高溫與寡照陰雨復合災害性天氣對沿江平原晚稻生產的影響與啟示

　　摘要：2017年沿江平原地區晚稻生產期間出現極端高溫與寡照陰雨復合影響的災害性天氣，對該區晚稻生產造成嚴重影響，產量大幅降低。通過對處于沿江平原典型區域的廬江縣晚稻生長期間主要天氣過程進行剖析，探討氣象條件、災害性天氣過程對晚稻產量及形成過程的影響。結果表明，7月12日至8月7日的持續高溫天氣表現出平均溫度高、極端溫度高和持續時間長等特點，氣溫“強度”和“力度”為近10年之最;8月29日至10月19日的持續寡照陰雨天氣表現出寡照時間長且集中、持續陰雨時間長、雨量多等特點，寡照時間為近10年之最。復合性災害天氣不同程度地降低了晚稻群體發育質量，嚴重降低了各項經濟性狀指標，加重了主要病蟲害發生，晚稻實際產量降幅達到30%左右。并對今后沿江平原晚稻生產提出了一些對策建議。

　　關鍵詞：災害性天氣;晚稻;產量;影響;沿江平原

　　《農業工程技術(農產品加工業)》(月刊)創刊于1980年，由中華人民共和國農業部主管，農業部規劃設計研究院、中國農業工程學會主辦的國家級農產品加工行業期刊。

　　近年來，隨著全球氣候變暖，極端性天氣現象(如夏季高溫、持續陰雨)在諸多地區愈來愈頻發，且持續時間更長，對中國農業生產尤其是大田作物生長構成了嚴重威脅[1-3]。廬江縣地處北亞熱帶季風氣候區，氣候溫和濕潤，四季分明，雨量充沛，光照充足，無霜期長，光、熱、水資源較為豐富，是中國沿江平原地區典型的兩熟制北緣地區[4]。廬江縣水稻栽培類型豐富，主要為單季稻和雙季稻，單季稻以單季晚粳稻為主，雙季稻以雙季早秈稻和雙季晚粳稻為主，常年水稻耕作面積7.8萬hm2，其中單季稻和雙季稻種植面積均在3.9萬hm2左右，是安徽省面積最大的雙季稻主產區[5]。2017年中國沿江平原地區出現極端災害天氣，對全域水稻生產構成了嚴重威脅。7月中旬至8月初出現持續高溫天氣，8月底至10月上旬出現持續寡照陰雨天氣，覆蓋影響了單季晚粳稻和雙季晚粳稻的關鍵生育時期，極端災害天氣嚴重影響了晚稻生產安全，造成該地兩大晚稻類型產量大幅降低，農戶種植收益大幅減少，損失慘重。

　　前人在單一農業氣象災害對水稻生產的影響和農業氣象災害的預測預警等方面研究較多[6-9]，但對同季遭遇的復合型災害性天氣報道較少[10]。本研究以2017年安徽省廬江縣晚稻生產和主要天氣過程為例，將2017年晚稻(包括單季晚稻、雙季晚稻)生長發育期間的日平均氣溫、日照時間和降雨量等氣象參數與歷年同期平均(2008—2016年)和水稻生產常規氣候條件的2015年等相關氣象參數進行對比，探討氣象條件尤其是復合災害性天氣過程對晚稻生長發育與產量形成的影響，以期為今后沿江平原地區兩熟制北緣區晚稻安全生產提供參考。

　　1 材料與方法

　　所用資料為2008—2017年廬江縣氣象局提供的地面觀測氣象資料、2017年5—10月晚稻生產期間生長觀測資料。判定水稻高溫熱害的方法是連續3 d日平均氣溫≥30 ℃或日最高溫度≥35 ℃[11]。一般認為，連續3 d高溫可作為一般高溫危害天氣，連續5 d高溫可作為嚴重高溫危害天氣的衡量指標[12]。水稻產量構成因素測定參照農業農村部水稻品種區域試驗方法進行。

　　2 結果與分析

　　2.1 2017年主要災害性天氣過程

　　結合該地晚稻品種布局、種植區域等因素，晚稻生長發育的總時間段為5月1日至10月31日(184 d)，能囊括本地多數稻作類型與模式。單季晚粳稻主要生育時段為5月21日至10月31日，累計積溫為4 025.0 ℃，日平均氣溫為24.5 ℃，降雨量為664.3 mm，總日照時間為714.4 h，日平均日照時間為4.4 h;雙季晚粳稻主要生育時段為6月21日至10月31日，累計積溫為3 257.6 ℃，日平均氣溫為24.5 ℃，降雨量為602.3 mm，總日照時間為557.2 h，日平均日照時間為4.3 h。對比歷年同期數據發現，以上時段與歷年氣象參數基本一致(數據略)，但是2017年出現一段罕見的持續高溫熱害天氣和一段持續寡照陰雨天氣，對廬江縣晚稻生產造成了嚴重影響。

