气候变暖对我国南方水稻种植的影响

摘要：随着全球气候变暖趋势的不断加剧，我国南方作为重要的水稻产区正面临一系列显著的气候变化挑战，其中，包括但不限于气温的上升、降水格局的调整以及生长季节的动态变化。研究指出，气候变暖导致南方水稻种植区的积温增加和双季稻种植区向北推进，同时，也加剧了水稻生产不稳定性和产量波动的风险。为了适应气候变暖带来的挑战，将科技手段应用于水稻种植过程中，并做好水稻品种改良以及田间管理，做好技术创新成为南方水稻种植的重要应对措施。

关键词：气候变暖；南方地区；水稻生长；品种改良

气候变暖给农业生产带来了重要影响，特别是对水稻这一重要粮食作物的种植和生长产生了显著影响。我国南方地区作为水稻主产区之一，气候变暖的趋势对当地水稻种植业的发展提出了新的挑战和机遇。本文深入探讨了气候变暖对南方水稻种植的影响，分析应对气候变暖带来的挑战的策略和措施，以期为南方水稻种植业的可持续发展提供参考和指导。

1 气候变暖对水稻生长的影响

1.1 气候变暖对气温和降水的影响

1.1.1 气温上升

（1）生育期变化：气温升高可能导致水稻生育期的改变。温度是决定水稻生长发育速率的重要因子，气温上升可能会促使水稻播种和移栽时间提前，成熟期也可能会相应提前或延迟，这取决于不同区域的具体情况。在某些地区，早熟品种可能会出现生育期缩短的情况，而晚熟品种受影响的程度可能更大。

（2）光周期反应：气候变暖还可能影响水稻的光周期感应，进而影响其开花时间和结实率。温度过高可能会打乱水稻正常的光周期响应，影响花粉形成和授粉过程，降低结实率和千粒重。

1.1.2 降水模式变化

（1）降水量不均：全球气候变暖往往伴随着降水分布和季节性变化的复杂化，可能使某些地区的降水量增多，而另一些地区则面临干旱加剧。对于水稻这种需水量大的作物，过多或过少的降雨都会影响其生长。例如，雨量过大可能引发涝灾，导致水稻根系缺氧、病害加重；而降雨不足或分布不均则会导致水源短缺，限制水稻生长发育。

（2）灌溉需求变化：随着气候变暖，水稻种植区可能需要调整灌溉策略以适应新的降水模式，比如在旱季延长或者极端降水事件增多的情况下，保证适时适量地灌溉显得尤为重要。

1.2 气候变暖对水稻生长季节和需水量的影响

随着全球气候变暖的趋势持续，南方地区的气候条件对水稻生长的影响表现出复杂而多元的变化。一方面，气候变暖导致南方地区的气温上升和降雨模式的调整，这对水稻生长季节产生了重要影响。由于温度升高，春季回暖提前，秋季降温延迟，使得水稻生长期可能延长，有利于部分水稻品种的生长发育，增加了种植季数或单季水稻的生育期，从而有可能提升单位面积的产量。另一方面，尽管适度的温度升高和降雨量增加在一定程度上有利于水稻生长，但过高的气温和不稳定的降雨格局也可能带来负面影响。例如，在生长季节可能出现更为频繁的高温热浪，尤其是在水稻抽穗灌浆的关键时期，过高的温度可能导致结实率下降，进而减少产量。同时，气候变暖还可能导致水分蒸发加快，土壤湿度降低，使得水稻对需水量的需求增大，而实际可得的有效降水却不一定能同步增长，因此，在缺乏有效灌溉措施的情况下，水资源短缺问题会更加突出，制约水稻生产。

1.3 气候变暖对水稻病虫害的影响

南方地区的气温逐渐升高且气候异常事件增多，对水稻生长带来了显著影响，其中，对病虫害的影响尤为突出。一方面，温暖湿润的环境有利于部分病原菌和害虫的快速繁殖与发育，使得水稻病害如稻瘟病、纹枯病、立枯病等的发生时期提前，病害流行的风险增大。另一方面，由于冬季温度升高，越冬虫口基数增大，一些原本在冬季会被低温抑制的害虫得以顺利越冬并提早活动，例如，螟虫、稻飞虱等，从而导致整个生育季节内害虫数量激增，加重了对水稻的危害程度。

