江蘇河蟹氣象災(zāi)害分析及防御措施

林海，張旭暉，時(shí)冬頭，王雪燕，任義方，錢(qián)鈺林，黃玲玲

（1.江蘇省淡水水產(chǎn)研究所，江蘇 南京 210017；2.江蘇省氣候中心，江蘇 南京 210009；3.南京市高淳區(qū)氣象局，江蘇 南京211300；4.南京風(fēng)信科技發(fā)展有限公司，江蘇 南京 210018；5.蘇州昆山市氣象局，江蘇 蘇州 215337；6.常州市金壇區(qū)氣象局，江蘇 常州 213200）

江蘇河蟹養(yǎng)殖年產(chǎn)量與產(chǎn)值約占全國(guó)總量的50%，是國(guó)內(nèi)養(yǎng)殖面積與影響力最大的優(yōu)質(zhì)河蟹主產(chǎn)區(qū)。河蟹養(yǎng)殖是露天生產(chǎn)，氣象災(zāi)害直接影響河蟹產(chǎn)量、品質(zhì)和養(yǎng)殖者經(jīng)濟(jì)效益。2020年早春至梅雨之前，氣象條件對(duì)放養(yǎng)初期、第一至第三蛻殼期間的河蟹生長(zhǎng)較為有利，但受“新冠肺炎”疫情影響，部分地區(qū)蟹種越冬培育期變長(zhǎng)且管理不善，蟹種投放時(shí)間整體推遲，幼蟹整體長(zhǎng)勢(shì)偏弱。6月起，43 d的超長(zhǎng)梅雨，8月持續(xù)高溫與9月上旬偏高氣溫，暴雨洪澇、悶熱災(zāi)害、高溫?zé)岷Σ粩喑霈F(xiàn)，養(yǎng)殖環(huán)境較差，河蟹體質(zhì)下降，病害重，病死率高。盡管9月中旬起天氣好轉(zhuǎn)，但河蟹養(yǎng)成規(guī)格、產(chǎn)量及品質(zhì)總體不如往年，屬于減產(chǎn)氣候年景。2020年江蘇省河蟹總產(chǎn)量約30萬(wàn)t，約80%受訪(fǎng)河蟹養(yǎng)殖戶(hù)養(yǎng)殖單產(chǎn)較2019年降低20%～30%。

現(xiàn)采用江蘇省氣象觀(guān)測(cè)資料和河蟹生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，基于以隸屬度等技術(shù)構(gòu)建的河蟹高溫?zé)岷Α灍釣?zāi)害評(píng)估模型，分析2020年江蘇省河蟹減產(chǎn)氣象成因，結(jié)合大災(zāi)之年少減產(chǎn)或小豐收的生產(chǎn)事例，提出了河蟹養(yǎng)殖高溫及悶熱災(zāi)害防御措施，為河蟹養(yǎng)殖安全生產(chǎn)提供參考。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1.1 氣象數(shù)據(jù)

2020年江蘇省70個(gè)基本氣象站觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，包括逐日氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)、相對(duì)濕度、氣壓和風(fēng)速，由江蘇省氣候中心提供。

1.1.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

河蟹養(yǎng)殖水體環(huán)境數(shù)據(jù)來(lái)源于高淳永勝圩河蟹生態(tài)環(huán)境自動(dòng)觀(guān)測(cè)站。水溫觀(guān)測(cè)設(shè)備使用江蘇省無(wú)線(xiàn)電科學(xué)研究有限公司ZQZ-A自動(dòng)分層水溫觀(guān)測(cè)儀，分別觀(guān)測(cè)水面、水下10，40，60 cm和水底5個(gè)深度層次的水溫；溶解氧采集使用美國(guó)Campbell公司CS511型傳感器，測(cè)量水下40 cm深度和水底2個(gè)深度層次的數(shù)據(jù)。上述要素每10 min記錄一次，每天連續(xù)記錄144次，每小時(shí)記錄1次正點(diǎn)值、小時(shí)內(nèi)最高值和最低值。

1.1.3 河蟹生產(chǎn)信息

2020年江蘇河蟹生產(chǎn)、產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益數(shù)據(jù)及銷(xiāo)售情況，由江蘇省河蟹產(chǎn)業(yè)體系4個(gè)漁情監(jiān)測(cè)點(diǎn)（興化、高淳、昆山和金壇）、江蘇省淡水養(yǎng)殖氣象服務(wù)團(tuán)隊(duì)及河蟹養(yǎng)殖委托觀(guān)測(cè)點(diǎn)、相關(guān)市區(qū)河蟹典型養(yǎng)殖戶(hù)隨訪(fǎng)調(diào)查等匯總而來(lái)。

