惠水縣1980一2020年氣候變化特征及其對水稻產量的影響

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，其發生率、強度均不斷提高，持續時間也在延長[1]。大部分中國人以水稻為主食，但氣候變化導致我國水稻產量不穩定問題日益突出，直接影響到我國的糧食安全，因此研究氣候變化對水稻產量的影響顯得尤為必要。研究表明，降水量、日照時數和氣溫對中國水稻產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、西北地區及青藏地區等地的水稻增產；日照時間延長有利于我國西南及東北地區的水稻增產；增溫對長江中下游地區、華南地區、西北地區等均有正面效應，而對西南地區、東北地區及黃淮海地區則表現出明顯的負面效應[。惠水縣地處西南地區，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量的影響具有重要意義。

1數據來源與研究方法

1.1 數據來源

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、日照等數據，利用《惠水縣志（1978—2015）》《惠水年鑒》及惠水縣農業農村局提供的統計資料，獲得惠水縣1980—2020年的水稻種植面積和產量數據。

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、日照時數的年際變化趨勢和水稻單產量的變化情況。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地貌和季風的影響較大[9。惠水縣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；日照時數總體呈下降趨勢，主要原因在于人為活動導致大氣氣溶膠濃度的提高，削弱了太陽直接輻射，次要原因是觀測環境逐漸惡化。1990一2005年日照時數較少，之后逐漸增多，2010—2016年大幅減少，2017年以后趨于穩定。圖1d顯示，1980—2020年水稻單產量總體上呈增加趨勢，1990—2010年呈明顯上升趨勢，2010年單產量達到最高，2011年迅速減少，之后波動較小并逐漸趨于穩定。從圖1可以看出，水稻單產量年際變化趨勢與日照時數年際變化趨勢較為相似，呈現明顯的負相關關系。

圖2是惠水縣1980一2020年氣溫、降水量、日照時數的月變化曲線。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。可見，惠水縣的氣候基本是雨熱同期。惠水縣降水量年內分布不均，兩頭少、中間多，容易出現秋冬春連旱的情況。圖2c中，日照時數呈雙峰值變化趨勢，即5月和8月，8月日照時數最多。1一5月日照時數逐漸增多，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月的日照時數減少，6月以后日照時數逐漸增多，8月達到峰值，秋冬季逐步減少。

2.2氣候變化對水稻產量的影響

惠水縣種植一季稻，主要發育期為4月底至9月，利用水稻產量與發育期的氣溫、降水量和日照時數進行回歸分析，得到表1。總體來看，惠水縣水稻產量與氣溫呈正相關。水稻是喜溫作物，在一定范圍內氣溫升高，水稻生長越好，產量越高。其中，水稻產量與7、8、9月的氣溫呈明顯的正相關，此時水稻處于拔節孕穗期到成熟期，溫度較低會導致水稻葉片失綠變黃，影響水稻的光合作用和灌漿，降低其產量和品質。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。

水稻產量與5、8月的降水量呈負相關，其余月份呈正相關。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，進而提高結實率。6一7月是惠水縣水稻的分蘗期和拔節孕穗期，降水量越高，秧田水分越充足，水稻分蘗越多，結實率和產量越大。5月水稻時處于出苗和3葉期，過多的降水導致秧田的溫度較低，不利于水稻出苗和生長，導致水稻出苗率低，進而降低水稻產量。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，進而導致水稻減產。

水稻產量與6月的日照時數呈明顯的負相關。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，高溫高濕的環境容易引發病蟲害，從而減少水稻產量。

3結論

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

（②降水量和日照時數的變化趨勢不明顯，但降水量的年際波動較大。惠水縣氣候具有雨熱同期的特點，并且降水量年內分布不均，容易出現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）日照時數年際變化呈現減少趨勢，水稻產量與日照時數呈明顯的負相關，日照時數減少有利于提高水稻產量。水稻產量與7、8、9月的溫度呈正相關，此時是水稻發育的關鍵期，也是惠水縣全年氣溫較高時期，有利于水稻的生長發育。降水量和日照時數主要影響水稻的分蘗期和拔節孕穗期（6一7月），在此期間降水量增多，日照時數減少，有利于水稻分蘗和拔節孕穗。

綜上，惠水縣的氣溫、降水量、日照時數在水稻發育的關鍵期較為適宜，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境下出現的病蟲害，及時進行誘捕和噴灑農藥。

參考文獻

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