定遠縣水稻高溫熱害風險區(qū)劃及防御措施

倪克瑩 丁杰 王德燕 張輝 董保華

摘要 利用定遠縣國家基本氣象站1957—2018年及境內(nèi)20個區(qū)域氣象站點2009—2018年的氣象資料，統(tǒng)計分析歷年逐站7月和8月日最高氣溫≥35 ℃和≥37 ℃的高溫氣候分布特征。按照水稻生育期資料和水稻高溫熱害的等級指標分析輕度、中度、重度不同程度水稻高溫熱害發(fā)生頻次差異，利用GIS空間分析，選取反距離權重法對定遠縣水稻高溫熱害進行風險區(qū)劃。在此基礎上，從建立縣級水稻高溫熱害監(jiān)測預警系統(tǒng)、避免生育期出現(xiàn)持續(xù)高溫天氣、選擇適宜的水稻品種、改善稻田小氣候、加強病蟲害防治和借助融媒體快速傳播水稻高溫熱害防御信息等6個方面提出了水稻高溫熱害防御措施。

關鍵詞 水稻;高溫熱害;風險區(qū)劃;防御措施

中圖分類號 S42文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）15-0211-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.15.058

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract Based on the meteorological data of the National Basic Meteorological Station in Dingyuan County from 1957 to 2018 and 20 regional meteorological stations in Dingyuan County during 2009-2018， the distribution characteristics of hightemperature climate with the maximum temperature ≥35 ℃ and ≥37 ℃ in July and August were statistically analyzed yearbyyear and stationbystation. According to the grade of high temperature heat injury in rice and the data of rice growth period， the frequency difference of high temperature heat injury in different degrees of mild， moderate and severe was analyzed by GIS spatial analysis.The risk division of high temperature heat injury of rice in Dingyuan County was carried out by using inverse distance weight method.On this basis，the prevention measures of high temperature heat damage in rice were put forward from six aspects：setting up the monitoring and early warning system of high temperature heat damage of rice at county level， avoiding the continuous high temperature weather in the growing period， selecting suitable rice varieties， improving the microclimate of rice field ，strengthening the control of diseases and insect pests and rapid dissemination of high temperature heat injury prevention information in rice by means of Media Converge.

Key words Rice;High temperature heat injury;Risk division;Prevention measures

基金項目 2018年度滁州市氣象科研項目（CZQXKY201806）。

作者簡介 倪克瑩（1980—），女，安徽六安人，工程師，碩士，從事公共氣象服務和管理工作。

收稿日期 2019-03-27

每年的7—8月是定遠縣一年中氣溫最高的季節(jié)，經(jīng)常出現(xiàn)日最高氣溫35 ℃以上的持續(xù)高溫。統(tǒng)計分析定遠縣國家基本氣象站1957—2018年的氣象資料發(fā)現(xiàn)，7月出現(xiàn)≥35 ℃日數(shù)次數(shù)最多，年平均出現(xiàn)6.18次，高溫日數(shù)最長的年份為1994和2001年，均達18 d;8月出現(xiàn)≥35 ℃日數(shù)次數(shù)較之7月明顯減少，年平均出現(xiàn)4.52次，高溫日數(shù)最長的年份為1967年，高溫日數(shù)達27 d，為歷年之最。7月出現(xiàn)≥37 ℃日數(shù)，年平均出現(xiàn)1.4次，高溫日數(shù)最長的年份為1964年（9 d）;8月出現(xiàn)≥37 ℃高溫日數(shù)，年平均出現(xiàn)1.01次，但≥37 ℃日數(shù)超過10 d的年份較之7月份明顯增加，基本集中在20世紀50—60年代，高溫日數(shù)最長的年份為1966年，日數(shù)達15 d，為歷年之最。

近年來，2003 和2017年定遠縣出現(xiàn)了歷史上罕見的晴熱高溫少雨天氣，降水偏少、時空分布不均，部分地區(qū)38 ℃以上的高溫天氣持續(xù)近20 d，對于正處于幼穗分化期的水稻和幼果形成期、薯塊膨大開始期的山芋等旱作物生長十分不利，造成大部分秋糧作物較長時間受到不同程度的高溫熱害影響，尤其給水稻產(chǎn)量造成極大損失。筆者利用定遠縣國家基本氣象站及境內(nèi)20個區(qū)域氣象站點的氣象資料，對該縣水稻高溫熱害進行風險區(qū)劃，并對水稻高溫熱害提出相應的防御措施。

