摘 要：介紹了近20年黑龍江省水稻生產(chǎn)情況及氣候變化因子（溫度、降水量、日照時(shí)數(shù)），探討兩者之間的關(guān)系，并提出該省應(yīng)對氣候變化的具體措施，為黑龍江省水稻生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)及技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：氣候變化；黑龍江；水稻生產(chǎn)；應(yīng)對措施

在全球氣候變暖的背景下，黑龍江省的氣候變化較明顯[1]。農(nóng)業(yè)種植制度、栽培措施及最終產(chǎn)量對氣候變化敏感，并且影響作物的種植面積[2，3]。近年來，我國糧食生產(chǎn)有增產(chǎn)的趨勢，但糧食安全問題仍十分嚴(yán)峻。黑龍江省作為我國水稻的主要種植大省，對我國糧食安全的作用不可忽視。近年來，由于科技進(jìn)步，品種改良及政策的影響，黑龍江的糧食產(chǎn)量逐步增加。但氣候變化對水稻生產(chǎn)是增產(chǎn)還是減產(chǎn)，目前尚未有統(tǒng)一的結(jié)論[4，5]。水稻作為我國主要的糧食作物，具有非常重要的戰(zhàn)略價(jià)值。因此，在氣候變化背景下，研究黑龍江省水稻種植與氣候變化的關(guān)系很有必要。近20年為黑龍江省水稻種植快速發(fā)展的時(shí)期，因此我們對近20年黑龍江省氣候變化及水稻種植的影響進(jìn)行分析，以期在氣候變化背景下為當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 近20年黑龍江省水稻生產(chǎn)情況

根據(jù)歷史資料，1984年，黑龍江省水稻種植面積為27.8萬公頃，而1991年水稻種植面積達(dá)到74.7萬公頃，占農(nóng)作物總種植面積的10.25%，從此水稻進(jìn)入黑龍江省主體糧食作物行列。因此文章主要研究1991年后20年黑龍江省水稻種植與氣候變化的關(guān)系。

水稻種植面積的變化大致可分為3段（圖1），1991-1995年種植面積基本維持在75萬公頃；1996-2002年種植面積迅速上升至160萬公頃，種植面積為1991年的2倍以上；2003年面積略有下降后逐年大幅度上升。2010年為297.5萬公頃，約為1991年水稻種植面積的3.9倍。

水稻單位面積產(chǎn)量近20年整體呈現(xiàn)上升趨勢。從1991-1997年水稻單位面積產(chǎn)量快速提高，之后水稻單位面積產(chǎn)量在波動(dòng)中逐漸升高，可以看出1997年后水稻單位面積產(chǎn)量波動(dòng)較大，但2007-2010年單位面積產(chǎn)量呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢。單位面積產(chǎn)量的變化趨勢對水稻總產(chǎn)高低變化有直接影響。從水稻總產(chǎn)量的數(shù)據(jù)看，1991-1997年總產(chǎn)量呈顯著升高的趨勢，這與種植面積、單位面積產(chǎn)量提高有關(guān)。1997年后水稻總產(chǎn)量的波動(dòng)較大，于2007年之后呈現(xiàn)穩(wěn)步增長的趨勢。由此可以看出，近20年水稻總產(chǎn)量的變化趨勢與單位面積產(chǎn)量的變化趨勢相吻合，故水稻總產(chǎn)量與單位面積產(chǎn)量顯著相關(guān)。

