湖北省克氏原螯蝦病害發(fā)生氣象背景研究

鄧愛娟　劉可群　劉敏

摘要：為了探討湖北省克氏原螯蝦（Procambarus clarkii）病害發(fā)生的氣象成因，對歷年湖北省主要克氏原螯蝦養(yǎng)殖區(qū)的養(yǎng)殖期氣象條件進行分析。結(jié)果表明，克氏原螯蝦的產(chǎn)量增減與當?shù)禺斈甏杭?-6月冷空氣發(fā)生次數(shù)、低溫持續(xù)日數(shù)、低溫程度和氣溫變幅有一定的相關(guān)性。若當年冷空氣活動頻繁、低溫持續(xù)日數(shù)多、低溫程度重或者氣溫變幅越大，往往會導(dǎo)致當年的克氏原螯蝦病害發(fā)生程度較重，并在當年的產(chǎn)量上得以表現(xiàn)。因此，對當年春季氣象條件的監(jiān)測和預(yù)測可以為克氏原螯蝦養(yǎng)殖生產(chǎn)者提供決策服務(wù)，提醒生產(chǎn)者及時采取防治措施，以減少克氏原螯蝦病害暴發(fā)的可能性或暴發(fā)程度。

關(guān)鍵詞：克氏原螯蝦（Procambarus clarkii）；病害；湖北省；氣象背景

中圖分類號：S966 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2018）18-0052-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.18.012 開放科學（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Study on the Meterological Background of Procambarus clarkiis Disease in Hubei Province

DENG Ai-juan，LIU Ke-qun，LIU Min，TANG Yang

（Wuhan Regional Climate Center，Wuhan 430074，China）

Abstract： In order to investigate the meteorological cause of the occurrence of Procambarus clarkiis disease in Hubei province in recent years， the climatic conditions during the breeding stage of the main cultivation areas in Hubei were analyzed. The results showed that the production of P. clarkia had some correlation with the time of cold airs occurrence， the duration and degree of low temperature， and the amplitude of temperature in March to June in spring season. The more frequent the cold air activities occurred， the more duration days of low temperature continued， the lower the temperature level was， and the greater the magnitude of temperate fluctuated， then the more serious the disease would occur， and this could be reflected in the production of the year. Therefore， the monitoring and forecasting onto the meteorological conditions in spring could provide decision making services for the cultivators of P. clarkia， in order to remind to take timely prevention and control measures to reduce the probability or extent of disease occurrence.

Key words： Procambarus clarkia； diease； Hubei province； meteorology background

近年來，克氏原螯蝦（Procambarus clarkii）即小龍蝦養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)在中國發(fā)展迅猛，很多地區(qū)將克氏原螯蝦產(chǎn)業(yè)作為地方主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)進行打造，在培育地方經(jīng)濟增長新動能、推進漁業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、促進漁業(yè)增效和漁民增收過程中發(fā)揮了重要作用。湖北省是國內(nèi)克氏原螯蝦主產(chǎn)區(qū)，養(yǎng)殖規(guī)模居全國之首，但隨著克氏原螯蝦養(yǎng)殖集約化水平和放養(yǎng)密度的提高，養(yǎng)殖病害風險呈上升趨勢，克氏原螯蝦蝦病的發(fā)生也越來越頻繁和嚴重，對克氏原螯蝦產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生較為嚴重的影響。

自2007年5月在江蘇發(fā)生克氏原鰲蝦病害以來，2008年5月開始，湖北省荊州、黃岡等地也出現(xiàn)了克氏原螯蝦病害的大面積暴發(fā)。目前得到認同的致死的克氏原螯蝦病害有病毒性疾病、細菌性疾病、寄生蟲性疾病、非生物病原引起的疾病及敵害生物的影響等[1]。但實際生產(chǎn)中，每當克氏原螯蝦養(yǎng)殖發(fā)生大面積嚴重死亡時，往往無從考究死亡原因，較多情況下根本無法弄清其疾病流行的來龍去脈。但普遍認為克氏原螯蝦發(fā)病主要從4月中下旬開始，在5月中下旬可能達到發(fā)病高峰期，而6月中旬后則極少發(fā)病。很多養(yǎng)殖戶發(fā)現(xiàn)克氏原螯蝦病害發(fā)生嚴重與否可能與當年春季氣溫是否變化劇烈、是否有低溫陰雨有關(guān)，認為氣溫導(dǎo)致的水溫劇變，會導(dǎo)致克氏原螯蝦應(yīng)激反應(yīng)的發(fā)生，從而直接或間接導(dǎo)致病害的暴發(fā)，這種危害對處于脫殼期的克氏原螯蝦影響更大。但尚未見有深入研究克氏原螯蝦病害氣象成因的報道。

