区域粮食产量因灾损失评估之长江流域灾情-产量模型再检验

利用1949-2020年长江流域(江苏、安徽、浙江、江西、湖北、湖南、上海和四川)耕地面积、粮食种植面积、产量和农业灾情统计数据,分析区域粮食生产与灾情的变化特征;采用已构建的长江流域7省份(江苏、安徽、浙江、江西、湖北、湖南和上海)灾情-产量评估模型,估算各省(市)1949-2020年粮食因灾损失及产量,并构建四川省1949-2020年粮食作物的灾情-产量模型;明确了影响区域粮食产量的主要灾种,构建了主要灾种-产量评估模型,进一步检验了模型构建方法的通用性。结果表明:(1)过去72a,全国、长江流域粮食作物种植面积平均分别为11.60×10^(7)hm^(2)和2.70×10^(7)hm^(2),均呈显著上升趋势(P<0.05),其中沪苏浙川粮食作物种植面积呈显著下降趋势(P<0.05);全流域玉米、小麦、其他作物和稻谷种植面积分别占全区粮食作物种植面积的5.9%、14.9%、34.6%和44.6%,稻谷种植面积增加趋势显著(P<0.05)。(2)1949-2020年,全国、全流域粮食作物产量平均分别为3.67×10^(8)t和1.38×10^(8)t,呈显著增加趋势(P<0.05);全流域玉米、小麦、其他作物和稻谷产量分别占全区粮食作物种植产量的的6.0%、12.0%、11.9%和70.1%,其中稻谷产量显著上升(P<0.05)。同期,全流域和全国粮食作物复种指数分别为138%和214%,均呈下降趋势,尤其浙江省复种指数从1980s的250%降至2010s的100%,降幅较大。(3)研究期内长江流域作物受灾面积、成灾面积和绝收面积平均分别为1.08×10^(7)hm^(2)、0.48×10^(7)hm^(2)和0.08×10^(7)hm^(2),分别占全国的30.8%、29.2%和28.8%,变异率分别为51.5%、64.4%和115.5%。干旱和洪涝总灾情占比较高,分别占全国粮食作物干旱和洪涝受灾面积、成灾面积和绝收面积74.3%、74.0%、66.9%,低温、风雹和台风引起的总灾情分别占全国的36.6%、32.4%和25.5%。(4)基于已构建的1949-2014年长江流域灾情-产量评估模型,将数据扩展至2020年,对模型进行再检验,结果表明,1949-2020年苏皖浙赣湘粮食产量的模拟值与实际值呈极显著线性相关,决定系数(R^(2))均高于0.97,沪鄂决定系数(R2)略偏低(分别为0.78和0.80,P<0.01)。72a间,四川省新建模型模拟结果精度高,决定系数为0.99。8省(市)中以上海和浙江粮食因灾减产率相对较高(27.4%和33.4%),苏皖赣鄂湘川粮食因灾减产率分别为13.0%、15.5%、9.0%、10.3%、6.47%和0.14%,明确区域重点防御灾种后,构建新的主要灾种-粮食产量回归模型,仍可以解释粮食减产量95%以上。进一步区域评估表明,构建的模型能很好地模拟气象灾害对粮食产量造成的损失,具有预测粮食产量的性能,具备全国业务化应用的可行性。