2009—2019年梧州市水稻高溫?zé)岷臻g分布特征

葉瑜，徐芳，孫靖雯，吳滿春，郭昇輝

（1.梧州市氣象局，廣西梧州 543000；2.藤縣氣象局，廣西藤縣 543300）

高溫?zé)岷?duì)水稻的生長(zhǎng)發(fā)育有較明顯的影響，對(duì)早稻生長(zhǎng)發(fā)育的影響主要表現(xiàn)在抽穗揚(yáng)花灌漿期；抽穗期間如果發(fā)生33～35℃的高溫，會(huì)導(dǎo)致花粉在短時(shí)間內(nèi)失去水分，授粉異常，進(jìn)而降低早稻發(fā)育強(qiáng)度，且大大增加早稻空殼率［1］；灌漿期遇到高溫?zé)岷Γ久淄Ｖ股L(zhǎng)并產(chǎn)生許多半固態(tài)米粒，導(dǎo)致秕谷率急劇提高，并出現(xiàn)高溫逼熟現(xiàn)象，最終影響稻米品質(zhì)和產(chǎn)量［2］。高溫?zé)岷?duì)晚稻生長(zhǎng)發(fā)育的影響主要表現(xiàn)在幼苗期，晚稻幼苗暴露于嚴(yán)重的高溫中會(huì)受到損傷，正常生長(zhǎng)發(fā)育受影響［3］。目前，相關(guān)學(xué)者開(kāi)展了不同地域水稻高溫?zé)岷Φ难芯?，楊建瑩等?］利用江西省1981—2016年氣象資料、早稻高溫?zé)岷?zāi)情史料和生育期資料，構(gòu)建歷史早稻高溫?zé)岷颖炯希芯拷髟绲靖邷責(zé)岷Πl(fā)生時(shí)間分布特征；詹平華等［5］利用浙江省42個(gè)氣象站獲取2018年7—8月逐日最高氣溫等歷史觀測(cè)資料，建立了一種熱害概率預(yù)測(cè)模型，有效預(yù)測(cè)稻田的熱害發(fā)生概率并合理劃分高溫?zé)岷︼L(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；章起明等［6］利用宜春市10個(gè)縣（區(qū)）近30年的氣溫觀測(cè)數(shù)據(jù)和近16年的中稻結(jié)實(shí)率數(shù)據(jù)，研究宜春市高溫?zé)岷Πl(fā)生規(guī)律及其對(duì)中稻結(jié)實(shí)率的影響。

水稻是梧州市的主要糧食作物。但受高溫?zé)岷Φ葹?zāi)害影響，近年來(lái)梧州市水稻產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)［7］。高溫?zé)岷?duì)梧州市水稻的影響日益嚴(yán)重，已成為制約梧州市水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一。本研究根據(jù)梧州市氣象站的資料，分析梧州市日最高氣溫持續(xù)天數(shù)、高溫?zé)岷Πl(fā)生概率和高溫?zé)岷?qiáng)度指數(shù)，為梧州市防御水稻高溫?zé)岷Α⒖茖W(xué)調(diào)整水稻種植結(jié)構(gòu)提供新的依據(jù)［8］，對(duì)保障糧食安全、促進(jìn)農(nóng)民增收具有現(xiàn)實(shí)意義［9］。

1 資料與方法

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《主要農(nóng)作物高溫危害溫度指標(biāo)》（GB／T21985-2008）［10］，一次高溫?zé)岷^(guò)程定義為日平均氣溫≥30℃或日最高氣溫≥35℃持續(xù)3 d及以上，根據(jù)持續(xù)天數(shù)的長(zhǎng)短，劃分為輕度（3～5 d）、中度（6～8 d）和重度（≥9 d）3個(gè)不同等級(jí)［11］。