此外，气候变暖还可能导致新病虫害种类的入侵和扩散，打破原有的生态平衡，使得防控难度增大。同时，高温也可能影响水稻自身的抵抗力，使植株更容易遭受病虫害的侵害。

2 我国南方水稻种植区的现状

2.1 南方水稻种植区域范围和特点

我国南方水稻种植区主要包括长江流域及其以南的广大地区，如浙江、江西、湖南、福建、四川、安徽以及广东、广西等地，这些地区具有明显的地域分布特点。南方水稻种植集中于平原地带，尤其是靠近河流的冲积平原，因其拥有夏季高温多雨、雨热同期的气候条件，非常适宜水稻生长。此外，这些区域地势平坦，水利设施完善，利于灌溉，土壤肥沃，并且拥有丰富的劳动力资源，加上悠久的水稻种植历史与深厚的稻米文化，使得水稻种植业在这里得到了长足发展。

当前，南方水稻种植业仍占据我国水稻播种总面积的较大比例，接近94%，长江流域的水稻种植尤为突出，其面积占比达到全国的65.7%。然而，近年来南方水稻种植面积虽总体上保持较大规模，但面临着种粮成本上升、农田基础设施老化、生态环境压力增大等问题。部分地区为了优化农业产业结构和提高经济效益，调整了种植模式，同时也推广了更加科学合理的种植管理和高产高效的现代农业技术，以应对挑战并确保粮食安全。

2.2 主要种植技术和管理措施

2.2.1 育秧技术

优质水稻种子的选择与培育是保证高产稳产的基础，选用具有抗逆性好、丰产潜力大、适应当地生态条件的水稻品种至关重要。在育秧阶段，先进的育秧方法被广泛应用，例如薄膜覆盖育秧技术，通过在苗床上铺设塑料薄膜，能够有效地提高地温、保湿防旱、促进种子迅速发芽和幼苗整齐健壮生长，同时，也能防止早期冷害和病虫害侵袭。另外，工厂化育秧作为一种现代化农业技术手段，通过提供恒温恒湿的人工环境和标准化操作流程，能够在受控条件下高效培育出高质量的秧苗。

秧龄控制也是育秧过程中的一大关键技术点，通常情况下，水稻秧苗的最佳移栽期为20～25 d左右，此时，秧苗高度适中，根系发达，易于移栽且成活率高。通过调整播种时间和育秧方法，确保秧苗在最佳生理状态下进行移栽，有助于提高水稻整体的生产力。

2.2.2 移栽技术

移栽时，遵循合理密植的原则，依据水稻品种特性和目标产量确定适宜的株行距，以充分利用光、热、水资源，并保证通风透光，降低病害发生的概率。移栽前，稻田需经过细致平整，确保地面平整无坑洼，有利于水层分布均匀。移栽时，将秧苗插入泥中，确保根部充分接触土壤，形成良好的根土界面，进而利于快速扎根。

稻田灌水管理在移栽后尤为关键，初期移栽后需要浅水灌溉，通常保持水层深度在5～10 cm左右，这样既有利于新根生长和稳定植株，又可避免过深的水位导致氧气不足而抑制根系发育。随着水稻生长进程，水层管理还需根据生育期的不同灵活调整，例如分蘖期保持浅水，孕穗至抽穗扬花期实行干湿交替，成熟期则逐渐晒干。

3 气候变暖对我国南方水稻种植区的影响

3.1 区域气候变暖趋势分析

随着全球气候变暖现象的持续发展，我国南方水稻种植区也呈现出显著的气候变暖趋势。尽管南方地区的增暖趋势相较于北方地区可能并不那么突出，但长期的气温上升已经对该区域的农业生产，尤其是水稻种植带来了实质性的影响。南方水稻产区主要分布在热带季风气候和亚热带季风气候区域内，由于气候变暖导致的极端气候事件增多、降水模式改变以及温度升高等因素，使得水稻种植的生态环境发生了变化。

具体表现为：一方面，气候变暖提高了光合作用效率，对于水稻这类C3作物来说，在一定范围内较高的CO2浓度可能会提高其光合速率从而潜在增加产量。另一方面，随着气温升高，若降水量未同步增加甚至出现净蒸发量增大，将会使得原本湿润的南方水稻种植区面临水资源短缺的问题，进而影响灌溉条件和稻田生态系统的稳定性。此外，高温还可能导致水稻生育期提前，增加病虫害风险，并可能破坏水稻花粉发育和结实率，最终对稻米的产量和品质带来负面影响[1]。

3.2 气候变暖对南方水稻种植适宜性的影响

气候变暖对我国南方水稻种植区带来了显著的影响。研究表明，随着全球气候变暖，南方稻区的活动积温（日平均气温≥10℃）在过去数十年间明显增加，比如从1960年—2000年期间增长了324.4℃/d。这一变化导致水稻生长季的长度得以显著延长，约增加了17.9 d。与此同时，气候变暖促使双季稻的可种植区北界出现了明显的北移现象，原本20世纪60—80年代双季稻种植主要集中在长江以南地区，但在进入21世纪后，这一边界已经北移到长江以北地区，向北推进了近300 km，这使得包括四川东北部、贵州东部、重庆、湖北大部、安徽中部以及江苏南部在内的更多地区成为新增的双季稻种植适宜区域。

