湖北襄陽地區蝦蟹養殖產業與氣象因子關系研究

劉襄河，孔江紅

（1襄陽職業技術學院，湖北襄陽 441051；2襄陽市農學會，湖北襄陽 441051；3襄陽市漢江水產研究所，湖北襄陽 441029）

0 引言

襄陽地區位于湖北省西北部，屬亞熱帶季風型氣候，氣候溫潤、降水適中、光照充足、雨熱同季、春溫多變、初夏多澇、伏秋多旱、生長季長、嚴寒期短，為蝦蟹養殖提供了有利的氣候條件[1]。近些年來，克氏原螯蝦、南美白對蝦、日本沼蝦、羅氏沼蝦、河蟹等單養、混養或套養模式逐步在襄陽地區開始大力推廣，這不僅適應區域市場消費熱點來滿足消費者需求，而且促進漁民改變常規養殖模式實現增收致富。襄陽地區蝦蟹養殖主要是以池塘、湖泊、水庫、河溝、稻田養殖為主，蝦蟹露天養殖與天氣變化息息相關，蝦蟹引種、繁育、放養、捕撈等受天氣氣候和氣象災害的影響很大，尤其放苗和生長期間異常天氣對蝦蟹存活率、攝食率、繁殖率和病害爆發等因素影響更大。天氣與氣候的變化對蝦蟹類甲殼動物的生命周期有著很重要的影響，而襄陽地區每年3—10月是各類極端災害性天氣高發的季節，蝦蟹易受到低溫、連陰雨、暴雨、大風等災害天氣的影響，極易誘發病害、浮頭甚至泛塘，影響襄陽市蝦蟹養殖的產量及規格。通過分析氣象因子對蝦蟹養殖的影響，漁民若能趨利避害處置異常天氣狀況，則能減少因天氣原因造成的損失。

氣象因子對水產養殖動物的影響可能是某一種氣象要素或多種氣象要素綜合變化累加作用，然而蝦蟹養殖動物種類多、生物學差異大，對氣象因子的要求也不盡相同。已有研究以定性判別氣象因子對水質和蝦蟹養殖的影響以及經驗規律總結為主，徐瓊芳等[2]研究了溫度、光周期對克氏原螯蝦雌蝦及性腺發育以及暴雨洪澇、高溫熱害、低溫冷害等氣象災害對克氏原螯蝦養殖的影響；鄧愛娟等[3-4]研究表明每年春季3—6 月冷空氣發生次數、低溫持續日數、低溫程度和氣溫變幅等影響克氏原螯蝦產量的增減及病害發生；彭榮南等[5]研究了臺風過程氣象因子引發的對蝦養殖場水質突變對對蝦養殖的影響；劉非等[6]研究了溫度、臺風大風、暴雨連陰雨、高溫等災害性天氣對南美白對蝦養殖的影響；袁文藝等[7]探討了洪澇災害、低溫冷害、高溫熱害、干旱災害、大風災害和強對流性天氣等對南洞庭湖區蝦、蟹和臺灣泥鰍養殖的影響；胡安霞等[8]研究了溫度、氣壓、日照、風、降水等氣象因子對河蟹生態養殖的影響。本研究通過分析氣象因子對襄陽地區蝦蟹養殖產業的綜合影響，從氣象的角度研究蝦蟹養殖生產管理要點，全面地認識氣象因子對影響蝦蟹養殖的機制，制定科學有效的養殖管理、預警防預和氣象服務措施來幫助廣大蝦蟹養殖戶減少因天氣因素造成損失。

