江苏河蟹气象灾害分析及防御措施

林海，张旭晖，时冬头，王雪燕，任义方，钱钰林，黄玲玲

（1.江苏省淡水水产研究所，江苏 南京 210017；2.江苏省气候中心，江苏 南京 210009；3.南京市高淳区气象局，江苏 南京211300；4.南京风信科技发展有限公司，江苏 南京 210018；5.苏州昆山市气象局，江苏 苏州 215337；6.常州市金坛区气象局，江苏 常州 213200）

江苏河蟹养殖年产量与产值约占全国总量的50%，是国内养殖面积与影响力最大的优质河蟹主产区。河蟹养殖是露天生产，气象灾害直接影响河蟹产量、品质和养殖者经济效益。2020年早春至梅雨之前，气象条件对放养初期、第一至第三蜕壳期间的河蟹生长较为有利，但受“新冠肺炎”疫情影响，部分地区蟹种越冬培育期变长且管理不善，蟹种投放时间整体推迟，幼蟹整体长势偏弱。6月起，43 d的超长梅雨，8月持续高温与9月上旬偏高气温，暴雨洪涝、闷热灾害、高温热害不断出现，养殖环境较差，河蟹体质下降，病害重，病死率高。尽管9月中旬起天气好转，但河蟹养成规格、产量及品质总体不如往年，属于减产气候年景。2020年江苏省河蟹总产量约30万t，约80%受访河蟹养殖户养殖单产较2019年降低20%～30%。

现采用江苏省气象观测资料和河蟹生态环境监测数据，基于以隶属度等技术构建的河蟹高温热害、闷热灾害评估模型，分析2020年江苏省河蟹减产气象成因，结合大灾之年少减产或小丰收的生产事例，提出了河蟹养殖高温及闷热灾害防御措施，为河蟹养殖安全生产提供参考。

1 数据来源与方法

1.1 数据来源

1.1.1 气象数据

2020年江苏省70个基本气象站观测数据，包括逐日气温、降水量、日照时数、相对湿度、气压和风速，由江苏省气候中心提供。

1.1.2 监测数据

河蟹养殖水体环境数据来源于高淳永胜圩河蟹生态环境自动观测站。水温观测设备使用江苏省无线电科学研究有限公司ZQZ-A自动分层水温观测仪，分别观测水面、水下10，40，60 cm和水底5个深度层次的水温；溶解氧采集使用美国Campbell公司CS511型传感器，测量水下40 cm深度和水底2个深度层次的数据。上述要素每10 min记录一次，每天连续记录144次，每小时记录1次正点值、小时内最高值和最低值。

1.1.3 河蟹生产信息

2020年江苏河蟹生产、产量、经济效益数据及销售情况，由江苏省河蟹产业体系4个渔情监测点（兴化、高淳、昆山和金坛）、江苏省淡水养殖气象服务团队及河蟹养殖委托观测点、相关市区河蟹典型养殖户随访调查等汇总而来。

1.2 高温热害和闷热灾害综合指数确定方法

文献[7-8]表明，引发河蟹高温热害的主要气象因素是高温强度及其持续时间、降水和日照，由此4要素构建了河蟹高温热害风险指标，设逐日单因子高温热害风险指数μ）（=1为最高气温、=2为高温持续天数、=3为降水量、=4为日照时数）。各气象因子的具体风险指数用隶属度模型构建可表示为：

式中：和为对应气象因子高温热害发生和加重时的临界值。

逐日高温热害综合指数计算公式如下：

考虑高温期各气象要素对河蟹的影响特点，利用层次分析法和专家打分法给出影响权重a、a、a、a、a的值，依次为0，0.50，0.35，0.10和0.05。根据河蟹养殖资料和对应的同期高温热害综合指数统计分析，将其高温热害分成3个等级。

文献[11]表明，最高气温不高，但微风、低压和高湿的闷热天气同样威胁河蟹生长，将日最高气温≥28℃、日平均相对湿度＞80%、日平均气压＜1 010 hPa且闷热指数≥0.1统计为闷热灾害天气，同理使用隶属度构建河蟹闷热灾害风险指数μ）（=1为日平均气压、=2为日平均相对湿度、=3为日平均气温、=4为日照时数、=5为日平均风速），权重系数依次为0.30，0.30，0.30，0.05和0.05，闷热灾害等级划分标准见表1。

表1 河蟹高温热害及闷热灾害等级划分标准

2 结果与分析

2.1 超长梅雨特征及对河蟹的影响

2.1.1 梅雨特征

2020年6月9日，淮河以南地区入梅，比常年（6月18—20日）早；7月21日出梅（常年7月10—12日），梅雨期持续43 d，列为1961年有气象记录以来第二位。淮河以南地区平均梅雨量582.5 mm，为有气象记录以来第二高值（仅次于1991年738.8 mm）。梅雨期间平均每天日照时数：苏北养殖区（洪泽、盐城、兴化）1.8～2.9 h，苏南养殖区（吴中、昆山、高淳、金坛）1.4～2.7 h，大部分地区创近60年同期新低。

