氣候變暖對我國南方水稻種植的影響

摘要：隨著全球氣候變暖趨勢的不斷加劇，我國南方作為重要的水稻產(chǎn)區(qū)正面臨一系列顯著的氣候變化挑戰(zhàn)，其中，包括但不限于氣溫的上升、降水格局的調(diào)整以及生長季節(jié)的動態(tài)變化。研究指出，氣候變暖導(dǎo)致南方水稻種植區(qū)的積溫增加和雙季稻種植區(qū)向北推進(jìn)，同時(shí)，也加劇了水稻生產(chǎn)不穩(wěn)定性和產(chǎn)量波動的風(fēng)險(xiǎn)。為了適應(yīng)氣候變暖帶來的挑戰(zhàn)，將科技手段應(yīng)用于水稻種植過程中，并做好水稻品種改良以及田間管理，做好技術(shù)創(chuàng)新成為南方水稻種植的重要應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞：氣候變暖；南方地區(qū)；水稻生長；品種改良

氣候變暖給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了重要影響，特別是對水稻這一重要糧食作物的種植和生長產(chǎn)生了顯著影響。我國南方地區(qū)作為水稻主產(chǎn)區(qū)之一，氣候變暖的趨勢對當(dāng)?shù)厮痉N植業(yè)的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。本文深入探討了氣候變暖對南方水稻種植的影響，分析應(yīng)對氣候變暖帶來的挑戰(zhàn)的策略和措施，以期為南方水稻種植業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供參考和指導(dǎo)。

1 氣候變暖對水稻生長的影響

1.1 氣候變暖對氣溫和降水的影響

1.1.1 氣溫上升

（1）生育期變化：氣溫升高可能導(dǎo)致水稻生育期的改變。溫度是決定水稻生長發(fā)育速率的重要因子，氣溫上升可能會促使水稻播種和移栽時(shí)間提前，成熟期也可能會相應(yīng)提前或延遲，這取決于不同區(qū)域的具體情況。在某些地區(qū)，早熟品種可能會出現(xiàn)生育期縮短的情況，而晚熟品種受影響的程度可能更大。

（2）光周期反應(yīng)：氣候變暖還可能影響水稻的光周期感應(yīng)，進(jìn)而影響其開花時(shí)間和結(jié)實(shí)率。溫度過高可能會打亂水稻正常的光周期響應(yīng)，影響花粉形成和授粉過程，降低結(jié)實(shí)率和千粒重。

1.1.2 降水模式變化

（1）降水量不均：全球氣候變暖往往伴隨著降水分布和季節(jié)性變化的復(fù)雜化，可能使某些地區(qū)的降水量增多，而另一些地區(qū)則面臨干旱加劇。對于水稻這種需水量大的作物，過多或過少的降雨都會影響其生長。例如，雨量過大可能引發(fā)澇災(zāi)，導(dǎo)致水稻根系缺氧、病害加重；而降雨不足或分布不均則會導(dǎo)致水源短缺，限制水稻生長發(fā)育。

（2）灌溉需求變化：隨著氣候變暖，水稻種植區(qū)可能需要調(diào)整灌溉策略以適應(yīng)新的降水模式，比如在旱季延長或者極端降水事件增多的情況下，保證適時(shí)適量地灌溉顯得尤為重要。

1.2 氣候變暖對水稻生長季節(jié)和需水量的影響

隨著全球氣候變暖的趨勢持續(xù)，南方地區(qū)的氣候條件對水稻生長的影響表現(xiàn)出復(fù)雜而多元的變化。一方面，氣候變暖導(dǎo)致南方地區(qū)的氣溫上升和降雨模式的調(diào)整，這對水稻生長季節(jié)產(chǎn)生了重要影響。由于溫度升高，春季回暖提前，秋季降溫延遲，使得水稻生長期可能延長，有利于部分水稻品種的生長發(fā)育，增加了種植季數(shù)或單季水稻的生育期，從而有可能提升單位面積的產(chǎn)量。另一方面，盡管適度的溫度升高和降雨量增加在一定程度上有利于水稻生長，但過高的氣溫和不穩(wěn)定的降雨格局也可能帶來負(fù)面影響。例如，在生長季節(jié)可能出現(xiàn)更為頻繁的高溫?zé)崂?，尤其是在水稻抽穗灌漿的關(guān)鍵時(shí)期，過高的溫度可能導(dǎo)致結(jié)實(shí)率下降，進(jìn)而減少產(chǎn)量。同時(shí)，氣候變暖還可能導(dǎo)致水分蒸發(fā)加快，土壤濕度降低，使得水稻對需水量的需求增大，而實(shí)際可得的有效降水卻不一定能同步增長，因此，在缺乏有效灌溉措施的情況下，水資源短缺問題會更加突出，制約水稻生產(chǎn)。