1 氣象因子對蝦蟹養殖的影響

1.1 溫度與日照

水溫與光照是調控甲殼動物生長、蛻皮、生殖的重要因素，水溫對甲殼動物生長、發育和繁殖影響作用大于光照的影響。水溫是蝦蟹類水生動物生長最重要的環境因子，它不但直接影響對蝦蟹的新陳代謝，同時也會改變養殖水體的環境直接影響動物生長[9]。已有研究與實踐表明（表1），蝦蟹類適應生長的水溫為10～35℃之間，催肥增膘的最佳生長水溫為18～32℃，繁殖水溫為20～32℃，適合苗種放養的平均氣溫≥15℃或以上，在適宜的溫度區間動物生長的速度與溫度成正比。蝦類在水溫在13～18℃時大部分處于少動期，生長零增長；水溫低于13℃時蝦類基本上不進食，水溫低于10℃時出現鉆底、生病、甚至死亡等現象；水溫高于33℃時，蝦塘溶氧量會大幅度減少，池底水草因缺氧會死亡、發酵和腐爛，導致水體中H2S、NH3、NO2等有害物質含量升高，水質、底質環境惡化嚴重影響著蝦類的攝食和生長，也容易造成死亡[10]。蟹類對溫度適應范圍更廣，但其對高溫的適應能力較差，水溫30℃以上蟹類鉆洞入穴的比例大幅提高，蟹種長期在水溫30℃以上易發生性早熟，池塘養蟹高溫季節必須采取降溫措施（如種植水草、提高水位等）[11]。日照也是蝦蟹類生存環境中重要的影響因子，能直接或間接地影響養殖動物的存活率、攝食率、繁殖率和生長速度等[11]。蝦蟹是節肢甲殼動物，周期性脫殼、甲殼生長與形成等都需要依賴日照提供有效積溫來完成，同時日照還有助于蝦蟹池塘中各種微生物、浮游生物進行光合作用。蝦蟹類生產實踐表明，1～2 天無日照對蝦蟹類生長影響不大，但5 天或以上的陰雨天氣就可能誘發蝦蟹類產生疾病或病害爆發[12]。

表1 蝦蟹生長繁殖與溫度的關系

1.2 陰雨和暴雨

低溫陰雨是指平均氣溫低于15℃且連續維持5天或以上，或者平均氣溫低于13℃且維持3天或以上，同時都伴有陰天小雨的天氣類型，是影響蝦蟹養殖的災害性氣象因子之一[18]。對于大部分地區蝦蟹養殖而言，水溫18℃和15℃是最敏感的溫度節點，當水溫低于18℃時，蝦蟹體內包括消化酶和脫殼相關各種酶活性和激素分泌會明顯降低，外觀表現為反應遲緩、活動減少、進食減少；當水溫低于15℃時，蝦蟹基本不進食、少動，潛入池底或塘泥中，抗病能力大減，患病逐漸增多。低溫陰雨天氣直接影響水溫的變化和水中藻類的生長，直接影響著蝦蟹類苗種投放的成活率和蝦蟹捕撈上市期的選擇。降雨也是影響蝦蟹生長的重要因子，直接影響著養殖水體的鹽度、溫度和水質（降雨沖刷致使水變混濁），一般短時小雨、中雨甚至大雨對蝦蟹養殖的影響不大，但是長時間低溫陰雨、“沱子雨”（局部大暴雨100 mm）或連續兩天或以上的暴雨(50 mm)天氣就會明顯影響蝦蟹養殖。連續暴雨是影響蝦蟹養殖的災害性氣象因子之一，大量降水會導致蝦蟹養殖池塘水溫、pH 和鹽度等劇烈變化，尤其表層水體溫度驟降、pH酸化、鹽度分層等現象，同時伴隨氣壓下降導致水體中氧氣析出造成溶氧量降低，誘發塘底H2S、NH3、NO2等有害氣體快速上浮，造成蝦蟹因缺氧或水體酸性增加而產生泛塘。

