惠水縣1980一2020年氣候變化特征及其對水稻產(chǎn)量的影響

在全球氣候變化的大背景下，極端天氣已成為當今世界各國面臨的重大挑戰(zhàn)，其發(fā)生率、強度均不斷提高，持續(xù)時間也在延長[1]。大部分中國人以水稻為主食，但氣候變化導(dǎo)致我國水稻產(chǎn)量不穩(wěn)定問題日益突出，直接影響到我國的糧食安全，因此研究氣候變化對水稻產(chǎn)量的影響顯得尤為必要。研究表明，降水量、日照時數(shù)和氣溫對中國水稻產(chǎn)量的影響具有較強的地域分布差異[2-6]。降水增多有利于我國西南地區(qū)、西北地區(qū)及青藏地區(qū)等地的水稻增產(chǎn)；日照時間延長有利于我國西南及東北地區(qū)的水稻增產(chǎn)；增溫對長江中下游地區(qū)、華南地區(qū)、西北地區(qū)等均有正面效應(yīng)，而對西南地區(qū)、東北地區(qū)及黃淮海地區(qū)則表現(xiàn)出明顯的負面效應(yīng)[?；菟h地處西南地區(qū)，位于貴州省中南部，水稻是惠水縣秋糧的重要來源，因此分析惠水縣1980一2020年的氣候變化特征及其對水稻產(chǎn)量的影響具有重要意義。

1數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

收集1980一2020年惠水縣國家基本氣象站地面氣象觀測資料，包括平均氣溫、降水、日照等數(shù)據(jù)，利用《惠水縣志（1978—2015）》《惠水年鑒》及惠水縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局提供的統(tǒng)計資料，獲得惠水縣1980—2020年的水稻種植面積和產(chǎn)量數(shù)據(jù)。

1.2 研究方法

利用最小二乘法擬合一元線性回歸方程 y（t）=at+b 估算氣候傾向率，y為時間序列對應(yīng)的氣候要素值，t為時間序列， a 為線性回歸所得斜率，b為截距，將10（ _a 的10倍）作為氣候要素傾向率（該數(shù)值可描述氣候要素隨時間序列的變化趨勢）， alt;0 表示氣候要素隨 t 呈下降趨勢， agt;0 表示氣候要素隨t呈上升趨勢[8]

2 結(jié)果與分析

2.1氣候要素的變化特征

圖1為1980一2020年惠水縣平均氣溫、降水量、日照時數(shù)的年際變化趨勢和水稻單產(chǎn)量的變化情況。從圖1a可以看出，平均氣溫呈逐年上升趨勢，1980—2020年平均氣溫氣候傾向率為 年，升高趨勢較為明顯，這是全球變暖大背景下不可避免的問題。圖1b和圖1c顯示降水量和日照的年際變化趨勢不明顯，降水量呈上升趨勢，但降水量年際波動比較大，最低為 811.4mm（2013） 年），最大為 1641.3mm（2020 年），主要原因在于貴州省降水受地質(zhì)地貌和季風的影響較大[9?；菟h位于貴州省的中南部，每年季風強度直接影響惠水縣的降水量；日照時數(shù)總體呈下降趨勢，主要原因在于人為活動導(dǎo)致大氣氣溶膠濃度的提高，削弱了太陽直接輻射，次要原因是觀測環(huán)境逐漸惡化。1990一2005年日照時數(shù)較少，之后逐漸增多，2010—2016年大幅減少，2017年以后趨于穩(wěn)定。圖1d顯示，1980—2020年水稻單產(chǎn)量總體上呈增加趨勢，1990—2010年呈明顯上升趨勢，2010年單產(chǎn)量達到最高，2011年迅速減少，之后波動較小并逐漸趨于穩(wěn)定。從圖1可以看出，水稻單產(chǎn)量年際變化趨勢與日照時數(shù)年際變化趨勢較為相似，呈現(xiàn)明顯的負相關(guān)關(guān)系。

圖2是惠水縣1980一2020年氣溫、降水量、日照時數(shù)的月變化曲線。圖2a顯示，惠水縣7月平均氣溫最高，圖2b顯示，惠水縣6月降水量最多?？梢?，惠水縣的氣候基本是雨熱同期?；菟h降水量年內(nèi)分布不均，兩頭少、中間多，容易出現(xiàn)秋冬春連旱的情況。圖2c中，日照時數(shù)呈雙峰值變化趨勢，即5月和8月，8月日照時數(shù)最多。1一5月日照時數(shù)逐漸增多，6月是惠水縣降水量最多的月份，6月的降水云團導(dǎo)致到達地面的太陽直接輻射減少。由此可見，惠水縣6月的日照時數(shù)減少，6月以后日照時數(shù)逐漸增多，8月達到峰值，秋冬季逐步減少。