本研究資料為梧州市5個(gè)國(guó)家氣象站和45個(gè)區(qū)域自動(dòng)氣象站2009—2019年的逐日最高氣溫觀測(cè)數(shù)據(jù)，資料站點(diǎn)完整度較好，少數(shù)區(qū)域自動(dòng)氣象站缺失的數(shù)據(jù)采取相鄰站點(diǎn)數(shù)據(jù)代替。結(jié)合梧州市種植早稻（3月1日—7月1日）和晚稻（7月10日—11月10日）的時(shí)間，篩選出早稻和晚稻的高溫持續(xù)天數(shù)，并劃分為輕、中、重3個(gè)高溫?zé)岷Φ燃?jí)。

定義高溫?zé)岷Πl(fā)生概率（P）（%）［12］：

統(tǒng)計(jì)梧州市2009—2019年間持續(xù)3 d以上日最高氣溫≥35℃天氣出現(xiàn)年數(shù)除以總的統(tǒng)計(jì)年數(shù)（11年）。

引入高溫?zé)岷?qiáng)度指數(shù)（Hd）［13］：

其中，Di為逐日高溫?zé)岷_(dá)標(biāo)值，D1輕度達(dá)標(biāo)日為1，D2中度達(dá)標(biāo)日為2，D3重度達(dá)標(biāo)日為3；Ni為任意時(shí)段內(nèi)輕度、中度和重度高溫?zé)岷_(dá)標(biāo)日的累計(jì)天數(shù)（d），N1、N2、N3分別為輕度、中度和重度達(dá)標(biāo)日累計(jì)天數(shù)；Wi為權(quán)重系數(shù)，W1輕度達(dá)標(biāo)為0.2，W2中度達(dá)標(biāo)為0.3，W3重度達(dá)標(biāo)為0.5。通過(guò)計(jì)算，Hd為0～5.0時(shí)，高溫?zé)岷?qiáng)度為輕度；Hd為5.0～10.0時(shí)，高溫?zé)岷?qiáng)度為中度；Hd≥10.1時(shí)，高溫?zé)岷?qiáng)度為重度。

利用SPSS軟件對(duì)最高氣溫的持續(xù)天數(shù)（D）、發(fā)生概率（P）和強(qiáng)度指數(shù)（Hd）進(jìn)行回歸分析，并建立高溫?cái)?shù)據(jù)空間模型（表1）。采用國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心提供的1∶250 000廣西基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)［14］，提取梧州數(shù)字高程模型以及經(jīng)度、緯度、海拔高度等柵格數(shù)據(jù)，通過(guò)地理信息系統(tǒng)（GIS）軟件，使用反距離權(quán)重插值法（IDW）對(duì)上述高溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行空間插值分析，得到水稻高溫?cái)?shù)據(jù)殘差柵格圖，并將高溫?cái)?shù)據(jù)空間模型與殘差柵格圖進(jìn)行疊加，得到相應(yīng)的水稻高溫?zé)岷Ψ植紙D。

表1 梧州市水稻高溫?cái)?shù)據(jù)空間模型

2 結(jié)果與分析

2.1 日最高氣溫≥35℃持續(xù)天數(shù)

由梧州市全年水稻、早稻和晚稻的日最高氣溫≥35℃持續(xù)天數(shù)分布（圖略）可知，除了蒙山縣、藤縣的北部、岑溪的部分地區(qū)、蒼梧縣的梨埠鎮(zhèn)和獅寨鎮(zhèn)外，其余大部地區(qū)全年日最高氣溫≥35℃持續(xù)天數(shù)以8～18 d為主。早稻日最高氣溫≥35℃持續(xù)天數(shù)圖中，蒙山縣、蒼梧縣北部、岑溪市部分地區(qū)高溫持續(xù)天數(shù)為0～3 d；藤縣南部、蒼梧縣南部、萬(wàn)秀區(qū)以及龍圩區(qū)持續(xù)天數(shù)為6～8 d；藤縣的太平鎮(zhèn)，長(zhǎng)洲區(qū)的倒水鎮(zhèn)，岑溪市的南渡鎮(zhèn)、波塘鎮(zhèn)、糯垌鎮(zhèn)、大業(yè)鎮(zhèn)等少數(shù)地方持續(xù)天數(shù)為8～11 d。晚稻日最高氣溫≥35℃持續(xù)天數(shù)與全年日最高氣溫≥35℃持續(xù)天數(shù)相似，萬(wàn)秀區(qū)、長(zhǎng)洲區(qū)、龍圩區(qū)、蒼梧縣除梨埠鎮(zhèn)和獅寨鎮(zhèn)外的地區(qū)、藤縣的大部、岑溪市的部分地區(qū)晚稻日最高氣溫≥35℃持續(xù)天數(shù)為8～17 d。