1.3 風力與氣壓

風力是影響蝦蟹養殖的氣象因子之一，主要通過產生波浪間接影響蝦蟹池塘的溶氧量。一般地2級以下的風力對池塘水體溶氧量影響甚微；3～5 級的風力有利于攪動池水形成波浪加大與空氣交融來增加水體溶氧量，漁民常稱3～5 級的風力為“天然增氧機”；但6級或以上的風力則起負面作用，太大的風會攪亂養殖水體的自然垂直結構，使塘底的糞便雜質、飼料殘餌、有害毒素等向上翻滾引起水體渾濁而危害蝦蟹的生存環境。氣壓也是間接影響蝦蟹養殖的氣象因子之一，天氣變化造成空氣壓強和水汽壓強頻繁增減，引起蝦蟹養殖池塘溶氧量波動變化，直接影響蝦蟹呼吸系統以及蝦蟹活動次數和攝食量，間接性導致蝦蟹浮頭或致病[10]。強對流天氣（對流性大風(≥17.2 m/s)、局部短時強降水(≥20 mm/h)、雷暴和冰雹等災害性天氣）往往會導致氣壓快速降低8～10 hPa，氣溫下降9～12℃，水體表面溫度劇降而池底溫度仍然較高，引起水體上下層對流，使底層低溶解氧水體和有機質翻到水面，有機質分解加速消耗水中氧氣產生大量的CO2、H2S和NH3等有害物質，同時氣壓降低導致水體溶氧大量析出，浮游生物大量死亡產生倒藻，造成水質嚴重惡化，蝦蟹產生應激反應并因缺氧而泛塘。

2 襄陽地區蝦蟹類養殖相關的主要氣象因子分析

2.1 溫度與蝦蟹放苗期及最佳放苗時期的關系

已有研究表明水溫的變化主要受氣溫影響，雖然水溫和氣溫介質熱容量不同，但是水溫和氣溫存在線性相關性[6]。通過襄陽市襄州區龍王鎮閩升特種水產養殖有限公司養蝦基地提供的2015—2019年間3月初到10月底的南美白對蝦養殖池塘水溫數據，與當地自動氣象站的同期氣溫觀測資料數據來確定池塘水溫與氣溫關系，回歸方程即Tw=5.792+0.835×Ta(R2=0.918)，式中Tw為水溫，Ta為日平均氣溫，為蝦蟹類水生動物養殖水溫控制和養殖管理提供科學依據。

從生物學溫度來說，克氏原螯蝦和中華絨鰲蟹開始放苗要求露天池塘的水溫達到18℃以上，根據水溫與氣溫的關系，平均氣溫穩定在15℃以上時可作為克氏原螯蝦和中華絨鰲蟹放苗的開始期；對蝦和沼蝦基本上要求露天池塘的水溫達到20℃開始放苗，根據水溫與氣溫的關系，平均氣溫穩定在18℃以上時可作為對蝦和沼蝦放苗的開始期[6]。以襄陽氣象站公布的近30 年氣象資料進行統計分析（圖1），襄陽日平均氣溫穩定在15℃以上初日為3月25日，日平均氣溫穩定在18℃以上初日為4 月11 日；對蝦蟹養殖區的襄州龍王鎮、谷城冷集鎮和宜城小河鎮等氣象站近10年資料統計分析表明，養殖區日平均氣溫穩定在15℃以上和18℃以上初日在襄陽日平均氣溫穩定日期基本一致，前后相差不超過2天。襄陽地區克氏原螯蝦和中華絨鰲蟹養殖最早放苗日期在3 月25 日后，即在3 月下旬后期放苗，基本能確保日平均氣溫≥15℃；對蝦和沼蝦養殖最早放苗日期在4 月10 日后，即在4 月中旬開始放苗，基本能確保日平均氣溫≥18℃。隨著天氣異常情況出現，每年要看當年的天氣具體情況，溫度是否能平穩過度，針對4月仍偶有冷空氣發生情況，天氣不穩定時放苗具體時間應提前或推后幾天。蝦蟹放苗期通常要求晴好天氣連續3～4 天，在上午10:00 后至下午17:00 前池塘水溫較高時間放苗，蝦蟹幼苗成活率高；放苗期池水深度保持0.6～0.8 m左右的低水位，池塘水位淺有利于水溫升高，能促進水中浮游生物大量繁殖來為蝦蟹幼苗提供天然餌料。

