定远县水稻高温热害风险区划及防御措施

倪克莹 丁杰 王德燕 张辉 董保华

摘要 利用定远县国家基本气象站1957—2018年及境内20个区域气象站点2009—2018年的气象资料，统计分析历年逐站7月和8月日最高气温≥35 ℃和≥37 ℃的高温气候分布特征。按照水稻生育期资料和水稻高温热害的等级指标分析轻度、中度、重度不同程度水稻高温热害发生频次差异，利用GIS空间分析，选取反距离权重法对定远县水稻高温热害进行风险区划。在此基础上，从建立县级水稻高温热害监测预警系统、避免生育期出现持续高温天气、选择适宜的水稻品种、改善稻田小气候、加强病虫害防治和借助融媒体快速传播水稻高温热害防御信息等6个方面提出了水稻高温热害防御措施。

关键词 水稻;高温热害;风险区划;防御措施

中图分类号 S42文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）15-0211-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.15.058

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract Based on the meteorological data of the National Basic Meteorological Station in Dingyuan County from 1957 to 2018 and 20 regional meteorological stations in Dingyuan County during 2009-2018， the distribution characteristics of hightemperature climate with the maximum temperature ≥35 ℃ and ≥37 ℃ in July and August were statistically analyzed yearbyyear and stationbystation. According to the grade of high temperature heat injury in rice and the data of rice growth period， the frequency difference of high temperature heat injury in different degrees of mild， moderate and severe was analyzed by GIS spatial analysis.The risk division of high temperature heat injury of rice in Dingyuan County was carried out by using inverse distance weight method.On this basis，the prevention measures of high temperature heat damage in rice were put forward from six aspects：setting up the monitoring and early warning system of high temperature heat damage of rice at county level， avoiding the continuous high temperature weather in the growing period， selecting suitable rice varieties， improving the microclimate of rice field ，strengthening the control of diseases and insect pests and rapid dissemination of high temperature heat injury prevention information in rice by means of Media Converge.

Key words Rice;High temperature heat injury;Risk division;Prevention measures

基金項目 2018年度滁州市气象科研项目（CZQXKY201806）。

作者简介 倪克莹（1980—），女，安徽六安人，工程师，硕士，从事公共气象服务和管理工作。

收稿日期 2019-03-27

每年的7—8月是定远县一年中气温最高的季节，经常出现日最高气温35 ℃以上的持续高温。统计分析定远县国家基本气象站1957—2018年的气象资料发现，7月出现≥35 ℃日数次数最多，年平均出现6.18次，高温日数最长的年份为1994和2001年，均达18 d;8月出现≥35 ℃日数次数较之7月明显减少，年平均出现4.52次，高温日数最长的年份为1967年，高温日数达27 d，为历年之最。7月出现≥37 ℃日数，年平均出现1.4次，高温日数最长的年份为1964年（9 d）;8月出现≥37 ℃高温日数，年平均出现1.01次，但≥37 ℃日数超过10 d的年份较之7月份明显增加，基本集中在20世纪50—60年代，高温日数最长的年份为1966年，日数达15 d，为历年之最。

近年来，2003 和2017年定远县出现了历史上罕见的晴热高温少雨天气，降水偏少、时空分布不均，部分地区38 ℃以上的高温天气持续近20 d，对于正处于幼穗分化期的水稻和幼果形成期、薯块膨大开始期的山芋等旱作物生长十分不利，造成大部分秋粮作物较长时间受到不同程度的高温热害影响，尤其给水稻产量造成极大损失。笔者利用定远县国家基本气象站及境内20个区域气象站点的气象资料，对该县水稻高温热害进行风险区划，并对水稻高温热害提出相应的防御措施。

1 资料与方法

1.1 水稻高温热害等级指标

水稻受高温热害的机理研究目前普遍定义水稻的高温热害是指水稻处于孕穗后期和抽穗扬花期，而导致水稻生长发育受阻，部分生理活性受到抑制，多方面生理生态功能都遭到损害，而最终导致减产或严重减产[1]。定远县水稻的拔节期一般在7月下旬，孕穗期在7月下旬—8月中旬，抽穗期在8月上旬—下旬，乳熟期在8月下旬—9月上旬，水稻的拔节、孕穗期的适宜温度为25～28 ℃，抽穗扬花的适宜温度为30 ℃左右，乳熟期的适宜气温为25～30 ℃。每年7—8月是定远县气温最高的时候，也是水稻受高温热害影响最显著的时期。

