本文是一篇农业论文，本文基于GIS、利用AHP-CRITIC法等多种方法构建江苏省种植业雪灾风险评估模型，计算风险指数，并详尽分析致灾因子危险性、孕灾环境敏感性和承灾体脆弱性分布规律
第一章绪论
1.1研究的目的及意义
我国气象灾害发生频率高，破坏程度大，每年因气象灾害造成的损失占所有自然灾害的70%[1]。雪灾指因降雪形成大范围积雪，严重影响人畜生存，以及因降大雪造成交通中断，毁坏通讯、输电等设施的灾害，是冬季常见的气象灾害之一。
雪灾研究工作得到国内外越来越多学者的重视。我国对于雪灾的研究多集中在牧区和常年积雪地区[2-6]，关于南方地区雪灾的研究相对较少[7]。并且，关于雪灾的风险评价多为工业、农业、社会和人口方面的综合评价[8]，虽全面却缺少针对性，不利于具体防灾减灾措施的落实。
种植业是一种高脆弱性和高风险性的产业，每次积雪天气都会造成大面积作物受灾，对越冬期粮食作物生长和经济作物的种植都有着难以防御的损害[9-11]。江苏省是我国农业大省和经济大省，虽然降雪较北方地区少，但雪灾也是江苏省冬季的主要自然灾害之一，一旦发生，造成的经济损失将十分惨重[12-13]。据《中国气象灾害大典·江苏卷》统计，以日降雪量在10 mm以上，且有五个县（市）积雪深度在10 cm或以上为标准，1953-2000年间，江苏省有22年记载发生对种植业产生严重影响的雪灾[14]。民政部门统计资料显示，近年来由于降雪造成种植业损失的案例也频繁发生，如2008年1月25-29日江苏省大范围暴雪农作物受灾面积1.45×105 hm2，绝收面积1.23×104 hm2；2016年11月22-24日雪灾导致连云港市东海县农作物受灾面积1.2×103 hm2，直接经济损失两百余万元；2018年1月3-4日暴雪则导致江苏部分地区大棚垮塌，整体受灾达3.27×103 hm2；2019年2月8日的暴雪造成泰兴市23.9 hm2大棚倒塌，41.2 hm2大棚受损，而目前鲜见针对江苏省种植业的雪灾风险评估研究。本文以江苏地区降雪及其对种植业的影响为研究对象，对降雪有关气象要素进行时空特征分析，掌握其年代际和区域分布规律，并结合地理信息资料、种植业有关社会经济资料，利用多种方法进行种植业的雪灾风险评估和区划，有助于弄清灾情分布规律，对冬季种植业防灾减灾工作、保障粮食安全生产有一定的指导意义。
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1.2国内外研究进展
1.2.1积雪时空特征分析
我国的雪灾类型包括积雪、风吹雪和雪崩，其中风吹雪和雪崩的分布与现代冰川分布基本一致，积雪灾害的分布则更为广泛[15-16]。积雪是指降雪后堆积在陆地或海冰表面的雪层，当雪能覆盖周围能见面积的二分之一以上时，称为积雪[17]。积雪分布广泛，存在于全球大部分地区，年际变化和季节变化较为显著[18]，其中终年不消的积雪为永久性积雪，冬季产生、夏季融化的积雪为季节性积雪，季节性积雪中持续时间两个月以上的称为稳定积雪，两个月以下的称为不稳定积雪[19]。积雪是五大圈层之一冰雪圈的重要组成成分，因其高反照率和低导热性，与其他下垫面性质存在显著差异，因此对气候变化产生巨大影响，并对全球变暖的进程起着重要调节作用。积雪对气候的影响程度，与积雪的分布范围、持续时间、平均厚度密切相关[20]。
我国稳定积雪区主要分布在青藏高原、东北、内蒙、北疆和天山地区，面积超过420万平方公里，不稳定积雪区分布在北纬24°以南，达480万平方公里。总体特征为，自北向南逐渐减少，从中部向东西增加，山地积雪多于平原和盆地，垂直方向上高度越高，积雪越多[21-22]。积雪融水是农业灌溉的重要来源，适量积雪对冬季农作物起到一定的保温作用，而过量积雪则会引起作物受害、牲畜死亡，导致农业、畜牧业减产，对交通、电力、通信系统造成损害，对人们的生命安全和生活造成威胁[23]。