圖1 襄陽市1990—2019年平均每日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫逐日變化圖

2.2 溫度與蝦蟹收獲期及最佳捕撈時期的關系

對蝦和沼蝦的收獲期水溫低于20℃時，即日平均氣溫低于18℃時，蝦生長相對緩慢，日增長速度降低，以氣溫穩定低于18℃以下可作為收蝦的安全下限；克氏原螯蝦和中華絨鰲蟹的收獲期水溫低于18℃時，即日平均氣溫低于15℃時，克氏原螯蝦和中華絨鰲蟹會批量進洞，減少外出活動與攝食，以氣溫穩定低于15℃以下可作為收蝦蟹的安全下限。對襄陽氣象站公布的近30 年氣象資料統計分析顯示（圖1），襄陽日平均氣溫穩定低于18℃以下初日為10月25日，日平均氣溫穩定低于15℃以下初日為11 月6 日，因此襄陽地區蝦蟹的最后捕撈期在10月26日到11月6日之間，具體捕撈時間應根據市場價格和供應情況靈活調整。

2.3 日照時數與蝦蟹養殖的關系

已有研究表明日照時數最主要影響因素是云量和降水日數，年度、四季日照時數與降水日數和云量呈負相關性[19]。襄陽市太陽輻射較為豐富，年度總日照時效為1500～2100 h，近30 年來襄陽市年日照時數平均值為1850 h左右（圖2），年日照百分率為42%左右，同時年際日照時數變化存在季節性差異，春季日照時數呈增加趨勢，這與降水日數及總云量的減少有關；夏、秋、冬季的日照時數變化呈減少趨勢，夏季日照時數的減少是由總云量和降水的增加造成的，秋季日照時數的減少則與降水日數的增加有關，冬季日照時數的減少是由低云量和霧霾日數的增加造成的。襄陽市境內大部分地區光照充足，一般從驚蟄以后日照時數快速增加到立秋以后日照時數逐步減少，3—10 月的月平均日照時數均超過140 h（圖3），日照充足季節正處于蝦蟹類水生動物的生長與繁殖旺季，有利于蝦蟹養殖動物生產潛力的發揮。

圖2 襄陽市1990—2019年日照時數變化及其線性趨勢圖

圖3 襄陽市1990—2019年各月平均日照時數變化分布圖

2.4 低溫陰雨與蝦蟹養殖的關系

已有養殖經驗表明，春秋季冷空氣活動直接影響蝦蟹的生長、繁殖、越冬和抗病能力等，特別低溫陰雨天氣易造成生物冷害，對蝦蟹類養殖影響最大在春季投苗期[20]。近30年來襄陽市春季3月和4月降雨天數平均在(10±2)天（圖4），同時降雨多數表現為連陰雨天氣，通常冷空氣較強、斷崖式降溫，甚至出現雨雪天氣，若氣溫降至10℃以下就會造成低溫冷害，極易造成蝦蟹幼苗批量死亡。襄陽市30 年來降雨統計數據表明，襄陽市春季氣候多變，氣溫起伏較大，易發生倒春寒和強降溫天氣，清明前后常見一次連陰雨天氣導致低溫，因此蝦蟹投苗盡可能安排在清明節后。同時，投苗前要密切關注未來3 天的強冷空氣預報，盡可避免在投苗后出現降溫超過8～10℃，且持續3 天的低溫陰雨天氣；投苗后遇到低溫陰雨天氣，要提前加深養殖塘水位來減小水溫波動。蝦蟹收獲最佳時期在“霜降”之前，最遲不超過“立冬”（約11 月6 日），每年11 月初前后有一次連陰雨天氣，氣溫也會大幅度下降，蝦蟹養殖風險增多。二茬放苗延遲導致蝦蟹收獲推遲的養殖戶，“寒露”節氣后就要持續關注未來7 天的強冷空氣預報，如預報有低于15℃且持續3天的低溫降雨，則要提前幾天快速收獲蝦蟹上市。

