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摘要 水稻是我国最主要的粮食作物之一，应对冷害对于做好水稻生产农业气象服务十分重要。利用近20年来地面气象观测资料，研究了长江中下游地区双季稻晚稻低温冷害的时空分布。结果表明：湖南地区秋季晚稻冷害事件呈现增加趋势，江西、浙江则呈现减少趋势；湖南、江西、浙江8—9月最高气温都呈现上升趋势，而湖南地区最低气温是下降的，江西、浙江则是升高的。全省范围内湖南冷害时间增加，江西、浙江冷害时间减少。因此，在全球变暖的条件下，依然要预防局地降温事件给水稻生产带来的危害，同时在农业气象服务中，可以采取以点带面的方法选取代表站来反映一个地区的状况。
关键词 低温冷害；晚稻；时空分布；长江中下游
中图分类号 S511；S426 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）15-0216-02
Abstract Rice is the main food crops in China，it is very important for improving rice production agriculture meteorological service to deal with chilling injury.Using the ground meteorological observation data recent 20 years，the spatial and temporal distribution of chilling damage of double cropping late rice were studied in the middle and lower reaches of the Yangtze River. The results showed that Hunan area and autumn rice chilling injury events showed increasing trend，Jiangxi and Zhejiang showed decreasing trend；highest temperature of August and September in Hunan，Jiangxi and Zhejiang showed a rising trend，and the lowest temperature was decreased in Hunan，Jiangxi and Zhejiang were elevated. Time of chilling injury of Hunan increased，that of Jiangxi and Zhejiang reduced. Therefore，under the conditions of global warming，we still have to prevent the harm to rice brought by local cooling events，also in agrometeorological service，it can take the method from point to area，select representative station to reflect the status of a region.
Key words chilling injury of low temperature；late rice；spatial and temporal distribution；middle and lower reaches of Yangtze River
農业气象灾害是不利气象条件给农业生产造成的灾害。自1969年、1972年中国发生严重冷害造成农业大幅度减产以后，各地开始重视对冷害进行较系统的研究。国内许多科技工作者对水稻的低温冷害进行了研究[1-2]，但主要是从水稻低温冷害的生理生态研究方面展开，研究结果表明：冷害的危害机理一是削弱光合作用，二是减少养分吸收，三是影响养分的运转。水稻喜高温、多湿、短日照，幼苗发芽最低温度10～12 ℃，最适温度28～32 ℃；分蘖期日温均20 ℃以上，穗分化适温30 ℃左右；抽穗适温25～35 ℃。开花最适温30 ℃左右，不能低于20 ℃或高于40 ℃。抽穗开花期遇低温，主要使花粉粒不能正常成熟、受精而造成空粒；在低温条件下，抽穗速度减慢，抽穗期延长，颖花不能正常开放、散粉、受精，子房延长受阻等，因而造成不育，使空粒显著增加。
1 资料与方法
1.1 区域概况
研究区域为长江中下游地区，长江中下游地区指的是中国长江三峡以东的中下游沿岸带状平原。北界为淮阳丘陵和黄淮平原，南界为江南丘陵及浙闽丘陵。由长江及其支流冲积而成，面积约20万km2，地势低平，海拔大多50 m左右。
1.2 研究资料
选取1988—2007年共20年的时间序列资料。资料要素包括逐日的日照时数、最高最低温度、降水量、风速和水汽压等。对资料的预处理主要是采用邻近站点数据比值补缺方法填补缺测数据，同时采用差分计算，将缺测时间地点的气象观测资料科学地测算出来，并补充到资料集中。
1.3 研究方法
主要研究双季晚稻的低温冷害，8—9月是长江中下游双季晚稻的抽穗扬花期，易遭受“寒露风”危害，造成“翘穗头”。晚稻的低温冷害一般以连续3 d以上日平均气温 <23 ℃作为晚稻秋季低温冷害的认定标准[3]，并用该月低温冷害的日数作为该月低温冷害强度的评价指标[4-7]。
平均值：平均值是指在一组数据中所有数据之和再除以这些数据的总个数之和。反映数据集中趋势的一项指标。
标准差：各数据偏离平均数的距离（离均差）的平均数，它是离差平方和平均后的方根。 变异系数：标准差与平均数的比值称为变异系数，又称离散系数。变异系数可以消除单位和（或）平均数不同对2个或多个资料变异程度比较的影响。
