农业气象灾害风险评估研究进展与展望

　　摘要农业气象灾害风险研究既是灾害学和农业气象学领域中研究的热点，又是当前政府相关管理部门和农业生产部门亟需的应用性较强的课题。农业气象灾害风险评估的理论和方法进展很快，但尚没有文献对相关研究做出较为系统的论述。为全面了解农业气象灾害风险评估的研究现状，在综合分析近３０年来相关文献的基础上，对农业气象灾害风险评估方面所取得的研究成果进行了总结和评述，指出了当前研究的一些不足，并对今后农业气象灾害风险评估研究的趋势进行了展望。首先对农业气象灾害风险评估研究的历史进行了回顾；重点阐述了农业气象灾害风险评估的主要内容，包括致灾因子的危险性评估，承灾体脆弱或易损性评估，灾情期望损失评估和灾害风险综合评估；归纳出农业气象灾害风险评估研究中采用的３类主要方法———基于指标的综合评估方法、基于数据的概率评估方法以及基于情景模拟的评估方法；最后对农业气象灾害风险评估目前存在的问题和未来可能的研究方向进行了探讨。

　　关键词农业气象灾害，风险评估，研究进展，研究展望

　　１引言

　　灾害作为重要的可能损害之源，历来是各类风险管理研究的重要对象，引起了中外防灾减灾领域的普遍关注。特别是２０世纪９０年代以来，灾害风险管理工作在防灾、减灾中的作用和地位日益凸现。１９９９年，国际减灾１０年（ＩＤＮＤＲ）科学与技术委员会，在其“减灾年”活动的总结报告中（ＵＮ／ＩＳＤＲ，２００４），列举了２１世纪国际减灾界面临的５个挑战性领域，其中３个领域与灾害风险问题密切相关，其一是综合风险管理与整体脆弱性降低；其二为资源与环境脆弱性；其三是发展中国家的防灾能力。２０１１年１１月１８日，政府间气候变化专门委员会（ＩＰＣＣ）发布了《管理极端事件和灾害风险推进气候变化适应特别报告》（ＳＲＥＸ）决策者摘要，并于２０１２年３月发布了特别报告全文（ＩＰＣＣ，２０１２），该报告包含了当今学术界在管理极端气候事件和灾害风险方面的最新进展，体现了当今世界在管理极端事件和灾害风险、推进气候变化适应问题上的认知水平。这表明，灾害风险及其相关问题的研究仍是当前国际减灾领域的重要研究前沿。

　　２农业气象灾害风险评估研究发展概况

　　２０世纪８０年代初，灾害学家开始关注灾害及其风险形成机制与评价理论，从系统论和风险管理的角度探讨了形成灾害与灾害风险的要素及其相互作用和数学表达式。目前关于灾害形成机制的理论主要有“致灾因子论”、“孕灾环境论”、“承灾体论”及“区域灾害系统理论”（Ｂｕｒｔｏｎ，ｅｔａｌ，１９９３；Ｂｌａｉｋｉｅ，ｅｔａｌ，１９９４）。在国际减灾１０年活动中，灾害风险管理学者就灾害风险的形成基本上达成共识。目前关于灾害风险形成机制的理论主要有“二因子说”、“三因子说”和“四因子说”（张继权等，２００６，２００７，２０１２ａ，２０１２ｂ，２０１３）