一般来说，7月下旬—8月中旬为定远县中稻拔节—孕穗期，是最易受到高温影响的时期，但是在气候变化背景下，水稻品种和耕作方式的变更使得生育进程会发生不同程度的改变，因此，选择7—8月为定远中稻高温热害的分析时段。

根据前人研究成果[2]，结合中稻生长特性，将定远县中稻高温热害指标定为：日平均气温≥30 ℃和日最高气温≥35 ℃持续3 d及以上，记为1次高温热害过程，按持续时间长短将其划分为轻、中、重3个等级，3～4 d为轻度，5～7 d为中度，≥8 d为重度（表1）。

1.2 资料选取和研究方法 利用定远县国家基本气象站1957—2018年及境内20个区域气象站点2009—2018年的气象资料，选取7—8月作为整个热害监测期，统计分析历年逐站7月和8月日最高气温≥35 ℃和≥37 ℃的高温气候分布特征[3]。按照水稻生育期资料和水稻高温热害的等级指标分析轻度、中度、重度不同程度水稻高温热害发生频次差异，利用GIS空间分析，选取反距离权重法对定远县水稻高温热害进行低、中、高3个等级风险区划[4]。

2 水稻高温热害风险区划

统计监测期内水稻发生轻度、中度、重度高温热害总天数的分布情况，并将其归一化的结果分为4个等级，分别对应水稻高温热害出现天数少、天数中等、天数较多、天数多这4种情况[5]。从图1 可以看出，定远县发生轻度、中度、重度水稻高温热害的发生频次总体具有西南多东北少的特征。

由此可见，定远县轻度、中度、重度3 种水稻高温热害不同等级出现频次和覆盖范围均存在差异性。出现天数少的情况相比于其他水稻高温热害程度，中度高温热害在定远地区出现频次最高且分布范围最广;天数中等的情况在各种程度高温热害中出现频次和分布范围相当;天数较多和天数多在轻度和重度高温热害中出现频次高且分布范围广。

定远地区轻度和重度高温热害天数中等、天數较多、天数多分布相当，天数少的情况最少;中度高温热害以天数少、天数中等的情况为主，天数较多、天数多的情况最少。天数少的情况主要分布在定远东部和中部，天数中等的情况主要分布在定远西部和中部，天数较多的情况主要分布在定远西部，天数多的情况主要分布在定远西南部。中度和重度高温热害的发生以低频为主，而轻度高温热害出现频次总体高于中度和重度高温热害。

选取定远县境内具有完整气象资料的国家站和区域站资料作为聚类样本[6]，从气象因子的角度，将上述不同程度水稻高温热害风险指标进行标准化处理，采用欧式距离作为研究样品差别大小的数量指标，选择系统聚类法中的离差平均和法（ward method），利用GIS 空间分析，选取反距离权重法对定远县水稻高温热害进行低、中、高3个等级风险区划[4]。从定远县水稻高温热害风险区划结果（图2）可以看出，将定远地区划分成低、中、高3个风险区域，低风险区分布区域最小，中风险区和高风险区分布区域相当，中风险区主要分布在定远中东部地区，高风险区主要分布在定远西南部地区[7]。

3 水稻高温热害防御措施

3.1 建立县级水稻高温热害监测预警系统 根据每天气象资料，实现滚动监测水稻高温热害并对不同品种水稻热害预警，这样既能避开高温热害的不利影响，又能调整种植结构，提高作物产量[8-9]。

3.2 避免生育期出现持续高温天气 应根据多年高温出现的时间和趋势，采用调整播种、移栽时间的方式，适时播种移栽，由于水稻对高温热害最敏感的时期为孕穗后期和抽穗扬花期，因此应尽可能争取将这2个生育期出现在持续高温天气出现概率较小的时期。水稻的灌浆结实期对高温热害也十分敏感，因此也应尽量避免这个生育期出现在持续高温天气出现机率较高的时期[10]。

3.3 选择适宜的水稻品种 定远县是遭受水稻高温热害风险较大的地区，高温热害最严重时段集中出现在7月底到8月初。因地制宜地选择适宜定远县气候条件的水稻品种，要确保水稻的抽穗扬花期避开高温热害，应该将播期适当向后推迟。该研究提供的高温及高温热害气候分析，可以作为定远县优化播插期、调整开花期和灌浆期的一个理论依据。在部分地区可考虑选育适宜本地的优质、多抗品种。水稻的抽穗扬花期没法躲开高温热害时段的，可考虑选用某些耐高温性好的品种。

