黄骅大棚蔬菜主要气象灾害特征

刘金玉,孙爱良,董航宇

(1.南京信息工程大学公共管理学院,南京 210044; 2.沧州市气象局,河北沧州 061001;3.黄骅市气象局,河北黄骅 061100; 4.河北省气象科学研究所,石家庄 050021)

黄骅大棚蔬菜主要气象灾害特征

刘金玉1,2,孙爱良3,董航宇4

(1.南京信息工程大学公共管理学院,南京 210044; 2.沧州市气象局,河北沧州 061001;3.黄骅市气象局,河北黄骅 061100; 4.河北省气象科学研究所,石家庄 050021)

根据河北省黄骅市设施蔬菜种植物候期及管理特点,对1990—2012年23a间的大风、温度、天气现象等气象资料进行统计分析,得出了影响黄骅市大棚蔬菜生产的大风、强降温造成的冻害、大雾、连阴天、大雪等主要气象灾害的天气特征,并对这些气象灾害的防御提出了合理性建议。

设施蔬菜;气象灾害;黄骅

黄骅市位于河北省东部,濒临渤海,属于暖温带季风气候区。随着种植结构的调整和高效农业的快速发展,黄骅市近年来设施农业发展很快,共有各类温室大棚、拱棚18000多座,年产各类瓜果、蔬菜12万t,是京津地区重要的菜篮子供应地。在种植方面,春秋棚占85%以上,其他则相对较少,占15%左右。在大棚蔬菜种植过程中,大风、低温冷害、寡照、大雪等各类气象灾害发生较多,每年都给设施大棚蔬菜生产造成较大损失。研究影响黄骅市设施大棚蔬菜生产的气象灾害的特征,在此基础上提出防御措施,为促进当地设施农业发展提供参考和依据。

1 资料来源及研究方法

使用黄骅市国家基本气象观测站1990—2012年23a大风、强降温、能见度、天气现象等气象资料,采用数理统计方法,对本市设施大棚蔬菜生长主要季节(10月至翌年3月)的气象资料进行统计分析,得出影响黄骅市设施大棚蔬菜生产期间气象灾害的基本特征。并根据相应时段大棚蔬菜生产对气象条件的要求,提出了相应的防御建议。

图1 黄骅市1990—2012年(10月至翌年3月)大风日变化图 (直线为趋势线,下同)

2 主要气象灾害

2.1 大风

大风灾害在黄骅市冬、春季节对设施蔬菜生产影响最大,主要是对设施造成破坏,若防御不当,轻者刮飞、刮破棚膜和草苫,严重者将整个设施彻底破坏造成经济损失。通常,冬、春季节大风常与降温相伴,往往还会使棚内蔬菜遭受冻害,甚至绝产。

图1为黄骅市1990—2012年(10月份至翌年3月份)大风日变化图。大风日总体呈明显减少趋势,1996、2001年出现两个峰值,分别为8d和9d,2004—2008年连续5a大风日为零。3月大风日最多,共34d;其次是2月和11月,分别为17、11d;其余月份均少于10d(见表1)。

表1 黄骅市1990年—2012年大风日累计月分布

2.2 强降温

大幅度的降温,会使设施内的温度降到蔬菜生长的适宜温度以下,发生冷害和冻害。按照强降温的统计标准[1],以日最低气温≤5℃,且该日最低气温24h内下降≥8℃或者48h内最低气温下降≥10℃作为一次强降温过程进行统计。1990—2012年,黄骅市共发生强降温14次,平均每年发生0.6次;1990年代共发生9次, 2000年至2012年仅发生5次,总体呈明显减少趋势。从月分布来看,1月最多,5次,其次为12月,4次,10月未发生强降温过程。

2.3 低温冷害

极端最低气温的高低是决定设施整体布局、结构及种植品种的重要参考指标[2],极端最低气温的高低,持续时间的长短对设施内蔬菜生产及管理措施影响极大[3]。1990年以来,黄骅市年极端最低气温呈逐年升高的趋势 (见图2),其间极端最低温度值为-18.2℃,出现在1990年,其余大部分年份在-10.0～-16.0℃之间变动,占78%,小于-16.0℃的年份占13%,大于-10.0℃的年份占9%。年极端最低气温逐年升高,一方面降低了因温度过低而造成的冷害、冻害的发生次数及危害程度,另一方面也减少了设施内人工加温的次数,有利于生产成本的降低,对发展设施大棚蔬菜生产有利。

图2 黄骅市1990—2010年年极端最低温度变化趋势图

2.4 寡照

按照魏瑞江[4]对寡照天气的确定标准,以连续3d无日照,或4d中有3d无日照,且另外一天日照时数≤3h为轻度寡照灾害;连续4～7d无日照或连续7d日照时数≤3h为中度寡照灾害;超过7d无日照,或连续10d以上日照时数≤3h为重度寡照灾害。造成寡照的天气过程主要有大雾和连阴 (雨、雪)天气。

