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江西早稻高温热害发生时间分布特征

杨建莹 霍治国 王培娟 邬定荣

杨建莹, 霍治国, 王培娟, 等. 江西早稻高温热害发生时间分布特征. 应用气象学报, 2020, 31(1): 42-51. DOI: 10.11898/1001-7313.20200104.
引用本文: 杨建莹, 霍治国, 王培娟, 等. 江西早稻高温热害发生时间分布特征. 应用气象学报, 2020, 31(1): 42-51. DOI: 10.11898/1001-7313.20200104.
Yang Jianying, Huo Zhiguo, Wang Peijuan, et al. Occurrence characteristics of early rice heat disaster in Jiangxi Province. J Appl Meteor Sci, 2020, 31(1): 42-51. DOI:  10.11898/1001-7313.20200104
Citation: Yang Jianying, Huo Zhiguo, Wang Peijuan, et al. Occurrence characteristics of early rice heat disaster in Jiangxi Province. J Appl Meteor Sci, 2020, 31(1): 42-51. DOI:  10.11898/1001-7313.20200104

江西早稻高温热害发生时间分布特征

DOI: 10.11898/1001-7313.20200104
资助项目: 

国家重点研究发展计划专项 2017YFC1502801

中国气象科学研究院科技发展基金 2018KJ012

详细信息
    通信作者:

    霍治国, huozg@cma.gov.cn

Occurrence Characteristics of Early Rice Heat Disaster in Jiangxi Province

  • 摘要: 以江西早稻为例,利用1981—2016年气象资料、早稻高温热害灾情史料和生育期资料,构建历史早稻高温热害样本集合,在Kolmogorov-Smirnov(K-S)分布拟合检验的基础上,采用信息扩散方法计算得到早稻高温热害总样本和不同持续日数(3~5 d,6~8 d和8 d以上)不同等级(轻度、中度、重度)热害在早稻抽穗期前后的发生概率。结果表明:早稻高温热害起始于抽穗前6 d至抽穗后20 d,抽穗扬花期发生概率最高,随着早稻进入乳熟期高温热害发生概率逐渐降低。早稻抽穗扬花期持续3~5 d早稻高温热害以轻度、中度为主,5 d以上中度、重度高温热害发生概率为98.77%;随着早稻进入乳熟期,高温热害以中度和轻度为主,重度高温热害概率显著降低。早稻轻度高温热害的主要致灾时段为抽穗至灌浆中期,中度高温热害的主要致灾时段为抽穗至灌浆中前期,而重度高温热害的主要致灾时段为孕穗期至灌浆初期。
  • 图  1  196个早稻高温热害样本过程反演图

    Fig. 1  Representation of 196 early rice heat disaster processes

    图  2  不同时段早稻高温热害的概率分布

    Fig. 2  Probability of starting and ending calendars of rice heat disaster in different range of days before or after heading

    图  3  不同等级早稻高温热害发生概率  (a)3~5 d, (b)6~8 d, (c)8 d以上

    Fig. 3  Probability of different rice heat intensity in different range of days before or after heading  (a)3~5 d, (b)6~8 d, (c)more than 8 d

    图  4  不同持续日数、不同等级早稻高温热害起始日、结束日累积概率曲线

    Fig. 4  Accumulative probability distributions of starting and ending calendars of 3-5 d, 6-8 d and more than 8 d rice heat disasters in each level

    表  1  早稻高温热害样本量信息

    Table  1  Quantity information of early rice heat disaster samples

    热害等级 3~5 d 6~8 d 8 d以上
    轻度 19 7 10
    中度 25 22 19
    重度 7 13 74
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    表  2  不同持续日数、不同等级早稻高温热害样本信息

    Table  2  Information of early rice heat level and hot weather duration combinations

    持续日数 热害等级 起始日 结束日
    最早/d 最晚/d 平均/d 最早/d 最晚/d 平均/d
    3~5 d 轻度 -1 20 9.6 3 23 12.3
    中度 -5 16 7.2 -3 19 10.0
    重度 0 13 5.4 2 16 8.0
    6~8 d 轻度 13 18 15.7 18 23 21.0
    中度 -5 18 7.3 0 22 12.9
    重度 -4 13 4.9 1 20 10.8
    8 d以上 轻度 11 14 12.4 19 22 20.7
    中度 -2 11 5.1 6 23 15.6
    重度 -6 13 1.2 2 20 11.9
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    表  3  早稻抽穗前后不同持续日数高温热害百分比(单位:%)