2 近20年黑龍江省氣候變化

2.1 溫度變化

研究表明，黑龍江各季氣溫變化不一致。為準(zhǔn)確解釋氣溫變化與水稻生產(chǎn)的關(guān)系，文章對水稻的生長季度的溫度進(jìn)行了分析。由圖2可以看出，黑龍江省近20年水稻生長季的最高溫度、最低溫度和日平均溫度均呈上升趨勢，且增溫趨勢均顯著。水稻生長季日平均溫度每10年升高0.7℃，日最高溫度每10年升高0.71℃，日最低溫度每10年升高0.49℃。近20年間，黑龍江水稻生長季三個(gè)日溫度均存在明顯的波動(dòng)，最高溫度1991-1999年波動(dòng)較小，2000年之后波動(dòng)較大；最低溫度則呈現(xiàn)相反的波動(dòng)現(xiàn)象。從年份上來看，1992年水稻生長季日平均溫度最低，為16.35℃。日平均溫度最高的年份是2007年，日最高溫度高出均值0.86℃、日平均溫度高出均值1.35℃、日最低氣溫高出均值0.49℃，說明2007年是一個(gè)明顯的水稻生長季溫暖年份。

2.2 降水量變化

從圖3可以看出，近20年，黑龍江省水稻生長季降水量呈逐漸下降的趨勢，并具有顯著性。但1993-1999年，水稻生長季的降水量呈現(xiàn)上升的趨勢，1999年之后又出現(xiàn)波動(dòng)下降的趨勢。黑龍江省降水量隨時(shí)間波動(dòng)的原因之一是降水量主要存在5-8年左右的周期振蕩。從近20年降水量來看，1991-2010年黑龍江省水稻生長季平均年降水量為489.1mm，且平均每10年下降81.7mm。從各個(gè)年份來看，相鄰年份間水稻生長季降水量均存在一定的增減波動(dòng)。1999年是水稻生長季降水量最高，達(dá)627.4mm；2006年則是水稻生長季降水量最少的年份，降水量只有351.0mm，與降水量最多的1999年相比，水稻生長季降水量減少276.4mm。

2.3 日照時(shí)數(shù)

雖然20年內(nèi)黑龍江省水稻生長季總降水量呈逐年降低的趨勢，但水稻生長季日照時(shí)數(shù)的整體變化規(guī)律并不明顯（圖4）。從近20年日照時(shí)數(shù)來看，1991-2010年黑龍江省水稻生長季平均日照時(shí)數(shù)為1261.9h。

從各個(gè)年份來看，1991-1996年份間水稻生長季日照時(shí)數(shù)波動(dòng)較大，之后呈現(xiàn)逐年增加的趨勢。1999年是水稻生長季降水量最多的年份，也是日照時(shí)數(shù)最多的一年，平均日照時(shí)數(shù)為1538.0h；2003年則是水稻生長季日照時(shí)數(shù)最少的年份，日照時(shí)數(shù)只有1084.0h，與日照時(shí)數(shù)最多的1999年相比，水稻生長季日照時(shí)數(shù)減少454.0h。

3 氣候變化與水稻生產(chǎn)的關(guān)系

為盡可能排除科技進(jìn)步、政策等因素的影響，2002年的數(shù)據(jù)與2001-2005年平均數(shù)據(jù)比較；2007年數(shù)據(jù)與2006-2010年平均數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。我們選取的2002年為低溫年份，2007年為高溫年份。由表1可以看出，兩年的平均溫度均較各自對照（5年平均）有一定程度的降低或升高。在2002年，水稻種植面積在升高的前提下，單產(chǎn)與總產(chǎn)分別降低10.29%和8.48%。2007年，水稻種植面積下降5.06%的前提下總產(chǎn)降低8.10%。結(jié)果表明，水稻的單產(chǎn)與總產(chǎn)與該年份的溫度變化密切相關(guān)。

表1 黑龍江省高低溫年水稻種植生產(chǎn)與溫度變化情況

4 應(yīng)對措施

4.1 選育抗逆新品種

氣候變化改變了當(dāng)?shù)氐乃旧L條件，原有品種不能充分發(fā)揮其生產(chǎn)優(yōu)勢，故選育水稻新品種是獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵。品種選育上應(yīng)選擇抗性表現(xiàn)為多抗（如耐高溫、抗旱、耐低溫、抗病蟲害等）的適當(dāng)晚熟品種，以利于充分利用熱量資源，抵御不利的環(huán)境條件。同時(shí)，積極改進(jìn)水稻的育種方法和手段，開展育種協(xié)作研究，發(fā)掘和利用適應(yīng)氣候變化的新基因型，結(jié)合引種試驗(yàn)，選育出適應(yīng)氣候變化，具有較好適應(yīng)性和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的水稻新品種。