1.2 高溫?zé)岷蛺灍釣?zāi)害綜合指數(shù)確定方法

文獻(xiàn)[7-8]表明，引發(fā)河蟹高溫?zé)岷Φ闹饕獨(dú)庀笠蛩厥歉邷貜?qiáng)度及其持續(xù)時(shí)間、降水和日照，由此4要素構(gòu)建了河蟹高溫?zé)岷︼L(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，設(shè)逐日單因子高溫?zé)岷︼L(fēng)險(xiǎn)指數(shù)μ）（=1為最高氣溫、=2為高溫持續(xù)天數(shù)、=3為降水量、=4為日照時(shí)數(shù)）。各氣象因子的具體風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)用隸屬度模型構(gòu)建可表示為：

式中：和為對(duì)應(yīng)氣象因子高溫?zé)岷Πl(fā)生和加重時(shí)的臨界值。

逐日高溫?zé)岷C合指數(shù)計(jì)算公式如下：

考慮高溫期各氣象要素對(duì)河蟹的影響特點(diǎn)，利用層次分析法和專(zhuān)家打分法給出影響權(quán)重a、a、a、a、a的值，依次為0，0.50，0.35，0.10和0.05。根據(jù)河蟹養(yǎng)殖資料和對(duì)應(yīng)的同期高溫?zé)岷C合指數(shù)統(tǒng)計(jì)分析，將其高溫?zé)岷Ψ殖?個(gè)等級(jí)。

文獻(xiàn)[11]表明，最高氣溫不高，但微風(fēng)、低壓和高濕的悶熱天氣同樣威脅河蟹生長(zhǎng)，將日最高氣溫≥28℃、日平均相對(duì)濕度＞80%、日平均氣壓＜1 010 hPa且悶熱指數(shù)≥0.1統(tǒng)計(jì)為悶熱災(zāi)害天氣，同理使用隸屬度構(gòu)建河蟹悶熱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)μ）（=1為日平均氣壓、=2為日平均相對(duì)濕度、=3為日平均氣溫、=4為日照時(shí)數(shù)、=5為日平均風(fēng)速），權(quán)重系數(shù)依次為0.30，0.30，0.30，0.05和0.05，悶熱災(zāi)害等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 河蟹高溫?zé)岷皭灍釣?zāi)害等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 超長(zhǎng)梅雨特征及對(duì)河蟹的影響

2.1.1 梅雨特征

2020年6月9日，淮河以南地區(qū)入梅，比常年（6月18—20日）早；7月21日出梅（常年7月10—12日），梅雨期持續(xù)43 d，列為1961年有氣象記錄以來(lái)第二位。淮河以南地區(qū)平均梅雨量582.5 mm，為有氣象記錄以來(lái)第二高值（僅次于1991年738.8 mm）。梅雨期間平均每天日照時(shí)數(shù)：蘇北養(yǎng)殖區(qū)（洪澤、鹽城、興化）1.8～2.9 h，蘇南養(yǎng)殖區(qū)（吳中、昆山、高淳、金壇）1.4～2.7 h，大部分地區(qū)創(chuàng)近60年同期新低。

2.1.2 梅雨期河蟹悶熱災(zāi)害特征

根據(jù)悶熱災(zāi)害指標(biāo)計(jì)算模型和災(zāi)害等級(jí)判別標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算各代表站點(diǎn)逐日悶熱災(zāi)害指數(shù)，判別悶熱災(zāi)害等級(jí)（表2）。

由表2可見(jiàn)，2020年梅雨期，蘇南養(yǎng)殖區(qū)悶熱災(zāi)害日數(shù)為11～17 d，蘇北養(yǎng)殖區(qū)為7～10 d，明顯多于往年（常年不足5 d）。從地區(qū)分布看，高淳災(zāi)害發(fā)生程度最重，該地悶熱災(zāi)害日數(shù)16 d（比全省最多的吳中少1 d），其中重度等級(jí)災(zāi)害天數(shù)11 d。從最大悶熱指數(shù)看，最嚴(yán)重的1 d出現(xiàn)在興化，最大悶熱指數(shù)達(dá)到0.96。

表2 2020年江蘇代表站點(diǎn)梅雨期悶熱災(zāi)害指數(shù)及各災(zāi)害等級(jí)天數(shù)