1.3 氣候變暖對水稻病蟲害的影響

南方地區(qū)的氣溫逐漸升高且氣候異常事件增多，對水稻生長帶來了顯著影響，其中，對病蟲害的影響尤為突出。一方面，溫暖濕潤的環(huán)境有利于部分病原菌和害蟲的快速繁殖與發(fā)育，使得水稻病害如稻瘟病、紋枯病、立枯病等的發(fā)生時(shí)期提前，病害流行的風(fēng)險(xiǎn)增大。另一方面，由于冬季溫度升高，越冬蟲口基數(shù)增大，一些原本在冬季會被低溫抑制的害蟲得以順利越冬并提早活動，例如，螟蟲、稻飛虱等，從而導(dǎo)致整個(gè)生育季節(jié)內(nèi)害蟲數(shù)量激增，加重了對水稻的危害程度。

此外，氣候變暖還可能導(dǎo)致新病蟲害種類的入侵和擴(kuò)散，打破原有的生態(tài)平衡，使得防控難度增大。同時(shí)，高溫也可能影響水稻自身的抵抗力，使植株更容易遭受病蟲害的侵害。

2 我國南方水稻種植區(qū)的現(xiàn)狀

2.1 南方水稻種植區(qū)域范圍和特點(diǎn)

我國南方水稻種植區(qū)主要包括長江流域及其以南的廣大地區(qū)，如浙江、江西、湖南、福建、四川、安徽以及廣東、廣西等地，這些地區(qū)具有明顯的地域分布特點(diǎn)。南方水稻種植集中于平原地帶，尤其是靠近河流的沖積平原，因其擁有夏季高溫多雨、雨熱同期的氣候條件，非常適宜水稻生長。此外，這些區(qū)域地勢平坦，水利設(shè)施完善，利于灌溉，土壤肥沃，并且擁有豐富的勞動力資源，加上悠久的水稻種植歷史與深厚的稻米文化，使得水稻種植業(yè)在這里得到了長足發(fā)展。

當(dāng)前，南方水稻種植業(yè)仍占據(jù)我國水稻播種總面積的較大比例，接近94%，長江流域的水稻種植尤為突出，其面積占比達(dá)到全國的65.7%。然而，近年來南方水稻種植面積雖總體上保持較大規(guī)模，但面臨著種糧成本上升、農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施老化、生態(tài)環(huán)境壓力增大等問題。部分地區(qū)為了優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和提高經(jīng)濟(jì)效益，調(diào)整了種植模式，同時(shí)也推廣了更加科學(xué)合理的種植管理和高產(chǎn)高效的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)，以應(yīng)對挑戰(zhàn)并確保糧食安全。

2.2 主要種植技術(shù)和管理措施

2.2.1 育秧技術(shù)

優(yōu)質(zhì)水稻種子的選擇與培育是保證高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)，選用具有抗逆性好、豐產(chǎn)潛力大、適應(yīng)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件的水稻品種至關(guān)重要。在育秧階段，先進(jìn)的育秧方法被廣泛應(yīng)用，例如薄膜覆蓋育秧技術(shù)，通過在苗床上鋪設(shè)塑料薄膜，能夠有效地提高地溫、保濕防旱、促進(jìn)種子迅速發(fā)芽和幼苗整齊健壯生長，同時(shí)，也能防止早期冷害和病蟲害侵襲。另外，工廠化育秧作為一種現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)手段，通過提供恒溫恒濕的人工環(huán)境和標(biāo)準(zhǔn)化操作流程，能夠在受控條件下高效培育出高質(zhì)量的秧苗。

秧齡控制也是育秧過程中的一大關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，通常情況下，水稻秧苗的最佳移栽期為20～25 d左右，此時(shí)，秧苗高度適中，根系發(fā)達(dá)，易于移栽且成活率高。通過調(diào)整播種時(shí)間和育秧方法，確保秧苗在最佳生理狀態(tài)下進(jìn)行移栽，有助于提高水稻整體的生產(chǎn)力。

2.2.2 移栽技術(shù)

