气候变化对黑龙江省水稻生产的影响及应对措施

气候变化对黑龙江省水稻生产的影响及应对措施

摘要：介绍了近20 年黑龙江省水稻生产情况及气候变化因子（温度、降水量、日照时数），探讨两者之间的关系，并提出该省应对气候变化的具体措施，为黑龙江省水稻生产提供一定的理论依据及技术支持。

关键词：气候变化；黑龙江；水稻生产；应对措施在全球气候变暖的背景下，黑龙江省的气候变化较明显

[1] 。农业种植制度、栽培措施及最终产量对气候变化敏感，并且影响作物的种植面积[2 ，3]。近年来，我国粮食生产有增产的趋势，但粮食安全问题仍十分严峻。黑龙江省作为我国水稻的主要种植大省，对我国粮食安全的作用不可忽视。近年来，由于科技进步，品种改良及政策的影响，黑龙江的粮食产量逐步增加。但气候变化对水稻生产是增产还是减产，目前尚未有统一的结论[4 ，5] 。水稻作为我国主要的粮食作物，具有非常重要的战略价值。因此，在气候变化背景下，研究黑龙江省水稻种植与气候变化的关系很有必要。近

20 年为黑龙江省水稻种植快速发展的时期，因此我们对近

20 年黑龙江省气候变化及水稻种植的影响进行分析，以期在气候变化背景下为当地水稻生产提供一定的科学依据。

1 近20 年黑龙江省水稻生产情况

根据历史资料，1984 年，黑龙江省水稻种植面积为27.8 万公顷，而1991 年水稻种植面积达到74.7 万公顷，占农作物总种植面积的10.25%，从此水稻进入黑龙江省主体粮食作物行列。因此文章主要研究1991 年后20 年黑龙江省水稻种植与气候变化的关系。

水稻种植面积的变化大致可分为3 段（图1），1991-1995 年种植面积基本维持在75 万公顷；1996-2002 年种植面积迅速上升至160 万公顷，种植面积为1991年的 2 倍以上；2003 年面积略有下降后逐年大幅度上升。2010 年为297.5 万公顷，约为1991 年水稻种植面积的3.9 倍。

水稻单位面积产量近20 年整体呈现上升趋势。从1991-1997 年水稻单位面积产量快速提高，之后水稻单位面积产量在波动中

逐渐升高，可以看出1997 年后水稻单位面积产量波动较大，但2007-2010 年单位面积产量呈现稳步上升的趋势。单位面积产量

的变化趋势对水稻总产高低变化有直接影响。从水稻总产量的数

据看，1991-1997 年总产量呈显著升高的趋势，这与种植面积、单位面积产量提高有关。1997 年后水稻总产量的波动较大，于2007 年之后呈现稳步增长的趋势。由此可以看出，近20 年水稻总产量的变化趋势与单位面积产量的变化趋势相吻合，故水稻总

产量与单位面积产量显著相关。

2 近20 年黑龙江省气候变化

2.1 温度变化研究表明，黑龙江各季气温变化不一致。为准

确解释气温变化与水稻生产的关系，文章对水稻的生长季度的温

度进行了分析。由图2可以看出，黑龙江省近20 年水稻生长季的最高温度、最低温度和日平均温度均呈上升趋势，且增温趋势均显著。水稻生长季日平均温度每10年升高0.7C,日

最高温度每10年升高0.71 C,日最低温度每10年升高0.49Co近20年间，黑龙江水稻生长季三个日温度均存在明显的波动，最高温度1991-1999 年波动较小，2000 年之后波动较大；最低温度则呈现相反的波动现象。从年份上来看，1992年水稻生长季日平均温度最低，为16.35 C。日平均温

度最高的年份是2007年，日最高温度高出均值0.86C、日平均温度高出均值1.35C、日最低气温高出均值0.49C,说明2007 年是一个明显的水稻生长季温暖年份。

2.2 降水量变化

从图3可以看出，近20年，黑龙江省水稻生长季降水量呈逐渐下降的趋势，并具有显著性。但1993-1999 年，水稻生长季的降水量呈现上升的趋势，1999 年之后又出现波动下降的趋

势。黑龙江省降水量随时间波动的原因之一是降水量主要存在5-8 年左右的周期振荡。从近20年降水量来看，1991-2010年黑龙江省水稻生长季平均年降水量为489.1mm，

且平均每10年下降81.7mm。从各个年份来看，相邻年份间

水稻生长季降水量均存在一定的增减波动。1999 年是水稻生长

季降水量最高，达627.4mm ；2006 年则是水稻生长季降水量

最少的年份，降水量只有351.0mm ，与降水量最多的1999 年

相比，水稻生长季降水量减少276.4mm 。

2.3 日照时数

虽然20 年内黑龙江省水稻生长季总降水量呈逐年降低的趋势，但水稻生长季日照时数的整体变化规律并不明显（图4）。从近20 年日照时数来看，1991-2010 年黑龙江省水稻生长季平均日照时数为1261.9h。

从各个年份来看，1991-1996 年份间水稻生长季日照时数波动较大，之后呈现逐年增加的趋势。1999 年是水稻生长季降水量最多的年份，也是日照时数最多的一年，平均日照时数为1538.0h；2003 年则是水稻生长季日照时数最少的年份，日照时数只有1084.0h，与日照时数最多的1999年相比，水稻生长季日照时数减少454.0h。

3 气候变化与水稻生产的关系

为尽可能排除科技进步、政策等因素的影响，2002 年的数据与2001-2005 年平均数据比较；2007年数据与2006-2010 年平均数据进行比较。我们选取的2002 年为低温年份，2007 年

为高温年份。由表1 可以看出，两年的平均温度均较各自对照（5 年平均）有一定程度的降低或升高。在2002年，水稻种植面积在升高的前提下，单产与总产分别降低10.29%和8.48% 。2007 年，水稻种植面积下降5.06%的前提下总产降低8.10% 。结果

表明，水稻的单产与总产与该年份的温度变化密切相关。

表1 黑龙江省高低温年水稻种植生产与温度变化情况

4 应对措施

4.1 选育抗逆新品种气候变化改变了当地的水稻生长条件，原有品种不能充分发挥其生产优势，故选育水稻新品种是获得高产稳产的关键。品种选育上应选择抗性表现为多抗（如耐高温、抗旱、耐低温、抗病虫害等）的适当晚熟品种，以利于充分利用热量资源，抵御不利的环境条件。同时，积极改进水稻的育种方法和手段，开展育种协作研究，发掘和利用适应气候变化的新基因型，结合引种试验，选育出适应气候变化，具有较好适应性和高产优质的水稻新品种。4.2 调整种植制度及生产管理措施

我国种植制度是以热量为主导因素的，气候变暖后，热量条件不稳定、冷害等自然灾害频繁发生的状况可能会有所改善。对此，种植制度的调整，种植模式的优化，做好品种搭配，增加复种面积，提高复种指数也是应对气候变化的一个重要途径；通过育秧方式、水分管理、施肥技术的变革以及防治病虫害，提高水稻生产系统的适应能力；同时研究推广精准耕作技术，实现农业的现代化管理，降低农业生产成本，提高土地利用率和产出率。改革种植制度的前提是研究作物生长发育、产量形成和气候条件的关系，从而为农业气候资源的合理利用提供理论支持，最终提高水稻应对气候变化的能力，实现高产稳产。

4.3 加强农田水利设施建设研究表明黑龙江水稻生产过程中