國內設施種植氣象災害研究進展.pdf

第 nullnull 卷 第 null 期 nullnullnullnull 年 nullnull 月 海 洋 氣 象 學 報 nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull 魏瑞江 王鑫 null國內設施種植氣象災害研究進展 null null海洋氣象學報 nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnull 國內設施種植氣象災害研究進展 魏瑞江 null null 王鑫 null null nullnull河北省氣象科學研究所 河北 石家莊 nullnullnullnullnullnull nullnull河北省氣象與生態(tài)環(huán)境重點實驗室 河北 石家莊 nullnullnullnullnullnull 摘要 設施種植的主要氣象災害有低溫 冷凍害 寡照 風災 雪災及其復合災害等 從國內設施種 植氣象災害指標 災害監(jiān)測預警 災害風險及災害影響等方面對前人研究成果和進展進行歸納總 結 災害指標的研究所采用的方法主要是人工控制試驗或對歷年實際發(fā)生的災害樣本進行分析 總結 災害監(jiān)測預警方法一般是用設施內小氣候或設施外氣象條件作為災害指標 將災害指標植 入計算機系統(tǒng) 對災害進行監(jiān)測預警 風險評估多是從災害的危險性角度去研究 確定災害的風險 概率 風險指數(shù)等 災害影響的研究多集中在對作物生理生態(tài)反應等方面 同時從設施種植氣象 災害研究存在的薄弱環(huán)節(jié)出發(fā) 提出設施種植氣象災害指標 災害監(jiān)測預警評估方法及災害的影 響等方面仍是今后一段時間研究的重點和熱點 關鍵詞 設施種植 氣象災害 指標 監(jiān)測預警 評估 中圖分類號 nullnullnullnull nullnullnull 文獻標志碼 null 文章編號 nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 收稿日期 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 修訂日期 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 基金項目 河北省重點研發(fā)計劃項目 nullnullnullnullnullnullnullnullnull 通信作者 魏瑞江 女 正高級工程師 主要從事設施農(nóng)業(yè)氣象研究 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull Research progresses of meteorological disasters in domestic facility planting nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull null null nullnullnullnull nullnullnull null null nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull Abstract nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull 海 洋 氣 象 學 報 第 nullnull 卷 Key words nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 引言 隨著設施農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展 設施種植已經(jīng)實現(xiàn) 全年化 設施內所種植的作物主要有蔬菜 花卉 林 果等 這些作物在生長發(fā)育過程中常常受到氣象災 害的影響 氣象災害的種類一般包括低溫 冷凍 害 寡照 風災 雪災及其復合災害 如低溫寡照 高溫高濕等 前人對國內設施種植氣象災害的研 究主要涉及災害指標 災害監(jiān)測預警 災害風險評 估 災害影響等方面 本文對我國在上述四方面的 研究成果進行歸納總結 目的是凝練已有災害指 標 災害監(jiān)測預警和風險評估技術及災害對作物的 影響 便于后人采納和應用 為后人進行進一步研 究奠定基礎 1 對災害指標的研究 災害指標是設施農(nóng)業(yè)氣象研究的基礎 設施農(nóng) 業(yè)氣象災害指標研究所采用的方法主要是人工控 制試驗或對歷年實際發(fā)生的災害樣本進行分析總 結以及采用能量平衡和計算流體力學 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull 模擬方法等 1 1 低溫 冷凍害 指標 低溫 冷凍害 是在設施作物生長發(fā)育過程中 由于熱量不足而使其受到不利影響的一種自然災 害 低溫 冷凍害 指標一般用設施內的溫度或是 用設施外的溫度來體現(xiàn) nullnullnullnullnull 用設施內溫度表征 基于我國設施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)防災減災的需要 相關 涉農(nóng)科研院所和高校的科研技術人員 針對黃瓜 番茄 甜椒 茄子等蔬菜的各個生長階段 開展了大 量的低溫影響研究工作 楊再強等 null 采用人工控 制試驗 研究 null null null null null null nullnull null低溫對設施番茄 光合色素含量 最大光合速率 葉綠素熒光參數(shù) 抗 氧化酶活性的影響表明 低溫 null null處理 null null 或者低 溫 null null處理 null null 是番茄發(fā)生嚴重冷害的臨界指標 彭曉丹等 null 采用人工控制試驗 以 nullnull null為對照 研 究 null null null