资源与环境科学 现代农业科技２０１６年第２４期 莱芜市冬季设施农业气候资源评估 王琪珍何鹏程郑燕王承军 （山东省莱芜市气象局，山东莱芜２７１ｌＯＯ） 摘要 在全球气候变暖的背景下，莱芜市的光热资源发生了明显的变化，低温、寡照等灾害对设施农业发展的影响更加显著。利用莱 芜市３５年（１９８１－－２ｏ１５年）的观测资料，对冬季影响设施农业生产的光、温气候资源的变化特点进行了分析评估．同时利用近１０年区域站 资料，对同期气候资源以及气象灾害的空间分布特征进行了初步探讨。结果表明，莱芜市冬季气温在波动中上升，低温日数减少，对设施农 业生产有利，但日照时数减少，低温、寡照等对茄果类设施蔬菜的影响更加剧，应做好极端低温和寡照灾害的应对措施。在空间分布上，莱 芜市冬季气温呈现从西南部平原到东北部山区递减的趋势，低温灾害、风灾等灾害东北部山区多，影响程度重；西南部平原灾害少，影响程 度低。设施农业生产的发展远景，西南部平原区优于东北部山区，东北部山区适宜发展叶菜类蔬菜，西南部平原适宜发展瓜果类蔬菜，新建 温室大棚应选择保温性能好的土墙结构 关键词设施农业；冬季；气候资源；评估；山东莱芜 中图分类号￥１６２ 文献标识码Ａ 文章编号１０ｏ７—５７３９（２０１６）２４—０２３８—０３ 据报道，目前我国设施农业种植面积居世界首位，其中 对气候变化的能力和降低气象灾害对设施农业生产的负面 蔬菜种植年产值达２ ０２５亿元左右，成为农村经济发展的支 影响具有重要意义。 柱产业，并逐步走向标准化生产。莱芜市地处鲁中山区腹 本文利用莱芜站３５年的冬季观测资料以及近１０年区 地，气候多样，光热资源丰富，为设施农业的发展提供了得 域站同期的观测资料，研究了菜芜市气温、光照等气候资源 天独厚的有利条件。近年来，莱芜市设施农业发展迅速，设 的时空变化规律以及低温、寡照、大风等气象灾害的空间分 施农业的规模和水平迅速提高，各种名优蔬菜、瓜果、花卉 布特点，为设施农业的防灾减灾提供参考依据。 种植已成为农民增收的主要支柱产业。 １数据与方法 随着全球气候变暖，莱芜市的气候资源也发生明显的 １．１数据来源 变化。这种变化必定对设施农业的发展和布局产生一定影 研究数据为莱芜站１９８１－－２０１５年冬季（１２月至次年２ 响，如冬季气温的升高、低温日数的减少在一定程度上提高 月）的逐日气象观测资料，２００９—２０１５年区域站同期的观测 了设施农业的生产能力；但近年来。冬季雾霾、阴雨寡照天 资料，气象要素包括逐日平均气温、日最低气温、曰照、日极 气的增多给设施农业生产带来一定的负面影响。如２０１５年 大风速等。 １１月初至１２月初持续近１个月的阴雨寡照天气给金市设 １．２设施农业气象灾害指标 施农业生产带来严重影响。据调查。全市茄果类设施蔬菜减 根据近几年的气象观测数据，冬季影响设施农业生产 产１０％～２０％，严重的减产４０％～５０％，有些大棚甚至出现绝 的气象灾害主要有低温、寡照、大风等，各种灾害指标的分 产。因此，研究冬季气候资源的变化规律对提高设施农业应 级标准见表１。 表１莱芜市主要气象灾害指标 ２结果与分析 均每１Ｏ年减少３．９次。王琪珍等团研究指出，随着全球气候 ２．１莱芜市设施农业气候资源的变化特点 变暖，莱芜市极端最低气温呈明显上升趋势，≤一１０．０。Ｉ＝的 农业气候资源为设施农业生产提供所必需的物质与能 低温日数呈减少趋势，极端最低气温强度减弱，持续时间缩 量，其光、热资源的分布与变化对设施农业生产的影响很 短。但气温变化的极端事件在增多，阶段性的强降温有增强 大。在全球气候变暖的大背景下，莱芜市的光、热资源也发 的趋势。如２０１６年１月２２—２５日，受强冷空气的影响，莱 生了明显的变化。 芜市出现寒潮天气过程。连续３ ｄ出现低温天气。市区４８ ｈ ２．１．１温度。