氣候變化背景下水稻高溫熱害風險及其對產(chǎn)量的可能影響.pdf

1、中國是世界上最大的水稻生產(chǎn)國，水稻種植面積和總產(chǎn)量分別居世界的第二和第一位。全球氣候變暖，極端天氣事件增加的背景下，近年來中國大部分地區(qū)水稻生長季溫度升高，高溫熱害的強度和頻率增加，已經(jīng)嚴重影響水稻生產(chǎn)。研究利用1981-2009年水稻觀測數(shù)據(jù)，1961-2010年氣象數(shù)據(jù)和未來2021-2050年RCP2.6，RCP4.5，RCP8.5氣候情景數(shù)據(jù)，分析過去50a和未來30a中國水稻高溫敏感期（孕穗-乳熟）高溫熱害頻率、強度的時空變化

2、情況，并嘗試利用1981-2009年水稻高溫敏感期高溫積溫和水稻減產(chǎn)率建立經(jīng)驗回歸關系式，評估2021-2050年RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5氣候情景下，中國水稻輕、中、重度減產(chǎn)概率的空間分布，以期了解歷史和未來近期中國水稻高高溫熱害風險的變化及其對產(chǎn)量的影響，為合理安排水稻生產(chǎn)，水稻高溫減產(chǎn)預估提供科學依據(jù)。得到的初步結論如下:
　　1.1961-2010年，中國水稻高溫敏感期日最高氣溫超過35℃持續(xù)3d以上的日數(shù)（

3、HSD，以下簡稱高溫日數(shù)）和日最高氣溫超過35℃持續(xù)3d以上的有效積溫(HDD，以下簡稱高溫積溫)平均分別為1.3d和2.0℃·d，高值區(qū)主要位于長江中下游地區(qū)。過去50a，高溫日數(shù)和高溫積溫均以1980s為界限先減后增，總體無顯著的變化趨勢。從空間上來說，HDD在長江以北中部地區(qū)減少，在重慶和浙江大部增加，年際間波動則體現(xiàn)“南方水稻區(qū)大，東北、云貴小”的分布。水稻生長季各月HDD的變化不同，以江南(Ⅱ)7月HDD的增加速率最快，為1.

4、2℃·d/10a，其次為華南(Ⅲ)8月，增加0.8℃·d/10a，東北地區(qū)6-7月拔節(jié)孕穗期HDD略有增加，而長江以北(Ⅰ)和云貴(Ⅵ)地區(qū)7～8月HDD有減少的趨勢。
　　2.未來2021-2050年3種RCP情景下，中國大部分地區(qū)水稻高溫敏感期高溫熱害頻率和強度增加，其中，HSD在RCP2.6，RCP4.5和RCP8.5情景下分別增加1.08，1.23和1.49d，HDD分別增加3.89，4.19和4.81℃·d。高溫熱害強度

5、和頻率增加幅度最大的地區(qū)位于東北大部，長江中下游大部和華南地區(qū)西部，呈東北—西南帶狀分布，增加幅度最小的地區(qū)主要分布于東南沿海地區(qū)和西南大部分地區(qū)。由于基準時段熱量資源的差異，未來RCP情景下各區(qū)域高溫持續(xù)日數(shù)變化特征不同，其中長江流域(Ⅰ，Ⅱ)主要表現(xiàn)為持續(xù)5d以上高溫事件的增多，持續(xù)1～2d的高溫事件頻次略有減少，華南(Ⅱ)主要表現(xiàn)為持續(xù)3～5d高溫事件的增多，東北單季稻區(qū)(Ⅴ)主要表現(xiàn)為持續(xù)1～5d高溫事件及持續(xù)8d以上高溫事件的

6、增多，而云貴單季稻區(qū)(Ⅵ)各級高溫事件頻次在RCP2.6，RCP4.5和RCP8.5情景下依次減少。過去50a，中國水稻高溫中心主要位于湖南北部地區(qū)，發(fā)生“南移北進東遷”的移動，未來2021-2050年，高溫中心位于基準時段高溫中心東北方向，北方高溫熱害增加幅度較南方更大，未來30年間高溫中心在RCP2.6，RCP4.5和RCP8.5情景下分別發(fā)生“南移”，“南移北進”和“北進”的遷移，北方水稻高溫熱害風險在3種RCP情景下依次加大。<

7、br>　　3.多元回歸結果表明，抽穗開花期是水稻對高溫熱害最敏感的生育階段，其次為灌漿期和全生育期。除東北單季稻區(qū)水稻減產(chǎn)率和SDD32呈顯著的一元二次曲線關系外，其他各區(qū)水稻的高溫減產(chǎn)率和HDD呈顯著的線性負相關。減產(chǎn)速率H和高溫減產(chǎn)閾值M的分布特征一致，長江以北單季稻(Ⅰ)區(qū)最高，其次為江南(Ⅱ)和華南(Ⅲ)地區(qū)。HDD均值較高的地區(qū)，H和M值也較高?；鶞蕰r段內(nèi)，中國水稻高溫減產(chǎn)以輕度為主(L1)，風險為4.8％，中度(L2)和重度