圖4 襄陽市1990—2019年春季3—5月降雨天數變化分布圖

2.5 連續暴雨與蝦蟹養殖的關系

近30 年來襄陽地區年平均降水量為880 mm，月均降水量呈兩邊少中間多分布，最大降水出現在7月，接近150 mm，最小降水出現在12 月，接近20 mm（圖5）。1—7 月降水呈持續增長，8—12 月開始逐步下降。1 月和l2 月平均降水量20 mm 左右，2 月和11 月平均降水量不超過50 mm，5—9月汛期降水量占全年降水的70%以上[21]。襄陽地區年平均暴雨日數在2天左右，每年的暴雨日數較少，最大每年8 場暴雨，80%以上的年份都有暴雨天氣出現；年平均大暴雨日數不足1天，最大的大暴雨日數每年只有3場，且大暴雨出現的年份大部分都在20%以下；特大暴雨在1990—2019 年共30 年中出現過1 次。襄陽地區蝦蟹養殖在5—9 月存在暴雨災害風險，因蝦蟹普遍具有趨水流性，喜歡逆水上溯，暴雨或者水中環境不適時，逆著水流逃竄或塘邊棲息，暴雨對蝦蟹類養殖影響很大。暴雨天氣時，河道或水庫上游集中排洪時，常導致池塘連片發生內澇，受淹漫塘致蝦蟹逃逸；暴雨后蝦蟹池塘水體渾濁，鹽度、酸堿度、溶氧量等嚴重下降，水體中各種有害物質不能及時分解而滋生各種病害，對蝦蟹養殖造成很大不利影響[22]。

圖5 襄陽市1990—2019年各月平均降水量分布圖

2.6 大風雷暴與蝦蟹養殖的關系

襄陽市近30年風力大小統計表明，襄陽地區風力狀況以微風為主（風力小于3 級），月均風力大小3～5級日數在2～4 天左右（圖6）。風力主要通過形成波浪攪動水體間接影響池塘的溶氧量，3 級以下的風力對池塘水體溶氧量增加效果甚微，襄陽地區天然風力狀況決定了蝦蟹精養池塘需要安裝合適規格的增氧機；3～5級的風力有利于攪動池水形成波浪加大與空氣交融來增加水體溶氧量，漁民每月可在風力較大的天氣減少增氧機開啟時間。襄陽地區雷暴天氣一般發生在春末、盛夏和初秋高溫高濕季節，雷暴天氣之前會出現天氣悶熱、水氣壓升高和地面氣壓下降等現象，雷暴來臨前后風速突然增大、風向急轉、氣溫急劇下降，出現局部短時強降水(≥20 mm/h)，導致水體表面溫度劇降而池底溫度仍然較高，加之強風攪動作用引起水體上下層對流造成水體渾濁，同時氣壓降低導致水體中溶氧量降低，蝦蟹因缺氧產生應激反應而泛塘。襄陽地區大風災害（風速>17.2 m/s）年平均天數2.3 天，最大年份強對流性天氣6天，近10年對流性天氣平均天數為1.2 天和雷暴天氣平均天數30 天，大風災害和雷暴災害對蝦蟹養殖影響呈減弱趨勢但需要防范。

圖6 襄陽市1990—2019年各月平均風力大小天數比例分布圖

3 襄陽地區蝦蟹養殖的漁業氣象服務及防御措施

3.1 建立健全蝦蟹養殖氣象預警服務系統

結合襄陽地區氣候特點及農業漁業生產氣象服務情況，漁業、氣象、農業等有關部門強化溝通協作，整合農口各部門涉農信息資源來構建聯合防災減災體系，制訂科學有效的蝦蟹養殖指導意見及氣象災害防御措施，健全蝦蟹養殖氣象預報預警服務系統。要根據區域天氣變化趨勢和養殖水面小氣候變化監測情況，提供低溫陰雨、高溫、暴雨、大風、冰雹等漁業氣象災害預報預警服務，通過廣播電視、手機短信、微信、自媒體APP 等平臺及時向廣大漁民發布，減少或避免各類災害性天氣造成漁業生產損失。同時，地方政府推出各項支農惠農政策，組織氣象、保險等部門牽頭落實漁業保險業務和完善漁業氣象災害保險制度，將災害與蝦蟹養殖損失定量化指數化，采用氣象指數保險的形式進行風險保障，積極動員蝦蟹養殖戶參加農業災害保險來降低自然災害損失[23-24]。

