作物影响不很显著。单独出现障碍型冷害的概率较低,故本区划以延迟型冷害频率为一级主导指标,以霜冻灾害频率为二级辅助指标,再参考地域的连续性进行区划。

  延迟型冷害指标:

  ZB=a+b(ΣT5-9)+c(ΣT5-9)2↑+d(ΣT5-9)3↑

  ZB为冷害指标值,ΣT5-9↓为5~9月平均气温之和的多年平均值,a、b、c、d为待定系数。当ΔT(5-9)↓大于等于(≥)ZB时为受冷害年,ΔT(5-9)↓小于(<)ZB时为无冷害年。

  设定减产率小于(<)5%时为无冷害,减产率为5%~14.9%时为一般冷害,减产率在15%以上时为严重冷害,计算冷害指标系数a、b、c、d。

  霜冻指标:
 
  BZ=T1↓-0.82SD,SD=[Σ(T1↓-T2i↓)2↑/n](1/2)↑

  式中BZ为日平均气温稳定通过10℃终日的80%保证率日期;T1为平均气温通过10℃终日的多年平均日期;T2i为每年日平均气温稳定通过10℃的终日;n为年代数;SD为日平均气温稳定通过10℃终日的标准差。

  当某一年日最低气温小于等于(≤)0℃的初日早于BZ时为早霜冻日期。

  以出现冷害指标值ZB和霜冻指标值BZ的年份分别占总年份的百分比计算出现频率,进行冷害分区(表1-14)。




  将冷害频率与霜冻灾害频率叠加,形成冷害区划,分为3个冷害区5个冷害亚区(图1-25)。

  Ⅰ区为冷害较重区。以严重冷害出现频率20%为分界指标,以霜冻灾害出现频率20%和10%为二级辅助指标,划分为三个亚区。

  Iaa区包括大、小兴安岭的加格达奇、新林、黑河南部的孙吴、逊克,五营、伊春等地及老爷岭山地的林口、穆棱、绥芬河一带。本区地势较高,为黑龙江省高寒地区,气候冷凉,大于等于(≥)10℃积温在1600℃~2000℃,严重冷害频率较高,为20%~30%,生长季短,无霜期仅90~100天。秋季易受早霜危害,霜冻灾害频率为20%~40%。本区以林业为主,农区主要分布在山间平原和山前台地,只能种植小麦、油菜及早熟的杂豆、马铃薯等喜凉作物。适宜种植油菜、杂豆、饲料、马铃薯、山野菜和药材。




  Ia区包括嫩江、北安、呼玛、黑河、铁力、嘉荫、萝北、绥滨、饶河、鸡东、牡丹江等地。本区多分布在山体两侧,热量条件稍好于Iaa区,大于等于(≥)10℃积温2000℃~2200℃,严重冷害出现频率为20%以上。无霜期110天左右,秋季霜冻灾害频率为10%~20%,种植业以麦豆为主,兼有马铃薯。本区是大豆的生长北界,属早熟和极早熟的品种区。适宜种植早熟大豆、马铃薯。

  Ib区包括五大连池、克山、克东、庆安、抚远、同江、富锦市等。本区热量条件与Ia相近,大于等于(≥)10℃积温为2200℃~2400℃,严重冷害频率为20%以上。但霜冻灾害较Ia区轻,秋霜危害频率在10%以下,无霜期为110~120天以上。作物种植以麦豆为主,并有甜菜、亚麻等经济作物。适宜种植甜菜、早熟水稻。

  Ⅱ区为冷害一般区。以严重冷害频率10%及20%为南北分界指标,以霜害频率10%为二级辅助指标,划分为两个亚区。

  Ⅱa区包括松嫩平原北部的讷河、依安、拜泉等县,三江平原中部的桦川、集贤、佳木斯、桦南、勃利、宝清、虎林、密山、鸡西,以及黑龙江省中南部半山区的木兰、宾县、尚志、海林、宁安、东宁等县。西部三县大于等于(≥)10℃积温2200℃~2400℃。东部各县大于等于(≥)10℃积温2400℃~2600℃,热量条件较好,严重冷害出现频率为10%~20%。本区是黑龙江省粮豆主要产区,北部以早熟为主,南部可种中晚熟品种。也适宜种植甜菜、水稻。

  Ⅱb区包括甘南、海伦、绥棱、望奎、明水、青冈、绥化、安达、兰西、巴彦、五常、延寿、方正、通河、依兰、汤原等县和双鸭山市。本区是黑龙江省主要商品粮基地之一,大部地区大于等于(≥)10℃积温在2400℃~2600℃,热量条件与Ⅱa相似,严重冷害出现频率为10%~20%,无霜期125~135天,霜冻灾害较轻,出现频率小于等于(≤)10%,有利于生育期长的晚熟品种增产。松嫩平原部分适宜种植大豆、玉米,松花江沿岸各县宜于发展水稻生产。