null null null nullnull null低溫對黃瓜葉片光合作用 特性及抗氧化酶活性的影響 得出了溫室黃瓜低溫 氣象災害指標 表 null 張淑杰等 null 基于日光溫室番 茄實際低溫凍害發(fā)生及影響因素分析 以日光溫室 內最高氣溫 日光溫室內最低氣溫及日光溫室內氣 溫連續(xù) null nullnullnull null持續(xù)時間確定遼寧省日光溫室番 茄果實膨大期低溫凍害指標 表 null 劉偉等 null 通過 試驗得出 小青菜葉片的抗衰老特性隨氣溫降低而 降低 細胞膜透性變得越來越差 nullnull null 持續(xù) null null 小 青菜細胞活性受到不可恢復的傷害 為小青菜低溫 脅迫產(chǎn)生結構性傷害的臨界值 表 1 溫室黃瓜低溫氣象災害指標 nullnullnullnullnull null nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 災害等級 不同低溫持續(xù)時間 nullnull null null null null null null nullnull null 輕度 nullnullnull 中度 nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull 重度 nullnull nullnull nullnullnullnullnull 極重度 nullnullnull nullnullnull 表 2 遼寧地區(qū)日光溫室番茄果實膨大期低溫凍害指標 nullnullnullnullnull null nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull 前提條件 低溫凍害等級 日光溫室內要素 最高氣溫 nullnull 最低氣溫 nullnull null null 內氣溫 nullnull null持續(xù)時間之和 nullnull 前期溫室內多日連續(xù)出現(xiàn)小于 null null低溫時段 持 續(xù)時間小于 nullnull null 其后低溫陰雨雪天氣持續(xù) null null 其中 null null 無日照 null null 日照時數(shù)小于 null null 相對 濕度 nullnull null以上 無 nullnullnull nullnull 輕度 nullnullnull nullnullnull nullnullnull 中度 nullnullnull nullnullnull nullnullnullnull 重度 nullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnull 用設施外溫度表征 李美榮等 null 通過歷年實際發(fā)生的樣本進行分 析總結 得到陜西省關中地區(qū)日光溫室蔬菜低溫凍 害指標 當日光溫室附近氣象站最低氣溫降至 nullnull 第 null 期 魏瑞江等 國內設施種植氣象災害研究進展 nullnullnull nullnullnullnullnullnull null null 時 溫室內蔬菜可出現(xiàn)輕度凍害 部 分葉 片 受 凍 莖 葉 停 止 生 長 當最低氣溫降至 nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull null null 時 溫室內蔬菜可遭受中度低溫凍 害 部分植株受凍枯萎死亡 當最低氣溫降至 nullnullnullnull null null及以下時 溫室內蔬菜可遭受嚴重的低溫凍害 蔬菜出現(xiàn)大面積的死苗 甚至絕收 薛曉萍等 null 基 于人工氣候箱和大田試驗 得出山東日光溫室黃瓜 不同低溫冷害等級指標 當溫室外最低氣溫 nullnull nullnullnull null null時無災害 當 nullnullnull null nullnullnullnullnullnullnull null null時為輕度災害 當 nullnullnull null null nullnull null nullnullnull null null 時為中度災害 當 nullnull nullnullnull null null時為重度災害 孫東磊等 null 根據(jù)河北省中部地 區(qū) 壽光五代 日光溫室內外氣象資料和番茄生長 發(fā)育資料 采用回歸分析方法 建立了不同天氣條 件下日光溫室內外最低氣溫回歸模型 確定了番茄 不同等級凍害溫室外最低氣溫 null 指標 表 null 表 3 冀中地區(qū)不同天氣條件下番茄凍害的溫室外最低溫 度指標 nullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull 天氣條件 輕度凍害 中度凍害 重度凍害 晴天 nullnullnullnull null nullnullnullnull nullnullnull null null nullnullnullnull null nullnullnullnull nullnullnullnull null null nullnullnullnullnullnull null null 多云 nullnullnullnull null nullnullnullnull nullnullnull null null nullnullnullnull null nullnullnullnull nullnullnullnull null null nullnullnullnullnullnull null null 陰天 nullnullnullnull null nullnullnullnull nullnullnull null null nullnullnullnull null nullnullnullnull nullnullnullnull null null nullnullnullnullnullnull null null 1 2 寡照指標 