棉花苗期雹灾损失定量分析

冯红英+赵金涛+岳耀杰+王静爱+尹圆圆+张化

摘要：棉花苗期是受雹灾影响最为敏感的阶段，常因毁苗导致棉花减产或绝收。以黄骅试验基地棉花苗期1次自然降雹为例，通过实际观测、对比分析的方法，计算出4种不同致灾等级下单株和大田棉花雹灾损失率。结果表明，特重雹灾区棉花减产率达到94.46%，重雹区为69.88%，中雹区为53.35%，轻雹灾区为16.17%。研究结果可为棉区冰雹灾情评估、棉花雹灾保险理赔、减灾管理等提供科学依据。

关键词：冰雹灾害；棉花；苗期；损失率；保险

中图分类号： S427文献标志码： A文章编号：1002-1302（2017）12-0208-04

冰雹灾害（以下简称雹灾）是指由冰雹降落在承灾体上而导致损失的一种突发灾害现象[1]。中国是世界上雹灾最为严重的国家之一[2]，每年因雹受灾面积达200万hm2，直接经济损失达200多亿元[3]。棉花是我国首位经济作物[4]和重要战略物资，其产量直接关系农民收入和国家物资储备。而影响棉花产量的重要因素除虫害外就是雹灾[5]，特别是棉花苗期一旦遭遇雹灾，损失更为惨重，常因毁苗而大面积重播或补播，给棉农和植棉企业造成巨大经济损失[6]。因此，棉花雹灾损失的定量研究，可为抗雹救灾和保险公司理赔提供基础依据[7]。

早期国内学者对棉花雹灾的研究以定性和半定量分析为主。其中，定性分析方面，杨举善等指出灾后棉花单株生产力下降，导致产量下降，皮棉产量相应减少[8]；李明正等选择定点观察，得出棉花受灾程度与灾后恢复生长关系密切，棉花受雹灾到有效现蕾期相隔时间越长，对棉花产量的影响越小[9]。半定量分析方面，范万发采取实地观测法对棉花生育中期雹灾程度进行了量化鉴定，为中期灾后决策提供依据[10]。陈冠文等根据实地调查，对新疆棉花苗期受雹灾程度进行评估，用以确定相应的救灾措施[6]。万艳霞等通过实地观测，探讨了棉花子叶期遭遇冰雹而形成不同类型棉株生长发育程度的差异，用以确定不同类型棉株的产量水平[11]。王洪彬通過实地调查，对新疆棉花灾后生育进程进行分析，为雹灾棉田改种还是保留提供依据[12]。早期研究更多关注对棉花受灾性状的分析，用以确定灾后补救措施，而对灾后受损程度及损失测算方面的研究鲜有涉及。

近年来，随着棉田灾害保险工作的推广，针对棉花雹灾定损问题，有学者从不同视角作了一些有益探讨。姜文明等从新技术角度，设计棉田雹灾遥感监测理赔系统，以提高农险核损理赔的集成化、自动化[6]。徐文修等从灾后补救效益视角，通过田间试验得出多熟种植模式综合效益远高于小麦复种和单作棉花受灾后补救的效益[13]。胡国芳等利用降雹模拟装置进行棉株毁损程度田间试验，证明降雹致灾强度的增加，使棉株损伤程度增大[14]。但试验数据分析结论与实际观测结果存在差距。鉴于此本研究以河北黄骅试验基地棉田苗期实际雹灾为例，通过对其受灾损失、恢复情况跟踪观测，并在吐絮期测产统计损失率，为棉田保险理赔、减灾管理等提供有力的技术支撑。

1研究方法与数据采集

1.1降雹区域与过程

黄骅市位于河北省沧州地区，濒临渤海，地势平缓，东部平均海拔2～3 m，是传统的植棉区。夏季海面气流与陆地气流冷暖不均，容易形成强对流天气，历史上发生雹灾较多。

2010年6月22日15时，黄骅市中捷农场附近遭受雹灾，冰雹粒径大小一般如枣或棒棒糖，最大的有乒乓球大。降雹过程分为2场，2次降雹间隔时间约15 min。降雹持续时间约20 min。当地棉花正处于苗期，大部分棉花被打成光秆，造成绝收，玉米叶被打成缕状，可以确定本次雹灾属于特重雹灾。

这次雹灾发生地恰好在北京师范大学黄骅实验基地，该基地种植的棉花遭受雹击后，损毁严重。灾后第2天，试验人员赶到基地，采集了苗期棉花雹灾灾情数据，确定跟踪观测棉花恢复情况，在棉花吐絮期测定了本次雹灾的棉花损失率。

1.2雹击带的确定

民间有俗语叫做“雹打一条线”，这一条线就是雹击带，1次降雹过程中，冰雹大小和密度并不是均匀分布的。从图1可以看出[15]，雹击带前进方向的右侧边缘清晰，与雹击带边缘一致。1次降雹过程中有最大雹块，最大雹块区大致沿雹击带长轴，其面积虽占雹击带总面积的10%左右，但降雹持续时间长，因而降雹中心带是受灾最为严重的区域，雹块大小在两侧100～200 m距离内就可以从直径数厘米的大雹块减弱到没有冰块，右侧比左侧减得更快。这种规律在黄骅试验基地棉区得以验证，梯度灾情表现得非常明显。因此，在黄骅重大雹灾中选取雹击带左侧棉区划分灾情等级，进行跟踪观测。

根据灾情选取了特重雹灾、重雹灾、中雹灾、轻雹灾4个致灾等级[16]的棉花雹灾观测点和1个无雹灾棉花对照区（图2）。对应的灾情现状分别是光秆、断头有叶片、断头不多有落叶、无断头有落叶且叶片打碎（图3）。

