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莱芜市冬季设施农业气候资源评估

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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. 

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