高温与寡照阴雨复合灾害性天气对沿江平原晚稻生产的影响与启示
摘要：2017年沿江平原地区晚稻生产期间出现极端高温与寡照阴雨复合影响的灾害性天气，对该区晚稻生产造成严重影响，产量大幅降低。通过对处于沿江平原典型区域的庐江县晚稻生长期间主要天气过程进行剖析，探讨气象条件、灾害性天气过程对晚稻产量及形成过程的影响。结果表明，7月12日至8月7日的持续高温天气表现出平均温度高、极端温度高和持续时间长等特点，气温“强度”和“力度”为近10年之最;8月29日至10月19日的持续寡照阴雨天气表现出寡照时间长且集中、持续阴雨时间长、雨量多等特点，寡照时间为近10年之最。复合性灾害天气不同程度地降低了晚稻群体发育质量，严重降低了各项经济性状指标，加重了主要病虫害发生，晚稻实际产量降幅达到30%左右。并对今后沿江平原晚稻生产提出了一些对策建议。
关键词：灾害性天气;晚稻;产量;影响;沿江平原
《农业工程技术(农产品加工业)》(月刊)创刊于1980年，由中华人民共和国农业部主管，农业部规划设计研究院、中国农业工程学会主办的国家级农产品加工行业期刊。
近年來，随着全球气候变暖，极端性天气现象(如夏季高温、持续阴雨)在诸多地区愈来愈频发，且持续时间更长，对中国农业生产尤其是大田作物生长构成了严重威胁[1-3]。庐江县地处北亚热带季风气候区，气候温和湿润，四季分明，雨量充沛，光照充足，无霜期长，光、热、水资源较为丰富，是中国沿江平原地区典型的两熟制北缘地区[4]。庐江县水稻栽培类型丰富，主要为单季稻和双季稻，单季稻以单季晚粳稻为主，双季稻以双季早籼稻和双季晚粳稻为主，常年水稻耕作面积7.8万hm2，其中单季稻和双季稻种植面积均在3.9万hm2左右，是安徽省面积最大的双季稻主产区[5]。2017年中国沿江平原地区出现极端灾害天气，对全域水稻生产构成了严重威胁。7月中旬至8月初出现持续高温天气，8月底至10月上旬出现持续寡照阴雨天气，覆盖影响了单季晚粳稻和双季晚粳稻的关键生育时期，极端灾害天气严重影响了晚稻生产安全，造成该地两大晚稻类型产量大幅降低，农户种植收益大幅减少，损失惨重。
前人在单一农业气象灾害对水稻生产的影响和农业气象灾害的预测预警等方面研究较多[6-9]，但对同季遭遇的复合型灾害性天气报道较少[10]。本研究以2017年安徽省庐江县晚稻生产和主要天气过程为例，将2017年晚稻(包括单季晚稻、双季晚稻)生长发育期间的日平均气温、日照时间和降雨量等气象参数与历年同期平均(2008—2016年)和水稻生产常规气候条件的2015年等相关气象参数进行对比，探讨气象条件尤其是复合灾害性天气过程对晚稻生长发育与产量形成的影响，以期为今后沿江平原地区两熟制北缘区晚稻安全生产提供参考。
1 材料与方法
所用资料为2008—2017年庐江县气象局提供的地面观测气象资料、2017年5—10月晚稻生产期间生长观测资料。判定水稻高温热害的方法是连续3 d日平均气温≥30 ℃或日最高温度≥35 ℃[11]。一般认为，连续3 d高温可作为一般高温危害天气，连续5 d高温可作为严重高温危害天气的衡量指标[12]。水稻产量构成因素测定参照农业农村部水稻品种区域试验方法进行。
2 结果与分析
2.1 2017年主要灾害性天气过程
结合该地晚稻品种布局、种植区域等因素，晚稻生长发育的总时间段为5月1日至10月31日(184 d)，能囊括本地多数稻作类型与模式。单季晚粳稻主要生育时段为5月21日至10月31日，累计积温为4 025.0 ℃，日平均气温为24.5 ℃，降雨量为664.3 mm，总日照时间为714.4 h，日平均日照时间为4.4 h;双季晚粳稻主要生育时段为6月21日至10月31日，累计积温为3 257.6 ℃，日平均气温为24.5 ℃，降雨量为602.3 mm，总日照时间为557.2 h，日平均日照时间为4.3 h。对比历年同期数据发现，以上时段与历年气象参数基本一致(数据略)，但是2017年出现一段罕见的持续高温热害天气和一段持续寡照阴雨天气，对庐江县晚稻生产造成了严重影响。