1 資料與方法

1.1 水稻高溫熱害等級指標

水稻受高溫熱害的機理研究目前普遍定義水稻的高溫熱害是指水稻處于孕穗后期和抽穗揚花期，而導致水稻生長發(fā)育受阻，部分生理活性受到抑制，多方面生理生態(tài)功能都遭到損害，而最終導致減產(chǎn)或嚴重減產(chǎn)[1]。定遠縣水稻的拔節(jié)期一般在7月下旬，孕穗期在7月下旬—8月中旬，抽穗期在8月上旬—下旬，乳熟期在8月下旬—9月上旬，水稻的拔節(jié)、孕穗期的適宜溫度為25～28 ℃，抽穗揚花的適宜溫度為30 ℃左右，乳熟期的適宜氣溫為25～30 ℃。每年7—8月是定遠縣氣溫最高的時候，也是水稻受高溫熱害影響最顯著的時期。

一般來說，7月下旬—8月中旬為定遠縣中稻拔節(jié)—孕穗期，是最易受到高溫影響的時期，但是在氣候變化背景下，水稻品種和耕作方式的變更使得生育進程會發(fā)生不同程度的改變，因此，選擇7—8月為定遠中稻高溫熱害的分析時段。

根據(jù)前人研究成果[2]，結(jié)合中稻生長特性，將定遠縣中稻高溫熱害指標定為：日平均氣溫≥30 ℃和日最高氣溫≥35 ℃持續(xù)3 d及以上，記為1次高溫熱害過程，按持續(xù)時間長短將其劃分為輕、中、重3個等級，3～4 d為輕度，5～7 d為中度，≥8 d為重度（表1）。

1.2 資料選取和研究方法 利用定遠縣國家基本氣象站1957—2018年及境內(nèi)20個區(qū)域氣象站點2009—2018年的氣象資料，選取7—8月作為整個熱害監(jiān)測期，統(tǒng)計分析歷年逐站7月和8月日最高氣溫≥35 ℃和≥37 ℃的高溫氣候分布特征[3]。按照水稻生育期資料和水稻高溫熱害的等級指標分析輕度、中度、重度不同程度水稻高溫熱害發(fā)生頻次差異，利用GIS空間分析，選取反距離權重法對定遠縣水稻高溫熱害進行低、中、高3個等級風險區(qū)劃[4]。

2 水稻高溫熱害風險區(qū)劃

統(tǒng)計監(jiān)測期內(nèi)水稻發(fā)生輕度、中度、重度高溫熱害總天數(shù)的分布情況，并將其歸一化的結(jié)果分為4個等級，分別對應水稻高溫熱害出現(xiàn)天數(shù)少、天數(shù)中等、天數(shù)較多、天數(shù)多這4種情況[5]。從圖1 可以看出，定遠縣發(fā)生輕度、中度、重度水稻高溫熱害的發(fā)生頻次總體具有西南多東北少的特征。

由此可見，定遠縣輕度、中度、重度3 種水稻高溫熱害不同等級出現(xiàn)頻次和覆蓋范圍均存在差異性。出現(xiàn)天數(shù)少的情況相比于其他水稻高溫熱害程度，中度高溫熱害在定遠地區(qū)出現(xiàn)頻次最高且分布范圍最廣;天數(shù)中等的情況在各種程度高溫熱害中出現(xiàn)頻次和分布范圍相當;天數(shù)較多和天數(shù)多在輕度和重度高溫熱害中出現(xiàn)頻次高且分布范圍廣。

定遠地區(qū)輕度和重度高溫熱害天數(shù)中等、天數(shù)較多、天數(shù)多分布相當，天數(shù)少的情況最少;中度高溫熱害以天數(shù)少、天數(shù)中等的情況為主，天數(shù)較多、天數(shù)多的情況最少。天數(shù)少的情況主要分布在定遠東部和中部，天數(shù)中等的情況主要分布在定遠西部和中部，天數(shù)較多的情況主要分布在定遠西部，天數(shù)多的情況主要分布在定遠西南部。中度和重度高溫熱害的發(fā)生以低頻為主，而輕度高溫熱害出現(xiàn)頻次總體高于中度和重度高溫熱害。

