1、第25卷第5期南京氣象學院學報V o l.25N o.5 2002年10月Jou rnal of N an jing In stitu te of M eteo ro logy O ct.2002文章編號:100022022(20020520620205黃土高原地區農業生產對氣候變化的脆弱性分析劉文泉,王馥棠(中國氣象科學研究院,北京100081摘要:根據IPCC定義和實地考察、文獻、問卷調查等結果確定了評價黃土高原地區農業生產對氣候變化的脆弱性判別指標體系及其權重分配結果,并對幾個代表站點做了脆弱性現狀評估,為進一步完成黃土高原地區農業生產對氣候變化的脆弱性地區分布和對策研究提供了一定的基礎

2、和方法。關鍵詞:氣候變化;脆弱性;農業生產;黃土高原中圖分類號:S162.5文獻標識碼:A黃土高原曾是我國文化的發源地之一,秦、漢、唐等興盛的朝代都建都在黃土高原,但是由于氣候干旱,降水變率大,植被破壞,水土流失嚴重,土地貧瘠化和土壤荒漠化問題日趨突出,氣象災害尤其是旱災頻繁,加之長期不合理開發,區內各地區農業生產差別很大,對氣候變化反應脆弱。在西部大開發過程中,各地政府和農業部門在進行農業發展規劃時需要了解當地農業生產對氣候變化響應的脆弱性以及氣候變化可能帶來的影響,以便有的放矢,制定政策,合理安排開發資金,防患于未然;同時也可為當地農業種植結構調整,中低產田改造,生態農業、精準農業推廣及退

3、耕還林還草等生態再建設工程提供科學的參考。根據IPCC1的最新定義,脆弱性分析包括敏感性分析和適應能力分析兩部分,因此根據文獻2關于農業生產對氣候變化的脆弱性的闡述,本文擬從農業生產、氣候變化和可持續發展等方面考慮,選擇黃土高原地區分析農業生產對氣候變化的脆弱性。1研究區域基本情況介紹黃土高原地區東起太行山,西至日月山和賀蘭山,北起陰山,南到秦嶺,含青、甘、陜、蒙、寧、晉、豫七省(區的289個縣(市。黃土高原地區是夏季風活動的邊緣地區,氣候具有干旱、半干旱性質,雨季分明,降水變率大,既有長期干旱,又有短時暴雨。西部和北部臨近大陸干旱氣候區,受到沙漠化的嚴重威脅;而其他地區農田較多,植被稀少,土

4、壤以黃土為主,水土流失危害甚大。區內年均溫012,10持續日數為140200d,10積溫一般在3000 4000;年降水量幾十毫米到幾百毫米,自東南向西北逐漸減少,400mm等值線貫穿本區,降水主要集中在夏、秋季,年降水變率在10%50%之間,季降水變率因地而異,個別地區的收稿日期:2001210209;改回日期:2001212212基金項目:科技部社會公益研究專項“我國西北地區生態氣候環境監測預測方法研究”第一作者簡介:劉文泉(19692,男,陜西富平人,助研,碩士生,主要從事氣候變化對農業的影響及其適應對策研究.月降水變率可超過100%;年蒸發量在14003000mm 之間,干燥度在15之

5、間。氣候要素的劇烈年際變化,造成氣象災害尤其是旱災頻繁,嚴重影響本地區農業生產3。黃土高原地區氣候狀況局地差異很大,加之又處于農牧交錯帶,植被破壞嚴重,生態環境和農業生產對氣候變化的反應非常脆弱。本研究選取黃土高原地區陜、甘、寧三省區內的130個縣市作為資料收集的重點(圖1。收集的資料來自于有關單位內部資料和歷年相關統計年鑒,主要包括氣象、土地、水土流失監測和治理及有關工、農業統計資料等(基本情況見表1 。圖1研究區域縣界圖(1988年行政區劃邊界F ig .1County boundary of research regi on表1研究區基本情況統計(資料取自1997年相關統計資料T abl

6、e 1T he basic statistics data fo r research regi on (data from related statistics data 2co llecti ons of 1997省份縣市數 個總人口 萬人耕地面積 103hm 2糧食面積 103hm 2農業人口 萬人總面積 km 2墾殖率 %人均耕地 hm 2陜西672660.272645.992716.642006.22129529.020.430.10甘肅431653.852461.492037.881326.10113387.021.710.15寧夏20528.92823.68725.04382.6

