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气候变化对福建水稻生产质量的影响因素分析

添加时间:2019/06/10
  摘要:通过对福建的气候变化情况, 对闽西北双季稻区与单季稻区的气候进行对比分析, 采用雨育与灌溉2种方式对水稻的生产方式进行研究, 并考虑到二氧化碳浓度给水稻产量所带来的效益影响, 结果表明, 采用灌溉的方式更有利于水稻产量的增收。
  
  关键词:气候变化; 福建水稻; 生产质量; 影响;
 

 
  
  粮食安全作为国家发展中的重要组成部分, 多功能性成为粮食安全保障中较为重要的一项功能, 在众多的因素影响下, 气候变化对粮食产量的影响最大。因此, 对气候变化进行科学的评价是目前需要解决的重要问题。以福建省为例, 福建主要以水稻为主, 水稻产量对福建地区有着非常重要的影响, 研究气候变化对福建水稻生产质量所带来的影响具有非常重要的现实意义。
  
  1 福建地区水稻生产现状以及气候特点
  
  1.1 水稻生产现状
  
  水稻喜温、耐湿, 具有感光性的特点。在长期的驯化过程中形成了不同的水稻品种, 对温度与日照的要求也各有不同。福建省地势起伏较大, 地形复杂, 在水稻种植时出现了较大的差异。福建省的光照资源充沛, 适合水稻的生长[1], 逐渐发展为福建省种植的主要粮食作物。由于受到气候条件的限制, 福建水稻的种植时间非常重要, 需要结合品种以及生育期进行搭配, 如果没有进行合理的安排将会导致大幅度的减产。因此, 福建省水稻生产需要解决的主要问题就是气候变化与水稻种植的规划安排, 充分的利用当地的气候资源, 实现水稻的产量增收。
  
  1.2 福建地区气候特点
  
  福建面临大海, 境内外山脉河流交错, 有充足的太阳能与水资源, 受到不同海拔高度的限制形成了不同的气候变化特色。由于受到地形的影响, 福建对天气系统的运行有着明显的干扰, 冬季时武夷山脉对冷气团的南侵有着较大的阻碍;夏季容易出现暖湿气团的滞留, 增加了福建地区的气候差异。
  
  2 气候变化对福建水稻生产质量的影响因素分析
  
  2.1 不同稻作区的水稻生育期变化
  
  表1为福建省不同稻作区灌溉的生育期变化情况, 从表中可以看出, 不同的水稻品种, 其模拟生育期都会随着天气的变化而发生不同程度的缩短, 不同排放浓度下, 生育期缩短的时间没有太大的变化。不同的条件下单季稻区的生育期最长, 要高于双稻期。而且单季稻生育期时间较长, 随着温度的升高会加速水稻的发育, 从而生育期缩短的现象就会更加的明显。但是生育期的缩短会造成水稻的光合时间缩短, 从而降低水稻的产量[2].
  
  A1:以自给自足为主要的特征, 强调特色的保持, 人口持续增长, 生产力增长缓慢, 经济发展速度较低。
  
  B1:中等水平的经济发展, 技术变化速度缓慢但是具有多样化。
  
  A1B:平衡各种资源。
  
  表1 雨养水稻模拟生育期较之BASE生育期的变化天数
  
  2.2 气候变化对水稻产量的影响
  
  研究气候变化对水稻产量造成的影响时, 需要考虑二氧化碳的浓度对水稻所产生的反应。在综合影响的条件下, 不同生态区的产量都未发生变化, 在所有的制度相同的情况下, 对不同的生态区的产量进行平均, 分析灌溉措施对水稻产量所产生的影响, 从而对不同的情况进行效果研究。产量发生变化后会出现一个相同的规律[3], 在2040s的产量比2020s的产量有所减少, 不同的排放浓度对会对产量造成一定的影响。闽西北稻区的后季稻产较大, 容易受到高温的影响。在充分灌溉的条件下, 大部分地区的水稻减产都能得到一定的缓解, 特别对于闽西北的后季稻产量变化最为明显, 说明后季稻生育期内容易受到高温的影响而对灌溉造成不利的影响。
  