2.1.2 梅雨期河蟹闷热灾害特征

根据闷热灾害指标计算模型和灾害等级判别标准，计算各代表站点逐日闷热灾害指数，判别闷热灾害等级（表2）。

由表2可见，2020年梅雨期，苏南养殖区闷热灾害日数为11～17 d，苏北养殖区为7～10 d，明显多于往年（常年不足5 d）。从地区分布看，高淳灾害发生程度最重，该地闷热灾害日数16 d（比全省最多的吴中少1 d），其中重度等级灾害天数11 d。从最大闷热指数看，最严重的1 d出现在兴化，最大闷热指数达到0.96。

表2 2020年江苏代表站点梅雨期闷热灾害指数及各灾害等级天数

2.1.3 梅雨对河蟹生长的影响

（1）闷热天气。河蟹生长需要稳定的水体环境，持续降雨引起养殖水体水位、pH值、浮游生物群落、上下水层溶解氧等因子剧烈波动，溶解氧质量浓度明显降低，加剧河蟹伤亡。高淳河蟹生态自动观测站数据显示，梅雨期间，40 cm水深的日最低溶解氧质量浓度大多低于4 mg/L，其中14 d内出现过1～9 h溶解氧质量浓度低于1 mg/L（图1）。7月5日，水中溶解氧质量浓度持续偏低（图2），从7月4日23：00至次日06：00，持续6 h溶解氧质量浓度＜1 mg/L，07：00略有回升，08：00—10：00再次跌到1 mg/L。由于观测设备安装在蟹塘进水端，水质条件优于其他养殖区域，大部分养殖区域水草无法进行光合作用，多烂根、下沉，导致溶解氧质量浓度更低。河蟹长期处于缺氧及受胁迫状态，摄食较少，蜕壳困难，蜕壳伤亡大，且水瘪子病等病害发生率高。不仅在高淳区，其他养殖区普遍出现伤亡率高、病害重的情况，如兴化养殖基地，平均每667 m日伤亡2～3只；另外，在昆山巴城武神潭村、武城村大母本蟹种养殖池塘，利用地笼检查发现，约有20%的河蟹行动迟缓，四肢空软无力，肝胰腺发白，功能退化。

图1 2020年6月9日—7月21日高淳河蟹生态环境自动观测站40 cm水深日ρ（溶解氧）变化

图2 2020年7月4—5日高淳河蟹生态环境自动观测站40 cm水深ρ（溶解氧）24 h变化

（2）蟹塘受淹。由于降水量偏多，部分蟹塘受淹，最为严重的高淳区，7月20日上午因安徽当涂县石桥镇南圩决堤，洪水涌入阳江镇胜利圩，超过1 000 hm河蟹养殖区受淹，直接经济损失约3.58亿元。少数蟹塘未被淹，养殖户因担心被外源水污染，采取蓄水增加内塘口水位措施，引起池塘水质变化，影响了河蟹正常生长，部分养殖塘口出现河蟹伤亡现象，平均每667 m日伤亡2～3只。

2.2 持续高温特征及影响

2.2.1 持续高温

受副热带高压控制，8月份江苏出现持续大范围高温天气，1—3日、5—7日高温天气持续时间较短、范围较小，9—25日影响范围大且持续时间长，其中15—19日淮河以南大部地区都出现了高温。8月苏南养殖区高温日数为14～21 d，苏北养殖区为8～9 d，比常年平均多6～18 d，均列历史前6位。9月上旬各站气温依然偏高，7—9日最高气温仍超过33℃，苏南部分地区达35～36℃。

2.2.2 高温热害

根据高温热害指标计算模型和灾害等级判别标准，计算4个典型监测区8月1日—9月10日高温热害指数，判别高温热害等级（图3）。由图3可见，8月1日，苏南养殖区高温热害指数均在0.5以上，达到中度高温热害，苏北各地也在0.25以上，其后2 d，高温热害指数维持在较高水平；11—25日，高温热害指数再次升高，阳澄湖养殖区12日开始持续10 d达到中度高温热害（其中7 d重度），固城湖及长荡湖养殖区中度以上高温热害也超过7 d，苏北受灾程度相对较轻，中度以上高温热害为4～5 d，但在19日大多也达到重度等级。此外，9月上旬苏南养殖区仍有2～3 d的轻度高温热害，这在历史上并不多见。

图3 2020年8月1日—9月10日高淳、昆山、兴化、金坛河蟹高温热害指数

2.2.3 高温对河蟹的影响

（1）蟹塘溶解氧质量浓度低、水温高。2020年8月1日—9月10日，河蟹塘口溶解氧质量浓度普遍偏低，每日最低ρ（溶解氧）均小于0.7 mg/L。8月3—10日，40 cm水深处日平均ρ（溶解氧）为2.3～5.9 mg/L，其中6—9日连续4 d低于4 mg/L。