  Ⅲ区为冷害较轻区。以严重冷害频率10%等值线与Ⅱ区分界。本区包括富裕、齐齐哈尔、龙江、林甸、杜蒙、泰来、大庆、肇东、肇州、肇源、呼兰、哈尔滨、阿城、双城等市、县。本区是黑龙江省热量条件最优区,大于等于(≥)10℃积温2600℃以上,严重冷害出现频率为5%~10%,无霜期为130~140天,霜冻灾害频率除林甸外,大部地区均小于等于(≤)10%,玉米等喜温作物产量高而稳产。从热量和冷害角度看,本区适宜种植吉字号玉米、高粱、谷子、糜子等杂粮作物,在有水源地方,适宜种植水稻。

  (二)旱涝灾害气候区划

  旱害指在一定时期内作物吸收的水分不能满足正常生长需要,开始危害作物生育。涝害则通指涝(多雨积水)和渍(地下水位升高,土壤水分饱和,植物根系缺氧),而不考虑洪害(河流泛滥)。旱害和涝害的农业气候指标用作物生长的各时期供水量与可能蒸散量之比小于或大于某一数值α表示: 

  α=P/ET
  其中,Pi=Ri+R(i-1)-ET(i-1)

  ET=0.0018(T-25)2↑(100-RH)
  α为作物生长期各月旱涝害系数;P为各月供水量;ET为各月蒸散量。
  R为各月降水;i为当月;i-1为前一个月;T为月平均气温;RH为月相对湿度。

  根据以上公式计算出主要生长季旱涝害指标(表1-15)。




  用历史上各月旱涝出现次数与统计年数的百分比计算旱涝频率(PL),根据灾害频率进行旱涝区划。

  PL=ΣMi/N×100%,ΣMi为历年旱涝出现的次数之和,N为总年数。

  1.春旱区划

  黑龙江省干旱期主要发生在春季。依据4~6月旱害频率和(H),将黑龙江省划分为四类不同干旱区(表1-16,图1-26)。






  Ⅰ区为重春旱区。位于松嫩平原西南部,包括泰来、杜蒙、龙江、齐齐哈尔、甘南、林甸、安达、大庆、肇东、肇源、肇州等市、县。本区4~6月旱害频率之和大于(>)150%,5月和6月的旱害频率都大于(>)50%。俗称“十年九春旱”,大田作物播种困难,不宜小麦和大豆生长;适宜发展畜牧业。

  Ⅱ区为较重春旱区。位于松嫩平原中部,包括富裕、依安、明水、青冈、望奎、兰西、双城、呼兰等地。4~6月旱害频率之和为100%~150%,5月份旱害频率大于(>)50%。抗春旱、保春种是该区农业生产的关键。

  Ⅲ区为轻春旱区。位于松嫩平原东北部、中西部和牡丹江地区南部。包括嫩江、讷河、克山、克东、拜泉、海伦、绥棱、绥化、庆安、哈尔滨、宾县、阿城、同江、绥滨、集贤、佳木斯、宝清、勃利、海林、牡丹江、宁安、东宁、鸡东等市、县。这些地方4~6月旱害频率之和为40%~100%,5月和6月旱害频率为20%~40%,发生干旱概率小,在一般年份不至于因干旱影响作物播种和出苗。

  Ⅳ区为基本无春旱区。除上述三区外,均属本区。主要分部在大、小兴安岭、张广才岭山区附近和三江平原东部地区。4~6月旱害频率之和小(<)于40%,各月旱害频率均小于(<)20%,适宜种植麦豆。

  2.春涝区划

  春涝主要发生在4月份。以涝害频率(L)划分三个区(表1-17,图1-27)。






  Ⅰ区为重春涝区。主要分布在大、小兴安岭,张广才岭和三江平原东北部地区,包括漠河、塔河、呼玛、加格达奇、黑河、嫩江、逊克、孙吴、北安、嘉荫、伊春、萝北、同江、抚远、庆安、铁力、巴彦、木兰、通河、方正、延寿、尚志、五常、虎林和饶河等地。4月份涝害频率在80%以上,影响麦播。北部和东部冷凉区麦播可延到4月末至5月初。南部地区到5月份,气温升高,对小麦生长不利。因此,尚志、五常、方正、延寿等地不适宜种麦。

  Ⅱ区为轻春涝区。主要位于松嫩平原北部、东部及三江平原西南部和牡丹江地区。包括讷河、德都、克山、依安、富裕、拜泉、海伦、绥棱、明水、青冈、望奎、绥化、哈尔滨、宾县、阿城、双城以及鹤岗、桦川、富锦、汤原、佳木斯、集贤、海林、宁安、东宁等地。4月份涝害频率为40%~80%,有一半以上年份出现涝害。抗春涝、保春种是春播的关键。

  Ⅲ区为无春涝区。全省无春涝区面积较小,仅包括松嫩平原西南部的甘南、龙江、齐齐哈尔、杜蒙、泰来、大庆、安达、兰西、呼兰、肇东、肇源、肇州等市、县。这些地区常年降水偏少,基本无春涝发生。4月份涝害频率在40%以下,农业生产受春涝影响极小。

  3.夏涝区划

  黑龙江省夏涝主要是雨涝形成的。而雨量过于集中或强度过大是雨涝的主要原因。依据7、8月份涝害出现频率(L7、L8)将夏涝划分为四个等级区(表1-18)(图1-28)。