趋势系数：在气象上，某一观测或计算要素的一维时间序列与长度等同的自然数序列之间的相关系数可被称为趋势系数，趋势系数是无量纲的，在±1的范围内变化。趋势系数的使用，使得线性回归的系数大小受均方差和物理量单位的影响不复存在，因此它可以用于在不同的地理位置，不同的气象要素之间进行趋势大小的比较。
2 结果与分析
2.1 水稻低温冷害的时间变化特征
选择湖南省衡阳、武冈、南岳、邵陽和双峰的地面气象观测资料，制作晚稻低温冷害指标8—9月低温冷害日数、8—9月平均最高温度和最低温度等气象要素的时间序列图，并给出线性趋势线。从图1可以看出，近20年来，湖南省低温冷害日数呈上升趋势。从图2可以看出，湖南省8—9月平均最低温度呈现下降趋势。这在一定程度上说明了全球变暖条件下，湖南地区年平均最低温度会有所上升，但依然存在局地、个别时段突发冷事件的可能。
2.2 水稻低温冷害的空间变化特征
根据气象站的资料制作长江下游几个省晚稻低温冷害指标的空间分布图，分别描述水稻低温冷害指标值的变化趋势（图3），结果表明区域分析结果与省会单站分析结果具有一致性。
3 结论与讨论
全球变暖的大趋势下并不意味着冷害事件一定减少，以长江中下游为例，如湖南地区秋季晚稻冷害事件就是呈现增加趋势，而江西、浙江则是减少的，因此在全球变暖的条件下，既需要防止升温带来的危害，也要预防局地降温给水稻生产带来的危害。在全球变暖的趋势下，湖南、江西、浙江三地秋季9月最高气温都是呈现不同程度的上升趋势，湖南地区最低气温是下降的，而江西、浙江则是升高的，这可能反映出冷害事件的一些成因。区域分析结果与省会单站分析结果具有一致性，说明在日常业务服务中，有关单位可以参考省会城市天气预报来做好冷害的防御工作。
4 参考文献
[1] SOLOMON S，QIN D，MANNING M，et al.Climate change 2007：The physical science basis. Contribution of working group Ⅰ to the fourth assessment report of the intergovemmental panel on climate change[M].Cambridge：Cambridge University Press，2007.
[2] SCHIMEL D S，HOUSE J I，HIBBARD K A，et al.Recent patterns and mechanisms of carbon exchange by terrestrial ecosystems[J].Nature，2001，414：169-172.
[3] 何英彬，陈佑启，唐华俊.水稻冷害研究进展[J].中国农业资源与区划，2008，29（2）：33-38.
[4] 霍治国，李世奎，王素艳，等.主要农业气象灾害风险评估技术及其应用研究[J].自然资源报，2003，18（6）：692-703.
[5] 王以柔，曾韶西.在光照和黑暗条件下低温对水稻幼苗光合器官膜脂过氧化作用的影响[J].植物生理学报，1986，12（3）：244-251.
[6] 王怀义，熊建华，张思竹，等.水稻花药长度与耐寒性的关系[J].西南农业学报，1988，1（2）：65-67.
[7] 孔佳良，余冬林.低温冷害对湖南晚稻危害特点及调控技术[J].湖南农业科学，2009（7）：67-69.
关键词 低温冷害；晚稻；时空分布；长江中下游
中图分类号 S511；S426 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）15-0216-02
Abstract Rice is the main food crops in China，it is very important for improving rice production agriculture meteorological service to deal with chilling injury.Using the ground meteorological observation data recent 20 years，the spatial and temporal distribution of chilling damage of double cropping late rice were studied in the middle and lower reaches of the Yangtze River. The results showed that Hunan area and autumn rice chilling injury events showed increasing trend，Jiangxi and Zhejiang showed decreasing trend；highest temperature of August and September in Hunan，Jiangxi and Zhejiang showed a rising trend，and the lowest temperature was decreased in Hunan，Jiangxi and Zhejiang were elevated. Time of chilling injury of Hunan increased，that of Jiangxi and Zhejiang reduced. Therefore，under the conditions of global warming，we still have to prevent the harm to rice brought by local cooling events，also in agrometeorological service，it can take the method from point to area，select representative station to reflect the status of a region.