温度是影响设施农业发展的首要因子，冬季平 降温幅度达到１３．２℃，２４日最低气温市区为一１７．８℃．为近 均气温和日最低气温是制约一个地区设施农业发展的重要 ３０年同期第二极值，东北部山区最低气温达一２２．５℃，使部 条件。赵淑兰等Ⅲ研究指出，冬季平均气温对设施农业品种 分大棚出现低温冷害和冻害，给全市设施农业生产带来严 选择影响较大，其中冬季寒冷宜种植叶菜类蔬菜，冬季温暖 重的影响。 则宜种植瓜果类蔬菜。分析莱芜市１９８１－－２０１５年冬季气温 ２．１．２光照。日照时数是指太阳中心从出现在一地的东方地 变化情况，可以看出，３５年来莱芜市冬季平均气温呈明显的 平线到进入西方地平线，其直射光线在无地物、云、雾等任 升高趋势，平均每１０年升高０．４９℃，冬季平均最低气温也 何遮蔽的条件下，照射到地面所经历的小时数口】。冬季日照 呈明显的升高趋势，平均每１０年升高０．８７℃。低温日数平 时数的长短对冬季设施农业的高效安全影响较大，通过研 收稿日期２０１６—１０—１７ 究发现，冬季莱芜市日照时数呈波动中减少的趋势。平均每 ２３８ 王琪珍等：菜芜市冬季设施农业气候资源评估 １Ｏ年减少３．８ ｈ。尤其是近１０年来，寡照灾害成为影响设施 左右。总体上看，冬季西南平原区以及西北部山前平原区 农业发展的“头号杀手”。寡照常常影响设施作物的生长发育 进程和品质产量，如植株烂根、死苗、生长缓慢、成熟期推 的热量条件优于山区和丘陵区，东北部山区热量条件最差， 南部山区的热量条件优于西部平原。 ２．２．２极大风速的分布。从莱芜市极大风速的分布（图２）可 以看出，风速的分布也和地形有关，西南部平原极大风速为 １３～１５ ｍ／ｓ，东北部山区在１９～２１ ｍ／ｓ，中部丘陵地带为１７～１９ ｍ／ｓ，南部山区为１５ ｍ／ｓ。 ３６．５。Ｎ ３６．４。Ｎ ３６－３。Ｎ ３６．２。Ｎ ３６．１。Ｎ 迟、出现畸形果等。冬季寡照容易造成棚内升温缓慢，造成 低温冷害而影响作物生长。吴光辉证实低温弱光下黄瓜苗期 延长，生长和光合速率降低。在缺氧条件下，植物只能进行 无氧呼吸。暂时维持其生命活动，最终会影响植物正常生长。 在长时间的低温寡照条件下，菜农为了保持棚内温度而减 少通风时间，从而导致棚内氧气含量降低，光合作用减弱， 造成蔬菜营养物质缺乏，抗病能力降低，容易出现烂棵、烂 果、畸形果等。近１０年来，莱芜市冬春共发生寡照灾害２８ 次，轻度寡照灾害２４次，中度灾害４次［４１。 由以上分析看出，莱芜市的光温资源确实发生了明显 的变化，～方面冬季气温升高，低温次数的减少对冬季设施 农业的防寒保暖较为有利．但气温变化的极端事件造成的 低温灾害的风险也在增加；另一方面，日照时数的减少使寡 照灾害的风险增大。这说明在全球气候变暖的背景下．菜芜 市冬季光热资源的变化对设施农业生产的影响利弊并存， 低温、寡照灾害风险增加，对喜温喜光的茄果类温室蔬菜的 负面影响更为显著。有研究表明，冬季的光照条件及低温的 强度频率是发展目光温室的主要因子【引．如何充分利用 有利的气候资源趋利避害是设施农业发展必须高度关注的 寸。 卜 Ｈ 卜。 卜 卜 — 卜 Ｈ 卜 Ｈ 卜 图２莱芜市冬季极大风速分布 ２．３设施农业气象灾害 ２．３．１低温灾害。低温是影响北方设施农业生产的主要气 象灾害之一。近年来，低温冷害的影响在冬季设施农业生产 中表现得目益突出，通过分析近ｌ０年来莱芜低温的发生频 次可见，西南部山前平原区高庄一牛泉一带低温发生次数 重要因素，也是气象部门加强探索的重要课题。 ２．２莱芜市冬季设施农业资源评估 由于农业气候资源的多样性，科学分析一个地区的农 业气候资源的时空分布特征，对于高效利用农业气候资源、 最少，年平均为６次左右，西北部山平原区为１０次左右，南 部山区为１０～１４次，东北部山区在２０次以上，和庄最多，达 合理布局农业生产结构、保障农业可持续发展具有十分重 要的意义。 ３０次。在空间分布上，西南部平原多轻度的低温灾害，中度 的低温灾害多发生在从平原向山区过渡的中部丘陵区，东 ２．２．１平均气温的分布。高密度的区域站建设为局地小气 候的研究提供了便利，利用菜芜市近１０年的区域站资料 北山区多重度低温灾害。重度低温灾害多发生在１月，ｌ２月、 ２月多为轻度到中度低温灾害 （图３）。 次 分析可见。莱芜市冬季平均气温的分布从西南部平原至东北 部山区呈递减趋势，西南部山前平原区牛泉一高庄和西北 部山前平原区冬季平均气温高，基本在０℃以上，东北部 ¨■Ｉ纛蹰 ＝］㈠～＿＿＿一 ｌ ｌ．＿＿０ ９ ８ ７ ６ ５ ４ ３ ３６．５。Ｎ ３６．４。Ｎ ． 山区低，在一２℃以下，西部平原为一１℃左右，南部山区为一１～ ０ ８６ 蠢露 露４ ２ Ｏ ８ ６４ ２０ 罐ｎ早 ０℃之间（图１）。进一步分析极端最低温度可以看出，莱芜 市冬季极端气温的分布和平均气温的分布基本一致．西南 部和西北部山区的山前平原区极端最低气温为一ｌ６℃左右。 东北部山区极端最低气温为一２０℃以下，南部山区为一１７℃ ３６．３。Ｎ ３６．２。Ｎ ３６．１。Ｎ －ｒｏ ３６．５。Ｎ 卜。 ￡ ￡ ３６．４。Ｎ 图３莱芜市冬季轻度低温灾害分布 ３６．３。Ｎ ２．３．２风灾。风对设施农业影响很大，大风也是影响冬季莱 ３６．２。Ｎ 墨：；＝鲁 Ｌ２０ 芜市设施农业生产最常见的气象灾害，大风常常刮坏棚膜。 ．譬器 ３６．１。Ｎ …一使温室蔬菜暴露，造成冻害或冷害，严重影响温室蔬菜的产 量和品质。有研究指出，北方地区塑料大棚及日光温室轻度 和中度风灾主要分布在沿海和高海拔地区。分析莱芜市风 灾的发生规律可以看出，菜芜市风灾北部山区和南部山区 多，西南部平原至东部山区少，以北部山区最多。西南部平 原多为轻度风灾，山前丘陵区多为中度风灾，雪野湖、大冶 ２３９ ２．６ ２ ８ 【工］ ０ ｏ ０ ０ ０ ｏ ｔｎ ｈ 。。 卜 卜 卜 卜 卜 卜 图１莱芜市冬季平均气温分布 资源与环境科学 现代农业科技２０１６年第２４期 水库、公庄水库附近是中度风灾的高发区。以雪野湖区最 多。重度风灾多发生在东北部山区，雪野湖区最多。南部山 区多轻到中度风灾。由此分析看出，北部山区风灾频次多． 灾害程度重，西南部平原风灾频次少，南部山区风灾频次较 多，但灾害程度低，中度和重度风灾多发生在北部山区和水 库库区附近。从发生的时间看，轻度、中度风灾１２月至翌 年２月均有发生，重度风灾多发生在１２月和１月，２月最少 （图４）。 ３６．１。Ｎ ３６３。Ｎ ３６，５。Ｎ ３６．４。Ｎ ３６．２。Ｎ Ｏ ０ ｏ ｏ ０ ｏ ３６．５。Ｎ 寸 卜 Ｉｎ 卜 卜 ｒ、 卜 ∞ 卜 卜 ３６．４。Ｎ 图５莱芜市设施蔬菜适宜种植区分布 ３６－３。Ｎ 寡照灾害对喜温喜光的茄果类温室蔬菜的负面影响更为突 出。因此，设施农业未来的发展应在充分利用有利的气候资 ３６．２。Ｎ 雕蓉 ３６．１。Ｎ 霪岛 源的情况下，合理规划和调整种植结构，做好极端低温和寡 照灾害的应对措施。 通过对莱芜冬季气候资源的评估得出未来设施农业的 寸。 图４莱芜市冬季轻度风灾分布 ２．４评估结果 发展远景，西南部平原和西北部山前平原区应大力发展瓜 果类蔬菜：东北部适宜发展叶菜类蔬菜。为有效应对极端天 气造成的持续低温、强降温、突发风灾。新建温室大棚应选 择保温效果好的土墙结构，同时应做好补光、加温、防风等 应对措施。 通过对莱芜市冬季气候资源的评估得出，西南部平原 和西北部山前平原区气温高，热量条件好，低温、风灾等灾 害发生频次少，灾害程度低，应大力发展瓜果类蔬菜；南部 山区总体适宜发展瓜果类蔬菜；东北部山区气温低，低温、 风灾等灾害发生频次高，灾害程度重，适宜发展叶菜类蔬菜。 