選取定遠縣境內(nèi)具有完整氣象資料的國家站和區(qū)域站資料作為聚類樣本[6]，從氣象因子的角度，將上述不同程度水稻高溫熱害風險指標進行標準化處理，采用歐式距離作為研究樣品差別大小的數(shù)量指標，選擇系統(tǒng)聚類法中的離差平均和法（ward method），利用GIS 空間分析，選取反距離權重法對定遠縣水稻高溫熱害進行低、中、高3個等級風險區(qū)劃[4]。從定遠縣水稻高溫熱害風險區(qū)劃結(jié)果（圖2）可以看出，將定遠地區(qū)劃分成低、中、高3個風險區(qū)域，低風險區(qū)分布區(qū)域最小，中風險區(qū)和高風險區(qū)分布區(qū)域相當，中風險區(qū)主要分布在定遠中東部地區(qū)，高風險區(qū)主要分布在定遠西南部地區(qū)[7]。

3 水稻高溫熱害防御措施

3.1 建立縣級水稻高溫熱害監(jiān)測預警系統(tǒng) 根據(jù)每天氣象資料，實現(xiàn)滾動監(jiān)測水稻高溫熱害并對不同品種水稻熱害預警，這樣既能避開高溫熱害的不利影響，又能調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，提高作物產(chǎn)量[8-9]。

3.2 避免生育期出現(xiàn)持續(xù)高溫天氣 應根據(jù)多年高溫出現(xiàn)的時間和趨勢，采用調(diào)整播種、移栽時間的方式，適時播種移栽，由于水稻對高溫熱害最敏感的時期為孕穗后期和抽穗揚花期，因此應盡可能爭取將這2個生育期出現(xiàn)在持續(xù)高溫天氣出現(xiàn)概率較小的時期。水稻的灌漿結(jié)實期對高溫熱害也十分敏感，因此也應盡量避免這個生育期出現(xiàn)在持續(xù)高溫天氣出現(xiàn)機率較高的時期[10]。

3.3 選擇適宜的水稻品種 定遠縣是遭受水稻高溫熱害風險較大的地區(qū)，高溫熱害最嚴重時段集中出現(xiàn)在7月底到8月初。因地制宜地選擇適宜定遠縣氣候條件的水稻品種，要確保水稻的抽穗揚花期避開高溫熱害，應該將播期適當向后推遲。該研究提供的高溫及高溫熱害氣候分析，可以作為定遠縣優(yōu)化播插期、調(diào)整開花期和灌漿期的一個理論依據(jù)。在部分地區(qū)可考慮選育適宜本地的優(yōu)質(zhì)、多抗品種。水稻的抽穗揚花期沒法躲開高溫熱害時段的，可考慮選用某些耐高溫性好的品種。

3.4 改善稻田小氣候 通過灌水改善稻田小氣候[11]，尤其是對已經(jīng)抽穗或進入灌漿期的田塊應當立即灌深水，一般田間灌水 8 cm 左右，可以使穗層氣溫降低 0.8 ℃，相對濕度提高12%，從而減輕高溫對水稻花器和光合器官的直接損害。而揚花期要淺水勤灌，日灌夜排，適時落干，高溫時白天加深水層。據(jù)測定，深水灌溉或活水套灌可降低穗層溫度 1.4～4.4 ℃。日灌夜排可增大晝夜溫差，效果更好。另一方面，還可以防止斷水過早，以改善稻田小氣候，促進根系健壯，增強抗高溫的能力。在夏季雨后還應當及時排泄田間過深積水，以保持和促進根系活力，使水稻正常生育。生育后期也不宜斷水過早，田面保持濕潤狀態(tài)，防止早衰減產(chǎn)。有試驗表明，采取深水灌溉或活水套田的辦法，可以提高產(chǎn)量10%以上。另外，在高溫氣候條件下，用水直接噴霧是降低溫度、增加濕度最有效的措施，一般噴霧一次以后，田間溫度可以下降 4～5 ℃，田間空氣相對濕度能增加10%～20%，有效時間可以持續(xù)2 h，可降低空秕率2%～6%，增加千粒重0.8～1.0 g。但是要注意，如果水稻正處在揚花期，是不能采用噴霧的方法來降溫的，否則會對水稻正常進行揚花授粉造成不利影響。根外噴肥，它不但能降溫增濕，而且還能補充水稻生長所必需的水分和營養(yǎng)，增強稻株對高溫的抗性作用。一般用0.2%的磷酸二氫鉀溶液，或用3%的過磷酸鈣溶液進行葉面噴施，噴灑要均勻。