尽管气候变暖一定程度上扩大了水稻种植的潜在区域，并可能通过增加积温和延长生长季节而有利于某些地区的水稻产量提升，但它同时也加剧了农业生产不稳定性和产量波动的风险。温度升高可能导致水资源短缺，特别是若降水量未能相应增加以满足水稻生长所需的水分需求，则会导致灌溉压力增大。

4 应对气候变暖的策略和措施

4.1 将科技应用于水稻种植中

在水稻种植中应用科技方法应对全球气候变暖带来的挑战，已经逐渐成为保障粮食安全和农业生产可持续发展的重要途径。我国科学家经过不懈努力，成功培育出能够抵御高温环境的“抗热水稻”，这种水稻品种能够在不断升高的年均气温条件下保持稳定的产量，从而降低了全球气候变暖导致的粮食减产风险。与此同时，科研人员也在深入探索和改进植物光合作用效率。上海市中国科学院分子植物科学卓越创新中心的研究者们取得了一个重大突破，他们发现并重新认识了D1蛋白在光合作用过程中的作用，这一发现有助于科学家开发新方法提升植物对光能的利用效率，特别是在高温环境下，使作物如水稻能在更高的温度下维持高效的光合作用，进而增加粮食产量，以应对全球变暖对粮食安全构成的挑战[2]。

4.2 水稻品种改良和选育

4.2.1 抗热育种

科学家们致力于培育具有更强耐热性的“抗热水稻”品种。例如，中国科学院的研究团队在2022年初就报道了一项研究成果，他们成功定位并克隆了水稻的抗热性状相关基因，并基于此培育出能够在较高温度下保持稳定产量的新品种。这类水稻能够在一定程度上抵抗高温胁迫，确保在气候变暖条件下依然能够保持较高的种植效益。

4.2.2 品种改良

改良品种兼顾了高产、优质和多抗性等特点。这意味着不仅要求水稻能在更极端的气候条件下生存，同时，还要保证其单位面积产量不降低，甚至有所提升，并且具备抵御多种病虫害的能力。在实际操作中，这涉及通过传统育种方法结合现代生物技术手段，比如基因编辑技术，筛选和整合有利基因以创造适应未来气候环境的超级稻品种[3]。

4.3 水稻种植田间管理和创新

4.3.1 有选择地推广品种

针对温度升高导致的水稻生长期变化，科研人员正在积极研发和推广耐热性更强的水稻品种，以适应更长、更热的生长季节。例如，通过基因工程技术改良后的耐高温水稻品种，在一定程度上能够抵御因气候变暖带来的不利影响，保障粮食生产安全。

4.3.2 田间管理

在田间管理过程中，推行精确灌溉和水肥一体化管理，以提高水资源利用效率，减少温室气体排放。比如，采用节水灌溉技术，如滴灌或喷灌，不仅能够根据水稻生长阶段精准调控水分供给，降低对水资源的需求，同时也能防止过量施肥造成的氮氧化物排放，间接减轻气候变暖压力。

4.3.3 优化种植模式

优化种植模式，实施稻田生态系统管理也是重要策略之一。比如，实行稻鱼共生、稻鸭共育等生态农业模式，既能充分利用生物多样性来增强农田生态系统的稳定性，抵抗气候变化的影响，又能实现经济效益和环境效益的双重提升[4]。

5 结语

气候变暖对中国南方水稻种植区的影响是复杂而多元的，涉及气温变化、降水模式、生长季节等多个方面。应对面临气候变暖所带来的挑战，在水稻种植过程中应用科技方法成为首选，包括培育抗热性强的水稻品种、改进种植管理技术等。未来，我们需要继续加强科研工作，不断创新技术，提高水稻抗逆能力，实现农业生产的可持续发展，为确保粮食安全和农业可持续性贡献力量。意识到气候变暖对水稻生产带来的挑战，积极应对并探索新的解决方案，是保障南方水稻种植区农业可持续发展的关键。

参考文献

[1] 孙明银，刘慧芳.气候变暖对中国南方水稻种植区的影响及适应策略研究[J].中国农业科学，2020，53（16）：3049-3059.

[2] 陈华，周国.应对气候变暖的农业发展策略研究[J].农业现代化研究，2022，43（2）：45-50.

[3] 李明，张艳.水稻品种改良研究进展及展望[J].作物杂志，2021，36（3）：78-83.

[4] 王军，杨洋.水稻种植管理技术创新与应用研究[J].南方农业学报，2018，49（6）：123-127.