2022年夏季高温热害对涟水县南美白对虾养殖的影响.pdf

2022 年夏季高温热害对涟水县南美白对虾养殖的影响邵正艳1陈 磊2（1淮安市气象局，江苏淮安 223001；2涟水县气象局，江苏涟水 223400）摘要2022 年涟水县南美白对虾大幅减产，约有 80养殖户的产量较 2021 年降低 30%40%。本文利用涟水国家气象观测站气象观测资料和南美白对虾养殖水体监测数据，采用隶属度函数构建南美白对虾高温热害评估模型。结果表明：2022 年 27 d 高温天气是造成南美白对虾产量减少的主要气象因素，其间高温热害日数达17 d，虾塘溶解氧持续偏低，南美白对虾生长环境恶化，病害重，死亡率高。关键词南美白对虾；高温热害；江苏涟水；2022 年夏季中图分类号S968.22文献标识码A文章编号 1007-5739（2023）18-0175-04DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.18.043开放科学（资源服务）标识码（OSID）：涟水县地处江苏省北部、淮河下游、淮安市东北部，有“自古涟漪佳绝地”的美誉。境内河网密布，水乡特色浓郁，水体环境良好，地理环境非常适合南美白对虾的生长。2022 年全县水产品种植养殖面积达5 666.7 hm2，其中南美白对虾养殖面积为 333.3 hm2，且养殖面积不断扩大，在当地水产养殖业中的比重不断增加，发展潜力巨大。国内南美白对虾养殖方式一般有土塘养殖、小棚养殖和工厂化养殖 3 种。目前，涟水县南美白对虾养殖一般以露天土塘养殖为主。这种养殖方式受气象因素影响大，若在南美白对虾生长阶段发生灾害性天气，其生存概率、发育速度、患病概率等都会受到影响。1材料与方法1.1材料及仪器1.1.1试验对象试验研究对象为南美白对虾。1.1.2试验仪器供试仪器有自动分层水温观测仪（ZQZ-A 型，航天新气象科技有限公司）、传感器（CS511 型，美国 Camp-bell 公司）、采集器（CS511 型，美国 Campbell 公司）。1.1.3数据来源气象观测数据来源于 2022 年涟水国家气象观测站的观测资料，主要包括逐日气温、降水量、日照时数。南美白对虾养殖水体观测数据来自涟水港淮农业产业园南美白对虾虾塘水质监测站，具体方法：采用自动分层水温观测仪测定水面及水下 10、40、60 cm和水底 5 个深度的水温，每 10 min 记录 1 次，同时每1 h 统计 1 次小时内的最高值和最低值；采用传感器和采集器测定水下 40 cm 和水底的溶解氧含量，每隔10 min 记录 1 次，同时每 1 h 统计 1 次小时内的最高值和最低值。南美白对虾生产信息由涟水县水产工作站和南美白对虾养殖户提供。1.2相关指标测算1.2.1高温热害综合指数结合养殖户经验和文献1-2，分析出南美白对虾养殖发生高温热害的气象因素主要是日最高气温、高温持续天数、降水量和日照时数。使用以上 4 个气象要素建立南美白对虾高温热害指标，假设逐日单因子高温热害风险指数是 i（x）（i=1，为最高气温；i=2，为高温持续天数；i=3，为降水量；i=4，为日照时数）。采用单因子指标法构造各气象要素的风险指数函数，可表示为：i（x）=1xxdis，maxx-xdis，minxdis，max-xdis，minxdis，minxxdis，max0 xxdis，min（1）式（1）中：xdis，min和 xdis，max表示气象要素引发高温热害发生和加剧时的临界值。采用隶属度模型构造逐日高温热害综合指数 I，第一作者邵正艳（1979），女，工程师，从事气象服务、应用气象、气候变化分析等工作。E-mail：收稿日期 2023-01-03现代农业科技2023 年第 18 期动物科学175现代农业科技2023 年第 18 期动物科学具体表示为：I=a0+i=1naii（x）（2）1.2.2温度影响指数在高温时段内，南美白对虾生长快，摄食量增加，但如果水温太高，虾会厌食，塘底剩余的饲料增多，对虾排泄物多，病菌容易繁殖，水体污染加重，南美白对虾发病频率上升。2022 年 8 月 415 日，除 10 日外，日最高气温长时间维持在 35 以上，其中有 7 d 的最高气温达到 37 以上，当时塘底平均水温均超过33。统计发现，南美白对虾养殖密度 75 万尾/hm2的塘口，日平均死亡数高达 2.4 万尾/hm2，部分降温措施不力的塘口南美白对虾几乎死绝。结合多次走访调研养殖户，把日最高气温（Tmax）35 和 37 作为高温热害发生和加剧的临界值，代入式（1）得：1（Tmax）=1Tmax37-17.5+0.5TmaxTmax35，37）0Tmax35（3）1.2.3高温持续天数影响指数根据 20182022 年涟水港淮农业产业园养殖基地南美白对虾生长观测结果，分析认为，在南美白对虾育成后期，当气温达到 35 时，南美白对虾基本停止进食，高温过程如果持续 34 d，南美白对虾就会死亡。