懷化市一季中稻產(chǎn)量氣象災(zāi)害損失評(píng)估

張海燕，李民華，黃安鳳，張 丹

(1.湖南省懷化市氣象局，湖南 懷化 418000；2.湖南省溆浦縣氣象局，湖南 溆浦 419300)

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懷化市一季中稻產(chǎn)量氣象災(zāi)害損失評(píng)估

張海燕1，李民華1，黃安鳳1，張 丹2

(1.湖南省懷化市氣象局，湖南 懷化 418000；2.湖南省溆浦縣氣象局，湖南 溆浦 419300)

以長(zhǎng)期農(nóng)業(yè)氣象田間觀測(cè)和統(tǒng)計(jì)局產(chǎn)量資料為基礎(chǔ)，研究得出：懷化市一季中稻生產(chǎn)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害以干旱、洪澇、秧田低溫、8月低溫為主，對(duì)中稻產(chǎn)量的損失30 a來平均4%左右，最大22%。中稻產(chǎn)量損失率5%以上的年份約10 a 3遇，除2002年多種災(zāi)害影響和1996年特殊洪澇年外，其它均為持續(xù)30 d以上夏旱、夏秋連旱年份。

農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)；期望產(chǎn)量；產(chǎn)量損失率；農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害

1 引言

懷化市位于湖南省西部，境內(nèi)海拔高度懸殊，地形復(fù)雜。干旱、洪澇、低溫陰雨、高溫、秋雨等農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害發(fā)生相對(duì)頻繁。一季中稻是懷化種植面積第一大農(nóng)作物，中稻產(chǎn)量占全市稻谷產(chǎn)量的90%以上，常受氣象災(zāi)害影響造成產(chǎn)量年際波動(dòng)，最大減產(chǎn)率達(dá)20%以上。因此，分析評(píng)估一季中稻氣象災(zāi)害的影響，可有效降低災(zāi)害損失，幫助糧食高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。懷化農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站是國(guó)家一級(jí)農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站，自20世紀(jì)80年代以來一直從事中稻農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)業(yè)務(wù)。本文以長(zhǎng)期農(nóng)業(yè)氣象田間觀測(cè)和統(tǒng)計(jì)局產(chǎn)量資料為基礎(chǔ)，研究懷化一季中稻主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害類型、指標(biāo)及其影響，結(jié)合產(chǎn)量預(yù)報(bào)方法分離中稻氣象產(chǎn)量或?yàn)?zāi)害損失量，評(píng)估氣象災(zāi)害對(duì)一季中稻產(chǎn)量損失。

2 資料來源與研究方法

2.1 資料來源

作物產(chǎn)量資料來源于懷化市統(tǒng)計(jì)局1984—2014年資料。其他資料來自于懷化市農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站。作物固定觀測(cè)點(diǎn)位于懷化市懷化縣(現(xiàn)鶴城區(qū))石門鄉(xiāng)，海拔250 m左右，在附近另增2個(gè)水源條件較差的山坡田為干旱固定調(diào)查點(diǎn)。由于懷化縣(中方縣+鶴城區(qū))水稻產(chǎn)量與全市水稻產(chǎn)量高度相關(guān)，氣象資料以鶴城區(qū)氣象局(原懷化縣)為代表站。

2.2 水稻產(chǎn)量處理方法

根據(jù)作物期望產(chǎn)量[1]，選擇X1=1987年、X2=1997年、X3=2000年和X4=2008年基本無災(zāi)害年為期望產(chǎn)量基準(zhǔn)年，對(duì)應(yīng)年份的作物產(chǎn)量定為基準(zhǔn)年作物期望產(chǎn)量，單位為kg，即Yh1=410、Yh2=425.1、Yh3=438.8、Yh4=448。采用基于完整模型的趨勢(shì)產(chǎn)量分解方法[2]，生成一季中稻趨勢(shì)產(chǎn)量序列。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合趨勢(shì)年際產(chǎn)量變化特點(diǎn)，插值生成期望產(chǎn)量序列值Yhi，由YDi=Yhi-Yi模型計(jì)算生成災(zāi)損產(chǎn)量序列。式中：Yh為期望產(chǎn)量，Y為作物實(shí)際單產(chǎn)，一般情況下當(dāng)YD≥0其數(shù)值大小表示氣象災(zāi)害糧食損失量大小，當(dāng)YD為零或負(fù)值時(shí)以零處理，表示氣象災(zāi)害對(duì)糧食生產(chǎn)影響較小，結(jié)果如圖1。另外，作物產(chǎn)量災(zāi)損率=YDi/Yhi×100%?？梢?，近30 a來懷化市一季中稻期望產(chǎn)量(單產(chǎn))從400 kg上升到470 kg，平均每年上升2.3 kg；以單產(chǎn)為指標(biāo)的產(chǎn)量災(zāi)損率最大為22%，30 a平均為4%。