    Table  3  Proportions of different duration (3~5 d, 6~8 d and more than 8 d) rice heat disaster in different range of days before or after heading (unit:%)

    距抽穗日数/d
    (起始日)
    持续日数
    3~5 d 6~8 d 8 d以上
    -9~-5 16.66 16.67 66.67
    -4~0 16.67 13.89 69.44
    1~5 18.05 13.89 68.06
    6~10 38.89 27.78 33.33
    11~15 31.43 31.43 37.14
    16~20 54.55 45.45 0
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    表  4  20%, 50%和80%累积概率的早稻高温热害起始日、结束日距抽穗期日数(单位:d)

    Table  4  The starting and ending calendars of rice heat (demonstrated by days before or after heading) with cumulative probability of 20%, 50% and 80% (unit:d)

    持续日数 热害等级 累积概率
    开始日 结束日
    20% 50% 80% 20% 50% 80%
    3~5 d 轻度 3.2 9.6 16.0 5.8 12.3 18.7
    中度 2.5 7.2 11.9 4.9 10.0 15.2
    重度 1.5 5.4 9.4 3.7 8.0 12.3
    6~8 d 轻度 14.2 15.7 17.2 19.6 21.0 22.4
    中度 2.2 7.3 12.3 7.7 12.9 18.2
    重度 0.7 4.9 9.0 6.1 10.8 15.5
    8 d以上 轻度 11.0 12.4 13.8 19.2 20.7 22.2
    中度 1.9 5.1 8.4 11.7 15.6 19.5
    重度 -2.1 1.2 4.5 8.2 11.9 15.6
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  • [1] 王玉洁, 周波涛, 任玉玉, 等.全球气候变化对我国气候安全影响的思考.应用气象学报, 2016, 27(6):750-758. doi:  10.11898/1001-7313.20160612
    [2] Aggarwal P K, Mall R K.Climate change and rice yields in diverse agro-environments of India.Ⅱ.Effect of uncertainties in scenarios and crop models on impact assessment.Climate Change, 2002, 52(3):331-343. doi:  10.1023/A:1013714506779
    [3] Ishimaru T, Xaiyalath S, Nallathambi J, et al.Quantifying rice spikelet sterility in potential heat-vulnerable regions:Field surveys in Laos and southern India.Field Crop Res, 2016, 190:3-9. doi:  10.1016/j.fcr.2015.08.006
    [4] Matsushima S, Ikewada H, Maeda A, et al.Studies on rice cultivation in the tropics.Jpn J Crop Sci, 1983, 27(2):98-106.
    [5] Osada A, Sasiprapa V, Rahong M, et al.Abnormal occurrence of empty grains of India rice plants in the dry, hot season in Thailand.Jpn J Crop Sci, 1973, 42(1):103-109. doi:  10.1626/jcs.42.103
    [6] Wang Y W, Zhai P M, Tian H.Extreme high temperatures in southern China in 2003 under the background of climate change.Meteorological Monthly, 2006, 32(10):27-33. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=qx200610004
    [7] Wassmann R, Jagadish S, Heuer S, et al.Climate change affecting rice production: the physiological and agronomic basis for possible adaptation strategies.Adv Agron, 2009, 101(8):59-122. doi:  10.1016-S0065-2113(08)00802-X/
    [8] 中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴(2017).北京:中国统计出版社, 2017.
    [9] 王春乙.中国重大农业气象灾害研究.北京:气象出版社, 2010.
    [10] 王才林, 仲维功.高温对水稻结实率的影响及其防御对策.江苏农业科学, 2004, 32(1):15-18. doi:  10.3969/j.issn.1002-1302.2004.01.005
    [11] 王志刚, 王磊, 林海, 等.水稻高温热害及耐热性研究进展.中国稻米, 2013, 19(1):27-31. doi:  10.3969/j.issn.1006-8082.2013.01.007
    [12] Sun T, Hasegawa T, Tang L, et al.Stage-dependent temperature sensitivity function predicts seed-setting rates under short-term extreme heat stress in rice.Agric For Meteorol, 2018, 15:196-206. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=16bf879c3ca3bb917d9bf0c0fc81700d
    [13] 姚凤梅, 张佳华.1981—2000年水稻生长季相对极端高温事件及其气候风险的变化.自然灾害学报, 2009, 18(4):37-42. doi:  10.3969/j.issn.1004-4574.2009.04.007