为有效抵御冬季可能发生的持续低温、寡照和突发风灾，温 室最好选择保温性能好的土墙结构温室，同时隆冬时节应 做好防风、补光、加温措施（图５）。 ３结论 ４参考文献 【１］赵淑兰，李春，张绍祥，等．天津市北辰区设施农业温光气候资源变化 分析［Ｊ】．气象与环境科学，２０１３（１）：３２—３５． 【２］王琪珍，ｂ庆雷，王承军．莱芜市气候变化特征及其对农业生产的影 响［Ｊ］．现代农业科技，２００９（１５）：２９５—２９７． 【３］日照时数［ＥＢ／ＯＬＩ．［２０１６—１０一ｌＯ１．ｈｔｔｐ：／／ｂａｉｋｅ．ｂａｉｄｕ．ＣＯｎ＃ｖｉｅｗ／２７２４７５． ｈｔｍ． ｆ４１黎贞发，于红．持续低温及低温连阴天气下几种典型目光温室保温性 能评价叫．中国农学通报，２０１３（２３）：１２３—１２８． １５ｌ张永红，葛徽衍，李秀琳，等．关中东部设施农业气候资源分布及变化 特征『Ｊ１．中国农业气象，２ｏ０９（２）：１５３—１５７． ［６］张山清，普宗朝，李新建，等．气候变化对天山北坡经济带设施农业气 候适宜性的影响『Ｊ１．中国农业气象，２０１６（５）：４９５—５０４． ［７】李俊有，王志春，胡桂杰，等．赤峰市设施农业气候风险区划［Ｊ】．内蒙 古气象，２０１０（６）：４７—４９． 【８】李春，郭晶，薛庆禹，等．天津近郊设施农业气候资源与气象灾害变化 特征［Ｊ】．北方园艺，２０１５（６）：１９０—１９３． ・ －通过对莱芜市近３５年冬季光、温资源的分析可得出， 无论是冬季平均气温还是最低气温都呈升高趋势，气温条 件总体对设施农业生产有利，但冬季日照时数呈减少趋势， 对设施农业生产不利。在气候变暖的大背景下，气温将有利 于设施农业的发展，日照条件将更为不利，极端低温灾害、 （上接第２３７页） ３．３分析处理阶段 ＋－＋一＋－＋一＋一＋一＋一＋・＋一＋－＋一＋－＋－＋一＋一十一＋－＋－＋－＋一＋－—・ ・ 要求，防止引发雷击事故，确保农村建筑及人民群众生命财 产安全。 ５参考文献 【１］张峰，刘春兰．浅谈建筑物防雷装置检测工作『Ｊ１＿中国高新技术企业， ２０１２（１）：９７—９８． 计算建筑物防雷装置检测原始数据并分析处理，凭借 相应技术标准确定建筑物防雷存在的问题，形成书面通知 书，接着出具定期检测或竣工检测报告，编制整改后复检意 见书，最后对所有检测文书审核、签发、盖章，做好登记与发 送后还要做好建档工作。 ４结语 ［２］景华颖．浅谈建筑物防雷装置检测方法［Ｊ１．中小企业管理与科技， ２０１０（６）：２３１． 【３】杨燕，汪春明，邓士昌．浅析建德市农村建筑物防雷现状及防御措 随着农村建筑用途的增多，开展防雷检测时必须充分 考虑建筑用途、性质等，参考防雷装置设计及施工图纸等， 施【ｊ】．科技信息，２０１２（１０）：４４９． ［４１朱明，丘志彪，蔡术民，等。探讨农村雷电灾害的成因及防雷减灾对 策［Ｊ］．气象研究与应用，２０１２（１）：９０—９２． ［５】周红彬．农村防雷现状及科学防雷措施［Ｊ］．宁夏农林科技，２０１２（７）： ６５—６６． 制定详细检测方案，检查建筑物防雷装置质量及设计布置 等，查看是否符合防雷装置标准要求，对建筑防雷装置检测 得出的各种技术参数进行计算、分析及处理。最后将建筑防 雷装置检测中存在的安全隐患以书面通知形式发放给建筑 物负责人，要求其及时、合理进行整改，达到防雷相关规范 ２４０ ［６】蔡云泉．创新农村防雷管理提高减灾避害能力『Ｊ］．浙江气象，２０１０ （２）：３８—４０． ［７】张国毅，李承吴．雷电破坏农村环境的调查和农村防雷技术初探【Ｊ１＿ 环境保护与循环经济，２ｏ０８（７）：２９—３１． ［８］高安生，李勇进．对云南农村防雷现状的分析及加强农村防雷工作的 思考［Ｊ】．贵州气象，２００８（４）：４３—４４．