3 結(jié)果與分析

3.1 一季中稻主要?dú)庀鬄?zāi)害類型

①秧田低溫： 這30 a中，4月下旬出現(xiàn)低溫災(zāi)害主要有2002年和2013年。2002年出現(xiàn)連續(xù)4 d日平均氣溫≤12 ℃的低溫，且4月16日至5月10日長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)陰雨天氣，為長(zhǎng)陰雨型低溫；2013年連續(xù)4 d日平均氣溫≤12 ℃且24 h降溫幅度12 ℃以上，為溫度驟變型低溫。4月中旬出現(xiàn)低溫的有4 a，分別是1987年、1993年、1996年和2010年。由于低溫天氣主要出現(xiàn)在中旬前期，這段時(shí)間中稻播種很少所以危害較小。

圖1 懷化市一季中稻產(chǎn)量分解圖Fig.1 Detail diagram of middle-season rice production in Huaihua

②干旱：對(duì)水源條件較差的山坡田中稻進(jìn)行調(diào)查表明，發(fā)生干旱幾率約10 a 8遇，但干旱持續(xù)時(shí)間對(duì)水稻影響不同，下面分幾種時(shí)段：持續(xù)時(shí)間20 d左右(25 d以內(nèi))的干旱，這種較輕干旱，往往是中稻收成較好年份，如2000年；隨著干旱時(shí)間延長(zhǎng)，影響加劇面積加大，若持續(xù)30 d以上基本無雨，或前后出現(xiàn)兩段干旱，后段干旱時(shí)田間保水能力弱，水稻恢復(fù)生長(zhǎng)困難，結(jié)實(shí)率嚴(yán)重下降減產(chǎn)，如2011年；持續(xù)35 d以上基本無雨，中稻出現(xiàn)較大面積失收，如2005年；持續(xù)40 d以上無雨水稻葉片發(fā)紅干枯死亡，中稻嚴(yán)重減產(chǎn)，如2013年、2003年和1985年。

③洪澇：農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)地段發(fā)生洪澇的幾率為10 a 7遇。以分蘗期發(fā)生幾率最大，為5 a 2遇。以短時(shí)強(qiáng)降水引起排水不暢，低洼地段稻田被淹為主，危害面積小，被淹時(shí)間也較短，多在10 h以內(nèi)，有水沖沙壓等機(jī)械損傷，細(xì)菌性褐條病等次生災(zāi)害發(fā)生。河水上漲漫延大面積被淹的洪澇，在分蘗期、拔節(jié)期、孕穗抽穗期、灌漿成熟期有發(fā)生，以孕穗抽穗期發(fā)生幾率相對(duì)較大，約為7～8 a 1遇。孕穗抽穗期、灌漿期洪澇對(duì)中稻產(chǎn)量影響相對(duì)較大。一般當(dāng)孕穗抽穗期淹水12 h以內(nèi)，結(jié)實(shí)率在70%～80%之間，淹水12～36 h結(jié)實(shí)率下降到55%～75%，淹水36～60 h，結(jié)實(shí)率多下降到35%～55%。洪澇指標(biāo)為：連續(xù)12 h降雨量超過100 mm或連續(xù)3 h降雨量60 mm以上或連續(xù)3 d累計(jì)降雨量200 mm以上。

④倒秋雨：倒秋雨又稱8月低溫，引起中稻抽穗卡頸、穎殼變黑、空殼率增加，千粒重下降。如2002年8月10—16日7 d日平均氣溫≤22 ℃，其中5 d日平均氣溫≤21 ℃。根據(jù)觀測(cè)，水稻兩優(yōu)培九品種的結(jié)實(shí)率較正常年下降了10%～15%。品種金優(yōu)198基本失收。

3.2 一季中稻產(chǎn)量災(zāi)害損失評(píng)估

以中稻單產(chǎn)損失率為對(duì)象，按照秧田期低溫、干旱、孕穗抽穗期及后期洪澇、8月低溫為農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害類型，分析評(píng)估災(zāi)害對(duì)中稻產(chǎn)量的影響。

懷化山區(qū)中稻產(chǎn)量30 a平均損失約4%。其中，以1988年最大(22%)；損失率在5%以上的年份為1985年、1988年、1992年、1995年、1996年、2002年、2003年、2005年和2013年，約10 a 3遇。