2.2氣候變化對水稻產(chǎn)量的影響

惠水縣種植一季稻，主要發(fā)育期為4月底至9月，利用水稻產(chǎn)量與發(fā)育期的氣溫、降水量和日照時數(shù)進行回歸分析，得到表1。總體來看，惠水縣水稻產(chǎn)量與氣溫呈正相關(guān)。水稻是喜溫作物，在一定范圍內(nèi)氣溫升高，水稻生長越好，產(chǎn)量越高。其中，水稻產(chǎn)量與7、8、9月的氣溫呈明顯的正相關(guān)，此時水稻處于拔節(jié)孕穗期到成熟期，溫度較低會導(dǎo)致水稻葉片失綠變黃，影響水稻的光合作用和灌漿，降低其產(chǎn)量和品質(zhì)。成熟期一般要求平均氣溫為 20-30°C ，而惠水縣9月平均溫度是 20.96^°C ，適宜水稻生長。

水稻產(chǎn)量與5、8月的降水量呈負相關(guān)，其余月份呈正相關(guān)。水稻在生長過程中需要獲得大量水分，特別是分蘗期和孕穗期，充足的水分有利于水稻分蘗為旺苗，在孕穗期給植株葉鞘、葉片、葉枕等組織提供充足的水分，進而提高結(jié)實率。6一7月是惠水縣水稻的分蘗期和拔節(jié)孕穗期，降水量越高，秧田水分越充足，水稻分蘗越多，結(jié)實率和產(chǎn)量越大。5月水稻時處于出苗和3葉期，過多的降水導(dǎo)致秧田的溫度較低，不利于水稻出苗和生長，導(dǎo)致水稻出苗率低，進而降低水稻產(chǎn)量。8月水稻處于抽穗和乳熟期，需要控制秧田的土壤含水量，過高的含水量容易造成水稻空殼，進而導(dǎo)致水稻減產(chǎn)。

水稻產(chǎn)量與6月的日照時數(shù)呈明顯的負相關(guān)。6月惠水縣的水稻處于移栽返青期和秧田分蘗期，日照時數(shù)越多，秧田的水分流失較快，土壤含水量降低，移栽后的秧苗也不容易成活，分蘗期的秧苗也會減少分蘗數(shù)量，減慢分蘗速度；同時，6月的降水量全年最高，高溫高濕的環(huán)境容易引發(fā)病蟲害，從而減少水稻產(chǎn)量。

3結(jié)論

（1）惠水縣氣溫增高趨勢明顯，這與全球變暖的趨勢一致，水稻產(chǎn)量與氣溫總體呈正相關(guān)，在一定范圍內(nèi)，氣溫升高有利于提高水稻產(chǎn)量。

（②降水量和日照時數(shù)的變化趨勢不明顯，但降水量的年際波動較大?；菟h氣候具有雨熱同期的特點，并且降水量年內(nèi)分布不均，容易出現(xiàn)秋冬春三季連旱的情況，當秋冬季降水較少時，春季種植人員需要做好秧田蓄水工作。

（3）日照時數(shù)年際變化呈現(xiàn)減少趨勢，水稻產(chǎn)量與日照時數(shù)呈明顯的負相關(guān)，日照時數(shù)減少有利于提高水稻產(chǎn)量。水稻產(chǎn)量與7、8、9月的溫度呈正相關(guān)，此時是水稻發(fā)育的關(guān)鍵期，也是惠水縣全年氣溫較高時期，有利于水稻的生長發(fā)育。降水量和日照時數(shù)主要影響水稻的分蘗期和拔節(jié)孕穗期（6一7月），在此期間降水量增多，日照時數(shù)減少，有利于水稻分蘗和拔節(jié)孕穗。

綜上，惠水縣的氣溫、降水量、日照時數(shù)在水稻發(fā)育的關(guān)鍵期較為適宜，但6一7月的溫度和降水量均較高，水稻種植人員需注意防范高溫高濕環(huán)境下出現(xiàn)的病蟲害，及時進行誘捕和噴灑農(nóng)藥。

參考文獻

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