7、651800.015.900.16總計1304843.045931.165479.563714.98294716.019.350.132脆弱性指標和權重的確定及脆弱度計算脆弱性指標的確定有很多方法,如專家推薦法、數學分析方法等425;權重確定方法也有專家打分法、A H P 層次確定法等627。各種方法均有利弊,要么定性成分較重,要么與實際狀況脫離。本文中農業生產對氣候變化的脆弱性研究的指標體系確定,是在參考已有生態脆弱性相關研究和有關氣候變化影響研究成果的基礎上,充分考慮研究區內的實際生產狀況,選取和農業生產密切相關的氣候條件、生態環境和可持續發展有關的因子,采用實地調查和專家推薦相結合確定指

8、標2,專家打分和A H P 層次分析法結合確定權重8。2.1敏感性指標及權重敏感性因子選取氣候、生態環境和土壤地貌三方面因素共10個指標,具體權重列于表2。126第5期劉文泉等:黃土高原地區農業生產對氣候變化的脆弱性分析表2敏感性因子各指標權重T able2T he w eigh t coefficients of sensitivity facto rs氣候因素權重生態環境因素權重土壤地貌因素權重干燥度0.0423水土流失率0.1266劣土地比例0.1125關鍵月份降水變率0.2633大風日數0.0446陡坡地比例0.0375作物生長關鍵期積溫變化0.1378暴雨日數0.0660氣象災害成災

9、率0.1566侵蝕模數0.0127敏感性V1計算采用文獻2方法,具體如下V1=6X i×W i。(1其中X i表示第i種指標的得分值,W i表示第i種指標所占權重。指標得分值X i計算采用兩種方法,一種是專家分級打分法(100分表示敏感程度最高,打分標準見文獻8,一種是相應指標歸一化百分值(h i或比例,歸一化采用下式:h i=(X i-m in(X i(m ax(x i-m in(x i×100%。(2其中m ax(x i、m in(x i值分別取相應指標在本省區內的最大最小值。2.2適應能力指標及權重適應能力因子選取社會經濟、農業生產和環境治理三方面因素共10個指標,具

10、體權重列于表3。表3適應能力因子各指標權重T able3T he w eigh t coefficients of adap tive capacity facto rs社會經濟因素權重農業生產條件因素權重環境治理因素權重人均農民純收入0.2018人均耕地0.0791水土流失治理率0.1719非農業社會總產值比重0.0611可灌溉地比例0.1692優等地比例0.0634農業人口比例0.0370復種指數0.0517退耕還林比例0.0341草地、森林覆蓋率0.1306適應能力V2計算采用文獻2方法,具體如下V2=6Y i×W i-6Z i×W j。(3其中Y i表示有利因素的指

11、標,Z i表示不利因素的指標,W i、W j表示相應的權重,Y i和Z i具體取值方法同上。2.3脆弱度計算綜合考慮上述兩方面的影響,農業生產對氣候變化的脆弱度V可用下式2計算:V=V1 V2。(4計算出各地脆弱度后,結合實際農業經濟發展狀況,以及未來氣候變化的有關情景,并根據農業可持續發展和生態環境保護等有關原則,即可討論提出一定的適應對策及建議措施。3計算結果及分析文中根據已有資料,先行選取陜西榆林、延安、渭南和寶雞作為陜北北部、陜北南部、關中東部、關中西部四個主要區域的代表站點,選取甘肅定西、慶陽、天水作為河東、隴東北和隴東226南京氣象學院學報第25卷南三個主要區域的代表站點,選取寧夏

12、永寧和固原為寧北灌區、寧南山區的代表站點。各站點部分指標值列于表4。表4各代表站點主要指標值T able 4T he m ain values at referenced sites指標陜西榆林延安渭南寶雞甘肅天水慶陽定西寧夏固原永寧干燥度1.491.061.521.151.571.491.802.503.50降水變率 %44.2823.6239.1433.4128.5524.4119.1035.8372.80陡坡地比例 %12.5988.2211.3222.5256.9658.4242.9838.340水土流失率 %77896840388810068.646.9暴雨日數 d 3.75.75.