20世纪以来，北半球积雪的时空分布变化明显[24-26]。Zhang[27]等研究认为欧亚大陆积雪覆盖的空间范围在春季和夏季显著减小，而在秋季和冬季变化不大；近年来，春季积雪消失的时间明显提前，而秋季积雪出现的时间没有明显变化。青藏高原西部、中亚部分地区和俄罗斯西北部积雪持续期明显下降，欧亚大陆其他地区积雪持续期变化不大。Leathers[28]等人的研究表明北美积雪覆盖范围的极端正(负)值与美国大部分地区低于(高于)正常温度有关，时间序列上没有显著上升或下降趋势。Choi[29]等则认为北美洲冬季积雪呈明显下降趋势。
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第二章数据与方法
2.1研究区简介
2.1.1自然地理
江苏地处中国东部沿海，位于长江三角洲地区的核心区域，地跨北纬30°45'～35°08'，东经116°21'～121°56'，占地总面积10.72万平方公里，下辖13个地级市，96个县级行政单位。江苏是中国地势最低的省份，地貌以平原为主，山地和丘陵于西南部少量集中分布，约占总面积的14.3%。省内绝大部分地区海拔低于50 m，最高峰玉女峰海拔625m，主要山脉老山山脉、宁镇山脉和茅山山脉分布在宁镇区域，云台山脉位于连云港境内，宜溧山脉位于无锡常州境内。
江苏地跨亚热带和暖温带，属东亚季风气候区，四季分明，雨热同期，降水充沛，梅雨和季风显著。年降水量756.8-1391.1 mm，由北向南递增[95]；年平均气温14.1~17.1℃；年日照时数1758.9~2315.9 h，北高南低。江苏海岸线狭长，气候受海洋影响显著，省内水网交错、河湖众多，十分有利于农林牧渔业的发展[96]。
2.1.2农业概况
江苏是中国经济最为发达的省份之一，2021年，国内生产总值达11.64万亿元。江苏土壤的垦殖指数高，种植业发达，自古就有“苏湖熟，天下足”的美誉，2020年农业生产总值7952.59亿元，是中国重要的粮油产区。江苏主要粮食作物有稻谷和小麦，油料作物以油菜和花生为主。2020年小麦播种面积2.34×106 hm2，产量1.33×1010 kg，稻谷播种面积2.2×106 hm2，产量1.97×1010 kg；油菜播种面积1.73×103 hm2，产量5.12×108 kg，花生播种面积1×105 hm2，产量4.06×108 kg。近年来，由于农业结构调整，产业结构不断优化，江苏设施农业规模稳步提升，2020年设施农业种植面积达7.33×105 hm2。
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2.2数据来源
2.2.1气象资料
本研究所使用的气象数据来自于江苏省71个国家级气象站（图2-1）1978-2020年逐日气象数据，包括降雪量（mm）、气温（℃）和积雪深度（cm）数据，气象资料由江苏省气象信息中心提供。
降雪量：某一时段内的未蒸发、渗透、流失的降雪，经融化后在平面上累计的深度，单位为毫米（mm）。
积雪深度：在雪尚未融化时，一定时间内积雪面到地面的垂直深度，单位为厘米（cm）。
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第三章江苏降雪有关气象要素时空分布特征............................12
3.1降雪日数时空分布特征............................12
3.1.1时间特征.......................................12
3.1.2空间特征.................................17
第四章种植业雪灾风险评估..........................27
4.1风险评估模型....................................27