2.2 水稻高溫?zé)岷Πl(fā)生概率

梧州市全年水稻、早稻和晚稻高溫?zé)岷Πl(fā)生概率分布見(jiàn)圖1，由圖1可知，萬(wàn)秀區(qū)、長(zhǎng)洲區(qū)、龍圩區(qū)、藤縣的大部、蒼梧縣的大部以及岑溪市的部分地區(qū)水稻高溫?zé)岷Πl(fā)生概率＞60%（圖1a）；蒙山縣、蒼梧縣的北部、藤縣的北部以及岑溪市的部分地區(qū)早稻高溫?zé)岷Πl(fā)生概率＜20%，藤縣的太平鎮(zhèn)，長(zhǎng)洲區(qū)的倒水鎮(zhèn)，岑溪市的南渡鎮(zhèn)、波塘鎮(zhèn)、糯垌鎮(zhèn)、大業(yè)鎮(zhèn)等少數(shù)地方早稻高溫?zé)岷Πl(fā)生概率＞60%，萬(wàn)秀區(qū)、長(zhǎng)洲區(qū)、龍圩區(qū)、藤縣的大部、蒼梧縣的南部以及岑溪市的部分地區(qū)早稻高溫?zé)岷Πl(fā)生概率40%～60%，其余地區(qū)早稻高溫?zé)岷Πl(fā)生概率20%～40%（圖1b）；長(zhǎng)洲區(qū)、萬(wàn)秀區(qū)、藤縣的西部、蒼梧縣的西部和東部、岑溪市的少數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)晚稻高溫?zé)岷Πl(fā)生概率＞60%，蒙山的部分地區(qū)、蒼梧縣的中部晚稻高溫?zé)岷Πl(fā)生概率＜20%，其余地區(qū)為40%～60%（圖1c）。

圖1 梧州市水稻高溫?zé)岷Πl(fā)生概率（%）

2.3 水稻高溫?zé)岷?qiáng)度指數(shù)

梧州市全年水稻、早稻和晚稻的高溫?zé)岷?qiáng)度指數(shù)分布圖見(jiàn)圖2。

由圖2可知，梧州市大部地區(qū)水稻高溫?zé)岷?qiáng)度指數(shù)為重度，只有蒙山縣、岑溪市部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)和蒼梧縣的部分地區(qū)為輕度（圖2a）。萬(wàn)秀區(qū)、長(zhǎng)洲區(qū)、藤縣的西部和南部，岑溪市的南渡鎮(zhèn)、波塘鎮(zhèn)、糯垌鎮(zhèn)、大業(yè)鎮(zhèn)、水汶鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，蒼梧縣的東南部早稻高溫?zé)岷?qiáng)度指數(shù)為重度；蒙山縣、蒼梧縣的北部、藤縣的北部早稻高溫?zé)岷?qiáng)度指數(shù)為輕度；其余地區(qū)為中度（圖2b）。晚稻高溫?zé)岷?qiáng)度指數(shù)與全年水稻高溫?zé)岷?qiáng)度指數(shù)相似，長(zhǎng)洲區(qū)、萬(wàn)秀區(qū)、龍圩區(qū)、藤縣、岑溪市的大部、蒼梧縣的西部和東部、蒙山縣的南部晚稻高溫?zé)岷?qiáng)度指數(shù)為重度；其余地區(qū)為輕度（圖2c）。

圖2 梧州市水稻高溫?zé)岷?qiáng)度指數(shù)