  2.3 气候变化对水稻稳产性的影响
  
  表2为不同稻区的雨育水稻模拟产量变化情况, 闽西北双季稻区中, 后季稻的稳定性较差, 在不同的情况下, 闽西北双季稻区中的后季稻出现增产, 但是产量不稳定依然较大, 所以后季稻的产量波动较大。后季稻产量出现不稳定的主要原因是因为生育期正值福建省的高温季节, 二氧化碳的增加使得极端高温天气的次数逐渐频繁, 导致产量出现波动, 从而使得产量的稳定性较差。
  
  2.4 气候变化对水稻生育期干湿状况的影响
  
  当大气中的二氧化碳排放浓度持续增加时, 会因为温度的升高而导致水稻叶片的蒸散量增加, 又因为二氧化碳的浓度会增加叶片的气孔阻抗, 减少蒸腾量[4].蒸散量的大小与多种因素条件有关, 蒸散比能够用来衡量稻田中实际量与潜在量之间的对比, 如果蒸散量的值越大说明稻田越湿润, 反之则越干旱。
  
  表2 不同稻作区雨育水稻模拟产量变化情况
  
  表3 不同稻作区的水稻生育期蒸散值变化比
  
  2.5 气候变化对水稻灌溉需要量的影响
  
  影响稻田灌溉需要量的因素较多, 比如降水量、蒸散量以及土壤等。表4为不同排放情况下稻田的灌溉需要量的变化。在气候变化的情况下, 闽西北早稻生育期内的灌溉需要量有所增加, 随着温度的增加而影响稻田的蒸散比, 灌溉量也会有所增加。后季稻灌溉的需要量模拟中, A1与B1的模拟结果比较相似, 但是因为蒸散比较大, 所以降水量也有所增加。又因为二氧化碳的浓度会增加节水效益, 因此在稻田灌溉中的需要量会逐渐减少, 特别在后季稻的表现中则会更加的明显。单季稻区会随着气候的变化而增加灌溉需要量, 主要的原因就是因为在单季稻的生育期内, 蒸散比会出现不同程度的减小, 而且生育期时间角窗, 持续的高温会导致稻田的蒸散比增加, 容易让稻田的土壤变干。因此, 对于灌溉条件较差的地区需要选择耐旱的品种, 才能够有效的保证水稻的产量[5].
  
  表4 不同稻区水稻灌溉需要量的变化比
  
  2.6 气候变化对福建水稻总产量的影响
  
  如果采用雨育的方式, 全省水稻的总产量将会有所降低, 闽西北稻区的后季稻会有所减产, 双季稻区的早稻和单季稻没有明显的产量贡献, 到了2040s后, 会随着温度的升高而发生变化。因此, 水稻总产量变化的趋势是闽西北稻区的总产会有所降低, 随着时间的变化, 如果在2050s不采取任何的措施, 将会严重减产。
  
  如果采用灌溉的方式, 全省的水稻总产会比雨育方式略好, 总产量的幅度也会减小。在A1B情境下, 水稻总产量在灌溉的条件下为正产, 主要贡献源于后季稻, 说明灌溉条件能够改变该地区高温所带来的影响。
  
  3 结语
  
  福建不同稻区的水稻生育期在未来的发展中会逐渐缩短, 水稻的生长期会不断延长, 为后期水稻的品种研究提供了更大的研究空间, 选择生育时间长且产量较高的产品, 充分利用热量资源, 有效的提高水稻的产量。
  
  参考文献
  
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  [2]庄淑芳。福建省杂交水稻种子生产基地质量监管现状与展望[J].中国种业, 2018, 278 (05) :52-54.  
  [3]彭国照, 费永成, 陈林, 等。 ORYZA2000水稻模型在四川盆地参数本地化及验证应用[J].西南师范大学学报 (自然科学版) , 2018, 43 (3) :125-132.  
  [4]胡慧芝, 刘晓琼, 王建力。气候变化下汉中盆地水稻产量变化研究[J].自然资源学报, 2018, 33 (4) :609-620.  
  [5]刘斌。基于气候变暖背景下黑龙江省水稻种植适宜性区划初探[J].农民致富之友, 2018 (1) :70.