移栽時(shí)，遵循合理密植的原則，依據(jù)水稻品種特性和目標(biāo)產(chǎn)量確定適宜的株行距，以充分利用光、熱、水資源，并保證通風(fēng)透光，降低病害發(fā)生的概率。移栽前，稻田需經(jīng)過細(xì)致平整，確保地面平整無坑洼，有利于水層分布均勻。移栽時(shí)，將秧苗插入泥中，確保根部充分接觸土壤，形成良好的根土界面，進(jìn)而利于快速扎根。

稻田灌水管理在移栽后尤為關(guān)鍵，初期移栽后需要淺水灌溉，通常保持水層深度在5～10 cm左右，這樣既有利于新根生長和穩(wěn)定植株，又可避免過深的水位導(dǎo)致氧氣不足而抑制根系發(fā)育。隨著水稻生長進(jìn)程，水層管理還需根據(jù)生育期的不同靈活調(diào)整，例如分蘗期保持淺水，孕穗至抽穗揚(yáng)花期實(shí)行干濕交替，成熟期則逐漸曬干。

3 氣候變暖對我國南方水稻種植區(qū)的影響

3.1 區(qū)域氣候變暖趨勢分析

隨著全球氣候變暖現(xiàn)象的持續(xù)發(fā)展，我國南方水稻種植區(qū)也呈現(xiàn)出顯著的氣候變暖趨勢。盡管南方地區(qū)的增暖趨勢相較于北方地區(qū)可能并不那么突出，但長期的氣溫上升已經(jīng)對該區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，尤其是水稻種植帶來了實(shí)質(zhì)性的影響。南方水稻產(chǎn)區(qū)主要分布在熱帶季風(fēng)氣候和亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)域內(nèi)，由于氣候變暖導(dǎo)致的極端氣候事件增多、降水模式改變以及溫度升高等因素，使得水稻種植的生態(tài)環(huán)境發(fā)生了變化。

具體表現(xiàn)為：一方面，氣候變暖提高了光合作用效率，對于水稻這類C3作物來說，在一定范圍內(nèi)較高的CO2濃度可能會提高其光合速率從而潛在增加產(chǎn)量。另一方面，隨著氣溫升高，若降水量未同步增加甚至出現(xiàn)凈蒸發(fā)量增大，將會使得原本濕潤的南方水稻種植區(qū)面臨水資源短缺的問題，進(jìn)而影響灌溉條件和稻田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，高溫還可能導(dǎo)致水稻生育期提前，增加病蟲害風(fēng)險(xiǎn)，并可能破壞水稻花粉發(fā)育和結(jié)實(shí)率，最終對稻米的產(chǎn)量和品質(zhì)帶來負(fù)面影響[1]。

3.2 氣候變暖對南方水稻種植適宜性的影響

氣候變暖對我國南方水稻種植區(qū)帶來了顯著的影響。研究表明，隨著全球氣候變暖，南方稻區(qū)的活動積溫（日平均氣溫≥10℃）在過去數(shù)十年間明顯增加，比如從1960年—2000年期間增長了324.4℃/d。這一變化導(dǎo)致水稻生長季的長度得以顯著延長，約增加了17.9 d。與此同時(shí)，氣候變暖促使雙季稻的可種植區(qū)北界出現(xiàn)了明顯的北移現(xiàn)象，原本20世紀(jì)60—80年代雙季稻種植主要集中在長江以南地區(qū)，但在進(jìn)入21世紀(jì)后，這一邊界已經(jīng)北移到長江以北地區(qū)，向北推進(jìn)了近300 km，這使得包括四川東北部、貴州東部、重慶、湖北大部、安徽中部以及江蘇南部在內(nèi)的更多地區(qū)成為新增的雙季稻種植適宜區(qū)域。

盡管氣候變暖一定程度上擴(kuò)大了水稻種植的潛在區(qū)域，并可能通過增加積溫和延長生長季節(jié)而有利于某些地區(qū)的水稻產(chǎn)量提升，但它同時(shí)也加劇了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不穩(wěn)定性和產(chǎn)量波動的風(fēng)險(xiǎn)。溫度升高可能導(dǎo)致水資源短缺，特別是若降水量未能相應(yīng)增加以滿足水稻生長所需的水分需求，則會導(dǎo)致灌溉壓力增大。

