江蘇河蟹氣象災害分析及防御措施

林海，張旭暉，時冬頭，王雪燕，任義方，錢鈺林，黃玲玲

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

江蘇河蟹養殖年產量與產值約占全國總量的50%，是國內養殖面積與影響力最大的優質河蟹主產區。河蟹養殖是露天生產，氣象災害直接影響河蟹產量、品質和養殖者經濟效益。2020年早春至梅雨之前，氣象條件對放養初期、第一至第三蛻殼期間的河蟹生長較為有利，但受“新冠肺炎”疫情影響，部分地區蟹種越冬培育期變長且管理不善，蟹種投放時間整體推遲，幼蟹整體長勢偏弱。6月起，43 d的超長梅雨，8月持續高溫與9月上旬偏高氣溫，暴雨洪澇、悶熱災害、高溫熱害不斷出現，養殖環境較差，河蟹體質下降，病害重，病死率高。盡管9月中旬起天氣好轉，但河蟹養成規格、產量及品質總體不如往年，屬于減產氣候年景。2020年江蘇省河蟹總產量約30萬t，約80%受訪河蟹養殖戶養殖單產較2019年降低20%～30%。

現采用江蘇省氣象觀測資料和河蟹生態環境監測數據，基于以隸屬度等技術構建的河蟹高溫熱害、悶熱災害評估模型，分析2020年江蘇省河蟹減產氣象成因，結合大災之年少減產或小豐收的生產事例，提出了河蟹養殖高溫及悶熱災害防御措施，為河蟹養殖安全生產提供參考。

1 數據來源與方法

1.1 數據來源

1.1.1 氣象數據

2020年江蘇省70個基本氣象站觀測數據，包括逐日氣溫、降水量、日照時數、相對濕度、氣壓和風速，由江蘇省氣候中心提供。

1.1.2 監測數據

河蟹養殖水體環境數據來源于高淳永勝圩河蟹生態環境自動觀測站。水溫觀測設備使用江蘇省無線電科學研究有限公司ZQZ-A自動分層水溫觀測儀，分別觀測水面、水下10，40，60 cm和水底5個深度層次的水溫；溶解氧采集使用美國Campbell公司CS511型傳感器，測量水下40 cm深度和水底2個深度層次的數據。上述要素每10 min記錄一次，每天連續記錄144次，每小時記錄1次正點值、小時內最高值和最低值。

1.1.3 河蟹生產信息

2020年江蘇河蟹生產、產量、經濟效益數據及銷售情況，由江蘇省河蟹產業體系4個漁情監測點（興化、高淳、昆山和金壇）、江蘇省淡水養殖氣象服務團隊及河蟹養殖委托觀測點、相關市區河蟹典型養殖戶隨訪調查等匯總而來。

1.2 高溫熱害和悶熱災害綜合指數確定方法

文獻[7-8]表明，引發河蟹高溫熱害的主要氣象因素是高溫強度及其持續時間、降水和日照，由此4要素構建了河蟹高溫熱害風險指標，設逐日單因子高溫熱害風險指數μ）（=1為最高氣溫、=2為高溫持續天數、=3為降水量、=4為日照時數）。各氣象因子的具體風險指數用隸屬度模型構建可表示為：

式中：和為對應氣象因子高溫熱害發生和加重時的臨界值。

逐日高溫熱害綜合指數計算公式如下：

考慮高溫期各氣象要素對河蟹的影響特點，利用層次分析法和專家打分法給出影響權重a、a、a、a、a的值，依次為0，0.50，0.35，0.10和0.05。根據河蟹養殖資料和對應的同期高溫熱害綜合指數統計分析，將其高溫熱害分成3個等級。

文獻[11]表明，最高氣溫不高，但微風、低壓和高濕的悶熱天氣同樣威脅河蟹生長，將日最高氣溫≥28℃、日平均相對濕度＞80%、日平均氣壓＜1 010 hPa且悶熱指數≥0.1統計為悶熱災害天氣，同理使用隸屬度構建河蟹悶熱災害風險指數μ）（=1為日平均氣壓、=2為日平均相對濕度、=3為日平均氣溫、=4為日照時數、=5為日平均風速），權重系數依次為0.30，0.30，0.30，0.05和0.05，悶熱災害等級劃分標準見表1。