為此，本研究分析了湖北省主要克氏原螯蝦養(yǎng)殖地區(qū)歷年春季氣溫變化情況，以期為克氏原螯蝦病害發(fā)生情況提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料來源

湖北省克氏原螯蝦主要養(yǎng)殖地區(qū)的養(yǎng)殖面積和產(chǎn)量資料來自《湖北農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》，選擇的研究地區(qū)有洪湖、監(jiān)利、潛江、石首、仙桃、赤壁、天門、鐘祥，主要分布在江漢平原和鄂東南地區(qū)。由于湖北省克氏原螯蝦產(chǎn)量和面積資料規(guī)范記錄始于2006年，因此產(chǎn)量、面積資料為2006—2016年，其中2007、2008年鑒中面積資料缺失；各地區(qū)氣象資料采用當?shù)貒覛庀笥^測站2006—2017年資料，由于大部地區(qū)在6月中旬后克氏原螯蝦不再出現(xiàn)病害，因此選擇的時段為3月1日至6月10日的逐日氣象資料，資料來自湖北省氣象檔案館。

1.2 資料處理方法

1.2.1 克氏原螯蝦產(chǎn)量分析方法 根據(jù)湖北省各地歷年克氏原螯蝦的養(yǎng)殖面積和產(chǎn)量資料，計算出各地歷年養(yǎng)殖單產(chǎn)如圖1所示。由于近年來克氏原螯蝦養(yǎng)殖水平不斷提高，為了產(chǎn)量可比性，在進行克氏原螯蝦產(chǎn)量分析時，參照作物氣象產(chǎn)量分離方法[2]，將克氏原螯蝦實際產(chǎn)量分離為趨勢產(chǎn)量和氣象產(chǎn)量，其中趨勢產(chǎn)量利用統(tǒng)計模型模擬，再由實際產(chǎn)量與趨勢產(chǎn)量相減，從而計算出當年的克氏原螯蝦氣象產(chǎn)量。

Yt=aX+b （1）

Yw=Yd-Yt （2）

式中，Yt為趨勢產(chǎn)量（kg/hm2）；X為時間序列（即2006、2007……2017）；a、b為模擬系數(shù)；Yd為當年實際產(chǎn)量（kg/hm2）；Yw為當年氣象產(chǎn)量（kg/hm2）。

1.2.2 冷空氣分級和氣溫變化程度計算方法 根據(jù)氣象臺站歷年3月1日至6月10日逐日氣溫、最低氣溫，依據(jù)冷空氣等級分級國家標準劃分（表1），從中篩選出歷年強冷空氣及以上等級冷空氣發(fā)生頻次、發(fā)生時間、過程低溫等資料。

以標準差s為指標，用來衡量在3—6月期間氣溫變化劇烈程度，由于每日氣溫可能波動較大，本研究中用5 d滑動平均氣溫作為判斷指標，即x1=∑（a1+a1+a3+a4+a5）/5，其余依次類推，標準差的計算公式如下。

s=■ （3）

式中，xi為第（i+2）天的5 d滑動平均氣溫；x為5 d滑動平均氣溫的平均值；n為滑動平均氣溫的樣本數(shù)。

以日平均氣溫低于12 ℃為標準，統(tǒng)計3—6月10 d之間出現(xiàn)的日平均氣溫低于12 ℃日數(shù)和低于12 ℃的溫度累加值，記為危害積溫C。