1.3观测点选择

选取4种降雹强度的观测点，每种强度分别确定观测样方，确定了不同雹灾强度下的棉田受灾性状。

1.3.1特重雹灾观测点该块试验田中种植的棉花遭受雹灾最为严重，所有棉株已经没有生长点，棉叶全部被打掉，成了光秆，垄边雹痕累累，乒乓球大小，可以判断此处属于特重雹灾区。该棉花雹灾样方的统计主要是统计棉株数和棉花高度（表1）。

1.3.2重雹灾观测点重灾区观测点与特重雹灾区相距100 m，但受灾明显比特重雹灾轻。样方1光秆率和生长点破坏率均为41.7%；样方2光秆率为40%，生长点破坏率为60%。样方3光秆率30%，生长点破坏率50%（表2）。

1.3.3中雹灾观测点选取样区距离重灾区南150 m，受灾相对较轻，棉株平均有2～3张叶片残留，叶柄未脱落，断头的较少。

样方1光秆率为16.7%，生长点破坏率为16.7%；样方2光秆率为10%，生长点破坏率为20%；样方3生长点破坏率为27.3%（表3）。endprint

1.3.4轻雹灾观测点钢厂南侧，国道以南棉区受雹灾影响较轻，没有被打成光秆的棉株，生长点有的被破坏，但并未打光，叶片被穿孔、打碎，地面上有少量落叶（表4）。

1.3.5无雹灾对照观测点通过踏勘观察发现，冰雹强度由钢厂向西南方向递减明显，在距离钢厂西南约1 km的棉田完好无损，未遇到冰雹，在此处选择棉田作为对照组。

2结果与分析

2.1损失率的确定

2010年9月22日，正值当地棉花吐絮期，对试验棉区进行了测产。在样方小区随机抽取10株棉花，对其恢复情况进

行测量，包括分枝数、株高、棉铃数、铃长、花铃数。然后对小区所处的大田统计3行恢复棉株数和死亡棉株数，测算出棉株死亡率，具体结果见表5、表6。

特重雹灾棉花分枝较多，平均每株从底部开始有4个分枝，平均株高80.9 cm，单株棉铃最多8个、最少1个，平均34个棉铃，棉铃平均长度4.2 cm。苗期的这次特重雹灾把

（cm）花铃数（个）特重雹灾4.280.93.44.214.0重雹灾4.578.98.24.210.0中雹灾2.080.411.04.216.6轻雹灾2.883.018.24.52.8无雹灾1.092.719.45.05.3

式中：Ml表示棉株成活率；Md表示成活棉株数；Mf表示死亡棉株数。

计算结果表明特重雹灾、重雹灾、中雹灾和轻雹灾棉花苗期平均死亡率分别为61.62%、14.93% 、2.47%和0。

棉花苗期遭受不同强度雹灾的损失率计算分为2种，1种是单株损失率，1种是大田损失率。单株损失率计算公式如下：

Ldi=（1-Ggi×GciBg×Bc）×100%。（2）

式中：Ldi表示i强度雹灾棉株减产率；Ggi表示i强度雹灾观测单株棉铃数均值；Gci表示i强度雹灾观测单株棉铃长度均值；Bg表示无雹灾对照棉株铃数均值；Bc表示无雹灾对照棉株棉铃长度均值。

2.2产量损失

棉花苗期不同强度雹灾单株减产率计算结果见表7。

从表7可以看出，随着雹灾强度的增加，平均单株棉花的铃数递减，棉铃长度也呈现逐级减少的趋势，但是特重雹灾的单株棉花的棉铃长度均值却处在轻雹灾与中雹灾之间，出现了逆势现象，这是由于特重雹灾棉株棉铃数量少，棉株的营养供给少数棉铃，致使棉铃生长较好。由于棉铃数量少，特重雹灾的棉铃长度出现的逆势现象，并不影响不同雹灾强度造成棉花减产率的测算次序，计算结果特重雹灾、重雹灾、中雹灾、轻雹灾苗期单株损失率分别为85.08%、64.61%、51.95%、16.17%，对应灾情分别属于绝收、损失惨重、损失严重、损失较轻。

如果考虑遭受雹灾后的棉株成活率Ml，则得到棉花大田减产率公式：

Ldi=（1-Ggi×Gci×MlBg×Bc）×100%。（3）

根据公式（3），计算得到的棉花苗期雹灾大田减产率见表8。

计算结果表明，特重雹灾棉花死亡率较高，大田棉花减产率达到94.46%；重雹灾次之，达69.88%；中雹灾为53.35%；而轻雹灾没有造成棉株死亡，最终计算的棉花大田减产率与单株棉花平均减产率相等，为16.17%（表8）。

3结论与讨论

本研究采取实时观测、对比分析法，通过对自然降雹过程中棉花苗期受灾性状及恢复进行实地观测、跟踪和测产统计，采集到棉花苗期雹灾损失的数据，与田间试验、人工模拟和历史数据分析方法相比，研究结果更加真实可靠，更具科学性。

经过对不同强度自然雹击下单株和大田棉花损失进行测产分析，特重雹灾棉花死亡率较高，大田棉花减产率达到9446%；重雹灾次之，达69.88%；中雹为53.35%，轻雹为1617%，该数据可为棉花苗期雹灾大田定损和保险理赔提供科学依据。

由于棉花生长的地域差异性及棉花品种的抗雹能力不同，本研究结果对黄河流域棉区的雹灾损失有普遍适用性，对于其他棉区来说，还具有一定局限性；同时本研究也只是针对棉花苗期雹灾损失的跟踪观测结果，对蕾期、花铃期等其他生育期的雹灾致损情况，还需进行系统研究。

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