表1 河蟹高溫熱害及悶熱災害等級劃分標準

2 結果與分析

2.1 超長梅雨特征及對河蟹的影響

2.1.1 梅雨特征

2020年6月9日，淮河以南地區入梅，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43 d，列為1961年有氣象記錄以來第二位。淮河以南地區平均梅雨量582.5 mm，為有氣象記錄以來第二高值（僅次于1991年738.8 mm）。梅雨期間平均每天日照時數：蘇北養殖區（洪澤、鹽城、興化）1.8～2.9 h，蘇南養殖區（吳中、昆山、高淳、金壇）1.4～2.7 h，大部分地區創近60年同期新低。

2.1.2 梅雨期河蟹悶熱災害特征

根據悶熱災害指標計算模型和災害等級判別標準，計算各代表站點逐日悶熱災害指數，判別悶熱災害等級（表2）。

由表2可見，2020年梅雨期，蘇南養殖區悶熱災害日數為11～17 d，蘇北養殖區為7～10 d，明顯多于往年（常年不足5 d）。從地區分布看，高淳災害發生程度最重，該地悶熱災害日數16 d（比全省最多的吳中少1 d），其中重度等級災害天數11 d。從最大悶熱指數看，最嚴重的1 d出現在興化，最大悶熱指數達到0.96。

表2 2020年江蘇代表站點梅雨期悶熱災害指數及各災害等級天數

2.1.3 梅雨對河蟹生長的影響

（1）悶熱天氣。河蟹生長需要穩定的水體環境，持續降雨引起養殖水體水位、pH值、浮游生物群落、上下水層溶解氧等因子劇烈波動，溶解氧質量濃度明顯降低，加劇河蟹傷亡。高淳河蟹生態自動觀測站數據顯示，梅雨期間，40 cm水深的日最低溶解氧質量濃度大多低于4 mg/L，其中14 d內出現過1～9 h溶解氧質量濃度低于1 mg/L（圖1）。7月5日，水中溶解氧質量濃度持續偏低（圖2），從7月4日23：00至次日06：00，持續6 h溶解氧質量濃度＜1 mg/L，07：00略有回升，08：00—10：00再次跌到1 mg/L。由于觀測設備安裝在蟹塘進水端，水質條件優于其他養殖區域，大部分養殖區域水草無法進行光合作用，多爛根、下沉，導致溶解氧質量濃度更低。河蟹長期處于缺氧及受脅迫狀態，攝食較少，蛻殼困難，蛻殼傷亡大，且水癟子病等病害發生率高。不僅在高淳區，其他養殖區普遍出現傷亡率高、病害重的情況，如興化養殖基地，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殖池塘，利用地籠檢查發現，約有20%的河蟹行動遲緩，四肢空軟無力，肝胰腺發白，功能退化。

圖1 2020年6月9日—7月21日高淳河蟹生態環境自動觀測站40 cm水深日ρ（溶解氧）變化

圖2 2020年7月4—5日高淳河蟹生態環境自動觀測站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，最為嚴重的高淳區，7月20日上午因安徽當涂縣石橋鎮南圩決堤，洪水涌入陽江鎮勝利圩，超過1 000 hm河蟹養殖區受淹，直接經濟損失約3.58億元。少數蟹塘未被淹，養殖戶因擔心被外源水污染，采取蓄水增加內塘口水位措施，引起池塘水質變化，影響了河蟹正常生長，部分養殖塘口出現河蟹傷亡現象，平均每667 m日傷亡2～3只。

2.2 持續高溫特征及影響

2.2.1 持續高溫

受副熱帶高壓控制，8月份江蘇出現持續大范圍高溫天氣，1—3日、5—7日高溫天氣持續時間較短、范圍較小，9—25日影響范圍大且持續時間長，其中15—19日淮河以南大部地區都出現了高溫。8月蘇南養殖區高溫日數為14～21 d，蘇北養殖區為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33℃，蘇南部分地區達35～36℃。

2.2.2 高溫熱害

根據高溫熱害指標計算模型和災害等級判別標準，計算4個典型監測區8月1日—9月10日高溫熱害指數，判別高溫熱害等級（圖3）。由圖3可見，8月1日，蘇南養殖區高溫熱害指數均在0.5以上，達到中度高溫熱害，蘇北各地也在0.25以上，其后2 d，高溫熱害指數維持在較高水平；11—25日，高溫熱害指數再次升高，陽澄湖養殖區12日開始持續10 d達到中度高溫熱害（其中7 d重度），固城湖及長蕩湖養殖區中度以上高溫熱害也超過7 d，蘇北受災程度相對較輕，中度以上高溫熱害為4～5 d，但在19日大多也達到重度等級。此外，9月上旬蘇南養殖區仍有2～3 d的輕度高溫熱害，這在歷史上并不多見。

