天長市氣候資源分析與水稻生長期氣候區(qū)劃

王德燕 張輝 倪克瑩

摘要 ? ?為更好地做好農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)，本文分析了天長市光、熱、水等氣候資源和水稻的生育特點(diǎn)，構(gòu)建了天長水稻氣候適宜度模型，制作了水稻生長期氣候區(qū)劃。結(jié)果表明，天長市水稻全生育期溫度適宜度最大，日照適宜度次之，降水適宜度最小。天長地區(qū)水稻生育期熱量、雨量、日照資源充沛，能滿足水稻生長需求，其中天長東南部和西北部是水稻最適宜種植區(qū)，其他地區(qū)為適宜區(qū)。

關(guān)鍵詞 ? ?氣候資源;氣候區(qū)劃;水稻;安徽天長

中圖分類號 ? ?P463.3 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）17-0185-03 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

天長市地處江淮分水嶺，土地總面積1 751.4 km2，其中，耕地面積59 159 hm2。水稻是天長市主要農(nóng)作物，種植面積5.73萬hm2。天長屬于江淮丘陵向蘇北平原過渡地帶，地勢由西南向東北傾斜，西南部丘陵起伏，東北部多平原;周邊及境內(nèi)湖泊、水庫較多，以東邊的高郵湖最大，白塔河橫穿整個天長。季風(fēng)氣候特征明顯，四季分明、氣候溫和、光照充足、雨量適中、旱雨兩季分明，但降水時空變化大，災(zāi)害性天氣比較頻繁。本文分析了天長市氣候資源，研究了影響水稻生長發(fā)育的氣候因子，構(gòu)建了天長水稻氣候適宜度模型，制作了水稻生長期氣候區(qū)劃，以期更好地做好氣象服務(wù)。

1 ? ?水稻生長期概述

1.1 ? ?水稻生長平均發(fā)育期

根據(jù)2000—2016年天長市農(nóng)業(yè)氣象站水稻生長平均發(fā)育期數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)厮静シN期4月24日，出苗期4月30日，三葉期5月11日，移栽期6月5日，返青期6月9日，分蘗期6月18日，拔節(jié)期7月22日，孕穗期8月1日，抽穗期8月11日，乳熟期8月26日，成熟期9月23日。

1.2 ? ?水稻主要生育期三基點(diǎn)溫度

天長市水稻主要生育期三基點(diǎn)溫度如表1所示。

2 ? ?天長市氣候資源分析

2.1 ? ?日照

1981—2010年天長市年平均日照時數(shù)為1 972.9 h，日照時數(shù)年變化以夏季最多，冬季最少，春秋季居中。其中，夏季各月日照時數(shù)的多少與雨帶由南而北的推進(jìn)有關(guān)，日照時數(shù)一般是8月最多，這與一般年份7月出梅有關(guān)。

2.2 ? ?氣溫

2.2.1 ? ?平均氣溫。根據(jù)1981—2010年天長市氣溫數(shù)據(jù)可得，4月、5月、6月、7月、8月、9月、10月的平均氣溫分別為14.9、20.6、24.4、27.5、26.9、22.7、17.3 ℃，年平均氣溫15.3 ℃，全年平均氣溫高于10 ℃的月份為4—11月（共8個月），4—10月總平均氣溫22 ℃。

2.2.2 ? ?積溫。積溫是適用于農(nóng)業(yè)上的概念，指某界限溫度的初、終日間日平均溫度的累積值。由于水稻生長的最低溫度大約為10 ℃，因而統(tǒng)計了天長日平均氣溫穩(wěn)定通過10 ℃的積溫，結(jié)果如表2所示。可以看出，天長日平均氣溫通過10 ℃的積溫初日出現(xiàn)在3月30日，終日出現(xiàn)在11月14日，積溫為4 939.2 ℃。從熱量條件來看，天長市適宜種植水稻。但水稻的分布還受自然降水、水利條件和土壤結(jié)構(gòu)的制約。其中雙季稻分布受溫度的嚴(yán)格限制，考慮到80%安全保證率及其他生產(chǎn)因素，≥10 ℃的積溫在5 000 ℃以上是雙季稻種植的重要條件之一。因此，天長市適合單季稻種植。水稻屬喜溫好濕的短日照作物，全生育期≥10 ℃積溫2 000～4 000 ℃即可滿足生長需求，天長市水稻區(qū)積溫條件已處于其上限，同時平均氣溫也滿足三基點(diǎn)溫度。

