天长市气候资源分析与水稻生长期气候区划

2020-09-17王德燕张辉倪克莹

现代农业科技 2020年17期

关键词：水稻

王德燕张辉倪克莹

摘要为更好地做好农业气象服务，本文分析了天长市光、热、水等气候资源和水稻的生育特点，构建了天长水稻气候适宜度模型，制作了水稻生长期气候区划。结果表明，天长市水稻全生育期温度适宜度最大，日照适宜度次之，降水适宜度最小。天长地区水稻生育期热量、雨量、日照资源充沛，能满足水稻生长需求，其中天长东南部和西北部是水稻最适宜种植区，其他地区为适宜区。

关键词气候资源;气候区划;水稻;安徽天长

中图分类号 P463.3 文献标识码 A

文章编号 1007-5739（2020）17-0185-03 开放科学（资源服务）标识码（OSID）

天长市地处江淮分水岭，土地总面积1 751.4 km2，其中，耕地面积59 159 hm2。水稻是天长市主要农作物，种植面积5.73万hm2。天长属于江淮丘陵向苏北平原过渡地带，地势由西南向东北倾斜，西南部丘陵起伏，东北部多平原;周边及境内湖泊、水库较多，以东边的高邮湖最大，白塔河横穿整个天长。季风气候特征明显，四季分明、气候温和、光照充足、雨量适中、旱雨两季分明，但降水时空变化大，灾害性天气比较频繁。本文分析了天长市气候资源，研究了影响水稻生长发育的气候因子，构建了天长水稻气候适宜度模型，制作了水稻生长期气候区划，以期更好地做好气象服务。

1 水稻生长期概述

1.1 水稻生长平均发育期

根据2000—2016年天长市农业气象站水稻生长平均发育期数据，当地水稻播种期4月24日，出苗期4月30日，三叶期5月11日，移栽期6月5日，返青期6月9日，分蘖期6月18日，拔节期7月22日，孕穗期8月1日，抽穗期8月11日，乳熟期8月26日，成熟期9月23日。

1.2 水稻主要生育期三基點温度

天长市水稻主要生育期三基点温度如表1所示。

2 天长市气候资源分析

2.1 日照

1981—2010年天长市年平均日照时数为1 972.9 h，日照时数年变化以夏季最多，冬季最少，春秋季居中。其中，夏季各月日照时数的多少与雨带由南而北的推进有关，日照时数一般是8月最多，这与一般年份7月出梅有关。

2.2 气温

2.2.1 平均气温。根据1981—2010年天长市气温数据可得，4月、5月、6月、7月、8月、9月、10月的平均气温分别为14.9、20.6、24.4、27.5、26.9、22.7、17.3 ℃，年平均气温15.3 ℃，全年平均气温高于10 ℃的月份为4—11月（共8个月），4—10月总平均气温22 ℃。

2.2.2 积温。积温是适用于农业上的概念，指某界限温度的初、终日间日平均温度的累积值。由于水稻生长的最低温度大约为10 ℃，因而统计了天长日平均气温稳定通过10 ℃的积温，结果如表2所示。可以看出，天长日平均气温通过10 ℃的积温初日出现在3月30日，终日出现在11月14日，积温为4 939.2 ℃。从热量条件来看，天长市适宜种植水稻。但水稻的分布还受自然降水、水利条件和土壤结构的制约。其中双季稻分布受温度的严格限制，考虑到80%安全保证率及其他生产因素，≥10 ℃的积温在5 000 ℃以上是双季稻种植的重要条件之一。因此，天长市适合单季稻种植。水稻属喜温好湿的短日照作物，全生育期≥10 ℃积温2 000～4 000 ℃即可满足生长需求，天长市水稻区积温条件已处于其上限，同时平均气温也满足三基点温度。

2.3 降水

1981—2010年天长市年平均降水量1 073.5 mm。年降水量的分布以夏季最多，为548.5 mm;春季多于秋季;冬季最少，为110.4 mm。雨量最多的月份为7月，夏季雨量（6—8月）占年雨量的50%以上（图1）。

2.4 光温水的配合

天长市属季风气候，总体上呈现光温水同升降的变化趋势，有利于农作物的生长发育和开花结实。由图2可以看出，虽然光温水的年变化曲线均呈单峰型，总趋势一致，但不完全同步。光温水夏季（6—8月）最丰，7月为最大（高）值。

3 水稻生长期气候适宜度分析及气候区划

3.1 温度适宜度模型

根据有关人员的研究，引入温度条件的反映函数[1-2]，定量分析热量资源对水稻各生育期生长发育的满足程度，建立温度适宜度模型：

式中，F（Tij）为第j年第i生育期温度适宜度，tij为第j年第i生育期平均温度，t1、t2、t0分别是对应时期作物生长下限温度、上限温度和平均适宜温度（表3）。拔节-孕穗期、抽穗-开花期若连续10 d出现最高气温≥35 ℃、平均气温≥30 ℃的高温热浪，气候最不适宜，即F（Tij）=0。

3.2 降水适宜度模型

降水是作物水分与土壤水分的主要来源，作物生长的好坏、产量的高低与降水密切相关。为评价降水对水稻生长的影响，建立降水适宜度模型：

F（Rij）=Rij /R0 Rij

式中，F（Rij）为第j年第i生育期降水适宜度，Rij为j年第i生育期降水量，R0为对应生育期生理需水量（表1）。分蘖期或拔节-孕穗期若降水量超过400 mm，常出现渍涝或内涝;不足30 mm，往往遭遇大旱，气候均为最不适宜，即F（Rij）=0;而抽穗-开花期或灌浆-成熟期遭遇≥10 d的连阴雨，气候最不适宜，即F（Rij）=0。淮河以南水稻全生育生理需水折合降水量约700 mm，其中播种-三叶期、移栽-返青期、分蘖期、拔节-孕穗期、抽穗-开花期以及灌浆成熟期生理需水量分别占14%、15%、24%、23%、14%及10%。

3.3 日照适宜度模型

天长市日照时数的70%与安徽省日照时数多年平均值相当。鉴于此，建立日照适宜度模型：

式中，F（Sij）为第j年第i生育期日照适宜度，sij为第j年第i生育期日照时数，n为该生育期日数，s0为第i生育期日平均日照需求的临界值，b为系数（表3）。

从7个区域站30年资料分析得出水稻全生育期温度、降水、日照适宜度均值，结果如图3所示。可以看出，水稻全生育期适宜度温度最大，日照次之，降水最小。表明天长地区水稻生育期热量资源充沛，能满足水稻生长需求，但夏季高温热害对产量影响较大;降水量年际波动大，旱涝灾害频繁，是水稻生产主要的限制因子[3-5]。

水稻全生育期的温度、降水适宜度空间分布（图4、5）。为了精确评估温度、降水及日照对气候适宜度的不同贡献，综合加权得到气候适宜度[6-8]，水稻全生育期的气候适宜度空间分布如图6所示。可以看出，天长地区水稻生育期热量、雨量、日照资源充沛，能满足水稻生长需求[9-12]，其中天长东南部和西北部为水稻最适宜种植区，其他地区为适宜区。

4 结论

综上所述，天长地区水稻全生育期温度适宜度最大，日照适宜度次之，降水适宜度最小。天长地区水稻生育期热量、雨量、日照资源充沛，能满足水稻生长需求，其中天长东南部和西北部为水稻最适宜种植区，其他地区为适宜区。

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