3 水稻高溫?zé)岷Ψ植技胺烙ㄗh

梧州市高溫?zé)岷?duì)蒙山縣與蒼梧縣的北部影響較小，蒙山縣緯度高，氣溫低，高溫?zé)岷?qiáng)度指數(shù)較輕、影響較小；蒼梧縣的北部主要是高海拔的山區(qū)，此地氣溫較低，高溫?zé)岷Πl(fā)生概率低、強(qiáng)度指數(shù)較輕。高溫?zé)岷χ饕绊懳嘀菔械闹胁亢湍喜?，采取各種有效的措施能降低高溫?zé)岷?duì)水稻所造成的不利影響。預(yù)報(bào)預(yù)警是防御工作的始發(fā)指令［15］，氣象部門及時(shí)發(fā)布準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)預(yù)警能讓農(nóng)民群眾及時(shí)獲取最新的氣象信息，從而調(diào)整播種期規(guī)避高溫時(shí)段；在水稻生長(zhǎng)過(guò)程中，適當(dāng)添加穗粒肥或植物調(diào)節(jié)劑能夠有效增強(qiáng)水稻的抗高溫?zé)岷δ芰?；此外，建議選擇耐高溫、抗旱性強(qiáng)、綜合性狀好、產(chǎn)量高的高抗性優(yōu)良品種，以減輕高溫?zé)岷τ绊憽?/p>

4 結(jié)論

1）梧州市全年高溫?zé)岷^(qū)劃圖與晚稻的高溫?zé)岷^(qū)劃圖相似，萬(wàn)秀區(qū)、長(zhǎng)洲區(qū)、龍圩區(qū)、藤縣的大部、蒼梧縣的東部和西部以及岑溪市的部分地區(qū)水稻高溫?zé)岷Πl(fā)生概率高、強(qiáng)度指數(shù)大，蒙山縣水稻高溫?zé)岷Πl(fā)生概率低、強(qiáng)度指數(shù)較小。

2）除長(zhǎng)洲區(qū)的倒水鎮(zhèn)、藤縣的太平鎮(zhèn)，岑溪市的南渡鎮(zhèn)、波塘鎮(zhèn)、糯垌鎮(zhèn)、大業(yè)鎮(zhèn)等少數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)早稻高溫?zé)岷Πl(fā)生概率高、強(qiáng)度指數(shù)較大外，梧州市大部地區(qū)早稻高溫?zé)岷Πl(fā)生概率低、強(qiáng)度指數(shù)較小。

3）梧州市晚稻高溫?zé)岷Πl(fā)生概率高、強(qiáng)度指數(shù)較大，早稻高溫?zé)岷Πl(fā)生概率相對(duì)較低、強(qiáng)度指數(shù)較小，說(shuō)明高溫?zé)岷?duì)晚稻的影響比較大，這與梧州市高溫天氣主要集中在7—8月的實(shí)際情況是相符的。

在實(shí)際中高溫往往伴隨著其它氣象要素的出現(xiàn)，高溫伴隨干旱的出現(xiàn)會(huì)加劇對(duì)水稻的不利影響；而降雨的出現(xiàn)則會(huì)對(duì)高溫起到減輕和緩解的作用，本研究只考慮了高溫單一指標(biāo)對(duì)梧州市水稻的影響，因此分析結(jié)果存在一定的局限性，本研究指標(biāo)仍需在實(shí)踐應(yīng)用中不斷進(jìn)行改進(jìn)和完善。

本研究采取的是日最高氣溫≥35℃持續(xù)3 d以上的數(shù)據(jù)建立空間模型，也可以采用日平均氣溫≥30℃持續(xù)3 d以上的數(shù)據(jù)建立空間模型，不同的數(shù)據(jù)建立不同的模型，分析結(jié)果有所差異；由于資料的不足，本研究只采用11年的數(shù)據(jù)建立空間分析模型，不同年份的數(shù)據(jù)建立的空間模型也不同；另外，高溫?zé)岷χ笖?shù)的權(quán)重系數(shù)采用0.2、0.3和0.5，不同的權(quán)重系數(shù)得到的區(qū)劃結(jié)論也有所不同。相關(guān)工作有待在今后的研究中進(jìn)一步展開(kāi)。