2.1.3 梅雨對(duì)河蟹生長(zhǎng)的影響

（1）悶熱天氣。河蟹生長(zhǎng)需要穩(wěn)定的水體環(huán)境，持續(xù)降雨引起養(yǎng)殖水體水位、pH值、浮游生物群落、上下水層溶解氧等因子劇烈波動(dòng)，溶解氧質(zhì)量濃度明顯降低，加劇河蟹傷亡。高淳河蟹生態(tài)自動(dòng)觀(guān)測(cè)站數(shù)據(jù)顯示，梅雨期間，40 cm水深的日最低溶解氧質(zhì)量濃度大多低于4 mg/L，其中14 d內(nèi)出現(xiàn)過(guò)1～9 h溶解氧質(zhì)量濃度低于1 mg/L（圖1）。7月5日，水中溶解氧質(zhì)量濃度持續(xù)偏低（圖2），從7月4日23：00至次日06：00，持續(xù)6 h溶解氧質(zhì)量濃度＜1 mg/L，07：00略有回升，08：00—10：00再次跌到1 mg/L。由于觀(guān)測(cè)設(shè)備安裝在蟹塘進(jìn)水端，水質(zhì)條件優(yōu)于其他養(yǎng)殖區(qū)域，大部分養(yǎng)殖區(qū)域水草無(wú)法進(jìn)行光合作用，多爛根、下沉，導(dǎo)致溶解氧質(zhì)量濃度更低。河蟹長(zhǎng)期處于缺氧及受脅迫狀態(tài)，攝食較少，蛻殼困難，蛻殼傷亡大，且水癟子病等病害發(fā)生率高。不僅在高淳區(qū)，其他養(yǎng)殖區(qū)普遍出現(xiàn)傷亡率高、病害重的情況，如興化養(yǎng)殖基地，平均每667 m日傷亡2～3只；另外，在昆山巴城武神潭村、武城村大母本蟹種養(yǎng)殖池塘，利用地籠檢查發(fā)現(xiàn)，約有20%的河蟹行動(dòng)遲緩，四肢空軟無(wú)力，肝胰腺發(fā)白，功能退化。

圖1 2020年6月9日—7月21日高淳河蟹生態(tài)環(huán)境自動(dòng)觀(guān)測(cè)站40 cm水深日ρ（溶解氧）變化

圖2 2020年7月4—5日高淳河蟹生態(tài)環(huán)境自動(dòng)觀(guān)測(cè)站40 cm水深ρ（溶解氧）24 h變化

（2）蟹塘受淹。由于降水量偏多，部分蟹塘受淹，最為嚴(yán)重的高淳區(qū)，7月20日上午因安徽當(dāng)涂縣石橋鎮(zhèn)南圩決堤，洪水涌入陽(yáng)江鎮(zhèn)勝利圩，超過(guò)1 000 hm河蟹養(yǎng)殖區(qū)受淹，直接經(jīng)濟(jì)損失約3.58億元。少數(shù)蟹塘未被淹，養(yǎng)殖戶(hù)因擔(dān)心被外源水污染，采取蓄水增加內(nèi)塘口水位措施，引起池塘水質(zhì)變化，影響了河蟹正常生長(zhǎng)，部分養(yǎng)殖塘口出現(xiàn)河蟹傷亡現(xiàn)象，平均每667 m日傷亡2～3只。

2.2 持續(xù)高溫特征及影響

2.2.1 持續(xù)高溫

受副熱帶高壓控制，8月份江蘇出現(xiàn)持續(xù)大范圍高溫天氣，1—3日、5—7日高溫天氣持續(xù)時(shí)間較短、范圍較小，9—25日影響范圍大且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，其中15—19日淮河以南大部地區(qū)都出現(xiàn)了高溫。8月蘇南養(yǎng)殖區(qū)高溫日數(shù)為14～21 d，蘇北養(yǎng)殖區(qū)為8～9 d，比常年平均多6～18 d，均列歷史前6位。9月上旬各站氣溫依然偏高，7—9日最高氣溫仍超過(guò)33℃，蘇南部分地區(qū)達(dá)35～36℃。