3.4 改善稻田小气候 通过灌水改善稻田小气候[11]，尤其是对已经抽穗或进入灌浆期的田块应当立即灌深水，一般田间灌水 8 cm 左右，可以使穗层气温降低 0.8 ℃，相对湿度提高12%，从而减轻高温对水稻花器和光合器官的直接损害。而扬花期要浅水勤灌，日灌夜排，适时落干，高温时白天加深水层。据测定，深水灌溉或活水套灌可降低穗层温度 1.4～4.4 ℃。日灌夜排可增大昼夜温差，效果更好。另一方面，还可以防止断水过早，以改善稻田小气候，促进根系健壮，增强抗高温的能力。在夏季雨后还应当及时排泄田间过深积水，以保持和促进根系活力，使水稻正常生育。生育后期也不宜断水过早，田面保持湿润状态，防止早衰减产。有试验表明，采取深水灌溉或活水套田的办法，可以提高产量10%以上。另外，在高温气候条件下，用水直接喷雾是降低温度、增加湿度最有效的措施，一般喷雾一次以后，田间温度可以下降 4～5 ℃，田间空气相对湿度能增加10%～20%，有效时间可以持续2 h，可降低空秕率2%～6%，增加千粒重0.8～1.0 g。但是要注意，如果水稻正处在扬花期，是不能采用喷雾的方法来降温的，否则会对水稻正常进行扬花授粉造成不利影响。根外喷肥，它不但能降温增湿，而且还能补充水稻生长所必需的水分和营养，增强稻株对高温的抗性作用。一般用0.2%的磷酸二氢钾溶液，或用3%的过磷酸钙溶液进行叶面喷施，喷洒要均匀。

3.5 加强病虫害防治 水稻中后期气温高，空气湿度大，水稻群体的叶面积达到最大值，田间小气候非常适宜多种病虫害的发生结实率低的田块，往往叶色较深、转色慢，容易遭受病虫害。在给稻田进行降温的同时，后期也不能放松对病虫害的防治，特别是稻飞虱、稻纵卷叶螟、纹枯病、白叶枯病、稻瘟病和稻曲病为主的病虫害的药剂防治。

3.6 借助融媒体快速传播水稻高温热害防御信息 利用媒介融合的发展优势，在理念、内容、形式、方法、手段等方面创新，整合各种媒介资源，及时提供更多真实客观、观点鲜明的水稻高温热害信息内容。借助新媒体技术力量，更加迅速、高效地进行水稻高温热害防御信息传播，避免传统单一的媒介传播环境影响传播速度，从而最大程度满足公众对高温热害防御信息的需求。随着融媒体的快速发展，通过移动媒体、手机网络、车载电视、微博微信等多种媒介，以个性化方式进行推送，以喜闻乐见和潜移默化的方式提升人们对水稻高温热害的防范意识和能力。

4 结论

利用定远县国家基本气象站和境内20个区域氣象站点气象资料，选取7—8月作为整个热害监测期，按照水稻生育期资料和水稻高温热害的等级指标分析轻度、中度、重度不同程度水稻高温热害发生频次差异，基于GIS技术，选取反距离权重法对定远县水稻高温热害进行低、中、高3个等级风险区划。结果表明，定远县水稻发生轻度、中度、重度高温热害频次总体具有西南多东北少的特征。定远县轻度、中度、重度3 种水稻高温热害不同等级出现频次和覆盖范围均存在差异性。轻度和重度高温热害天数中等、天数较多、天数多分布相当，天数少的情况最少;中度高温热害以天数少、天数中等的情况为主，天数较多、天数多的情况最少。天数少的情况主要分布在定远东部和中部，天数中等的情况主要分布在定远西部和中部，天数较多的情况主要分布在定远西部，天数多的情况主要分布在定远西南部。将定远地区划分成低、中、高3个风险区域，低风险区分布区域最小，中风险区和高风险区分布区域相当，中风险区主要分布在定远中东部地区，高风险区主要分布在定远西南部地区。

该研究中水稻高温热害风险区划没有考虑孕灾环境敏感性、承灾体易损性、防灾减灾能力等其他因素，仅用气温作为单一分析指标，尚不能快速有效全面地做出高温热害诊断，应将温度、持续时间与生育期分段进行结合，并根据定远县气候特点，结合干旱、降水、日照、风速、湿度、水稻品种等因素建立综合指标，能更科学地减轻高温热害对水稻的影响。

47卷15期 倪克莹等 定远县水稻高温热害风险区划及防御措施

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