　　３农业气象灾害风险评估的主要内容

　　３．１致灾因子危险性评估

　　致灾因子危险性分析是农业气象灾害风险研究的一个方向，危险性是指致灾因子的自然变异程度，主要是由灾变活动规模（强度）和活动频次（概率）决定的。一般灾变强度越大，频次越高，灾害所造成的破坏损失就越严重，灾害的风险也越大。致灾因子危险性评估内容主要包括不同孕灾环境中的致灾因子引发的灾害种类，致灾因子时空分布、强度、频率、作用周期、持续时间，致灾因子等级及其出现概率等。致灾因子风险估算是致灾因子危险性分析的重要环节，风险估算模型以概率模型最为普遍，基于概率评估的危险性评价模型将农业气象灾害风险看成是一种随机过程，假设风险概率符合特定的随机概率分布，运用特定的风险概率函数来拟合风险，以灾害发生的频率、强度、变异系数等指标构建概率分布函数估算不同程度灾害发生的超越概率。Ｎｕｌｌｅｔ等（１９８８）利用蒸发散指标，构建了季节性农业干旱风险概率评估模型。杜鹏等（１９９５，１９９７，１９９８）根据灾害风险概率分析原理，建立了一个３层逐级放大的农业气象灾害风险分析实用模型。霍治国等（２００３）

　　采用灾害致灾的气象指标序列与实际灾情序列的对应匹配技术，通过灾害的致灾因子、致灾等级、致灾指标、减产率实现综合分离，采用６种概率分布模型进行序列的风险概率估算及其优选，分别研发了北方地区冬小麦干旱、东北地区玉米和水稻冷害、江淮地区冬小麦和油菜涝渍、华南地区香蕉和荔枝寒害风险评估技术；Ｃｈｅｎｇ等（２０１３）利用冷害的年均频率和强度，构建了湖南省双季稻冷害风险评价方法；Ｈａｏ等（２０１２）利用多时间尺度指数（ＳＰＩ），把干旱频率、强度作为危险性指标分析其变化规律，利用信息扩散技术对中国５８３个农业气象站的干旱损失进行评估；Ｄａｎｅｓｈｖａｒ等（２０１３）采用标准化降水指数对干旱对小麦的影响进行了评价。这种从对作物影响较大的农业气象灾害风险要素和风险源出发，辨识致灾因子，通过一系列参数或方法描述致灾风险信息，从而建立风险评估模型，对灾害风险进行评估的方法，得到不少学者的青睐（马树庆等，２００３；袭祝香等，２００３；杜尧东等，２００３，２００８；王素艳等，２００３；薛昌颖等，２００３ｂ；陈怀亮等，２００６；钟秀丽等，２００７；刘荣花等，２００７；李娜等，２０１０；侯双双等，２０１０；高静等，２０１０；徐新创等，２０１１；朱红蕊等，２０１２；许凯等，２０１３）。

　　３．２承灾体脆弱性评估

　　脆弱性是指给定危险地区的承灾体面对某一强度的致灾因子危险性可能遭受的伤害或损失程度。根据给定的致灾因子强度推算承灾体的伤害或损失程度称为承灾体脆弱性评估。承灾体脆弱性评估主要内容包括风险区确定，风险区特性评估，防灾、减灾能力分析等。一般承灾体的脆弱性越大，抗灾能力越弱，灾害损失越大，灾害风险也越大，反之亦然。