Key words chilling injury of low temperature；late rice；spatial and temporal distribution；middle and lower reaches of Yangtze River
農业气象灾害是不利气象条件给农业生产造成的灾害。自1969年、1972年中国发生严重冷害造成农业大幅度减产以后，各地开始重视对冷害进行较系统的研究。国内许多科技工作者对水稻的低温冷害进行了研究[1-2]，但主要是从水稻低温冷害的生理生态研究方面展开，研究结果表明：冷害的危害机理一是削弱光合作用，二是减少养分吸收，三是影响养分的运转。水稻喜高温、多湿、短日照，幼苗发芽最低温度10～12 ℃，最适温度28～32 ℃；分蘖期日温均20 ℃以上，穗分化适温30 ℃左右；抽穗适温25～35 ℃。开花最适温30 ℃左右，不能低于20 ℃或高于40 ℃。抽穗开花期遇低温，主要使花粉粒不能正常成熟、受精而造成空粒；在低温条件下，抽穗速度减慢，抽穗期延长，颖花不能正常开放、散粉、受精，子房延长受阻等，因而造成不育，使空粒显著增加。
1 资料与方法
1.1 区域概况
研究区域为长江中下游地区，长江中下游地区指的是中国长江三峡以东的中下游沿岸带状平原。北界为淮阳丘陵和黄淮平原，南界为江南丘陵及浙闽丘陵。由长江及其支流冲积而成，面积约20万km2，地势低平，海拔大多50 m左右。
1.2 研究资料
选取1988—2007年共20年的时间序列资料。资料要素包括逐日的日照时数、最高最低温度、降水量、风速和水汽压等。对资料的预处理主要是采用邻近站点数据比值补缺方法填补缺测数据，同时采用差分计算，将缺测时间地点的气象观测资料科学地测算出来，并补充到资料集中。
1.3 研究方法
主要研究双季晚稻的低温冷害，8—9月是长江中下游双季晚稻的抽穗扬花期，易遭受“寒露风”危害，造成“翘穗头”。晚稻的低温冷害一般以连续3 d以上日平均气温 <23 ℃作为晚稻秋季低温冷害的认定标准[3]，并用该月低温冷害的日数作为该月低温冷害强度的评价指标[4-7]。
平均值：平均值是指在一组数据中所有数据之和再除以这些数据的总个数之和。反映数据集中趋势的一项指标。
标准差：各数据偏离平均数的距离（离均差）的平均数，它是离差平方和平均后的方根。 变异系数：标准差与平均数的比值称为变异系数，又称离散系数。变异系数可以消除单位和（或）平均数不同对2个或多个资料变异程度比较的影响。
趋势系数：在气象上，某一观测或计算要素的一维时间序列与长度等同的自然数序列之间的相关系数可被称为趋势系数，趋势系数是无量纲的，在±1的范围内变化。趋势系数的使用，使得线性回归的系数大小受均方差和物理量单位的影响不复存在，因此它可以用于在不同的地理位置，不同的气象要素之间进行趋势大小的比较。
2 结果与分析
2.1 水稻低温冷害的时间变化特征
选择湖南省衡阳、武冈、南岳、邵陽和双峰的地面气象观测资料，制作晚稻低温冷害指标8—9月低温冷害日数、8—9月平均最高温度和最低温度等气象要素的时间序列图，并给出线性趋势线。从图1可以看出，近20年来，湖南省低温冷害日数呈上升趋势。从图2可以看出，湖南省8—9月平均最低温度呈现下降趋势。这在一定程度上说明了全球变暖条件下，湖南地区年平均最低温度会有所上升，但依然存在局地、个别时段突发冷事件的可能。
2.2 水稻低温冷害的空间变化特征
根据气象站的资料制作长江下游几个省晚稻低温冷害指标的空间分布图，分别描述水稻低温冷害指标值的变化趋势（图3），结果表明区域分析结果与省会单站分析结果具有一致性。
3 结论与讨论
全球变暖的大趋势下并不意味着冷害事件一定减少，以长江中下游为例，如湖南地区秋季晚稻冷害事件就是呈现增加趋势，而江西、浙江则是减少的，因此在全球变暖的条件下，既需要防止升温带来的危害，也要预防局地降温给水稻生产带来的危害。在全球变暖的趋势下，湖南、江西、浙江三地秋季9月最高气温都是呈现不同程度的上升趋势，湖南地区最低气温是下降的，而江西、浙江则是升高的，这可能反映出冷害事件的一些成因。区域分析结果与省会单站分析结果具有一致性，说明在日常业务服务中，有关单位可以参考省会城市天气预报来做好冷害的防御工作。
4 参考文献
[1] SOLOMON S，QIN D，MANNING M，et al.Climate change 2007：The physical science basis. Contribution of working group Ⅰ to the fourth assessment report of the intergovemmental panel on climate change[M].Cambridge：Cambridge University Press，2007.
[2] SCHIMEL D S，HOUSE J I，HIBBARD K A，et al.Recent patterns and mechanisms of carbon exchange by terrestrial ecosystems[J].Nature，2001，414：169-172.
[3] 何英彬，陈佑启，唐华俊.水稻冷害研究进展[J].中国农业资源与区划，2008，29（2）：33-38.
[4] 霍治国，李世奎，王素艳，等.主要农业气象灾害风险评估技术及其应用研究[J].自然资源报，2003，18（6）：692-703.
[5] 王以柔，曾韶西.在光照和黑暗条件下低温对水稻幼苗光合器官膜脂过氧化作用的影响[J].植物生理学报，1986，12（3）：244-251.
[6] 王怀义，熊建华，张思竹，等.水稻花药长度与耐寒性的关系[J].西南农业学报，1988，1（2）：65-67.
[7] 孔佳良，余冬林.低温冷害对湖南晚稻危害特点及调控技术[J].湖南农业科学，2009（7）：67-69.