C=∑■■（T0-Ti） T0-Ti 當Ti

式中，T0取12 ℃。

2 結(jié)果與分析

2.1 湖北省主要克氏原螯蝦養(yǎng)殖地區(qū)產(chǎn)量分析

湖北省克氏原螯蝦養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)基本自2006年開始并迅速發(fā)展，其中尤以洪湖、監(jiān)利養(yǎng)殖面積和產(chǎn)量最大，其次為潛江。而由于克氏原螯蝦養(yǎng)殖方式、習慣和養(yǎng)殖水平的差異，潛江、監(jiān)利主要為稻田養(yǎng)殖居多，而池塘精養(yǎng)的養(yǎng)殖模式主要集中在漢川、洪湖一帶，且近些年來，養(yǎng)殖模式變化更新快，大片稻田養(yǎng)殖模式開始推廣。因此，監(jiān)利和洪湖的養(yǎng)殖產(chǎn)量總體并不高，而潛江養(yǎng)殖面積雖遠遠少于洪湖、監(jiān)利，但單位面積產(chǎn)量卻屬潛江最高，平均達到1 827 kg/hm2，比洪湖高892 kg/hm2，比監(jiān)利高552 kg/hm2。

根據(jù)各地克氏原螯蝦氣象產(chǎn)量推算結(jié)果，剔除氣象產(chǎn)量波動在±200 kg/hm2以上的值，結(jié)果見圖2。從圖2中可以看出，氣象產(chǎn)量為負值較多的年份有2014、2013、2011年，達到了3～6個站次。氣象產(chǎn)量為負且幅度較大的有2009年的石首，2010年的仙桃、鐘祥，2011年的洪湖、赤壁，2012年的赤壁，2013年的洪湖、石首、天門、鐘祥，2014年的洪湖、監(jiān)利、石首、赤壁，2015年的天門和2016年的鐘祥。

2.2 歷年冷空氣發(fā)生頻次分析

根據(jù)冷空氣分級標準，對湖北省主要克氏原螯蝦養(yǎng)殖地區(qū)2006年以來逐年3—6月上旬發(fā)生的中等及以上強度冷空氣進行統(tǒng)計分析。由圖3可知，仙桃、潛江等地中等強度以上冷空氣發(fā)生頻率較高，其次為天門、鐘祥和監(jiān)利，而洪湖、赤壁和石首則相對較少。從各地逐年發(fā)生冷空氣的平均頻次來看，2016、2011、2013年冷空氣發(fā)生相對頻繁，其次是2007、2010、2006年，而2012、2014年則相對發(fā)生最少。潛江2016年出現(xiàn)7次中等以上冷空氣，其次是2010年的6次和2013、2015年的5次；赤壁2016年最多出現(xiàn)6次，其次是2011年出現(xiàn)5次；仙桃2007年發(fā)生了6次，其次是2011、2016年發(fā)生5次；鐘祥2013年最多出現(xiàn)6次，其次是2009、2011年出現(xiàn)5次；洪湖2007年發(fā)生最多，為5次，監(jiān)利2013、2011、2007年發(fā)生最多，為5次，石首2013、2011年發(fā)生最多，為5次，天門2013、2016年發(fā)生最多，為5次，其他年份各地出現(xiàn)1～4次中等強度以上冷空氣。

從強冷空氣及寒潮級冷空氣發(fā)生頻次來看，發(fā)生最多的年份是2011、2006年，平均達到3次以上，2016年次之。其中鐘祥、監(jiān)利強冷空氣或寒潮發(fā)生最為頻繁，其次是洪湖、仙桃，而潛江、石首、赤壁、天門強冷空氣或寒潮則發(fā)生相對最少（圖4）。