　　４农业气象灾害风险评估的主要方法

　　４．１基于指标的综合评估方法

　　以致灾因子危险性、承灾体脆弱性、灾情损失以及防灾、减灾能力等为评价对象，相应的构成要素为评估因子，分别构建研究区域的灾害风险评估指标体系，利用数学模型计算指标的权重后结合指标值计算研究区域的风险等级。基于指标的评估方法主要侧重于灾害风险指标的选取、优化以及权重的计算，典型的分析方法包括层次分析法、模糊综合评判７王春乙等：农业气象灾害风险评估研究进展与展望法、主成分分析法、专家打分法、历史比对法和德尔菲法等。如在干旱研究方面，陈晓艺等（２００８）采用累积湿润指数作为干旱指标，从干旱强度和干旱频率两个方面对安徽省冬小麦主要发育期及全生育期的干旱危险性进行了评估。袭祝香等（２００８，２０１３）利用东北地区逐日平均气温、降水量资料构建了夏季干旱综合风险指数。高晓蓉等（２０１２ａ）利用作物系数法，计算了玉米不同生育阶段的需水量，以作物水分盈亏指数为评估指标，分析了近５０年东北玉米不同生育阶段的旱涝分布及演变。在低温冷害研究方面，陆魁东等（２０１１）采用当量冷积温、低温持续天数及过程日照时数等低温强度要素，建立了低温和寒露风综合气象风险指数。Ｃｈｅｎｇ等（２０１３）利用冷害的年均频率和强度，构建了湖南省双季稻冷害风险评估方法。薛晓萍等（２０１３）基于人工气候箱和大田试验观测结果，探讨了日光温室黄瓜生产低温冷害风险评估方法。李红英等（２０１３）对宁夏霜冻发生范围、频率、强度及致灾因子危险性特征进行了分析。高晓蓉等（２０１２ｂ，２０１２ｃ）构建了基于热量指数的玉米生育阶段冷害指数，系统分析了近５０年东北玉米不同生育阶段低温冷害时空分布及周期特征。在综合灾害研究方面，蔡冰等（２０１１）结合设施农业气象灾害指标对江苏省设施农业气象３种主要气象灾害（寡照灾害、低温灾害、高温灾害）进行风险等级区划。陆魁东等（２０１３）采用相关分析方法，建立了基于气象因子的湖南省油菜气象灾害综合风险指数。

　　４．２基于数据的概率评估方法

　　以研究区域的历史灾害和灾损样本数据为基础，利用数学模型对样本数据进行统计分析获得灾害危险性与损失的统计规律，进而进行灾害的风险评估。典型的分析方法包括回归模型、时序模型、聚类分析、概率密度函数参数估计法或非参数估计法、信息扩散理论法等。其中风险概率评估法是最常用的方法。

　　参考文

　　献蔡冰，刘寿东，费玉娟等．２０１１．江苏省设施农业气象灾害风险等级区划．中国农学通报，２７（２０）：２８５－２９１．ＣａｉＢ，ＬｉｕＳＤ，ＦｅｉＹＪ．２０１１．ＴｈｅｒｉｓｋｇｒａｄｉｎｇｒｅｇｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｄｉｓａｓｔｅｒｏｆｆａｃｉｌｉｔｉｅｓａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅｉｎＪｉａｎｇｓｕｐｒｏｖｉｎｃｅ．ＣｈｉｎｅｓｅＡｇ－ｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉＢｕｌｌ，２７（２０）：２８５－２９１（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）

　　蔡大鑫，张京红，刘少军．２０１３．海南荔枝产量的寒害风险分析与区划．中国农业气象，３４（５）：５９５－６０１．ＣａｉＤＸ，ＺｈａｎｇＪＨ，ＬｉｕＳＪ．２０１３．ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄｄｉｖｉｓｉｏｎｆｏｒｃｏｌｄｄａｍａｇｅｔｏｌｉｔｃｈｉｙｉｅｌｄｉｎＨａｉｎａｎ．ＣｈｉｎｅｓｅＪＡｇｒｏｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ，３４（５）：５９５－６０１（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）

　　蔡菁菁，王春乙，张继权．２０１３．东北地区玉米不同生长阶段干旱冷害危险性评价．气象学报，７１（５）：９７６－９８６．ＣａｉＪＪ，ＷａｎｇＣＹ，ＺｈａｎｇＪＱ．２０１３．Ｈａｚａｒｄａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｄｒｏｕｇｈｔｄｉｓａｓｔｅｒａｎｄｃｈｉｌｌｉｎｇｄａｍａｇｅｏｆｖａｒｉｏｕｓｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｓｏｆｍａｉｚｅｉｎｎｏｒｔｈ－ｅａｓｔＣｈｉｎａ．ＡｃｔａＭｅｔｅｏｒＳｉｎｉｃａ，７１（５）：９７６－９８６（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ

　　作者王春乙１张继权２霍治国１蔡菁菁１刘兴朋２张琪２

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