2002—2022年萍鄉市氣候變化對水稻生長及產量的影響

周佳茜，張碧旋

（1.萍鄉市氣象局，江西萍鄉 337000；2.蓮花縣氣象局，江西蓮花 337100）

水稻作為我國主要的糧食作物之一，其產量與穩定性對于糧食安全和農業可持續發展至關重要。然而，近年來，隨著工業化的快速發展，全球氣候變化問題日益突出，對農業生產，尤其是水稻種植產生了深遠的影響。因此，深入探討氣候變化對水稻產量和生長的影響，對于制訂科學的農業應對策略，提高水稻生產的適應性和穩定性具有重要意義。近年來，江西省萍鄉市大力發展水稻種業，現已形成南繁、本地、外埠三位一體的種業發展格局[1]。由于萍鄉市每年生產的水稻種子占全國供種量的近20%，南繁制種面積、產量常年占全國南繁雜交水稻制種總面積、總產量的85%以上，萍鄉市的水稻種子大部分是自產自銷[2]。截至2022 年，萍鄉市水稻種植面積7.68 萬hm2，比2021 年增長2.47%，其中早稻播種面積0.73 萬hm2，晚稻播種面積1.08 萬hm2。萍鄉市常采取水旱輪作的方式種植水稻，以有效減少地下害蟲的發生[3]。

1 2002—2022年萍鄉市氣候變化特征

1.1 基本資料

觀測資料（2002—2022 年）來源于萍鄉市國家氣象觀測站，主要包括氣溫、降水、日照時間等氣象數據。對這些數據進行統計分析，觀察相關因素對水稻生長及產量的影響。

1.2 分析方法

收集萍鄉市歷史氣象數據，以及水稻的最終產量數據。對收集到的數據進行整理，確保數據的準確性和完整性[4]。使用Pearson 相關性分析方法，根據相關系數的大小和顯著性水平，判斷不同氣候因子對水稻產量及生長情況的影響程度[5]。采用直線滑動均值法得到水稻的趨勢產量情況（Yw），進而得到水稻的氣候產量（Yt）。該方法是在一定時間窗口內，計算水稻實際產量的平均值作為趨勢產量，公式為

式中：Yi為當前年份i的水稻實際產量，單位為t·hm-2；Yi-1為前1 年的水稻實際產量，單位為t·hm-2；以此類推；n為考慮的年份數量，代表時間窗口的大小。

根據水稻的趨勢產量（Yw），計算水稻的氣候產量（Yt），公式為

式中：Yt為氣候產量，單位為t·hm-2；e為受隨機因素影響的產量分量，單位為t·hm-2。

將實際產量（Yi）分解為趨勢產量（Yw）和氣候產量（Yt）。氣候產量（Yt）表示實際產量與趨勢產量之間的差異，即受氣候變化因素影響的產量分量。

2 結果與分析

2.1 2002—2022 年萍鄉市水稻生育期氣候變化特征

營養生長階段是早稻生長的初期階段，主要包括幼苗期、分蘗期、拔節期。生殖生長階段包括拔節期、抽穗期、灌漿期，是稻谷形成和成熟的關鍵階段。

如表1 所示，從生育期來看，萍鄉市早稻一般在2 月初播種，6 月上旬成熟。早稻的拔節期也呈現顯著的推遲趨勢。相比之下，萍鄉市的晚稻在早稻成熟后大約20 d 播種。從生育階段來看，萍鄉市早稻營養生長階段有縮短趨勢，而生殖生長階段表現為極顯著的延長趨勢，全生育期延長；晚稻各生育期的變化趨勢與早稻類似，表現為營養生長階段縮短，生殖生長階段延長。營養生長階段的縮短與改良品種的引進和種植技術的改進有關。改良品種通常具有更短的生長周期和更高的生長潛力。生殖生長階段的延長與氣候變化和耕作管理等因素有關。例如，氣溫升高和降水增加會導致稻谷的生長速度減緩，從而延長生殖生長階段。

表1 2002—2022 年萍鄉市早、晚稻生育期的年際變化

如表2 所示，早稻在營養生長階段中日照時間及有效積溫呈現明顯下降趨勢，早稻在此生長階段需要的光照及溫度相對減少；早稻在生殖生長階段中最高氣溫及有效積溫呈現極顯著的上升趨勢，而晚稻在營養生長階段平均氣溫和最高氣溫呈現極顯著的上升趨勢，伴隨著最低氣溫及最高氣溫的不斷上升，晚稻能夠更好地適應氣候變化。

表2 2002—2022 年萍鄉市早、晚稻生育期的氣候變化

2.2 2002—2022 年萍鄉市水稻生育期與氣候因子相關性

如表3 所示，早稻營養生長階段生育期與平均氣溫和最低氣溫呈負相關，早稻生殖生長階段生育期與日照時間則呈正相關。早稻全生育期與平均氣溫和最低氣溫均呈負相關，日照時間的增加會延長晚稻的生長周期，促進晚稻生長和發育，對晚稻生長和產量產生積極影響。

表3 2002—2022 年萍鄉市早、晚稻各生育期與氣候因子相關性分析

2.3 2002—2022 年萍鄉市水稻氣候產量與各生育期氣候因子相關性

如表4 所示，早稻生殖生長階段的最高氣溫與氣候產量呈顯著負相關，即生殖生長階段最高氣溫的升高會導致早稻氣候產量顯著減少。最高氣溫的上升會對早稻的生殖生長階段產生負面影響，如花粉發育異常、授粉不良等，進而導致早稻產量下降。而晚稻各生育期氣溫和日照時間對氣候產量的影響不顯著。晚稻對氣候變化的適應性較強，能夠更好地利用光熱資源，產量受氣溫和日照時間影響相對較小。

表4 2002—2022 年萍鄉市水稻氣候產量與各生育期氣候因子的相關性

3 結論與討論

分析萍鄉市2002—2022 年的氣候數據可知，萍鄉市的氣候變化對水稻生長產生了顯著影響。在每年的12 月至翌年2 月萍鄉市的降水相對較少，而3 月降水明顯增多。此現象對水稻的生長產生一定的影響，特別是對于早稻而言，播種到分蘗期需要大量的水分。然而，由于萍鄉市降水量偏少，早稻的播期會延遲，以滿足水稻對降水量的需求。此外，5—7 月，萍鄉市的高溫日數（大于等于35 ℃）明顯增多。這段時間正好是早稻的生長期，高溫對作物的生長和發育有一定的影響，特別是超過35 ℃的高溫對早稻的生長會產生負面影響。因此，農民和農業專家需要采取相應的措施來應對高溫對水稻產生的不利影響。對于晚稻來說，播種期一般在6 月底，而抽穗結實期通常在9 月。在此時期，高溫對晚稻的影響較小。晚稻的生長周期相對較長，對高溫的適應性較強，能夠更好地應對氣候變化。對于早稻來說，生殖生長階段最高氣溫對產量的影響極顯著。隨著生殖生長階段最高氣溫的升高，早稻的產量呈現下降的趨勢。這是因為較高的最高氣溫會對早稻的開花和結實過程產生不利影響，可能導致授粉率的下降和結實率的降低，從而導致產量下降。

萍鄉市的氣候變化對水稻生長產生了多方面的影響。為了應對這些挑戰，相關部門需要密切關注氣候變化趨勢，加強氣象監測和預警系統的建設，及時發布氣象信息，指導農民采取應對措施。通過科學的種植技術和農業管理措施，提高水稻的抗逆性，以應對氣候變化帶來的不利影響，確保水稻的穩定生長和高產。