2.2.2 高溫?zé)岷?/p>

根據(jù)高溫?zé)岷χ笜?biāo)計(jì)算模型和災(zāi)害等級(jí)判別標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算4個(gè)典型監(jiān)測(cè)區(qū)8月1日—9月10日高溫?zé)岷χ笖?shù)，判別高溫?zé)岷Φ燃?jí)（圖3）。由圖3可見(jiàn)，8月1日，蘇南養(yǎng)殖區(qū)高溫?zé)岷χ笖?shù)均在0.5以上，達(dá)到中度高溫?zé)岷?，蘇北各地也在0.25以上，其后2 d，高溫?zé)岷χ笖?shù)維持在較高水平；11—25日，高溫?zé)岷χ笖?shù)再次升高，陽(yáng)澄湖養(yǎng)殖區(qū)12日開(kāi)始持續(xù)10 d達(dá)到中度高溫?zé)岷Γㄆ渲? d重度），固城湖及長(zhǎng)蕩湖養(yǎng)殖區(qū)中度以上高溫?zé)岷σ渤^(guò)7 d，蘇北受災(zāi)程度相對(duì)較輕，中度以上高溫?zé)岷?～5 d，但在19日大多也達(dá)到重度等級(jí)。此外，9月上旬蘇南養(yǎng)殖區(qū)仍有2～3 d的輕度高溫?zé)岷?，這在歷史上并不多見(jiàn)。

圖3 2020年8月1日—9月10日高淳、昆山、興化、金壇河蟹高溫?zé)岷χ笖?shù)

2.2.3 高溫對(duì)河蟹的影響

（1）蟹塘溶解氧質(zhì)量濃度低、水溫高。2020年8月1日—9月10日，河蟹塘口溶解氧質(zhì)量濃度普遍偏低，每日最低ρ（溶解氧）均小于0.7 mg/L。8月3—10日，40 cm水深處日平均ρ（溶解氧）為2.3～5.9 mg/L，其中6—9日連續(xù)4 d低于4 mg/L。

受高溫影響，蟹塘水溫居高不下。8月1日—9月10日，高淳河蟹生態(tài)環(huán)境自動(dòng)觀(guān)測(cè)站各水層各時(shí)次平均水溫變化見(jiàn)圖4。由于空氣與淺層水之間的熱量交換比較頻繁，上層水溫對(duì)氣溫變化的響應(yīng)最快，日變化幅度最大。10 cm深水溫16：00達(dá)到最高，此時(shí)上下層溫差最大，達(dá)4℃，底層在18：00才達(dá)到高峰，之后各層水溫不斷降低，至次日04：00—06：00，上下層水溫一致，07：00達(dá)到最低值，但也達(dá)到了29.9℃，超過(guò)了河蟹適宜生長(zhǎng)的溫度，影響其正常生長(zhǎng)。

圖4 2020年8月1日—9月10日高淳河蟹生態(tài)環(huán)境自動(dòng)觀(guān)測(cè)站不同深度各時(shí)次平均水溫變化

60 cm深處是河蟹最活躍層，8月1日—9月10日該深處日平均、日最高和日最低水溫變化見(jiàn)圖5。由圖5可見(jiàn)，水溫持續(xù)偏高，直至9月6日才回落到適宜的生長(zhǎng)溫度。其間出現(xiàn)了3個(gè)高峰期，第一高峰期在8月1—5日，8月3日最高水溫高達(dá)38.6℃，最低水溫也高達(dá)30.6℃；第二高峰期在8月15—21日，8月20日最高水溫達(dá)35.2℃，最低水溫也高達(dá)31.5℃；第三高峰期在8月25—26日，最高水溫達(dá)34.6℃。8月下旬水溫總體回落，但直至9月6日才低于28℃。

圖5 2020年8月1日—9月10日高淳河蟹生態(tài)環(huán)境自動(dòng)觀(guān)測(cè)站60 cm深水溫日變化

（2）河蟹蛻殼時(shí)間延長(zhǎng)，病害重，病死率高。8月高溫?zé)岷υ斐尚诽了菟劳?，水體自?xún)艄δ芙档停h(huán)境長(zhǎng)期處于非平衡狀態(tài)，保草調(diào)水難度增加。因持續(xù)陰雨處于亞健康狀態(tài)的河蟹生存難度加大，個(gè)體生長(zhǎng)差異大，蛻殼時(shí)間延長(zhǎng)，“四殼”和“五殼”界限不清，病死率高。如高淳區(qū)前期管控不到位的蟹塘，后期每天每667 m塘口損蟹8～10只，一般的蟹塘為2～3只。9月上旬為河蟹最后一次蛻殼高峰期，輕度高溫?zé)岷υ斐珊有吠憵だщy，甚至出現(xiàn)蛻殼不遂現(xiàn)象，殘蟹、軟腳蟹多于往年。