按災(zāi)害類型分，2002年為秧田期低溫陰雨、抽穗期洪澇、8月低溫同時(shí)發(fā)生；1996年為特殊洪澇年，其它產(chǎn)量損失5%以上的年份均是持續(xù)30 d以上干旱年(表1)。因此，干旱是引起懷化市一季中稻減產(chǎn)的第一大農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害(參見表1)。1985年、2003年和2013年干旱等級(jí)條件相同，但中稻減產(chǎn)率有逐漸減小的趨勢(shì)。這主要是由于懷化市種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，無水源的中稻種植面積明顯減少，中稻生產(chǎn)水源條件得到較好保障。如1997年、2000年等干旱持續(xù)在20～25 d之間，但是中稻產(chǎn)量卻屬于高產(chǎn)年。

洪澇災(zāi)害以孕穗抽穗期和灌漿成熟期影響較大。單純出現(xiàn)洪澇年有1996年、2004年和2012年。中稻產(chǎn)量損失在1.3%～6.2%之間，以1996年最大。其它災(zāi)害造成產(chǎn)量損失多在4%以下。

4 小結(jié)與討論

①懷化一季中稻生產(chǎn)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害主要有干旱、洪澇、秧田低溫、8月低溫等，中稻產(chǎn)量災(zāi)損率30 a平均4%左右，最高產(chǎn)量損失率22%。

②氣象災(zāi)害對(duì)中稻產(chǎn)量的影響，以干旱影響最大。持續(xù)20 d左右的干旱，對(duì)全市總產(chǎn)沒有影響。持續(xù)30 d以上干旱中稻減產(chǎn)率可能達(dá)5%以上。隨年代推后，種植結(jié)構(gòu)布局合理，干旱對(duì)中稻產(chǎn)量損失率呈降低趨勢(shì)。

表1 氣象災(zāi)害與水稻單產(chǎn)增減情況對(duì)比表

注：以干旱持續(xù)時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)時(shí)段為8月25日之前。+：<25 d；++： 25～30 d；+++： 30～35 d；++++：35～40 d；+++++：≥40 d。

③連續(xù)12 h降雨量超過100 mm或連續(xù)3 h降雨量60 mm以上或連續(xù)3 d累計(jì)降雨量200 mm以上，可能引發(fā)懷化山區(qū)局部中稻被淹，由于山區(qū)海拔高度差距較大，稻田排水相對(duì)容易，被淹時(shí)間一般較短，因此，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期洪澇以機(jī)械損傷和細(xì)菌性褐條病等危害為主。孕穗抽穗期、灌漿期洪澇可能造成較大產(chǎn)量損失，多在4%以下。

④中稻低溫冷害主要有秧田低溫和8月低溫。秧田期低溫可分為陰雨低溫型和溫度驟變型，天氣特點(diǎn)不同，危害機(jī)理及癥狀可能不同，相應(yīng)的農(nóng)業(yè)應(yīng)對(duì)措施不同。前者以秧田排干水，后者以灌水保溫減災(zāi)效果較好。

[1] 宮德吉，陳素華. 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害損失評(píng)估方法及其在產(chǎn)量預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào), 1999,10(1): 66-71.

[2] 李民華,易家俊，祝光明，等.基于完整模型的農(nóng)作物產(chǎn)量分解技術(shù)及業(yè)務(wù)應(yīng)用[J].貴州氣象, 2010，增刊：129-131.

The meteorological disaster loss assessment of the middle-season rice yield in Huaihua

ZHANG Haiyan1,LI Minhua1,HUANG Anfeng1,ZHANG Dan2

(1.Meteorological Bureau of Huaihua City, Hunan Province, Huaihua 418000, China;2.Meteorological Bureau of Xupu County, Hunan Province， Xupu 419300, China)

Based on the long term agrometeorological field observation data and yield data from statistical bureau, the analyzed results showed that: Droughts, floods, microthermal rice nursery and low temperature in August are the main agrometeorological disasters causes in the middle-season rice production, the average yield loss ratio of middle-season rice is 4% approximately, and reaches 22% maximum. The loss ratio above 5% happened 3 times in a decade and all of them are years of summer droughts or summer-autumn droughts lasting 30 days longer, except for the year 2002 of multiple disasters and the year 1996 of exceptional floods.

agrometeorological observation; expected yield; yield loss ratio; agrometeorological disaster

1003-6598(2016)05-0043-03

2016-06-08

張海燕(1964—)，女，工程師，主要從事氣象應(yīng)用與管理工作，E-mail:zhy6402@sina.com。

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