受高温影响，蟹塘水温居高不下。8月1日—9月10日，高淳河蟹生态环境自动观测站各水层各时次平均水温变化见图4。由于空气与浅层水之间的热量交换比较频繁，上层水温对气温变化的响应最快，日变化幅度最大。10 cm深水温16：00达到最高，此时上下层温差最大，达4℃，底层在18：00才达到高峰，之后各层水温不断降低，至次日04：00—06：00，上下层水温一致，07：00达到最低值，但也达到了29.9℃，超过了河蟹适宜生长的温度，影响其正常生长。

图4 2020年8月1日—9月10日高淳河蟹生态环境自动观测站不同深度各时次平均水温变化

60 cm深处是河蟹最活跃层，8月1日—9月10日该深处日平均、日最高和日最低水温变化见图5。由图5可见，水温持续偏高，直至9月6日才回落到适宜的生长温度。其间出现了3个高峰期，第一高峰期在8月1—5日，8月3日最高水温高达38.6℃，最低水温也高达30.6℃；第二高峰期在8月15—21日，8月20日最高水温达35.2℃，最低水温也高达31.5℃；第三高峰期在8月25—26日，最高水温达34.6℃。8月下旬水温总体回落，但直至9月6日才低于28℃。

图5 2020年8月1日—9月10日高淳河蟹生态环境自动观测站60 cm深水温日变化

（2）河蟹蜕壳时间延长，病害重，病死率高。8月高温热害造成蟹塘水草死亡，水体自净功能降低，水环境长期处于非平衡状态，保草调水难度增加。因持续阴雨处于亚健康状态的河蟹生存难度加大，个体生长差异大，蜕壳时间延长，“四壳”和“五壳”界限不清，病死率高。如高淳区前期管控不到位的蟹塘，后期每天每667 m塘口损蟹8～10只，一般的蟹塘为2～3只。9月上旬为河蟹最后一次蜕壳高峰期，轻度高温热害造成河蟹蜕壳困难，甚至出现蜕壳不遂现象，残蟹、软脚蟹多于往年。

极端天气导致河蟹损耗高于往年，2020年河蟹水瘪子病比例高于2019年。以昆山为例，河蟹水瘪子发病率最高，约30%，病死率约75%。病而未死的河蟹基本无法销售、食用。

3 灾害防御措施

3.1 灾害防御技术

3.1.1 调控水位

池塘保持一定水位和水草覆盖率可有效降低底层水温。水位调控以“春浅、夏满，秋适中”为原则，随气温升高，缓慢提高水位，高温时水深1.2～1.5 m为宜（图6）。

图6 河蟹养殖池塘逐月适宜水位变化

3.1.2 调节水质

以水草、螺蚌等生物净化手段为主、微生物调节为辅，总体坚持“前肥后瘦”原则。前期透明度维持30～40 cm，高温期透明度40～50 cm，pH值约7.5，ρ（溶解氧）＞5 mg/L，ρ（氨氮）＜0.1 mg/L。根据蟹池水质变化，适时适量选用生石灰、EM菌及芽孢杆菌等有益微生物制剂，改善水质。

3.1.3 改良底质

冬季对蟹塘进行清塘消毒和晒塘冻土，适当翻耕以改良土壤。高温季节应避免剩余残饵沉底，降低池塘底部有机负荷，可定期使用底质改良剂。

3.1.4 科学投饲

“定时、定点、定质”投喂，高温季节降低高蛋白型饲料比重，高蛋白饲料/低蛋白饲料控制为45∶55。适度加拌保肝诱食性饵料，降低水质腐败及河蟹发病概率。闷热天气时少投甚至不投饵料，水温超过35℃时停止喂食。

3.1.5 管理水草

高温季节来临前，清理水草使其留有空隙，“草头”控制在水下20 cm左右，保持水草覆盖60%～70%，以增加水体的光照量，促进自然增氧。高温时期减少对水草的人为扰动，以免影响整塘水质。

3.1.6 适时增氧

根据天气变化情况，适时开启增氧设施。遇到闷热天气，傍晚开启微孔管道增氧机至次日早晨，22：00开启增氧机至次日天亮。使用药物杀虫、消毒与调节水质时，也开启增氧机。

3.1.7 防病治虫

高温期慎用杀虫消毒等药物，并及时添加微生物制剂以改良水质，分解有毒有害物质，提高河蟹抗病能力。

3.2 气象灾害监测与预警

加强河蟹闷热灾害、高温热害跟踪监测预警与评估，梅雨期和夏季高温期，要加大服务密度。根据气象和河蟹生态环境监测数据，利用高温热害（闷热灾害）计算模型，判别前期灾害发生等级。根据省台精细化预报产品，预测未来一周灾害指数，推算未来灾害等级。结合河蟹生长情况、池塘水体环境和预测结果，联合气象业务人员、渔业技术人员、生产一线人员多方会商后，及时发布灾害监测、预警与评估信息和应对措施，降低极端灾害天气带来的不利影响，为生产部门是否采取防控措施提供决策依据。