基于ORYZA2000模型對江蘇不同播期水稻高溫熱害的評估.pdf

1、水稻是我國重要的糧食作物，對于國家糧食安全穩(wěn)定具有重要意義，但當前水稻面臨著不同氣象災害的影響，尤其是高溫熱害。適宜播期的選擇能有效地降低水稻遭受高溫危害的程度，從而實現水稻的高產和穩(wěn)產。因此，本文以兩個高溫指標(連續(xù)3d及以上最高氣溫(Tmax)≥35℃和均溫(Tave)≥30℃)對江蘇7個站點1966～2015年高溫熱害的情況進行時間和空間上的分析;繼而基于2012和2013年兩年的試驗數據，分析播期對水稻生長發(fā)育及產量的影響，為適

2、宜播期的選擇提供理論上的支撐;在上述基礎上，對原ORYZA2000模型進行光合、呼吸和穗干物質分配系數部分溫度因子上的改進;最后，運用改進后的模型對南京和吳縣東山兩個高溫發(fā)生比較嚴重的站點進行4個播期1966～2015年高溫情況的模擬和評估，為適宜播期的選擇提供參考。得到的主要結論如下:
　　(1)1966～2015年間，江蘇地區(qū)Tmax≥35℃和Tave≥30℃兩個臨界溫度可能出現的時間基本都處在125～250d之間，其中175

3、～225d之間Tmax≥35℃發(fā)生概率主要以低于Tave發(fā)生概率為主，并且除徐州站外，其余站點越接近210d，Tmax≥35℃發(fā)生概率與Tave≥30℃相差越大;過去50年水稻生長季內（4～10月）各月連續(xù)3d及以上Tmax≥35℃和Tave≥30℃的天數及積溫的各月均值在同一站點的情況基本一致，最高值出現在7月;多年變化趨勢整體以增溫為主，但均溫指標更明顯。兩個高溫中心多年均處在江蘇的西南部，并隨著時間推移向東南方向移動，但最高氣溫對

4、應的高溫中心多年移動范圍更大。
　　(2)播期的差異造成了生育階段與氣象因子配置的不同。兩個高溫指標顯示各播期受高溫危害的程度基本一致。在水稻高溫敏感階段內，2012年第1播期出現1次輕度高溫熱害，2013年第2和3播期均出現1次重度，第4播期出現1次輕度;而抽穗開花期僅2013年第2和3播期出現連續(xù)7d的中度高溫。而不同播期各生育階段對應氣象因子的差異又造成了生育階段長度及產量的不同。相關分析結果表明，2012年和2013年前兩

5、個播期產量均與后三個播期產量差異達到顯著性水平(p＜0.05)。分析各生育階段長度和產量與各階段平均日最高氣溫、均溫、降水和輻射的關系發(fā)現，與溫度因子的關系相對最緊密，尤其是平均日最高氣溫。
　　(3)調整最大光合速率與溫度的關系，改進呼吸速率計算過程中的葉溫和穗溫，同時對穗干物質分配系數進行高溫訂正，以此對模型進行改進，并分別對改進前后模型的模擬結果與實際值進行比較。相比改進前，改進后模型模擬穗生物量、綠葉生物量、枯葉生物量、L

6、AI和產量與實測值的均方根誤差(RMSE)和歸一化均方根誤差（NRMSE）都有所減小，其中產量和穗生物量的NRMSE減小較為明顯，分別減小和2.23％和1.83％;而從模擬值和實測值的1∶1圖來看，改進后模型對2013年地上部分總生物量的模擬效果有所提高，模擬值和實測值的線性回歸系數更接近1。運用改進后的模型分別對南京和吳縣東山兩個站點1966～2015年120d、130d、140d和151d四個播期在實際氣象條件和常年氣象條件下的產量