高温（气温35）连续天数越多，南美白对虾死亡数量越多，持续 15 d 以上，养殖密度 75 万尾/hm2的塘口，南美白对虾日平均死亡数高达 1.5 万尾/hm2，最高可达 4.5 万尾/hm2。据此，以日最高气温35 持续天数作为高温热害加重程度指标，代入式（1），高温持续天数影响指数模型如下：2（L）=1L150.62+0.025LL 4，15）0L-25（5）1.2.5日照影响指数据资料分析，较强的日照可以提高水温，但夏季持续高温期间，强日照会使水体分层，池塘水体的透明度、pH 值、溶解氧都会向不利方向发展，加重高温热害影响。例如，2019 年 8 月日照时数比 2020 年 8 月多 26%。统计得知，2019 年南美白对虾死亡率比2020 年高 1.9%。据此，日照影响指数模型如下：4（S）=1S10-4.0+0.5S S8，10）0S8（6）1.2.6高温热害综合指数综合各要素影响特点，利用层次分析法和专家打分法3-4得出各气象要素的影响权重，进而得出南美白对虾高温热害综合指数：I=0.51（Tmax）+0.352（L）+0.33（P）+0.0544（S）（7）根据涟水县南美白对虾生产统计资料和同时间段高温热害综合指数 I 计算统计结果，本文将高温热害综合指数划分为轻度、中度和重度 3 个不同等级：轻度，指标值为0.25，0.50）；中度，指标值为0.50，0.80）；重度，指标值为0.80，1.00。2结果与分析2.1涟水县高温情况自 2022 年入夏以来，涟水县先后经历 4 轮罕见持续晴热高温干旱天气，对南美白对虾生产造成了很大的危害。自 2022 年夏季以来，涟水县高温天数（日最高气温35）总计 27 d，其中：6 月有 8 d，7 月有4 d，8 月有 13 d，10 月有 2 d。由图 1 可见，8 月涟水县超过 35 的高温天数有 13 d，超过 37 的高温天数有 8 d，连续高温的最长时间达 6 d，其间最高气温达 38.3，为涟水县近 30 年来气温最高值。8 月 130 日累计降水 109.1 mm，较常年平均值（209.5 mm）偏少 100.4 mm，累计日照时数为 202.9 h，与常年值（195.3 h）基本持平。综合比较历年高温事件的影响范围、平均强度和持续时间等指标，2022 年夏季以来的高温天气过程综合强度为涟水国家气象观测站建站（1957 年）以来的第一位。2.28 月南美白对虾高温热害情况利用上文南美白对虾高温热害综合指数计算方176法和等级判别尺度，分别计算涟水县 8 月 130 日每日高温热害综合指数，并按等级划分得到图 2。可以看出，8 月 131 日，涟水县南美白对虾养殖高温热害综合指数达到轻度灾害的共计 17 d，达到中度灾害的有 9 d，达到重度灾害的有 5 d。具体来说：从 8 月4 日开始，高温热害综合指数维持在轻度到中度水平；8 月 1115 日，高温热害综合指数水平再次上涨，连续 5 d 达到重度水平；8 月 15 日以后，随着最高气温的下降，高温热害程度减轻，这与高温持续阶段吻合。此外，10 月初涟水县也出现了轻度高温热害，这在历史上也很少见。水体温度因受到气温的影响，会表现为相同的变化趋势。8 月气温较高，水体温度也总体偏高。分析8 月 222 日涟水港淮农业园南美白对虾养殖基地水质监测站各层次水温数据（图 3）可以看出，水体越往上层，水温越快速地受到气温变化的影响，具体表现为日变化幅度越往上层越大，10 cm 水温平均日变化幅度为 4.76，底层水温平均日变化幅度为 1.30。10 cm 水温最高值出现在 16：00，且此时上下层水温为一日中的最大值，之后热量由上往下传导，最底层水温在 18：00 达到顶点。各层水温在峰值过后均呈现下降趋势，4：006：00 各层水温温差较小且缓慢下降，7：00 各层水温达到一天中的谷值，但此时温度仍然大于 32，超出南美白对虾生存环境温度的上限，生长发育受到胁迫。一般而言，在人工土塘养殖模式下，南美白对虾会在白天蛰伏于塘底、太阳落山后觅食活动，主要活动范围一般在 60 cm 左右。选取南美白对虾主要活动水层 60 cm 作为分析对象，从图 4 可以看出，涟水县 8 月水体温度一直维持在较高水平，截至 8 月 23 日才逐步下降到南美白对虾生存的适宜水温，在这段时间内一共出现 3 个水温的高值区：第一个高值区为8 月 215 日，其中 8 月 13 日最高水温达 40.3，当天水体最低温度也高达 31.1；第二个高值区为 8 月19 日，当天水体平均温度达 33.9，水体最高温度达39.1；第三个高值区为 8 月 22 日，水体最高温度达37.1，水体平均温度达 32.7。