寡照災害指標的得出所采用的方法同樣主要 是通過人工控制試驗或對歷年實際發(fā)生的樣本進 行分析總結 寡照災害指標多用逐日日照時數(shù)持 續(xù)時間表示 朱靜等 null 以芹菜 津南實芹 null 號 品種為試材 在人工控制溫室內設計寡照試驗 通過測定不同寡 照處理和恢復處理下芹菜的光合參數(shù)及熒光參數(shù) 得出寡照 nullnullnull null 為輕度災害 nullnullnullnull null 為中度災害 nullnull null 及以上為重度災害 寡照處理第 nullnull null 以后 芹 菜光系統(tǒng)活性受到嚴重損傷 無法恢復 李楠等 null 在番茄苗期 花果期于日光溫室內采用遮陽網(wǎng)進行 寡照試驗 寡照分別處理 null null null null null null null null nullnull null nullnull null 及恢復處理 寡照處理時晴天中午時刻遮陽網(wǎng)下光 照強度小于 null nullnullnull nullnull 對寡照處理植株及對照植株進 行光合速率觀測 生長發(fā)育觀測和產(chǎn)量觀測 在此 基礎之上確定了日光溫室番茄苗期和花果期寡照 指標 表 null 江和文等 nullnull 研究葫蘆島地區(qū)寡照災 害時 采用逐日日照時數(shù) nullnullnull null 的持續(xù)天數(shù) null null 作 為不同等級寡照災害的指標 定義 當 null nullnullnull null nullnull null 時為輕度災害 當 null null nullnull null 時為重度災害 魏瑞江 等 nullnull 根據(jù)多年日光溫室小氣候資料 蔬菜生長發(fā)育 資料和對應的氣象臺站氣象資料 結合寡照過程中 日光溫室內的氣溫下降狀況 蔬菜生長發(fā)育狀況 得出日光溫室內的日最高氣溫均隨著寡照持續(xù)天 數(shù)的增加呈對數(shù)下降 其中華北中南部地區(qū)寡照持 續(xù) null null 及以上時 溫室內日最高氣溫可下降到 nullnull null 以下 寡照持續(xù) nullnull null 及以上時 溫室內最高氣溫可 能下降到 nullnull null以下 華北北部地區(qū) 則分別持續(xù) null null 及以上和 null null 及以上時 溫室內日最高氣溫可分別 下降到 nullnull null以下和 nullnull null以下 表 4 番茄苗期和花果期寡照災害氣象等級指標 nullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull 災害等級 苗期指標 null寡照日數(shù) nullnull 花果期指標 null寡照日數(shù) nullnull 無災 nullnull nullnull 輕災 nullnullnull nullnullnull 中災 nullnullnullnull nullnullnullnull 重災 nullnullnull nullnullnull 1 3 風災指標 風災指標一般用瞬時最大風速 平均最大風速 等表示 風災指標的得出多數(shù)是采用風洞試驗方 法 少有用歷年災情總結得出 楊再強等 nullnull 利用 nullnull nullnull 型 南航 null 型 風洞試 驗方法 研究不同風向角下設施塑料大棚表面風壓 分布規(guī)律表明 設施大棚頂部兩側區(qū)域受風吸力影 響最大 最小臨界風速為 nullnullnull null null null nullnull 張波 nullnull 采 用風洞試驗方法 測量和分析不同風向角下日光溫 室塑料薄膜表面風壓系數(shù)和分布規(guī)律 得出日光溫 室各區(qū)域發(fā)生風災的最小臨界風速為 nullnullnull null null null nullnull 李楠等 nullnull 利用幾何縮尺比為 null null null的日光溫室模型 進行風洞試驗 測定不同風向下日光溫室表面不同 區(qū)域的風壓系數(shù) 利用公式推導出日光溫室表面各 區(qū)域發(fā)生風災的臨界風速 得出山東省日光溫室表 面最易受風災損害區(qū)域的臨界風速為 nullnullnull null null null nullnull 陳妮娜等 nullnull 利用 nullnullnullnull nullnullnullnull 年遼寧省 nullnull 個地市 nullnull 個縣氣象站的瞬時最大風速 平均風速及設施農(nóng) 業(yè)受災情況 研究遼寧省設施農(nóng)業(yè)大風致災指標表 nullnull 海 洋 氣 象 學 報 第 nullnull 卷 明 當平均風力達到 nullnullnull 級時 設施農(nóng)業(yè)輕度受災 拱棚受災的可能性較大 當平均風力達到 nullnull null 級 時 設施農(nóng)業(yè)中度受災 拱棚受災的可能性很大 日 光溫室受災的可能性較大 當平均風力超過 nullnull 級 時 設施農(nóng)業(yè)重度受災 拱棚受災的可能性極大 日 光溫室受災的可能性很大 張淑杰等 nullnull 利用東北 地區(qū) nullnullnull 個氣象站 nullnullnullnull nullnullnullnull 年 nullnull nullnullnull 平均最大 風速資料 采用極值 null型分布函數(shù)計算了 null null nullnull null nullnull null nullnull null 重現(xiàn)期的風速極值和風壓 結合東北地區(qū) 日光溫室結構特點 確定了東北各區(qū)域日光溫室遭 受大風危害的臨界風速指標 風壓低值區(qū) 次低值 區(qū) 次高值區(qū)和高值區(qū)臨界風速分別為 nullnull null null nullnull nullnul