2020年福清氣候?qū)υ绲境樗牍酀{的影響分析

陳源高，黃嚇麗

福清市氣象局，福建福清 350300

水稻是一年生禾本科植物，葉長(zhǎng)而扁，圓錐花序由許多小穗組成。所結(jié)子實(shí)即稻谷，去殼后稱為大米或米，是世界上近50%人口的主食。水稻這一古老的作物除可食用外，還可以用于釀酒、制糖、工業(yè)原料，稻殼、稻稈也有很多可利用的價(jià)值。

福建省位于中國(guó)東南沿海，地處亞熱帶，屬于溫暖濕潤(rùn)型亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，適宜種植水稻，種植面積位居糧食作物第一位。水稻也是福清的主要糧食作物，早稻種植面積約107 km2。水稻品質(zhì)和產(chǎn)量與氣候的關(guān)系密切，在適宜的氣象條件下水稻長(zhǎng)勢(shì)較好，能增加產(chǎn)量。2020年夏季福清氣候異常，部分鎮(zhèn)街早稻出現(xiàn)白穗病害，高溫干旱對(duì)部分鎮(zhèn)街處于抽穗灌漿期缺少灌溉條件的早稻造成不利影響。

1 資料與方法

2020年日平均氣溫、日最高氣溫、降雨量，以及1981—2010年30年的氣候資料來(lái)源于福清國(guó)家氣象觀測(cè)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)，區(qū)域自動(dòng)氣象站資料來(lái)源于福清市氣象局在全市布設(shè)的38個(gè)區(qū)域自動(dòng)氣象站的觀測(cè)數(shù)據(jù)，早稻病害資料來(lái)源于福清市植保植檢站，早稻受災(zāi)圖片來(lái)源于人保財(cái)險(xiǎn)福清支公司。

本研究采用1981—2010年30年的平均值作為氣候評(píng)價(jià)基準(zhǔn)值，氣溫、降雨量和季節(jié)劃分采用氣候評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，夏季為6—8月。采用福建省氣候高溫標(biāo)準(zhǔn)，高溫日數(shù)為日最高氣溫≥35℃的天數(shù)。根據(jù)2020年氣溫、降水等氣象資料，闡述了高溫干旱的異常情況，結(jié)合早稻田間調(diào)查，分析了高溫干旱對(duì)抽穗灌漿期早稻生長(zhǎng)的影響。

2 水稻生長(zhǎng)發(fā)育的氣候條件

水稻生長(zhǎng)有利的氣候條件是適宜的氣溫和土壤濕度，充足的光照。氣溫是植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要條件之一，它直接影響作物的生長(zhǎng)、分布界限和產(chǎn)量，影響作物的發(fā)育速度，還影響作物病蟲害的發(fā)生發(fā)展[1]。水稻作為一種喜溫作物，在不同生長(zhǎng)時(shí)期對(duì)氣溫的要求不同，當(dāng)日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)12℃時(shí)避開低溫時(shí)段，抓住“冷尾暖頭”搶時(shí)播種育秧，當(dāng)?shù)陀?2℃低溫持續(xù)3 d以上易發(fā)生爛秧的情況。水稻在抽穗前后10 d內(nèi)是對(duì)氣溫的反應(yīng)最敏感時(shí)期，其最適宜的氣溫為25℃～30℃，日平均氣溫30℃以上就會(huì)產(chǎn)生不利影響。孕穗期如遇35℃以上的持續(xù)高溫，水稻花器發(fā)育不全，花粉發(fā)育不良，活力下降；抽穗揚(yáng)花期如遇熱害，會(huì)影響開花散粉和花粉管伸長(zhǎng)，導(dǎo)致不能授粉而形成空殼，當(dāng)氣溫穩(wěn)定在38℃時(shí)，水稻將無(wú)法結(jié)實(shí)[2]。