極端天氣導(dǎo)致河蟹損耗高于往年，2020年河蟹水癟子病比例高于2019年。以昆山為例，河蟹水癟子發(fā)病率最高，約30%，病死率約75%。病而未死的河蟹基本無(wú)法銷(xiāo)售、食用。

3 災(zāi)害防御措施

3.1 災(zāi)害防御技術(shù)

3.1.1 調(diào)控水位

池塘保持一定水位和水草覆蓋率可有效降低底層水溫。水位調(diào)控以“春淺、夏滿(mǎn)，秋適中”為原則，隨氣溫升高，緩慢提高水位，高溫時(shí)水深1.2～1.5 m為宜（圖6）。

圖6 河蟹養(yǎng)殖池塘逐月適宜水位變化

3.1.2 調(diào)節(jié)水質(zhì)

以水草、螺蚌等生物凈化手段為主、微生物調(diào)節(jié)為輔，總體堅(jiān)持“前肥后瘦”原則。前期透明度維持30～40 cm，高溫期透明度40～50 cm，pH值約7.5，ρ（溶解氧）＞5 mg/L，ρ（氨氮）＜0.1 mg/L。根據(jù)蟹池水質(zhì)變化，適時(shí)適量選用生石灰、EM菌及芽孢桿菌等有益微生物制劑，改善水質(zhì)。

3.1.3 改良底質(zhì)

冬季對(duì)蟹塘進(jìn)行清塘消毒和曬塘凍土，適當(dāng)翻耕以改良土壤。高溫季節(jié)應(yīng)避免剩余殘餌沉底，降低池塘底部有機(jī)負(fù)荷，可定期使用底質(zhì)改良劑。

3.1.4 科學(xué)投飼

“定時(shí)、定點(diǎn)、定質(zhì)”投喂，高溫季節(jié)降低高蛋白型飼料比重，高蛋白飼料/低蛋白飼料控制為45∶55。適度加拌保肝誘食性餌料，降低水質(zhì)腐敗及河蟹發(fā)病概率。悶熱天氣時(shí)少投甚至不投餌料，水溫超過(guò)35℃時(shí)停止喂食。

3.1.5 管理水草

高溫季節(jié)來(lái)臨前，清理水草使其留有空隙，“草頭”控制在水下20 cm左右，保持水草覆蓋60%～70%，以增加水體的光照量，促進(jìn)自然增氧。高溫時(shí)期減少對(duì)水草的人為擾動(dòng)，以免影響整塘水質(zhì)。

3.1.6 適時(shí)增氧

根據(jù)天氣變化情況，適時(shí)開(kāi)啟增氧設(shè)施。遇到悶熱天氣，傍晚開(kāi)啟微孔管道增氧機(jī)至次日早晨，22：00開(kāi)啟增氧機(jī)至次日天亮。使用藥物殺蟲(chóng)、消毒與調(diào)節(jié)水質(zhì)時(shí)，也開(kāi)啟增氧機(jī)。

3.1.7 防病治蟲(chóng)

高溫期慎用殺蟲(chóng)消毒等藥物，并及時(shí)添加微生物制劑以改良水質(zhì)，分解有毒有害物質(zhì)，提高河蟹抗病能力。

3.2 氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警

加強(qiáng)河蟹悶熱災(zāi)害、高溫?zé)岷Ω櫛O(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)估，梅雨期和夏季高溫期，要加大服務(wù)密度。根據(jù)氣象和河蟹生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，利用高溫?zé)岷Γ◥灍釣?zāi)害）計(jì)算模型，判別前期災(zāi)害發(fā)生等級(jí)。根據(jù)省臺(tái)精細(xì)化預(yù)報(bào)產(chǎn)品，預(yù)測(cè)未來(lái)一周災(zāi)害指數(shù)，推算未來(lái)災(zāi)害等級(jí)。結(jié)合河蟹生長(zhǎng)情況、池塘水體環(huán)境和預(yù)測(cè)結(jié)果，聯(lián)合氣象業(yè)務(wù)人員、漁業(yè)技術(shù)人員、生產(chǎn)一線(xiàn)人員多方會(huì)商后，及時(shí)發(fā)布災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警與評(píng)估信息和應(yīng)對(duì)措施，降低極端災(zāi)害天氣帶來(lái)的不利影響，為生產(chǎn)部門(mén)是否采取防控措施提供決策依據(jù)。