3.2 積極完善蝦蟹養殖氣象監測預報體系

襄陽地區近些年蝦蟹養殖規模逐漸擴大，但是養殖戶養殖氣象專業知識比較缺乏，特別是災害性天氣給蝦蟹養殖造成極其不利影響，尤其是在春季放苗、夏季高溫和秋季收獲季節。地方氣象臺若能及時有效的發布天氣預報、災害預警及氣候趨勢預測等有針對性的蝦蟹養殖專業氣象服務，增強蝦蟹養殖區域的監測預警預報體系建設就顯得至關重要，最起碼在災害性天氣來臨前、影響時及過后各時間段給蝦蟹養殖戶提供正確應對措施，能有效地減少災害造成損失。氣象部門應及時與漁業部門合作安裝蝦蟹養殖小氣候觀測站，運用遙感技術RS、地理信息系統GIS、全球定位系統GPS 及物聯網技術對襄陽地區蝦蟹養殖區域的溫度、濕度、風向、風速、氣壓、雨量、光照等氣象因子進行實時實地跟蹤性氣象觀測和數據共享[25],同時結合往年的養殖成敗情況，將氣候條件與蝦蟹生長狀況有機結合，充分了解氣候因子與蝦蟹生長環境之間關聯性，建立蝦蟹養殖氣象指數預報方法[26]；聘請漁業專家就氣象因子造成蝦蟹養殖問題做出有效的措施建議，搭建個性化、智能化、直通式、智慧型蝦蟹養殖專業氣象服務平臺，讓蝦蟹養殖戶能有效地應用氣象部門發布的災害性天氣信息進行提前預防[27]。

3.3 科學落實蝦蟹養殖氣象預報服務要領

氣象部門在給蝦蟹養殖戶提供專業或專用的氣象服務必須掌握預報和服務要領，同時蝦蟹養殖戶也要高度重視天氣預報信息的收集和使用[10]。在蝦蟹投苗期（清明節前后15天），氣象部門密切關注和跟蹤北方強冷空氣運動情況，利用T7、EC和T639數據資料具體分析有無低溫陰雨天氣并及時提供給蝦蟹養殖戶，便于漁民有針對性地選擇蝦蟹幼苗投放的最佳時機。每年5—8 月是蝦蟹成長最快的時期，也是連續暴雨、大風、強對流天氣等高影響和致災期，要重點跟蹤強對流云團及時向蝦蟹養殖戶提供暴雨大風信息。每年9—10 月是蝦蟹收獲的關鍵期，要做好強降溫天氣預報，提前3 天向蝦蟹收獲延遲的漁民預報預警大風降溫信息。蝦蟹養殖戶在養殖場增設水質監測相關設備，每天測量水溫、溶解氧、pH 等指標，及時根據氣象部門發布氣象服務信息進行調整，特別是暴雨來臨前要檢查和加固堤壩以防垮壩或崩塘，多開增氧機提高水體溶氧量，適時全池潑灑增強蝦蟹體質免疫力的藥物，暴雨期間要加大巡塘以防突發災害，暴雨后要及時啟動增氧機并檢測水質，增施生石灰、潑灑增氧劑、抗應激制劑和微生態制劑等快速改善水質和底質[28]。

4 結論與建議

襄陽地區溫度適宜、雨水豐富、氣候溫潤、日照充足、氣象災害相對較少為蝦蟹養殖提供了良好的氣候條件。襄陽地區影響蝦蟹養殖的6個主要氣象因子是溫度、日照、陰雨、暴雨、風力和氣壓，主要氣象災害是低溫陰雨、連續暴雨、強對流天氣。襄陽地區極端天氣較少，但是蝦蟹養殖受災害性天氣影響較大。襄陽地區氣象部門應根據蝦蟹養殖周期作好中長期天氣氣候預測，加強短期天氣預報預警服務，特別是及時將氣象預報預警服務和防范措施傳達到漁民；漁民養殖全程必須高度重視氣象部門預警信息的應用，積極主動防御氣象災害，減輕氣象災害造成蝦蟹養殖損失，蝦蟹養殖災害保險不可輕視。蝦蟹養殖最適宜生長的氣溫在18～32℃之間，襄陽地區春季蝦蟹放苗最適時機是清明節后，秋季收蝦最佳期在霜降之前（10 月底），如要在清明節前投苗或在立冬節氣后收獲，必須關注和防范可能出現的低溫陰雨或強降溫天氣。