水稻不同生育期對(duì)土壤水分的要求有所不同，一般要求土壤含水量保持在70%～85%為好，遇旱對(duì)產(chǎn)量影響有很大的差異。早稻生長(zhǎng)早期干旱對(duì)產(chǎn)量影響較小,孕穗至抽穗期缺水對(duì)產(chǎn)量影響最大，這一時(shí)期植株光合作用強(qiáng)，新陳代謝旺盛，是水稻一生中需水量較大的時(shí)期，此時(shí)缺水將會(huì)降低葉片的光合能力，影響幼穗發(fā)育，影響枝梗和穎花的發(fā)育，增加穎花的退化和不孕的概率，稻株根系活力下降。因此，灌溉在孕穗抽穗期高溫干旱的情況下效果特別顯著，選擇有灌溉條件的地段種植水稻較為適宜。

3 福清氣候條件及其對(duì)水稻種植適應(yīng)性分析

3.1 福清氣候概況

福清市地處東南沿海，屬于南亞熱帶海洋性氣候，溫暖濕潤(rùn)。夏無(wú)酷暑，冬無(wú)嚴(yán)寒，雨量較充沛，冬半年盛行偏北風(fēng)，夏半年盛行偏南風(fēng)。主要?dú)庀鬄?zāi)害有臺(tái)風(fēng)、暴雨、干旱以及強(qiáng)雷電等。

福清年平均氣溫為20.1℃，最熱月7月平均氣溫為28.5℃，最冷月1月平均氣溫為11.4℃；1960—2020年日極端最高氣溫超過(guò)37℃，僅出現(xiàn)8 d，38℃以上2 d；日極端最低氣溫低于0℃，僅出現(xiàn)3 d。10℃以上年平均積溫7 308.0℃·d。福清雨量較充沛，雨季、干季分明，降水集中在3—9月，而10月至翌年2月為少雨季節(jié)，歷年平均年降雨量為1 535.5 mm，最大年降雨量為2 346.7 mm，最小年降雨量為809.7 mm，年平均相對(duì)濕度為75%，日最大濕度為100%，最小濕度為8%。歷年平均年日照時(shí)數(shù)為1 728.4 h。無(wú)霜期日數(shù)354 d（表1）。

表1 1981—2010年各月年氣象要素特征值

福清每年3—4月為春雨季節(jié)，天氣多變，時(shí)有強(qiáng)對(duì)流天氣出現(xiàn)，較強(qiáng)冷空氣影響時(shí)常出現(xiàn)連續(xù)3 d天以上日平均氣溫≤12℃的低溫或倒春寒天氣。5—6月為雨季，天氣陰雨連綿，雨季高峰期常出現(xiàn)連續(xù)性大雨或暴雨。7—9月為盛夏季節(jié)，以晴熱天氣為主，降水主要是受臺(tái)風(fēng)影響和午后熱雷雨造成的。臺(tái)風(fēng)常常帶來(lái)狂風(fēng)暴雨，造成災(zāi)害，但卻能緩解高溫夏旱，少臺(tái)風(fēng)影響的年份常出現(xiàn)嚴(yán)重的夏旱。10—11月秋季多為秋高氣爽的天氣，空氣濕度較小，常出現(xiàn)秋旱。12月至翌年2月為冬季，冷空氣頻繁南下影響，沿海常出現(xiàn)東北大風(fēng)，降雨量較少，強(qiáng)冷空氣影響有時(shí)會(huì)出現(xiàn)寒潮天氣，晴冷天氣偶有霜，山區(qū)會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。

3.2 福清水稻種植的氣候適應(yīng)性分析

福清3月下旬大部分鎮(zhèn)街平均氣溫為14℃～16℃，4—11月平均氣溫為18℃～29℃（表1）。海洋性氣候使得福清市除山區(qū)外的大部鎮(zhèn)街35℃以上高溫日數(shù)和霜凍日數(shù)很少，氣溫條件有利于水稻種植，充足的光照和豐沛的降水有利于水稻生長(zhǎng)。但臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的漬澇災(zāi)害和大風(fēng)、雨季暴雨對(duì)水稻的生長(zhǎng)都會(huì)造成不利影響，異常年份的夏季高溫干旱、秋季干旱或低溫陰雨寡照均會(huì)影響水稻生長(zhǎng)，導(dǎo)致水稻產(chǎn)量和品質(zhì)下降。因此，做好災(zāi)害性天氣影響期間水稻種植的田間管理工作，趨利避害，才能夠提高水稻產(chǎn)量。