  Ⅰ区为重夏涝区。主要分布在大、小兴安岭和张广才岭及东部的完达山区。包括漠河、塔河、加格达奇、黑河、孙吴、北安、绥棱、嘉荫、伊春、铁力、绥化、庆安、萝北、鹤岗、汤原、依兰、通河、方正、延寿、尚志、木兰、巴彦、五常、林口、虎林、饶河等地。该区以山体为主,由于地形作用,夏季雨量大、雨日多、易形成涝害。7~8月涝害频率之和大于(>)100%,8月涝害多于7月,对大秋作物开花、灌浆和成熟影响很大,对小麦收割也有不利影响。

  Ⅱ区为较重夏涝区。主要分布在山体边缘附近,包括嫩江、德都、讷河、海伦、青岗、阿城、抚远、同江、绥滨、富锦、桦川、佳木斯、桦南、鸡西、穆棱、海林等地。7~8月份涝害频率之和为70%~100%,对农业生产影响较大。

  Ⅲ区为较轻夏涝区。主要分布在松嫩平原中部、三江平原中南部和牡丹江部分地区。包括甘南、富裕、依安、克山、克东、拜泉、明水、林甸、望奎、兰西、呼兰、哈尔滨、宾县、双城、肇州、集贤、宝清、双鸭山、勃利、七台河、鸡东、宁安、牡丹江等地。7~8月份涝害频率之和为40%~70%,涝害对农业生产影响较小。

  Ⅳ区为基本无夏涝区。位于松嫩平原西南部地带,包括齐齐哈尔、杜蒙、泰来、大庆、安达、肇东、肇源等地,还有东宁县。该区降水量少,蒸发量大,水分不足,气候以干旱为主,受涝害年份极少,7~8月份涝害频率小于(<)40%,7月份涝害频率不足10%。由于水资源不丰富,适宜半农半牧,以牧促农。

  4.综合旱涝区划

  以作物主要生长期5~8月份的旱涝评定状况,划分旱涝区(图1-29)。




  Ⅰ区为半干旱区。位于松嫩平原西部和南部,占黑龙江省县份的15%,包括甘南、龙江、富裕、齐齐哈尔、林甸、杜蒙、泰来、大庆、安达、兰西、肇东、肇州、肇源等地。该区大多数年份春季(4~6月)以旱为主,夏秋(7~9月)基本以正常为主,涝害频率在20%以下,是黑龙江省较干旱区。农业生产立足抗春旱、保春种,适宜牧业生产。

  Ⅱ区为旱涝正常区。位于松嫩平原北部、东部,三江平原中西部及牡丹江地区,占黑龙江省总县数的一半,是黑龙江省主要产粮区。包括嫩江、讷河、克山、克东、依安、拜泉、明水、海伦、绥棱、庆安、肇奎、青岗、绥化、呼兰、哈尔滨、双城、宾县、富锦、集贤、佳木斯、桦川、桦南、双鸭山、依兰、宝清、勃力、林口、鸡西、鸡东、穆棱、牡丹江、宁安、东宁,以及呼玛、逊克等。本区大部分时间处旱涝正常状态,对农业生产有
利。仅4月份多数地区以涝为主,8、9月份部分山体边缘地区有涝害。

  Ⅲ区为轻涝区。位于涝区与正常区的过渡带,范围较小,占黑龙江省县份的10%左右。包括五大连池、北安、巴彦、木兰、方正、海林、鹤岗、绥滨、同江。该区春季及前夏季以正常为主,8、9月份秋涝较重。

  Ⅳ区为重涝区。位于黑龙江省北部、中部和东部,约占黑龙江省县份的25%。包括大、小兴安岭的漠河、塔河、加格达奇、黑河、孙吴、五营、伊春、嘉荫、铁力、萝北,张广才岭的通河、延寿、方正、尚志,以及乌苏里江沿岸的抚远、虎林、饶河、密山等。该区多为以林业为主的县份,常年以涝为主,虽对农业生产不利,但对林业生产有利。

  二、综合灾害风险区划

  灾害风险指灾害导致损失的概率。风险评估是分析灾害发生对承灾体造成影响的可能性。灾害风险评估内容大致包括致灾因子的强度及其发生的频率、承灾体易损度评估、历史灾情风险评估、确定风险等级等四个方面。鉴于灾害风险评估方法尚不成熟,本区划采用某一灾害事件出现的概率与其所造成后果的乘积表示风险。

  R为灾害风险;F为灾害出现概率;C为灾害造成的后果;i为灾害种类编号;n为灾害的种类总数。 




  各地区旱、涝、霜(秋)、风灾害发生的概率和各种灾害成灾面积占总面积的百分率,分别计算四种灾害的风险,综合四种灾害风险,得到各地综合灾害风险区划(图1-30)。分别是综合灾害风险较大区,包括松嫩平原、三江平原及大兴安岭,灾害风险(R)为12%~20%;综合灾害风险中等区,包括东南部的牡丹江一带,灾害风险(R)为10%~11%;综合灾害风险较小区,包括小兴安岭及张广才岭西侧地区。灾害风险(R)小于(<)10%。