连续的寡照天气过程,一方面使植株得不到光照,长势缓慢,同时由于较长时间得不到太阳辐射也会使棚室内的温度不能回升,产生冷害或冻害;另一方面,除直接造成危害外,在寡照天气情况下,由于长时间不能进行揭苫,使得设施内通风换气不良,有害气体积聚而产生气害,造成各种低温病害发生流行[5]。

2.4.1 大雾 按照有效能见度小于1000m的标准[6]且造成寡照,统计黄骅市1990—2012年(10月至翌年3月)造成寡照的大雾日 (见图3),从图中可明显看出,大雾日呈明显下降趋势,且斜率高达-0.4457。另外通过统计黄骅市1990—2012年大雾日月分布(见表2)发现,在设施大棚蔬菜生长季节内,以12月出现大雾日最多,为93d,平均每年4～5d,其次为11月和1月,分别为66d和52d。

图3 黄骅市1990—2012年(10月至翌年3月)造成寡照的大雾日变化

表2 黄骅市1990—2012年造成寡照的大雾日累计月分布 d

2.4.2 连阴天 统计黄骅市1990—2012年由连阴天引起的寡照灾害的发生情况 (见表3),可以看出,除10月和3月相对较少外,其余月份寡照灾害均出现次数较多,重度寡照灾害12月较多,平均每年0.2次,轻度灾害除3月较少外,其余月份出现次数相差不大,平均每年发生2～3次。从年度分布来看,2000年以后,各种程度的寡照灾害有增多趋势,这与近年来黄骅境内大量引进化工企业有关。通常情况下,连续阴天寡照天气都伴随着强降温天气过程,使设施内的蔬菜长势进一步减弱,抗逆性降低,更容易遭受冷害和冻害。

表3 黄骅市1990—2012年(10月至翌年3月)由连阴天引起的不同等级寡照灾害 次

2.5 降雪

大雪对设施大棚蔬菜的影响,主要体现在两个方面[7],一是对大棚的破坏作用,二是遮挡作用。由表4可以看出,黄骅市降雪主要出现在11月至翌年3月,占92.4%,其余月份占7.6%,其中又以12月至翌年2月最多,以降水量大于1mm的统计标准,对1990—2012年23 a的年降雪日进行统计(见图4),可以看出,年降雪日最多20d,最少为2d,其余年份多在5～15d之间,从变化趋势看大体可分为两个阶段,1990—1999年呈下降趋势,2000年以后则降雪日有增加趋势。

表4 黄骅市1990—2012年超过1mm降雪日累计月分布 d

图4 黄骅市1990—2012年(10月份至翌年3月份)超过1mm降雪日变化趋势

3 结论

3.1 设施蔬菜生长季内,极端最低气温呈缓慢升高的趋势,其年际间波动较大,多数在-16.0～-10.0℃之间波动,由极端低温对设施蔬菜造成的冷害和冻害也有所减轻;强降温天气过程发生次数呈明显减少趋势,年代间差异较大;大风天气过程发生次数减少趋势明显;由大雾造成的寡照灾害有逐年减少的趋势,由连阴天造成的寡照灾害有增多的趋势,年内以12月最为严重;大雪天气过程进入21世纪的前10年较20世纪90年代有增加的趋势。

3.2 针对影响黄骅市设施蔬菜发展的大风、强降温造成的冷害或冻害、极端低温、寡照、大雪等主要气象灾害的变化特征,对黄骅市设施蔬菜发展进行合理规划,可以最大程度地利用气候资源,减少灾害损失。一是调整种植结构、主动规避各类灾害性天气的影响,例如,针对寡照天气增多的趋势,可以增加短日照的蔬菜品种或绿叶蔬菜种植面积,或者增加各类食用菌的种植等措施。二是增加设施投入,建设高质量的温室,增强抗击风灾和雪灾的能力;增加必要的补光、加温设备,当遇到寡照、强降温天气到来时,能够及时的进行补光增温。三是建立预警机制,在各种灾害性天气将要到来之前,及时将这些信息传达到设施大棚蔬菜管理者手中,使之有针对性的采取各类防御措施,最大程度减少灾害损失。

[1] 河北省气象局.河北省天气预报手册[M].北京:气象出版社,1987:40.

[2] 白青,张亚红,傅理.极端低温条件下日光温室保温性能分析[J].西北农业学报,2010,19 (11):154-160.

[3] 徐凤霞,王琪珍.低温寡照对温室大棚蔬菜的影响及其防御对策讨论 [J].现代农业科技, 2007(21):15-16.

[4] 魏瑞江.日光温室低温寡照灾害指标[J].气象科技.2003,31(1):50-53.

[5] 赵培宝,任爱芝,秦永红.灾害性天气对日光温室蔬菜的危害及应对措施 [J].农村科技开发, 2003(3):17.

[6] 中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社,2003:38.

[7] 王步兴,李英梅,陈志杰,等.冬春日光温室蔬菜常见自然灾害及其应对策略 [J].西北园艺,2011(03):6-7.

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1006-4354(2013)06-0031-04

2013-09-16

刘金玉(1967—),女,河北泊头人,学士,高工,从事大气科学、科技服务、气候变化和政策研究。