13、66.93.74.51.93.10.8人均農民純收入 元249664500716403363367348941非農業社會總產值比重 %6668659885.481.344.83939可灌溉地比例 %52.58.465.341.114.52.38.616.273.2水土流失治理率 %76355110048.761.76230.5100草地覆蓋率 %94.814.120.97.88.941.125.636.539.9注:本表資料主要取自1990年相關統計資料.根據上述表24和式(1(4可計算各代表站相應的V 1、V 2和V ,結果如表5。表5代表站點V 1、V 2和V 計算結果T able 5T

14、he calculated values at sites V 1、V 2and V物理量陜西榆林延安渭南寶雞甘肅天水慶陽定西寧夏固原永寧V1334640455351343733總排序1835412769省內等級L H L H H H L H L V2292644433229322340總排序2681247593省內等級L L H H H L H L H V1.11.80.911.71.81.11.60.8總排序3518732649省內等級HHLLHHLHL注:H 、L 表示高、低.對比各地區農業生產和經濟狀況,表5的計算結果基本反映了當地農業生產對氣候條件和生態環境條件的敏感程度和適應能力,

15、在本省區內的排序,也與實際農業狀況和生態狀況是吻合的,可以用做適應氣候變化影響的有關對策研究的參考。4小結本文主要是在有關IPCC 報告中提出的氣候變化背景下考慮農業生產系統本身適應氣候變化影響的脆弱性問題,強調的是二者之間的聯系,并沒有像其它研究那樣更多地考慮系統自身的脆弱性,主要目的是為制定適應對策做準備。比較其它脆弱性研究成果,更能使地方決策者了解到本地對氣候變化是否敏感和是否有能力適應氣候變化的影響,規避不利影響,迎合有326第5期劉文泉等:黃土高原地區農業生產對氣候變化的脆弱性分析426南京氣象學院學報第25卷利影響,發展地方經濟。從這個意義上看,縣域上的分析將會更有社會效益。就農業

16、生產對氣候變化的脆弱性這一問題而言,僅僅完成現狀分析遠遠是不夠的,還應進一步收集逐年度資料,結合有關GC M模型輸出的黃土高原地區未來氣候變化的情景以及生態環境變化情況、經濟發展狀況建立未來變化的可能情景,了解黃土高原地區各縣市農業生產和土地利用的可能變化趨勢,預測和分析各地可能遇到的問題,根據農業和環境的可持續發展原則,結合當地人口增長、土地利用現狀和趨勢完成相關的對策建議,為黃土高原地區的經濟大開發,生態環境治理,“再造一個山川秀美的大西北”做出貢獻。參考文獻:1Intergovernm ental Panel on C li m ate Change(IPCC.W o rk ing Gr

17、oup ,C li m ate Change2001:I mpacts,A dap tati onand V ulnerability,Summ ary fo r Po licym akers,IPCC W G2T h ird A ssess m ent R epo rt(TA RR.2001:3226.2劉文泉.農業生產對氣候變化的脆弱性研究方法初探J.南京氣象學院學報,2002,25(2:2142220.3錢林清.黃土高原氣候M.北京:氣象出版社,1991:302220.4趙名茶.脆弱生境與貧困桂西北喀斯特山區研究A趙桂久,劉燕華,趙名茶.生態環境綜合整治和恢復技術研究(二C.北京:科學技

18、術出版社,1995:1182134.5趙躍龍,張玲娟.脆弱生態環境定量評價方法的研究J.地理科學,1998,18(1:73279.6黎東升.A H P法在確定農村小康水平指標權重中的應用J.農業系統科學與綜合研究,1993(4:2652268.7趙煥臣,許樹柏,和金生.層次分析法一種簡易的新決策方法M.北京:科學出版社,1986:1243.8劉文泉,雷向杰.農業生產的氣候脆弱性指標及權重的確定J.陜西氣象,2002(3:32235.Analysis on Vulnerability of Agro-productionto Cli m ate Change i n the L oess PlateauL I U W en2quan,W AN G Fu2tang(Ch inese A cadem y of M eteo ro logical Sciences,Beijing100081,Ch inaAbstract:B ased on the defin iti on of vu lnerab ility by IPCC repo rts and literatu re review,in2 vestigati on,and