　　從氣溫上看，7月12—31日(持續20 d)、8月4—7日(持續4 d)日平均氣溫≥30 ℃，且7月15—17日(持續3 d)、7月21—31日(持續11 d)、8月4—7日(持續4 d)日最高溫度≥35 ℃，同時7月22—28日日最高溫度連續7 d超過38 ℃，最高值突破40.1 ℃，高溫日數占總統計日數的13.0%，集中在7月中旬至8月上旬(圖1)。綜合判定，2017年高溫天氣時段為7月12日至8月7日。

　　從降雨量和日照時間上看，在晚稻生長發育的后期出現持續降雨與陰天。8月29日至9月11日日照時間為0 h間斷出現11 d，日平均降雨量0.76 mm，平均日照時間僅為0.81 h;9月19日至10月6日持續18 d出現降雨，日平均降雨量9.6 mm，14 d出現日照時間為0 h，且平均日照時間僅為0.58 h;10月10—19日持續10 d出現降雨，日平均降雨量6.8 mm，所有天數日照均為0 h(圖2)。綜合判定，8月29日至10月19日是2017年典型的持續寡照與陰雨疊加影響的天氣時段。

　　2.2 主要災害天氣過程與歷年同期對比分析

　　分析2017年兩段災害天氣時段，即高溫天氣時段(7月12日至8月7日)與寡照陰雨時段(8月29日至10月19日)，與歷年同期進行對比，剖析2017年災害天氣關鍵氣象特征(表1)。

　　7月12日至8月7日出現持續高溫天氣，累計積溫為848.1 ℃，較歷年同期多67.6 ℃;日平均氣溫為31.4 ℃，較歷年同期多2.5 ℃;降雨量為63.4 mm，較歷年同期少74.1 mm;總日照時間為223.4 h，較歷年同期多65.2 h;日平均日照時間為8.3 h，較歷年同期多2.4 h。其中，日平均氣溫≥30 ℃或日最高溫度≥35 ℃的連續高溫熱害時間達到20 d(7月12—31日)，為近10年之最，日最高溫度突破40 ℃，期間的累計積溫、日平均溫度均為廬江縣有記錄以來最高值。該段高溫天氣表現出平均溫度高、極端溫度高和持續時間長等特點，氣溫的“強度”和“力度”為歷年同期之最。

　　8月29日至10月19日出現持續的寡照陰雨天氣，累計有效積溫為1 084.2 ℃，較歷年同期少48.7 ℃;日平均氣溫為20.9 ℃，較歷年同期低1.1 ℃;降雨量為251.1 mm，較歷年同期多124.0 mm;降雨時間為34.0 d，較歷年同期多20.4 d;總日照時間為103.3 h，較歷年同期少117.1 h;日平均日照時間為2.0 h，較歷年同期少2.3 h。其中，8月29日至9月6日(9 d)、9月19日至10月6日(18 d，僅4 d出現短暫日照)、10月10—19日(10 d)廬江縣出現連續日照時間為0 h的持續寡照天氣，寡照天數占統計時段的71.2%，為近10年之最。該段寡照陰雨天氣表現出寡照時間長且集中、持續陰雨時間長、雨量多等特點。

　　2.3 災害性天氣過程對晚稻產量形成的影響

　　通過水稻苗情監測定點觀察記載與實地調查，廬江縣單季晚稻播種期集中在5月中下旬，移栽期在6月上中旬，早熟單季晚稻抽穗期在8月中旬，中晚熟單季晚稻集中在8月下旬至9月上旬，灌漿成熟期集中在10月中下旬;雙季晚稻播種期集中在6月下旬，移栽期在7月下旬至8月初，抽穗期在9月中旬，成熟期集中在10月下旬至11月上旬(圖3)。

　　綜合分析發現，2017年高溫天氣時段(7月12日至8月7日)與單季晚稻分蘗期、幼穗分化期和雙季晚稻苗床期、移栽期和分蘗期重合，寡照陰雨時段(8月29日至10月19日)與單季晚稻抽穗期、灌漿結實期、成熟期和雙季晚稻幼穗分化發育、抽穗期、灌漿結實期等重要時期重合。綜合來看，單、雙季晚稻均在關鍵生育時期遭遇了災害天氣復合疊加影響，持續時間長、覆蓋范圍廣、影響程度大，為近10年罕見。