重點分析強冷空氣或寒潮發(fā)生嚴重的2011、2016和2006年的冷空氣具體發(fā)生情況。從各站強冷空氣或寒潮發(fā)生時間來看，各地冷空氣發(fā)生時間較為一致，2006年強冷空氣或寒潮發(fā)生主要集中在3月13日、4月12—13日、5月12日，其中洪湖只在3月13日、4月12—13日出現(xiàn)2次強冷空氣，而監(jiān)利除了以上3個時段外，4月5日冷空氣也達到強冷空氣級別。2011年未出現(xiàn)寒潮，強冷空氣主要出現(xiàn)在4月2—3日、5月2—3日、5月10—11日、5月21—22日，總體看來5月強冷空氣活動較為頻繁，其中監(jiān)利、石首、仙桃3月15日還出現(xiàn)1次中等強度冷空氣。2016年3月9—10日大部養(yǎng)殖地區(qū)出現(xiàn)1次寒潮，5月7—8日出現(xiàn)1次強冷空氣，但各地中等強度冷空氣活動較為頻繁，潛江3月6、25、31日、4月3日、5月3日共計出現(xiàn)5次中等強度冷空氣，赤壁3月25日、4月3日、5月3、16日出現(xiàn)4次，仙桃3月25日、4月3—4日、5月3日出現(xiàn)3次，洪湖3月25日、4月3—4日出現(xiàn)2次，監(jiān)利、天門4月3—4日出現(xiàn)強冷空氣，且監(jiān)利4月17日出現(xiàn)1次中等強度冷空氣，天門3月25日、5月3日出現(xiàn)2次中等強度冷空氣。從各站冷空氣活動頻率來看，2006年強冷空氣或寒潮活動最多，2011年5月強冷空氣較多，2016年有寒潮出現(xiàn)，但總體強冷空氣次數(shù)少，但3月底、4月初中等強度冷空氣活動較為頻繁。

2.3 歷年春季氣溫波動程度分析

各地氣溫波動明顯超過平均值的具體情況如表2，根據(jù)2006—2017年逐年3—6月氣溫波動標準差，可以看出2011、2016、2006、2015年是各地集中的氣溫波動較大的年份，平均標準差達到1.78以上（表2）。縱觀各地區(qū)歷年平均氣溫標準差，赤壁氣溫波動相對最大，其次是洪湖、監(jiān)利和鐘祥（圖5）。

2.4 歷年低溫日數(shù)和危害溫度分析

從各地歷年3—6月10日期間日平均氣溫低于12 ℃日數(shù)統(tǒng)計結(jié)果圖6、圖7來看，各站低溫日數(shù)前10位年份排序為2011>2012>2017>2007>2009>2010>2015>2014>2013>2006，其中2011、2012年低溫日數(shù)最多，大部均在20～28 d，其次是2007、2017、2009年；而期間危害溫度卻是2012、2010年最多，達到100 ℃·d以上。進一步分析低溫強度發(fā)現(xiàn)，低溫強度前10位年份排序為2010>2012>2006>2009>2015>2011>2016>2007>2014>2013，其中2011、2012年各站低溫日數(shù)均達20 d以上，但2011年低溫程度明顯低于2012年；2010年與2012年低溫程度相近，但2012年低溫日數(shù)要比2010年更長，而2017年低溫程度雖較小，但低溫持續(xù)時間較長。

2.5 歷年克氏原螯蝦病害發(fā)生情況驗證

分析各地歷年克氏原螯蝦訂正氣象產(chǎn)量與氣象要素間關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當氣象產(chǎn)量在-50 kg/hm2以下時，除石首2009年和赤壁2012年只發(fā)生了1～2次中等強度冷空氣外，其他地區(qū)發(fā)生中等以上冷空氣活動頻次均達到4～6次，強冷空氣或寒潮發(fā)生頻次大部分也在2～4次，低溫日數(shù)除洪湖、石首2013年、鐘祥2016年不足15 d外，其他大部地區(qū)日平均氣溫12 ℃以下日數(shù)達到16～24 d。當年有強冷空氣或寒潮發(fā)生時，有13/33的年份氣象產(chǎn)量為負值，低溫持續(xù)日數(shù)在15 d以上時，有17/36的年份氣象產(chǎn)量為負值，低溫持續(xù)日數(shù)在20 d以上時，有5/12的年份氣象產(chǎn)量為負值，危害溫度在60 ℃·d以上時，有15/26的年份氣象產(chǎn)量為負，氣溫標準差在1.5以上時，有16/40的年份氣象產(chǎn)量為負。這也證明了冷空氣活動頻次、強度和氣溫波動的確可能引起克氏原螯蝦的產(chǎn)量波動，而這一波動極有可能與當年克氏原螯蝦病害發(fā)病情況有關(guān)。