4.1.1致灾因子危险性................................27
4.1.2脆弱性....................................28
第五章结论与讨论...............................37
5.1主要结论........................37
5.2讨论................................38
第四章种植业雪灾风险评估
4.1风险评估模型
灾害风险的评估，需要建立灾害风险评估模型。广义上的灾害风险系统，包括风险源和风险承载体（承灾体）两个部分，对应到自然灾害风险系统，风险源即自然灾害，风险承载体即人类社会。联合国人道主义事务部于1991年提出了自然灾害风险评估模型：风险度=危险度×易损度[107]，这一模型得到了国内外自然灾害研究学者的广泛认可，并在自然灾害风险研究中大量应用。章国材[108]将这一公式进一步具体到气象灾害，得到公式：气象灾害风险=致灾危险性×易损性，致灾危险性是致灾因子的强度和概率，灾害发生的概率越高、强度越大，致灾危险性越高，易损性包括承灾体的社会物理暴露量和承灾体的脆弱性，其中社会物理暴露量主要取决于承灾体所处环境，承灾体脆弱性取决于承灾体本身。
4.1.1致灾因子危险性
在雪灾风险研究中，常见用于致灾因子计算的气象指标多为降雪有关指标，如降雪量、降雪日数等。在江苏地区，降雪经常会以雨雪混合的形式出现，而降雪量的观测，参考的是融化在雨量筒里的雪水深度，这使降雪量的观测数值在某些情况下大于实际对种植业产生影响的降雪量，因此，本文将有关降雪量的量化数值替换为积雪的量化数值。
降雪带来的积雪深度大小、降雪过程持续时间长短和气温高低是降雪能否形成雪灾的重要条件。积雪越多，农作物压倒或压垮、农业设施坍塌的风险越大；雪日延长造成雪量不断累积，同样增大雪灾发生的风险；气温越低，积雪留存地面的时间越长，农作物遭受冻害的可能性也越大。
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第五章结论与讨论
5.1主要结论
雪灾作为江苏冬季主要气象灾害之一，对越冬作物的生长和农业设施产生一定影响。本文在研究江苏降雪时空分布规律的基础上，从致灾因子危险性和脆弱性两个方面考虑，以江苏省受降雪影响主要作物及农业设施为对象，基于GIS、利用AHP-CRITIC法等多种方法构建江苏省种植业雪灾风险评估模型，计算风险指数，并详尽分析致灾因子危险性、孕灾环境敏感性和承灾体脆弱性分布规律，得到以下结论：
（1）1978-2020年间江苏降雪总体呈下降趋势，表现为总降雪日数和小雪、中雪、大雪、暴雪日数的下降、最大积雪深度的下降和降雪过程最低温度的上升。总降雪日数和小雪日数的最大值出现在1984年，中雪、大雪、暴雪日数和最大积雪深度的最大值出现在2008年，降雪过程最低温度的最小值出现在1991年。仅2007年未发生降雪。
（2）MK突变检验的结果表明，各降雪有关气象要素在2000年前的变化趋势有所不同，但在2000年后，均呈下降趋势（降雪过程最低温度为上升）。统计发现存在两个主要突变时间节点：1991-1992年间，总降雪日数突变性减小，降雪过程最低温度突变性增加；1996-1998年间，中雪、大雪、暴雪日数和最大积雪深度突变性减小。此外，1987年的总降雪日数有突变性增加。
（3）小波分析结果表明，各气象要素均表现出明显的周期性变化。降雪日数的周期变化主要在5年尺度下，以3年为周期振荡；最大积雪深度变化主要在8年时间尺度下，以5年为周期振荡；降雪过程最低温度变化主要在10年时间尺度下，以7年为周期振荡。总体趋势存在3个主周期，分别为8-12年时间尺度下周期为6-8年的变化、4-5年时间尺度下周期为3年的变化和23-26年时间尺度下周期为15-17年的变化。
参考文献（略）