4.2 調(diào)整種植制度及生產(chǎn)管理措施

我國種植制度是以熱量為主導(dǎo)因素的，氣候變暖后，熱量條件不穩(wěn)定、冷害等自然災(zāi)害頻繁發(fā)生的狀況可能會(huì)有所改善。對此，種植制度的調(diào)整，種植模式的優(yōu)化，做好品種搭配，增加復(fù)種面積，提高復(fù)種指數(shù)也是應(yīng)對氣候變化的一個(gè)重要途徑；通過育秧方式、水分管理、施肥技術(shù)的變革以及防治病蟲害，提高水稻生產(chǎn)系統(tǒng)的適應(yīng)能力；同時(shí)研究推廣精準(zhǔn)耕作技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化管理，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提高土地利用率和產(chǎn)出率。改革種植制度的前提是研究作物生長發(fā)育、產(chǎn)量形成和氣候條件的關(guān)系，從而為農(nóng)業(yè)氣候資源的合理利用提供理論支持，最終提高水稻應(yīng)對氣候變化的能力，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

4.3 加強(qiáng)農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)

研究表明黑龍江水稻生產(chǎn)過程中用水量占到整體農(nóng)業(yè)用水量的95%以上。目前在全省水稻生產(chǎn)中，水資源分布不均和利用率低下的情況經(jīng)常發(fā)生，對水稻的可持續(xù)生產(chǎn)影響明顯。同時(shí)，黑龍江省存在水利工程及配套設(shè)施建設(shè)不足、缺乏科學(xué)合理節(jié)水灌溉措施以及水資源管理不到位等問題。2014年中央發(fā)布的“一號(hào)文件”，及黑龍江省政府提出的《黑龍江省千億斤糧食生產(chǎn)能力戰(zhàn)略工程規(guī)劃》、《黑龍江省現(xiàn)代化大農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2011-2015年）》、《黑龍江省“兩大平原”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綜合配套改革試驗(yàn)總體方案》，均將黑龍江省今后的水資源利用、農(nóng)田水利建設(shè)布局、重點(diǎn)水利工程建設(shè)作為促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重點(diǎn)。黑龍江省在農(nóng)業(yè)水利設(shè)施建設(shè)方面應(yīng)加強(qiáng)提水灌溉設(shè)施的建設(shè)、加大地表水的開發(fā)和利用、建設(shè)小型農(nóng)田水利設(shè)施等，以加大稻區(qū)對水資源的充分、合理利用?？傊訌?qiáng)水資源管理，合理調(diào)配區(qū)域內(nèi)的水資源，維修水利設(shè)施、發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)是解決農(nóng)業(yè)用水不足以及水熱配合受限問題的必要措施，并可提高防御干旱、洪澇的能力[6]。

4.4 加強(qiáng)災(zāi)害性天氣的預(yù)警體系建設(shè)

