水城县水稻秋风综合评价指数分析

任正发 耿克靖 石丹 罗通均

摘要    为进一步客观评估秋风灾害对于水稻产量的影响，本研究在前人研究基础上，应用水城县历史水稻抽穗扬花期低温灾害综合评价指数，结合历史产量资料，开展了对比分析。结果表明，秋风是影响水城水稻产量的重要灾害，应用综合评价指数能够客观反映秋风对水稻产量的影响，但要实现秋风对产量影响的定量化评估，还需进一步研究。

关键词    水稻;秋风;灾害评估;贵州水城

中图分类号    S511;S161.7        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）12-0021-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

秋风（水稻抽穗扬花期低温灾害）是影响贵州水稻生产最关键的农业气象灾害之一，属于障碍型冷害，常导致水稻不能正常抽穗扬花而减产，甚至绝收。做好水稻秋风灾害监测预警评估，对于客观评价灾害影响具有重要意义。

许炳南[1]提出了秋风天气过程，构建了年度秋风指数，以客观评估秋风发生的强度。李茂松等[2]在此基础上，结合秋风天气发生的时间，提出了水稻抽穗扬花期低温综合评价指数，进一步客观评价了秋风发生强度及其对水稻产生的可能影响。本研究应用综合评价指数和水稻产量进行了对比分析，以进一步研究该综合评价指数在对水城县水稻产量影响评估方面的适用性，以期进一步深入了解秋风对于水稻产量的影响。

1    资料与方法

应用水城县气象站1961—2014年8月1日至9月10日的逐日平均气温资料，计算年度秋风指数和秋风综合评价指数K，计算公式如下：

其中，O8.20为8月20日的日序，为水稻抽穗扬花期时段的中间点，O1为第1次低温过程起始日期，d1st为第1次秋风过程持续天数，OL为最长一次秋风过程起始日期，dL为最长一次秋风过程持续天数，M为时段内的负积温，dt为总秋风天数。

水稻抽穗扬花期低温灾害综合评价指数如下：综合评价指数>18，灾害等级特重;综合评价指数在12～18之间，灾害等级重;综合评价指数在8～12之间，灾害等级中;综合评价指数在4～8之间，灾害等级轻;综合评价指数<4，灾害等级无。

水城县1961年逐年水稻产量来源于贵州省统计局。文中应用到的干旱指数基于参考文献[3]计算得到。

2    结果与分析

2.1    水城县秋风灾害特征

对水城历年年度秋风指数和综合评价指数对比分析可见，基于年度秋风指数，1961—2014年间大部分年份均为特重等级，达到32年;综合评价指数显示，特重秋风年14年，重度以上秋风年23年，其中2002年为最重年份，表明水城县水稻秋风灾害频发（表1）。

2.2    水稻产量与秋风灾害

在20世纪90年代以前，水城县水稻平均单产在1 500～4 500 kg/hm2范围波动，部分年份水稻单产减产显著。20世纪90年代后，水稻产量呈现迅速增加趋势，一度增长至超过9 000 kg/hm2。

对比水稻单产和综合评价指数可见，大部分综合评价指数较高的年份，水稻产量随之减产，其中2002年秋风最重，水稻随之大幅减产（图1）。

以5年滑动平均作为单产的趋势产量，计算气象产量，同时计算相对于上一年的产量变化。1961年以来，应用5年滑动平均计算气象产量中，有18年出现了减产。其中，有11年秋风达到重度以上等级，表明水稻减产主要由秋风灾害引起。此外，有3年（1963年、1969年、2011年）干旱指数较高，表明主要由干旱导致减产。

同时考虑较上年减产或较5年滑动平均减产的27年中，有14年出现了重度以上秋风，7年为轻度秋风，5年为无秋风年，其中2年干旱指数较高（表2）。

综合评价指数达到重度以上等级的23年中，除1980年产量缺值外，有11年与5年滑动平均比出现了减产，有3年与上年比出现减产，特别是2002年。进一步对比年度秋风指数达到重度以上的37年中，仅16年较上年或5年滑动平均减产幅度超过5%。

年度秋风指数达到重度以上的37年中，有21年综合评价指数达到重度以上等级，二者有16年未同时达到重度以上等级，其中有14年为秋风指数达到重度以上等级，剔除干旱年份（1969年），余下13年中，只有4年较上年或5年滑动平均减产幅度超过5%。

对减产年份的秋风综合评价指数和减产率进行对比分析，二者相关性较差，表明水稻减产幅度与综合评价指数相关性不显著。对出现重度以上秋风等级年份的秋风综合评价指数和减产率进行对比分析，二者相关性也较差，出现重度以上秋风时，水稻减产幅度与综合评价指数相关性不显著。因此，难以以该指数定量化评估秋风对水稻产量的影响。

3    结论与讨论

综上所述，原有的水稻年度秋风指数，偏重评估了水稻秋风强度，一方面表现在54年中有37年都评估为重度以上等级，另一方面这37年中仅16年减产幅度超过5%。

对比分析显示，综合评价指数更能够客观反映水稻历史秋风灾害。一方面表现在54年中23年达到特重以上等级，另一方面表现在这23年中有14年减产幅度超过5%。此外，在年度秋风指数达到重度以上等级而综合评价指数未达到的14年中，只有4年减产幅度超过5%，也进一步表明综合评价指数客观反映了秋风灾害对水稻产量的影响。

本研究旨在通过对水城县秋风综合评价指数和水稻产量的对比分析，找出秋风对水稻产量影响的定量化评估方法。但分析发现，无论是年度秋风指数还是综合评价指数，其与水稻减产率的相关性均较差。分析原因在于，一方面，产量数据属于统计数据，且水城县海拔差异大，立体气候明显，而本研究仅采用了水城县气象站1个点的资料，不能客观反映全县产量情况;另一方面，水稻产量受多种因素影响，除了秋风以外，还有干旱灾害以及光、温、水等各气象要素的总量和匹配情况，此外水稻品种、栽培管理技术等也会对水稻产量造成较大影响。如何从水稻产量序列中分离出气象产量，特别是受气象灾害影响导致的产量波动量，是评估灾害对于产量影响的关键[4-5]。

未来需要进一步结合气象条件定量化评价和多种气象灾害指数，开展深入的对比分析，客观分析气象条件和气象灾害对于水稻产量的影响，才能构建可以更加客观评估气象条件和气象灾害的定量化评估模型[6]。

4    参考文献

[1] 许炳南.贵州气候灾害的划分标准[J].贵州气象，1999，23（3）：42-47.

[2] 李茂松，谷晓平.西南地区农业干旱和低温灾害防控技术研究[M].北京：中国农业科学技术出版社，2016.

[3] 古书鸿，胡家敏，古堃，等.基于土壤含水量模拟的贵州山区旱地农业干旱监测方法[J].干旱气象，2017，35（1）：29-35.

[4] 莫建国，于飞，梁平.贵州省秋风对水稻影响评估模型的研究[J].中国农学通报，2013，29（9）：35-38.

[5] 王连喜，左晋，谷晓平，等.贵州水稻抽穗开花期秋风灾害指标初探[J].中国农业气象，2013，34（2）：215-220.

[6] 左晉.贵州水稻秋风灾害指标研究及风险评估[D].南京：南京信息工程大学，2013.