總體而言，福清大部分鎮(zhèn)街的氣溫、濕度、降水和日照等氣候條件適宜種植水稻，中南部鎮(zhèn)街種植早晚雙季稻、西部北部山區(qū)種植單季中稻。

4 2020年夏季福清氣候異常對(duì)早稻抽穗灌漿的不利影響

4.1 2020年夏季福清氣候異常

2020年夏季福清氣候極為異常，降雨量顯著偏少、氣溫顯著偏高、日照異常偏多，臺(tái)風(fēng)影響異常偏弱，出現(xiàn)嚴(yán)重夏旱。

4.1.1 雨量 2020年夏季總降雨量為297.8 mm，距平百分率-25.8%，顯著偏少。6月降雨量209.2 mm，距平百分率-25.8%，屬偏少，降水主要出現(xiàn)在6月上旬，是雨季降雨集中的時(shí)段。7月降雨量?jī)H為9.9 mm，距平百分率-93.6%，異常偏少。8月降雨量為78.7 mm，距平百分率-65.9%，顯著偏少，降水主要出現(xiàn) 在6月11日 和6月27—28日。6月 中旬到8月上旬期間，6月中旬雨量均異常偏少，8月中下旬雨量顯著偏少（圖1a）。

圖1 2020年6—8月逐旬降雨量（a）、氣溫（b）與歷史同期對(duì)比曲線圖

2020年臺(tái)風(fēng)影響異常偏少、偏弱，僅8月有1次臺(tái)風(fēng)“米克拉”達(dá)到影響標(biāo)準(zhǔn)，沿海出現(xiàn)8～9級(jí)東北陣風(fēng)，大部分鎮(zhèn)街過(guò)程降雨量為20～30 mm，僅1個(gè)站點(diǎn)超過(guò)50 mm，為南嶺鎮(zhèn)51.3 mm，福清國(guó)家氣象觀測(cè)站25.8 mm。

4.1.2 氣溫和日照 2020年福清夏季氣溫較常年顯著偏高，季平均氣溫為28.5℃；尤其是6月平均氣溫為27.5℃，顯著偏高；中旬平均氣溫28.4℃，異常偏高2.6℃，與1991年并列為歷史同期第2的高位（1961年28.5℃），6月上旬和下旬平均氣溫分別為25.7℃、28.5℃，均顯著偏高1.1℃；7—8月平均氣溫正常（圖1b）。季內(nèi)日平均氣溫≥30.0℃日數(shù)為5 d，比2019年多3 d；日平均氣溫最高為7月23日30.6℃，最低為6月8日23.3℃。季內(nèi)日極端最高氣溫≥35.0℃的高溫天氣日數(shù)為7 d，比2019年多4 d，最高氣溫為36.3℃，出現(xiàn)在7月23日；極端最低氣溫21.2℃，出現(xiàn)在6月2日。

2020年福清夏季日照時(shí)數(shù)較常年異常偏多，6、7、8月分別偏多31%、22%和42%。太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈，助推氣溫偏高，蒸發(fā)量增加，導(dǎo)致干旱嚴(yán)重。

4.1.3 干旱 2020年6月上旬是福清市雨季降雨集中期，6月12日開始轉(zhuǎn)入夏季晴熱天氣。6月12日—8月10日福清市城區(qū)日降雨量≤2 mm連旱日數(shù)累計(jì)達(dá)55 d，累計(jì)降雨量?jī)H21.7 mm；8月11日出現(xiàn)大雨天氣，旱情略有緩解但未達(dá)到解除標(biāo)準(zhǔn)，干旱延續(xù)至8月25日；6月12日—8月25日累計(jì)雨量為55.9 mm，僅為常年同期平均雨量的11%（常年同期平均508.1 mm）。雨量異常偏少，且持續(xù)高溫，日照異常偏多，蒸發(fā)量大，根據(jù)福建省氣候中心提供的MCI氣象干旱監(jiān)測(cè)，福清已達(dá)到夏季氣象特旱等級(jí)。水庫(kù)用水告急，土壤墑情偏差。8月27—28日福清市部分鎮(zhèn)街出現(xiàn)連續(xù)中雨到大雨，局部暴雨，旱情才有所緩解。