    [14] Rezaei E E, Webber H, Gaiser T, et al.Heat stress in cereals: Mechanisms and modelling.Eur J Agron, 2015, 64:98-113. doi:  10.1016/j.eja.2014.10.003
    [15] Wheeler T R, Craufurd P Q, Ellis R H, et al.Temperaturem variability and the yield of annual crops.Agr Ecosys Environ, 2000, 82:159-167. doi:  10.1016/S0167-8809(00)00224-3
    [16] Wang P, Zhang Z, Chen Y, et al.How much yield loss has been caused by extreme temperature stress to the irrigated rice production in China?Climatic Change, 2016, 134(4):635-650. doi:  10.1007/s10584-015-1545-5
    [17] 朱珠, 陶福禄, 娄运生.1980-2009年江苏省气温变化特征及水稻高温热害变化规律.江苏农业科学, 2013, 41(6):311-315. doi:  10.3969/j.issn.1002-1302.2013.06.112
    [18] 谢晓金, 李秉柏, 王琳, 等.长江中下游地区高温时空分布及水稻花期的避害对策.中国农业气象, 2010, 31(1):144-150. doi:  10.3969/j.issn.1000-6362.2010.01.028
    [19] 杨太明, 孙喜波, 刘布春, 等.安徽省水稻高温热害保险天气指数模型设计.中国农业气象, 2015, 36(2):220-226. doi:  10.3969/j.issn.1000-6362.2015.02.013
    [20] Zhang L, Yang B, Li S, et al.Potential rice exposure to heat stress along the yangtze river in china under rcp8.5 scenario.Agric For Meteorol, 2018, 248:185-196. doi:  10.1016/j.agrformet.2017.09.020
    [21] Zhang Z, Wang P, Chen Y, et al.Global warming over 1960-2009 did increase heat stress and reduce cold stress in the major rice-planting areas across China.Eur J Agron, 2014, 59:49-56. doi:  10.1016/j.eja.2014.05.008
    [22] 任义方, 高苹, 林磊, 等.水稻高温热害气象风险区划和评估.自然灾害学报, 2017, 26(5):64-72. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=zrzhxb201705008
    [23] 冯明, 刘安国, 吴义城, 等.主要农作物高温危害温度指标(GBT 21985-2008).2008.
    [24] 田俊, 崔海建.江西省双季早稻灌浆乳熟期高温热害影响评估.中国农业气象, 2015, 36(1):67-73. doi:  10.3969/j.issn.1000-6362.2015.01.009
    [25] 王春乙, 姚蓬娟, 张继权, 等.长江中下游地区双季早稻冷害、热害综合风险评价.中国农业科学, 2016, 49(13):2469-2483. doi:  10.3864/j.issn.0578-1752.2016.13.003
    [26] Sun W, Huang Y.Global warming over the period 1961-2008 did not increase high-temperature stress but did reduce low-temperature stress in irrigated rice across China.Agric For Meteorol, 2011, 151:1193-1201. doi:  10.1016/j.agrformet.2011.04.009
    [27] 于堃, 宋静, 高苹.江苏水稻高温热害的发生规律与特征.气象科学, 2010, 30(4):530-533. doi:  10.3969/j.issn.1009-0827.2010.04.016
    [28] 任义方, 赵艳霞, 高苹, 等.江苏省水稻高温热害气象指数保险区划.江苏农业科学, 2018, 46(19):273-277. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jsnykx201819072
    [29] 杨建莹, 霍治国, 吴立, 等.西南地区水稻洪涝等级评价指标构建及风险分析.农业工程学报, 2015, 31(16):135-144. doi:  10.11975/j.issn.1002-6819.2015.16.019
    [30] 汪天颖, 霍治国, 杨建莹, 等.湖南晚稻洪涝过程等级指标构建与演变特征.应用气象学报, 2019, 30(1):35-48. doi:  10.11898/1001-7313.20190104
    [31] 杨宏毅, 霍治国, 杨建莹, 等.江汉和江南西部春玉米涝渍指标及风险评估.应用气象学报, 2017, 28(2):237-246. doi:  10.11898/1001-7313.20170211
    [32] Wu X, Wang P J, Huo Z G, et al.Crop Drought Identification Index for winter wheat based on evapotranspiration in the Huang-Huai-Hai Plain, China.Agr Ecosys Environ, 2018, 263:18-30. doi:  10.1016/j.agee.2018.05.001
    [33] 王培娟, 霍治国, 杨建莹, 等.基于热量指数的东北春玉米冷害指标.应用气象学报, 2019, 30(1):13-24. doi:  10.11898/1001-7313.20190102
    [34] Jin H, Zhang F, Yan X, et al.Recent changes of rice heat stress in jiangxi province, southeast china.Int J Biometeor, 2016, 61(4):1-11.