氣候變化引起的氣象災(zāi)害發(fā)生的頻率，災(zāi)害強(qiáng)度逐漸增大。當(dāng)前黑龍江水稻生產(chǎn)中主要面臨的是冷害、病害、栽培管理措施不當(dāng)以及品種與氣候和生產(chǎn)技術(shù)脫節(jié)等問題。因此做好旱澇災(zāi)害、病蟲害等災(zāi)害預(yù)報(bào)亟待解決。農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)部門應(yīng)充分了解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象變化的相互關(guān)系，加強(qiáng)前期預(yù)報(bào)，并提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。健全黑龍江省農(nóng)村自然災(zāi)害預(yù)警機(jī)制組織管理系統(tǒng)。即時(shí)發(fā)布上級預(yù)警組織發(fā)布的預(yù)警信息，及時(shí)向上級預(yù)警管理組織上報(bào)本村的災(zāi)害情況，組織開展災(zāi)害預(yù)警演習(xí)和教育、災(zāi)害預(yù)警、預(yù)備和預(yù)防工作。制定規(guī)范的自然災(zāi)害信息標(biāo)準(zhǔn)，建立與災(zāi)害預(yù)警機(jī)制相適應(yīng)的信息管理制度，不斷推進(jìn)災(zāi)情信息系統(tǒng)化、科學(xué)化、規(guī)范化以及現(xiàn)代化的進(jìn)程。根據(jù)全省各主要災(zāi)害的地理分布特點(diǎn)進(jìn)行分區(qū)研究防災(zāi)措施的氣象效應(yīng)，做出災(zāi)害區(qū)劃。配合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要，為抗、避、防農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域化、專業(yè)化提供氣候依據(jù)[7]。

4.5 完善農(nóng)業(yè)政策體系，提高農(nóng)民的氣候變化適應(yīng)意識(shí)

氣候變化是長期而緩慢變化過程，一旦極端天氣事件發(fā)生，農(nóng)民自動(dòng)適應(yīng)的能力就將面臨嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。政府應(yīng)制定一系列長期化、穩(wěn)定化、規(guī)范化和制度化的惠農(nóng)政策，減少水稻生產(chǎn)技術(shù)效率的年際差異。因此要高度重視氣候變化研究及能力建設(shè)，加強(qiáng)應(yīng)對氣候變化相關(guān)法律、法規(guī)和政策措施的制定，進(jìn)一步完善相關(guān)體制和機(jī)構(gòu)建設(shè)，并通過廣播、電視、報(bào)刊等宣傳渠道和新聞媒介來加大氣候變化教育與宣傳力度，提高農(nóng)民素質(zhì)，使越來越多的人認(rèn)識(shí)到氣候變化引發(fā)的一系列自然災(zāi)害，從而提高農(nóng)民的氣候變化適應(yīng)意識(shí)。

5 結(jié)束語

氣候變暖對水資源產(chǎn)生重要的影響，致干旱問題嚴(yán)重，將直接導(dǎo)致水稻種植面積的降低。另外氣候變暖致病蟲害發(fā)生程度及頻率增加，對稻米產(chǎn)量產(chǎn)生不利影響。氣候變暖會(huì)影響水稻的生育期，將對水稻產(chǎn)量產(chǎn)生一定的影響。在氣候變暖的環(huán)境下，栽培技術(shù)革新，作物的生育期會(huì)縮短，生長量會(huì)減少，這將會(huì)抵消作物全年生長期延長的效果，從而對作物產(chǎn)量產(chǎn)生影響。研究指出水稻生育期在平均氣溫上升1℃時(shí)，其生育期將縮短14到15天。溫度的升高會(huì)造成分蘗成穗數(shù)降低從而降低產(chǎn)量[8]。但也有研究指出溫度的上升對黑龍江省水稻的增產(chǎn)效應(yīng)較明顯[4]。

隨著氣溫升高，黑龍江省喜溫作物水稻的比重在逐漸增加，種植的北邊界已到達(dá)呼瑪?shù)鹊貐^(qū)[9]。氣候變暖后，受溫度、科技及政策等多方面因素的影響，水稻總、種植面積產(chǎn)及單產(chǎn)明顯增加，個(gè)別年份的波動(dòng)更多是因?yàn)樗旧L季極端氣候的發(fā)生所致。綜上，黑龍江地區(qū)可以采取育種、栽培等技術(shù)措施充分挖掘水稻適應(yīng)氣候變化的能力，調(diào)整種植制度、完善災(zāi)害預(yù)警及農(nóng)業(yè)政策體系，建設(shè)基礎(chǔ)水利設(shè)施，以應(yīng)對氣候變化對水稻生產(chǎn)的影響。

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