从气温上看，7月12—31日(持续20 d)、8月4—7日(持续4 d)日平均气温≥30 ℃，且7月15—17日(持续3 d)、7月21—31日(持续11 d)、8月4—7日(持续4 d)日最高温度≥35 ℃，同时7月22—28日日最高温度连续7 d超过38 ℃，最高值突破40.1 ℃，高温日数占总统计日数的13.0%，集中在7月中旬至8月上旬(图1)。综合判定，2017年高温天气时段为7月12日至8月7日。
从降雨量和日照时间上看，在晚稻生长发育的后期出现持续降雨与阴天。8月29日至9月11日日照时间为0 h间断出现11 d，日平均降雨量0.76 mm，平均日照时间仅为0.81 h;9月19日至10月6日持续18 d出现降雨，日平均降雨量9.6 mm，14 d出现日照时间为0 h，且平均日照时间仅为0.58 h;10月10—19日持续10 d出现降雨，日平均降雨量6.8 mm，所有天数日照均为0 h(图2)。综合判定，8月29日至10月19日是2017年典型的持续寡照与阴雨叠加影响的天气时段。
2.2 主要灾害天气过程与历年同期对比分析
分析2017年两段灾害天气時段，即高温天气时段(7月12日至8月7日)与寡照阴雨时段(8月29日至10月19日)，与历年同期进行对比，剖析2017年灾害天气关键气象特征(表1)。
7月12日至8月7日出现持续高温天气，累计积温为848.1 ℃，较历年同期多67.6 ℃;日平均气温为31.4 ℃，较历年同期多2.5 ℃;降雨量为63.4 mm，较历年同期少74.1 mm;总日照时间为223.4 h，较历年同期多65.2 h;日平均日照时间为8.3 h，较历年同期多2.4 h。其中，日平均气温≥30 ℃或日最高温度≥35 ℃的连续高温热害时间达到20 d(7月12—31日)，为近10年之最，日最高温度突破40 ℃，期间的累计积温、日平均温度均为庐江县有记录以来最高值。该段高温天气表现出平均温度高、极端温度高和持续时间长等特点，气温的“强度”和“力度”为历年同期之最。
8月29日至10月19日出现持续的寡照阴雨天气，累计有效积温为1 084.2 ℃，较历年同期少48.7 ℃;日平均气温为20.9 ℃，较历年同期低1.1 ℃;降雨量为251.1 mm，较历年同期多124.0 mm;降雨时间为34.0 d，较历年同期多20.4 d;总日照时间为103.3 h，较历年同期少117.1 h;日平均日照时间为2.0 h，较历年同期少2.3 h。其中，8月29日至9月6日(9 d)、9月19日至10月6日(18 d，仅4 d出现短暂日照)、10月10—19日(10 d)庐江县出现连续日照时间为0 h的持续寡照天气，寡照天数占统计时段的71.2%，为近10年之最。该段寡照阴雨天气表现出寡照时间长且集中、持续阴雨时间长、雨量多等特点。
2.3 灾害性天气过程对晚稻产量形成的影响
通过水稻苗情监测定点观察记载与实地调查，庐江县单季晚稻播种期集中在5月中下旬，移栽期在6月上中旬，早熟单季晚稻抽穗期在8月中旬，中晚熟单季晚稻集中在8月下旬至9月上旬，灌浆成熟期集中在10月中下旬;双季晚稻播种期集中在6月下旬，移栽期在7月下旬至8月初，抽穗期在9月中旬，成熟期集中在10月下旬至11月上旬(图3)。
综合分析发现，2017年高温天气时段(7月12日至8月7日)与单季晚稻分蘖期、幼穗分化期和双季晚稻苗床期、移栽期和分蘖期重合，寡照阴雨时段(8月29日至10月19日)与单季晚稻抽穗期、灌浆结实期、成熟期和双季晚稻幼穗分化发育、抽穗期、灌浆结实期等重要时期重合。综合来看，单、双季晚稻均在关键生育时期遭遇了灾害天气复合叠加影响，持续时间长、覆盖范围广、影响程度大，为近10年罕见。