圖3 2020年8月1日—9月10日高淳、昆山、興化、金壇河蟹高溫熱害指數

2.2.3 高溫對河蟹的影響

（1）蟹塘溶解氧質量濃度低、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，高淳河蟹生態環境自動觀測站各水層各時次平均水溫變化見圖4。由于空氣與淺層水之間的熱量交換比較頻繁，上層水溫對氣溫變化的響應最快，日變化幅度最大。10 cm深水溫16：00達到最高，此時上下層溫差最大，達4℃，底層在18：00才達到高峰，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達到最低值，但也達到了29.9℃，超過了河蟹適宜生長的溫度，影響其正常生長。

圖4 2020年8月1日—9月10日高淳河蟹生態環境自動觀測站不同深度各時次平均水溫變化

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圖5。由圖5可見，水溫持續偏高，直至9月6日才回落到適宜的生長溫度。其間出現了3個高峰期，第一高峰期在8月1—5日，8月3日最高水溫高達38.6℃，最低水溫也高達30.6℃；第二高峰期在8月15—21日，8月20日最高水溫達35.2℃，最低水溫也高達31.5℃；第三高峰期在8月25—26日，最高水溫達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日高淳河蟹生態環境自動觀測站60 cm深水溫日變化

（2）河蟹蛻殼時間延長，病害重，病死率高。8月高溫熱害造成蟹塘水草死亡，水體自凈功能降低，水環境長期處于非平衡狀態，保草調水難度增加。因持續陰雨處于亞健康狀態的河蟹生存難度加大，個體生長差異大，蛻殼時間延長，“四殼”和“五殼”界限不清，病死率高。如高淳區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，輕度高溫熱害造成河蟹蛻殼困難，甚至出現蛻殼不遂現象，殘蟹、軟腳蟹多于往年。

極端天氣導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，河蟹水癟子發病率最高，約30%，病死率約75%。病而未死的河蟹基本無法銷售、食用。

3 災害防御措施

3.1 災害防御技術

3.1.1 調控水位

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

圖6 河蟹養殖池塘逐月適宜水位變化

3.1.2 調節水質

以水草、螺蚌等生物凈化手段為主、微生物調節為輔，總體堅持“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。根據蟹池水質變化，適時適量選用生石灰、EM菌及芽孢桿菌等有益微生物制劑，改善水質。

3.1.3 改良底質

冬季對蟹塘進行清塘消毒和曬塘凍土，適當翻耕以改良土壤。高溫季節應避免剩余殘餌沉底，降低池塘底部有機負荷，可定期使用底質改良劑。

3.1.4 科學投飼

“定時、定點、定質”投喂，高溫季節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，降低水質腐敗及河蟹發病概率。悶熱天氣時少投甚至不投餌料，水溫超過35℃時停止喂食。

3.1.5 管理水草

高溫季節來臨前，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，促進自然增氧。高溫時期減少對水草的人為擾動，以免影響整塘水質。

3.1.6 適時增氧

根據天氣變化情況，適時開啟增氧設施。遇到悶熱天氣，傍晚開啟微孔管道增氧機至次日早晨，22：00開啟增氧機至次日天亮。使用藥物殺蟲、消毒與調節水質時，也開啟增氧機。

3.1.7 防病治蟲

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

3.2 氣象災害監測與預警

加強河蟹悶熱災害、高溫熱害跟蹤監測預警與評估，梅雨期和夏季高溫期，要加大服務密度。根據氣象和河蟹生態環境監測數據，利用高溫熱害（悶熱災害）計算模型，判別前期災害發生等級。根據省臺精細化預報產品，預測未來一周災害指數，推算未來災害等級。結合河蟹生長情況、池塘水體環境和預測結果，聯合氣象業務人員、漁業技術人員、生產一線人員多方會商后，及時發布災害監測、預警與評估信息和應對措施，降低極端災害天氣帶來的不利影響，為生產部門是否采取防控措施提供決策依據。