8 月 20 日以后水体图 12022 年 8 月涟水县日最高气温日最高气温/40353025202022-08-01日期2022-08-062022-08-112022-08-162022-08-212022-08-262022-08-31图 22022 年 8 月涟水县南美白对虾高温热害指数曲线高温热害指数0.90.80.70.60.50.40.30.20.102022-08-01日期2022-08-052022-08-092022-08-132022-08-172022-08-212022-08-252022-08-29图 32022 年 8 月 222 日不同深度各时次平均水温变化曲线时间水温/37363534333222：0020：000：002：004：006：008：0010：0012：0014：0016：0018：00底层60 cm40 cm10 cm图 42022 年 8 月涟水县南美白对虾生态环境自动观测站 60 cm 深水温变化曲线平均水温最高水温最低水温日期水温/4540353025202022-08-012022-08-052022-08-092022-08-132022-08-172022-08-212022-08-252022-08-29邵正艳等：2022 年夏季高温热害对涟水县南美白对虾养殖的影响177现代农业科技2023 年第 18 期动物科学温度总体表现为下降趋势，8 月 24 日以后日最高水温才开始低于 32。其间溶解氧含量普遍偏低。以 8 月中旬为例，8 月 1115 日 40 cm 水深处日平均溶解氧含量为 2.35.9 mg/L，其中 8 月 1013 日溶解氧含量连续 4 d 不足 4 mg/L，其间每日最低溶解氧含量均在0.7 mg/L 以下。2.3高温热害等级预报59 月，有关人员利用日最高气温、降水量、日照时数的实际观测值，计算高温热害指数，判别前期是否发生高温热害；根据数值预报产品，结合本地中长期天气预报，预测未来几天最高气温、降水量和天空状况，估算高温热害指数值，推算未来高温热害等级。同时，制作服务产品，并发送至用户手中。具体流程见图 5。3结论与讨论3.1结论1）基于最高气温、高温持续天数、降水量和日照时数 4 个参数的高温热害指数模型可以较好地反映南美白对虾生长受高温热害的影响。2）2022 年 8 月 131 日，涟水县南美白对虾养殖达到高温热害标准的日数共计 17 d，受高温影响较为严重。3）受高温热害影响，虾塘水温高，溶解氧含量低，南美白对虾生长受到威胁。3.2讨论气象部门完善预报服务流程，养殖户采取适当措施，可以有效应对高温热害。养殖户可采取的措施具体如下：关注虾塘水体环境，及时补氧换水。高温期间降水量偏少，虾塘水位低，南美白对虾排泄物较多，会使水体环境恶化，造成水体溶解氧含量减少。因此，要在高温天气前早开增氧机，保证虾塘供氧充足。同时，要注意将表层高温水体及时排出，补充新鲜水体，提高水体含氧量5。采取措施降低池塘水温。当气温偏高时，池塘的水温也会同步升高。当水体温度超过 32 时，会影响南美白对虾的生长发育。此时要加深水位，有条件的应往虾塘内投放深井水，以降低水体温度。采取生化技术改良底质和水质。夏季高温时要定时往虾塘内投放沸石粉和白云石粉等净水剂。当水质变差时，可采用光合细菌、枯草杆菌或 EM 原露等微生物制剂分解池内超标有机物，使水质和底质得到改善。分批次捕虾，降低养殖密度。高温天气过程中水体溶解氧含量降低，减小养殖密度，降低溶解氧消耗量，可有效避免浮头现象。捕捞时要注意捕大留小，以提高养殖经济效益，降低养殖密度，改善对虾生存环境6。强化值班值守，提高巡塘频次。及时查看南美白对虾进食活动情况，了解池塘水体颜色变化情况。一旦发现南美白对虾浮头游塘，就要增氧换水。如果发现病死虾，要及时找到原因，采取适当措施，避免问题严重化。参考文献1 吴琴瑟，梁华芳.南美白对虾规模化健康养殖技术M.北京：中国农业出版社，2012.2 曹煜成，文国樑，李卓佳，等.南美白对虾高效养殖与疾病防治技术M.北京：化学工业出版社，2014.3 苗丽娟，刘娟.AHP 方法在锦州市海洋功能区划中的应用J.国土与自然资源研究，2004（2）：55-56.4 SAATY R.The analytic hierarchy process：what it is and howit is usedJ.Mathematical Modelling，1987，9：161-176.5 郝俊，徐晓丽，薄其康，等.天津地区盐碱水南美白对虾健康养殖技术J.科学养鱼，2022（12）：35-37.6 田国昌.南美白对虾养殖技术与病害防治措施J.新农业，2022（23）：61-62.图 5高温热害等级预报流程气象要素实况值气象要素预报值高温热害计算方程，计算 I 值I0.250.25I0.500.50I0.800.80I1.00无高温热害轻度高温热害中度高温热害重度高温热害南美白对虾长势及高温防御措施南美白对虾高温热害预报服务产品水产站及南美白对虾养殖户178