    [35] 温克刚, 陈双溪.中国气象灾害大典(江苏卷).北京:气象出版社, 2006.
    [36] 中国气象局.中国气象灾害年鉴(2006-2016).北京:气象出版社, 2006-2016.
    [37] Tao L X, Tan H J, Wang X, et al.Effects of high temperature stress on flowering and grain-setting characteristics of Guodao 6.Acta Agron Sinica, 2008, 34(4):609-674. doi:  10.1016/S1875-2780(08)60027-9
    [38] Matsui T, Omasa K, Horie T.The difference in sterility due to high temperatures during the flowering period among japonica-rice varieties.Plant Prod Sci, 2001, 4(2):90-93. doi:  10.1626/pps.4.90
    [39] Tian X, Matsui T, Li S, et al.Heat-induced floret sterility of hybrid rice (Oryza sativa L.) cultivars under humid and low wind conditions in the field of Jianghan Basin, China.Plant Prod Sci, 2010, 13: 243-251.
    [40] Gourdji S M, Sibley A M, Lobell D B.Global crop exposure to critical high temperatures in the reproductive period:Historical trends and future projections.Environ Res Lett, 2013, 8:24-41.
    [41] 江西气候概况.[2019-04-01]. http://www.weather.com.cn/jiangxi/jxqh/.
    [42] 高素华, 王培娟, 万素琴.长江中下游高温热害及对水稻的影响.北京:气象出版社, 2009.
    [43] 董晓云, 余锦华, 梁信忠, 等.CWRF模式在中国夏季极端降水模拟的误差订正.应用气象学报, 2019, 30(2):223-232. doi:  10.11898/1001-7313.20190209
    [44] 周云, 钱忠华, 何文平, 等.我国夏季高温极值的概率分布特征及其演变.应用气象学报, 2011, 22(2):145-151. doi:  10.3969/j.issn.1001-7313.2011.02.003
    [45] 卞洁, 李双林, 何金海.长江中下游地区洪涝灾害风险性评估.应用气象学报, 2011, 22(5):604-611. doi:  10.3969/j.issn.1001-7313.2011.05.011
    [46] 张蕾, 霍治国, 黄大鹏, 等.10—11月海南省瓜菜苗期湿涝风险评估与区划.应用气象学报, 2015, 26(4):432-441. doi:  10.11898/1001-7313.20150405
    [47] 陈忠平, 黄大山, 程飞虎.缓解高温热害稳定粮食产量.江西农业, 2015(11):61. doi:  10.3969/j.issn.1001-8581.2015.11.015
    [48] Hatfield J L, Boote K J, Kimball B A, et al.Climate impacts on agriculture:Implications for crop production.Agron J, 2011, 103:351-370. doi:  10.2134/agronj2010.0303
    [49] 骆宗强, 石春林, 江敏, 等.孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响.中国农业气象, 2016, 37(3):326-334. doi:  10.3969/j.issn.1000-6362.2016.03.008
    [50] 谢晓金, 李秉柏, 申双和, 等.抽穗期高温胁迫对水稻花粉活力与结实率的影响.江苏农业学报, 2009, 25(2):238-241. doi:  10.3969/j.issn.1000-4440.2009.02.003
    [51] 柳新伟, 孟亚利, 周治国, 等.水稻颖花与籽粒发育模拟的初步研究.中国水稻科学, 2004, 18(3):249-254. doi:  10.3321/j.issn:1001-7216.2004.03.013
    [52] Kim J, Shon J, Lee C K, et al.Relationship between grain filling duration and leaf senescence of temperate rice under high temperature.Field Crops Res, 2011, 122:207-213. doi:  10.1016/j.fcr.2011.03.014
    [53] Tashiro T, Wardlaw I F.A comparison of the effect of high temperature on grain development in wheat and rice.Annals of Botany, 1989, 64:59-65. doi:  10.1093/oxfordjournals.aob.a087808
    [54] Peng S, Huang J, Sheehy J E, et al.Rice Yields Decline with Higher Night Temperature from Global Warming.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2004, 101:9971-9975. doi:  10.1073/pnas.0403720101
    [55] Mohammed A, Tarpley L.High nighttime temperatures affect rice productivity through altered pollen germination and spikelet fertility.Agric For Meteorol, 2009, 149:999-1008. doi:  10.1016/j.agrformet.2008.12.003
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-04-04
  • 修回日期:  2019-07-10
  • 刊出日期:  2020-01-31

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