基于CERES-Rice模型的湖南省一季稻極端高溫損失評估及適應性措施

張亮亮,張 朝,張 靜,馮博彥

環境演變與自然災害教育部重點實驗室,北京師范大學地理科學學部, 北京 100875

隨著人口增長和生物燃料消耗的增加,預計到2050年,全球糧食需求將翻一番[1- 2]。水稻是主要的糧食作物,供給著世界上1/2人口的主食[3- 4],其生長發育主要受溫度和水分的控制,若日最高氣溫≥35℃且持續3 d以上,會破壞開花、授粉和結實等生理功能,造成減產甚至絕收[5]。高溫熱害不僅會使產量下降, 還可能降低稻米的淀粉含量, 影響稻米品質[6]。此外,氣候變暖增加了極端高溫事件的頻率和強度,使農業生產更不穩定,放大了水稻遭受高溫熱害的風險[7]。中國作為最大的水稻生產和消費國,稻米產量占全球總產量的30%[8],然而1980—2010年50%的種植區產量從未得到提高[9]。極端高溫是影響中國水稻生產的主要氣象災害,過去30年高溫熱害造成減產1.5—9.7%, 僅2003年的水稻揚花期極端高溫就導致長江中下游水稻受災40.5萬hm2[10],糧食安全面臨著嚴峻考驗。

長江中下游是我國最大的稻作帶,水稻播種面積約2000萬hm2,產量占全國的2/3[11]。近年來,隨著種植結構的調整,一季稻種植面積逐年上升,比例超過40%[12]。湖南是水稻生產大省,產量始終占全國總產量的10%以上,種植面積穩居首位[13]。同時,該省也是高溫熱害重災區,一年中超過35℃以上的極端高溫天氣時有發生,且往往持續數日,典型高溫年份水稻減產率高達30%—50%[14]。

水稻高溫熱害的影響評估多年來備受關注,主要集中在高溫熱害的指標、影響機理以及時空分布等方面。……