2002—2022年萍乡市气候变化对水稻生长及产量的影响

周佳茜，张碧旋

（1.萍乡市气象局，江西萍乡 337000；2.莲花县气象局，江西莲花 337100）

水稻作为我国主要的粮食作物之一，其产量与稳定性对于粮食安全和农业可持续发展至关重要。然而，近年来，随着工业化的快速发展，全球气候变化问题日益突出，对农业生产，尤其是水稻种植产生了深远的影响。因此，深入探讨气候变化对水稻产量和生长的影响，对于制订科学的农业应对策略，提高水稻生产的适应性和稳定性具有重要意义。近年来，江西省萍乡市大力发展水稻种业，现已形成南繁、本地、外埠三位一体的种业发展格局[1]。由于萍乡市每年生产的水稻种子占全国供种量的近20%，南繁制种面积、产量常年占全国南繁杂交水稻制种总面积、总产量的85%以上，萍乡市的水稻种子大部分是自产自销[2]。截至2022 年，萍乡市水稻种植面积7.68 万hm2，比2021 年增长2.47%，其中早稻播种面积0.73 万hm2，晚稻播种面积1.08 万hm2。萍乡市常采取水旱轮作的方式种植水稻，以有效减少地下害虫的发生[3]。

1 2002—2022年萍乡市气候变化特征

1.1 基本资料

观测资料（2002—2022 年）来源于萍乡市国家气象观测站，主要包括气温、降水、日照时间等气象数据。对这些数据进行统计分析，观察相关因素对水稻生长及产量的影响。

1.2 分析方法

收集萍乡市历史气象数据，以及水稻的最终产量数据。对收集到的数据进行整理，确保数据的准确性和完整性[4]。使用Pearson 相关性分析方法，根据相关系数的大小和显著性水平，判断不同气候因子对水稻产量及生长情况的影响程度[5]。采用直线滑动均值法得到水稻的趋势产量情况（Yw），进而得到水稻的气候产量（Yt）。该方法是在一定时间窗口内，计算水稻实际产量的平均值作为趋势产量，公式为

式中：Yi为当前年份i的水稻实际产量，单位为t·hm-2；Yi-1为前1 年的水稻实际产量，单位为t·hm-2；以此类推；n为考虑的年份数量，代表时间窗口的大小。

根据水稻的趋势产量（Yw），计算水稻的气候产量（Yt），公式为

式中：Yt为气候产量，单位为t·hm-2；e为受随机因素影响的产量分量，单位为t·hm-2。

将实际产量（Yi）分解为趋势产量（Yw）和气候产量（Yt）。气候产量（Yt）表示实际产量与趋势产量之间的差异，即受气候变化因素影响的产量分量。

2 结果与分析

2.1 2002—2022 年萍乡市水稻生育期气候变化特征

营养生长阶段是早稻生长的初期阶段，主要包括幼苗期、分蘖期、拔节期。生殖生长阶段包括拔节期、抽穗期、灌浆期，是稻谷形成和成熟的关键阶段。

如表1 所示，从生育期来看，萍乡市早稻一般在2 月初播种，6 月上旬成熟。早稻的拔节期也呈现显著的推迟趋势。相比之下，萍乡市的晚稻在早稻成熟后大约20 d 播种。从生育阶段来看，萍乡市早稻营养生长阶段有缩短趋势，而生殖生长阶段表现为极显著的延长趋势，全生育期延长；晚稻各生育期的变化趋势与早稻类似，表现为营养生长阶段缩短，生殖生长阶段延长。营养生长阶段的缩短与改良品种的引进和种植技术的改进有关。改良品种通常具有更短的生长周期和更高的生长潜力。生殖生长阶段的延长与气候变化和耕作管理等因素有关。例如，气温升高和降水增加会导致稻谷的生长速度减缓，从而延长生殖生长阶段。

表1 2002—2022 年萍乡市早、晚稻生育期的年际变化

如表2 所示，早稻在营养生长阶段中日照时间及有效积温呈现明显下降趋势，早稻在此生长阶段需要的光照及温度相对减少；早稻在生殖生长阶段中最高气温及有效积温呈现极显著的上升趋势，而晚稻在营养生长阶段平均气温和最高气温呈现极显著的上升趋势，伴随着最低气温及最高气温的不断上升，晚稻能够更好地适应气候变化。

表2 2002—2022 年萍乡市早、晚稻生育期的气候变化

2.2 2002—2022 年萍乡市水稻生育期与气候因子相关性

如表3 所示，早稻营养生长阶段生育期与平均气温和最低气温呈负相关，早稻生殖生长阶段生育期与日照时间则呈正相关。早稻全生育期与平均气温和最低气温均呈负相关，日照时间的增加会延长晚稻的生长周期，促进晚稻生长和发育，对晚稻生长和产量产生积极影响。

表3 2002—2022 年萍乡市早、晚稻各生育期与气候因子相关性分析

2.3 2002—2022 年萍乡市水稻气候产量与各生育期气候因子相关性

如表4 所示，早稻生殖生长阶段的最高气温与气候产量呈显著负相关，即生殖生长阶段最高气温的升高会导致早稻气候产量显著减少。最高气温的上升会对早稻的生殖生长阶段产生负面影响，如花粉发育异常、授粉不良等，进而导致早稻产量下降。而晚稻各生育期气温和日照时间对气候产量的影响不显著。晚稻对气候变化的适应性较强，能够更好地利用光热资源，产量受气温和日照时间影响相对较小。

表4 2002—2022 年萍乡市水稻气候产量与各生育期气候因子的相关性

3 结论与讨论

分析萍乡市2002—2022 年的气候数据可知，萍乡市的气候变化对水稻生长产生了显著影响。在每年的12 月至翌年2 月萍乡市的降水相对较少，而3 月降水明显增多。此现象对水稻的生长产生一定的影响，特别是对于早稻而言，播种到分蘖期需要大量的水分。然而，由于萍乡市降水量偏少，早稻的播期会延迟，以满足水稻对降水量的需求。此外，5—7 月，萍乡市的高温日数（大于等于35 ℃）明显增多。这段时间正好是早稻的生长期，高温对作物的生长和发育有一定的影响，特别是超过35 ℃的高温对早稻的生长会产生负面影响。因此，农民和农业专家需要采取相应的措施来应对高温对水稻产生的不利影响。对于晚稻来说，播种期一般在6 月底，而抽穗结实期通常在9 月。在此时期，高温对晚稻的影响较小。晚稻的生长周期相对较长，对高温的适应性较强，能够更好地应对气候变化。对于早稻来说，生殖生长阶段最高气温对产量的影响极显著。随着生殖生长阶段最高气温的升高，早稻的产量呈现下降的趋势。这是因为较高的最高气温会对早稻的开花和结实过程产生不利影响，可能导致授粉率的下降和结实率的降低，从而导致产量下降。

萍乡市的气候变化对水稻生长产生了多方面的影响。为了应对这些挑战，相关部门需要密切关注气候变化趋势，加强气象监测和预警系统的建设，及时发布气象信息，指导农民采取应对措施。通过科学的种植技术和农业管理措施，提高水稻的抗逆性，以应对气候变化带来的不利影响，确保水稻的稳定生长和高产。