3.5 加強病蟲害防治 水稻中后期氣溫高，空氣濕度大，水稻群體的葉面積達到最大值，田間小氣候非常適宜多種病蟲害的發(fā)生結(jié)實率低的田塊，往往葉色較深、轉(zhuǎn)色慢，容易遭受病蟲害。在給稻田進行降溫的同時，后期也不能放松對病蟲害的防治，特別是稻飛虱、稻縱卷葉螟、紋枯病、白葉枯病、稻瘟病和稻曲病為主的病蟲害的藥劑防治。

3.6 借助融媒體快速傳播水稻高溫熱害防御信息 利用媒介融合的發(fā)展優(yōu)勢，在理念、內(nèi)容、形式、方法、手段等方面創(chuàng)新，整合各種媒介資源，及時提供更多真實客觀、觀點鮮明的水稻高溫熱害信息內(nèi)容。借助新媒體技術力量，更加迅速、高效地進行水稻高溫熱害防御信息傳播，避免傳統(tǒng)單一的媒介傳播環(huán)境影響傳播速度，從而最大程度滿足公眾對高溫熱害防御信息的需求。隨著融媒體的快速發(fā)展，通過移動媒體、手機網(wǎng)絡、車載電視、微博微信等多種媒介，以個性化方式進行推送，以喜聞樂見和潛移默化的方式提升人們對水稻高溫熱害的防范意識和能力。

4 結(jié)論

利用定遠縣國家基本氣象站和境內(nèi)20個區(qū)域氣象站點氣象資料，選取7—8月作為整個熱害監(jiān)測期，按照水稻生育期資料和水稻高溫熱害的等級指標分析輕度、中度、重度不同程度水稻高溫熱害發(fā)生頻次差異，基于GIS技術，選取反距離權重法對定遠縣水稻高溫熱害進行低、中、高3個等級風險區(qū)劃。結(jié)果表明，定遠縣水稻發(fā)生輕度、中度、重度高溫熱害頻次總體具有西南多東北少的特征。定遠縣輕度、中度、重度3 種水稻高溫熱害不同等級出現(xiàn)頻次和覆蓋范圍均存在差異性。輕度和重度高溫熱害天數(shù)中等、天數(shù)較多、天數(shù)多分布相當，天數(shù)少的情況最少;中度高溫熱害以天數(shù)少、天數(shù)中等的情況為主，天數(shù)較多、天數(shù)多的情況最少。天數(shù)少的情況主要分布在定遠東部和中部，天數(shù)中等的情況主要分布在定遠西部和中部，天數(shù)較多的情況主要分布在定遠西部，天數(shù)多的情況主要分布在定遠西南部。將定遠地區(qū)劃分成低、中、高3個風險區(qū)域，低風險區(qū)分布區(qū)域最小，中風險區(qū)和高風險區(qū)分布區(qū)域相當，中風險區(qū)主要分布在定遠中東部地區(qū)，高風險區(qū)主要分布在定遠西南部地區(qū)。

該研究中水稻高溫熱害風險區(qū)劃沒有考慮孕災環(huán)境敏感性、承災體易損性、防災減災能力等其他因素，僅用氣溫作為單一分析指標，尚不能快速有效全面地做出高溫熱害診斷，應將溫度、持續(xù)時間與生育期分段進行結(jié)合，并根據(jù)定遠縣氣候特點，結(jié)合干旱、降水、日照、風速、濕度、水稻品種等因素建立綜合指標，能更科學地減輕高溫熱害對水稻的影響。

47卷15期 倪克瑩等 定遠縣水稻高溫熱害風險區(qū)劃及防御措施

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