由于克氏原螯蝦病害發(fā)生情況尚未有系統(tǒng)的記錄，因此根據(jù)文獻記載的湖北省各地克氏原螯蝦病害發(fā)生情況，對氣象分析結(jié)果進行驗證。根據(jù)文獻記載，2008年5月湖北省大范圍發(fā)生克氏原螯蝦病毒病，在5月12日至6月15日期間，發(fā)病最為嚴重的地區(qū)是潛江、荊州的江陵、沙市、監(jiān)利、洪湖和武漢的漢南、東西湖、黃陂，其他地區(qū)如孝感的漢川、黃岡的武穴、黃梅、荊門的沙洋、鐘祥等地也發(fā)病較重[3，4]。但根據(jù)2008年3—6月氣象資料分析，當年無論冷空氣活動頻次、氣溫變幅，還是低溫日數(shù)，縱觀歷年并不高，而當年暴發(fā)的大范圍病害，很可能與當年1—2月發(fā)生的低溫雨雪冰凍有關(guān)，可能由于持續(xù)的低溫冰凍已經(jīng)對克氏原螯蝦體質(zhì)造成傷害，而在后期5月才表現(xiàn)出來。2015年潛江的趙垴、關(guān)山等地克氏原螯蝦發(fā)病情況有些嚴重，2016年4月中旬漢川一帶的塘口克氏原螯蝦出現(xiàn)大批死亡[5]，2017年4—6月，潛江、洪湖、仙桃、安陸等地克氏原螯蝦病害廣泛暴發(fā)[6]。根據(jù)潛江市水產(chǎn)技術(shù)推廣站介紹，2009、2015年是相對年景較好的年份，而根據(jù)各地氣象產(chǎn)量情況，除石首2009年和天門2015年表現(xiàn)出較明顯的減產(chǎn)趨勢外，其他地區(qū)均是增產(chǎn)趨勢，而當年強冷空氣或寒潮發(fā)生次數(shù)均在0～1次，危害低溫平均值在55.8 ℃·d左右?？傮w來看，文獻中記錄的除2008年湖北發(fā)生大范圍蝦病而冷空氣或氣溫變動程度未能體現(xiàn)出來外，其他年份的病害暴發(fā)與冷空氣發(fā)生和氣溫變動程度表現(xiàn)了很好的一致性。

3 討論

克氏原螯蝦的病害復(fù)雜，致病因素也很多，包括環(huán)境理化因素、營養(yǎng)因素、管理因素、生物性因素等[7]。目前認為發(fā)生危害較大、對克氏原螯蝦產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生威脅較大的病害是克氏原螯蝦白斑綜合癥[8]，在這方面的生理、病理、免疫預(yù)防方面研究較多，而關(guān)于其病害發(fā)生的氣象成因研究較少，而氣象條件在一定程度上也可以影響甚至決定當年克氏原螯蝦病害是否大暴發(fā)。

從近幾年春季冷空氣活動、降溫幅度、低溫日數(shù)等氣象因素的變化規(guī)律來看，總體上當年冷空氣活動越頻繁、降溫幅度越大、低溫日數(shù)越多、氣溫波動程度越大，往往對應(yīng)的當年克氏原螯蝦病害也會越嚴重，呈大范圍暴發(fā)的態(tài)勢。但兩者之間的關(guān)系并未達到極顯著水平，究其原因，一是病害發(fā)生原因復(fù)雜，二是人為管理和防治措施的干預(yù)可能發(fā)揮了作用?？傮w來說，通過對過去氣象條件的分析總結(jié)和對未來氣象條件的預(yù)測預(yù)報，一定程度上可以解釋過去和預(yù)估未來克氏原螯蝦病害發(fā)生的嚴重程度，從而為克氏原螯蝦養(yǎng)殖生產(chǎn)者生產(chǎn)決策提供科學依據(jù)，以及時采取防治措施，謹防病害暴發(fā)造成不可挽回的損失。

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