4 應(yīng)對氣候變暖的策略和措施

4.1 將科技應(yīng)用于水稻種植中

在水稻種植中應(yīng)用科技方法應(yīng)對全球氣候變暖帶來的挑戰(zhàn)，已經(jīng)逐漸成為保障糧食安全和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。我國科學(xué)家經(jīng)過不懈努力，成功培育出能夠抵御高溫環(huán)境的“抗熱水稻”，這種水稻品種能夠在不斷升高的年均氣溫條件下保持穩(wěn)定的產(chǎn)量，從而降低了全球氣候變暖導(dǎo)致的糧食減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。與此同時(shí)，科研人員也在深入探索和改進(jìn)植物光合作用效率。上海市中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心的研究者們?nèi)〉昧艘粋€(gè)重大突破，他們發(fā)現(xiàn)并重新認(rèn)識了D1蛋白在光合作用過程中的作用，這一發(fā)現(xiàn)有助于科學(xué)家開發(fā)新方法提升植物對光能的利用效率，特別是在高溫環(huán)境下，使作物如水稻能在更高的溫度下維持高效的光合作用，進(jìn)而增加糧食產(chǎn)量，以應(yīng)對全球變暖對糧食安全構(gòu)成的挑戰(zhàn)[2]。

4.2 水稻品種改良和選育

4.2.1 抗熱育種

科學(xué)家們致力于培育具有更強(qiáng)耐熱性的“抗熱水稻”品種。例如，中國科學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)在2022年初就報(bào)道了一項(xiàng)研究成果，他們成功定位并克隆了水稻的抗熱性狀相關(guān)基因，并基于此培育出能夠在較高溫度下保持穩(wěn)定產(chǎn)量的新品種。這類水稻能夠在一定程度上抵抗高溫脅迫，確保在氣候變暖條件下依然能夠保持較高的種植效益。

4.2.2 品種改良

改良品種兼顧了高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和多抗性等特點(diǎn)。這意味著不僅要求水稻能在更極端的氣候條件下生存，同時(shí)，還要保證其單位面積產(chǎn)量不降低，甚至有所提升，并且具備抵御多種病蟲害的能力。在實(shí)際操作中，這涉及通過傳統(tǒng)育種方法結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù)手段，比如基因編輯技術(shù)，篩選和整合有利基因以創(chuàng)造適應(yīng)未來氣候環(huán)境的超級稻品種[3]。

4.3 水稻種植田間管理和創(chuàng)新

4.3.1 有選擇地推廣品種

針對溫度升高導(dǎo)致的水稻生長期變化，科研人員正在積極研發(fā)和推廣耐熱性更強(qiáng)的水稻品種，以適應(yīng)更長、更熱的生長季節(jié)。例如，通過基因工程技術(shù)改良后的耐高溫水稻品種，在一定程度上能夠抵御因氣候變暖帶來的不利影響，保障糧食生產(chǎn)安全。

4.3.2 田間管理

在田間管理過程中，推行精確灌溉和水肥一體化管理，以提高水資源利用效率，減少溫室氣體排放。比如，采用節(jié)水灌溉技術(shù)，如滴灌或噴灌，不僅能夠根據(jù)水稻生長階段精準(zhǔn)調(diào)控水分供給，降低對水資源的需求，同時(shí)也能防止過量施肥造成的氮氧化物排放，間接減輕氣候變暖壓力。

4.3.3 優(yōu)化種植模式

優(yōu)化種植模式，實(shí)施稻田生態(tài)系統(tǒng)管理也是重要策略之一。比如，實(shí)行稻魚共生、稻鴨共育等生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，既能充分利用生物多樣性來增強(qiáng)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，抵抗氣候變化的影響，又能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的雙重提升[4]。

5 結(jié)語

氣候變暖對中國南方水稻種植區(qū)的影響是復(fù)雜而多元的，涉及氣溫變化、降水模式、生長季節(jié)等多個(gè)方面。應(yīng)對面臨氣候變暖所帶來的挑戰(zhàn)，在水稻種植過程中應(yīng)用科技方法成為首選，包括培育抗熱性強(qiáng)的水稻品種、改進(jìn)種植管理技術(shù)等。未來，我們需要繼續(xù)加強(qiáng)科研工作，不斷創(chuàng)新技術(shù)，提高水稻抗逆能力，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，為確保糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)性貢獻(xiàn)力量。意識到氣候變暖對水稻生產(chǎn)帶來的挑戰(zhàn)，積極應(yīng)對并探索新的解決方案，是保障南方水稻種植區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

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[2] 陳華，周國.應(yīng)對氣候變暖的農(nóng)業(yè)發(fā)展策略研究[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2022，43（2）：45-50.

[3] 李明，張艷.水稻品種改良研究進(jìn)展及展望[J].作物雜志，2021，36（3）：78-83.

[4] 王軍，楊洋.水稻種植管理技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用研究[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2018，49（6）：123-127.