4.2 異常氣候?qū)е略绲境樗肫诎姿氩“l(fā)生

2020年6月上旬福清出現(xiàn)連續(xù)陰雨天氣，上旬平均氣溫25.7℃，旬雨日9 d,累計(jì)雨量197.1 mm,旬日照時(shí)數(shù)25.2 h，旬平均相對(duì)濕度93%；持續(xù)陰雨天氣下溫暖潮濕的條件有利于發(fā)生早稻病蟲害。而6月12日開始轉(zhuǎn)入晴熱高溫天氣，至6月30日全市39個(gè)自動(dòng)氣象站觀測(cè)資料：日平均氣溫≥30℃出現(xiàn)8 d以上的有11個(gè)站，日最高氣溫≥33℃出現(xiàn)20 d以上的有15個(gè)站，日最高氣溫≥35℃出現(xiàn)10 d以上的有11個(gè)站。6月上旬連續(xù)陰雨溫暖潮濕天氣，然后6月中旬開始持續(xù)高溫?zé)岷Γ鶕?jù)福清市植保植檢站提供的病蟲害觀測(cè)數(shù)據(jù)，處于幼穗分化Ⅳ期的早稻受到嚴(yán)重影響，發(fā)生白穗現(xiàn)象，從而影響了早稻產(chǎn)量（圖2）。

圖2 江鏡鎮(zhèn)和港頭鎮(zhèn)的白穗情況

4.3 2020年福清部分鎮(zhèn)街早稻減產(chǎn)情況

隨著全球氣候變暖，各種極端自然災(zāi)害頻繁出現(xiàn)，水稻不同生育期的氣象災(zāi)害在一定程度上影響了水稻的生長(zhǎng)發(fā)育，從而影響水稻的產(chǎn)量，很多學(xué)者對(duì)水稻生育期高溫、干旱的影響進(jìn)行了大量研究[3-6]。降雨少，高溫加劇土壤水分的蒸發(fā)，出現(xiàn)干旱，在灌溉條件差的早稻田塊失墑嚴(yán)重，田塊出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，造成水稻抽穗開花困難，不僅抽穗不齊，包頸白穗多，降低結(jié)實(shí)率，有些田塊出現(xiàn)植株葉片提前枯黃，功能衰竭，還會(huì)直接造成抽不出穗，嚴(yán)重影響早稻的產(chǎn)量[7]。2020年夏季福清氣候異常，早稻抽穗灌漿期出現(xiàn)持續(xù)高溫?zé)岷彤惓?yán)重的干旱，對(duì)早稻抽穗和灌漿造成了不利影響，在灌溉條件差的區(qū)域早稻產(chǎn)量明顯下降，局部甚至絕收（圖3）。

圖3 新厝鎮(zhèn)部分早稻田龜裂和早稻少穗枯黃的情況

5 結(jié)論

（1）福清市屬于南亞熱帶海洋性氣候，溫暖濕潤(rùn)。水稻生長(zhǎng)階段的氣溫、降水、濕度和光照等氣候條件適宜種植水稻。

（2）2020年夏季福清出現(xiàn)異常的高溫干旱，大部分時(shí)段降雨量異常偏少，臺(tái)風(fēng)影響異常偏少偏弱、氣溫顯著偏高、日照異常偏多，出現(xiàn)嚴(yán)重夏旱。

（3）2020年6月上旬福清連續(xù)陰雨溫暖潮濕天氣，而且中旬開始持續(xù)高溫?zé)岷Γ沟貌糠宙?zhèn)街正處于幼穗分化期的早稻受到嚴(yán)重影響，出現(xiàn)白穗現(xiàn)象。

（4）2020年夏季福清氣候異常，持續(xù)高溫?zé)岷彤惓?yán)重的干旱，對(duì)早稻抽穗和灌漿造成不利影響，在灌溉條件差的區(qū)域早稻產(chǎn)量明顯下降，局部甚至絕收。

（5）在氣候異常的情況下，水稻種植地段的灌溉條件和田間管理對(duì)提高早稻的產(chǎn)量至關(guān)重要。在農(nóng)業(yè)、保險(xiǎn)和氣象等多部門的合作下，水稻農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)的實(shí)施可以降低農(nóng)戶損失，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。