2.3 ? ?降水

1981—2010年天長市年平均降水量1 073.5 mm。年降水量的分布以夏季最多，為548.5 mm;春季多于秋季;冬季最少，為110.4 mm。雨量最多的月份為7月，夏季雨量（6—8月）占年雨量的50%以上（圖1）。

2.4 ? ?光溫水的配合

天長市屬季風(fēng)氣候，總體上呈現(xiàn)光溫水同升降的變化趨勢，有利于農(nóng)作物的生長發(fā)育和開花結(jié)實(shí)。由圖2可以看出，雖然光溫水的年變化曲線均呈單峰型，總趨勢一致，但不完全同步。光溫水夏季（6—8月）最豐，7月為最大（高）值。

3 ? ?水稻生長期氣候適宜度分析及氣候區(qū)劃

3.1 ? ?溫度適宜度模型

根據(jù)有關(guān)人員的研究，引入溫度條件的反映函數(shù)[1-2]，定量分析熱量資源對水稻各生育期生長發(fā)育的滿足程度，建立溫度適宜度模型：

式中，F(xiàn)（Tij）為第j年第i生育期溫度適宜度，tij為第j年第i生育期平均溫度，t1、t2、t0分別是對應(yīng)時期作物生長下限溫度、上限溫度和平均適宜溫度（表3）。拔節(jié)-孕穗期、抽穗-開花期若連續(xù)10 d出現(xiàn)最高氣溫≥35 ℃、平均氣溫≥30 ℃的高溫?zé)崂耍瑲夂蜃畈贿m宜，即F（Tij）=0。

3.2 ? ?降水適宜度模型

降水是作物水分與土壤水分的主要來源，作物生長的好壞、產(chǎn)量的高低與降水密切相關(guān)。為評價降水對水稻生長的影響，建立降水適宜度模型：

F（Rij）=Rij /R0 ? Rij

式中，F(xiàn)（Rij）為第j年第i生育期降水適宜度，Rij為j年第i生育期降水量，R0為對應(yīng)生育期生理需水量（表1）。分蘗期或拔節(jié)-孕穗期若降水量超過400 mm，常出現(xiàn)漬澇或內(nèi)澇;不足30 mm，往往遭遇大旱，氣候均為最不適宜，即F（Rij）=0;而抽穗-開花期或灌漿-成熟期遭遇≥10 d的連陰雨，氣候最不適宜，即F（Rij）=0。淮河以南水稻全生育生理需水折合降水量約700 mm，其中播種-三葉期、移栽-返青期、分蘗期、拔節(jié)-孕穗期、抽穗-開花期以及灌漿成熟期生理需水量分別占14%、15%、24%、23%、14%及10%。

3.3 ? ?日照適宜度模型

天長市日照時數(shù)的70%與安徽省日照時數(shù)多年平均值相當(dāng)。鑒于此，建立日照適宜度模型：

式中，F(xiàn)（Sij）為第j年第i生育期日照適宜度，sij為第j年第i生育期日照時數(shù)，n為該生育期日數(shù)，s0為第i生育期日平均日照需求的臨界值，b為系數(shù)（表3）。

從7個區(qū)域站30年資料分析得出水稻全生育期溫度、降水、日照適宜度均值，結(jié)果如圖3所示。可以看出，水稻全生育期適宜度溫度最大，日照次之，降水最小。表明天長地區(qū)水稻生育期熱量資源充沛，能滿足水稻生長需求，但夏季高溫?zé)岷Ξa(chǎn)量影響較大;降水量年際波動大，旱澇災(zāi)害頻繁，是水稻生產(chǎn)主要的限制因子[3-5]。

水稻全生育期的溫度、降水適宜度空間分布（圖4、5）。為了精確評估溫度、降水及日照對氣候適宜度的不同貢獻(xiàn)，綜合加權(quán)得到氣候適宜度[6-8]，水稻全生育期的氣候適宜度空間分布如圖6所示。可以看出，天長地區(qū)水稻生育期熱量、雨量、日照資源充沛，能滿足水稻生長需求[9-12]，其中天長東南部和西北部為水稻最適宜種植區(qū)，其他地區(qū)為適宜區(qū)。

4 ? ?結(jié)論

綜上所述，天長地區(qū)水稻全生育期溫度適宜度最大，日照適宜度次之，降水適宜度最小。天長地區(qū)水稻生育期熱量、雨量、日照資源充沛，能滿足水稻生長需求，其中天長東南部和西北部為水稻最適宜種植區(qū)，其他地區(qū)為適宜區(qū)。

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