国内设施种植气象灾害研究进展.pdf

第 nullnull 卷 第 null 期 nullnullnullnull 年 nullnull 月 海 洋 气 象 学 报 nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull 魏瑞江 王鑫 null国内设施种植气象灾害研究进展 null null海洋气象学报 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 国内设施种植气象灾害研究进展 魏瑞江 null null 王鑫 null null nullnull河北省气象科学研究所 河北 石家庄 nullnullnullnullnullnull nullnull河北省气象与生态环境重点实验室 河北 石家庄 nullnullnullnullnullnull 摘要 设施种植的主要气象灾害有低温 冷冻害 寡照 风灾 雪灾及其复合灾害等 从国内设施种 植气象灾害指标 灾害监测预警 灾害风险及灾害影响等方面对前人研究成果和进展进行归纳总 结 灾害指标的研究所采用的方法主要是人工控制试验或对历年实际发生的灾害样本进行分析 总结 灾害监测预警方法一般是用设施内小气候或设施外气象条件作为灾害指标 将灾害指标植 入计算机系统 对灾害进行监测预警 风险评估多是从灾害的危险性角度去研究 确定灾害的风险 概率 风险指数等 灾害影响的研究多集中在对作物生理生态反应等方面 同时从设施种植气象 灾害研究存在的薄弱环节出发 提出设施种植气象灾害指标 灾害监测预警评估方法及灾害的影 响等方面仍是今后一段时间研究的重点和热点 关键词 设施种植 气象灾害 指标 监测预警 评估 中图分类号 nullnullnullnull nullnullnull 文献标志码 null 文章编号 nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 收稿日期 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 修订日期 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 基金项目 河北省重点研发计划项目 nullnullnullnullnullnullnullnullnull 通信作者 魏瑞江 女 正高级工程师 主要从事设施农业气象研究 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 气 象 学 报 第 nullnull 卷 Key words nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 引言 随着设施农业的迅速发展 设施种植已经实现 全年化 设施内所种植的作物主要有蔬菜 花卉 林 果等 这些作物在生长发育过程中常常受到气象灾 害的影响 气象灾害的种类一般包括低温 冷冻 害 寡照 风灾 雪灾及其复合灾害 如低温寡照 高温高湿等 前人对国内设施种植气象灾害的研 究主要涉及灾害指标 灾害监测预警 灾害风险评 估 灾害影响等方面 本文对我国在上述四方面的 研究成果进行归纳总结 目的是凝练已有灾害指 标 灾害监测预警和风险评估技术及灾害对作物的 影响 便于后人采纳和应用 为后人进行进一步研 究奠定基础 1 对灾害指标的研究 灾害指标是设施农业气象研究的基础 设施农 业气象灾害指标研究所采用的方法主要是人工控 制试验或对历年实际发生的灾害样本进行分析总 结以及采用能量平衡和计算流体力学 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull 模拟方法等 1 1 低温 冷冻害 指标 低温 冷冻害 是在设施作物生长发育过程中 由于热量不足而使其受到不利影响的一种自然灾 害 低温 冷冻害 指标一般用设施内的温度或是 用设施外的温度来体现 nullnullnullnullnull 用设施内温度表征 基于我国设施农业生产防灾减灾的需要 相关 涉农科研院所和高校的科研技术人员 针对黄瓜 番茄 甜椒 茄子等蔬菜的各个生长阶段 开展了大 量的低温影响研究工作 杨再强等 null 采用人工控 制试验 研究 null null null null null null nullnull null低温对设施番茄 光合色素含量 最大光合速率 叶绿素荧光参数 抗 氧化酶活性的影响表明 低温 null null处理 null null 或者低 温 null null处理 null null 是番茄发生严重冷害的临界指标 彭晓丹等 null 采用人工控制试验 以 nullnull null为对照 研 究 null null null null null null nullnull null低温对黄瓜叶片光合作用 特性及抗氧化酶活性的影响 得出了温室黄瓜低温 气象灾害指标 表 null 张淑杰等 null 基于日光温室番 茄实际低温冻害发生及影响因素分析 以日光温室 内最高气温 日光温室内最低气温及日光温室内气 温连续 null nullnullnull null持续时间确定辽宁省日光温室番 茄果实膨大期低温冻害指标 表 null 刘伟等 null 通过 试验得出 小青菜叶片的抗衰老特性随气温降低而 降低 细胞膜透性变得越来越差 nullnull null 持续 null null 小 青菜细胞活性受到不可恢复的伤害 为小青菜低温 胁迫产生结构性伤害的临界值 表 1 温室黄瓜低温气象灾害指标 nullnullnullnullnull null nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 灾害等级 不同低温持续时间 nullnull null null null null null null nullnull null 轻度 nullnullnull 中度 nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull 重度 nullnull nullnull nullnullnullnullnull 极重度 nullnullnull nullnullnull 表 2 辽宁地区日光温室番茄果实膨大期低温冻害指标 nullnullnullnullnull null nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull 前提条件 低温冻害等级 日光温室内要素 最高气温 nullnull 最低气温 nullnull null null 内气温 nullnull null持续时间之和 nullnull 前期温室内多日连续出现小于 null null低温时段 持 续时间小于 nullnull null 其后低温阴雨雪天气持续 null null 其中 null null 无日照 null null 日照时数小于 null null 相对 湿度 nullnull null以上 无 nullnullnull nullnull 轻度 nullnullnull nullnullnull nullnullnull 中度 nullnullnull nullnullnull nullnullnullnull 重度 nullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnull 用设施外温度表征 李美荣等 null 通过历年实际发生的样本进行分 析总结 得到陕西省关中地区日光温室蔬菜低温冻 害指标 当日光温室附近气象站最低气温降至 nullnull 第 null 期 魏瑞江等 国内设施种植气象灾害研究进展 nullnullnull nullnullnullnullnullnull null null 时 温室内蔬菜可出现轻度冻害 部 分叶 片 受 冻 茎 叶 停 止 生 长 当最低气温降至 nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull null null 时 温室内蔬菜可遭受中度低温冻 害 部分植株受冻枯萎死亡 当最低气温降至 nullnullnullnull null null及以下时 温室内蔬菜可遭受严重的低温冻害 蔬菜出现大面积的死苗 甚至绝收 薛晓萍等 null 基 于人工气候箱和大田试验 得出山东日光温室黄瓜 不同低温冷害等级指标 当温室外最低气温 nullnull nullnullnull null null时无灾害 当 nullnullnull null nullnullnullnullnullnullnull null null时为轻度灾害 当 nullnullnull null null nullnull null nullnullnull null null 时为中度灾害 当 nullnull nullnullnull null null时为重度灾害 孙东磊等 null 根据河北省中部地 区 寿光五代 日光温室内外气象资料和番茄生长 发育资料 采用回归分析方法 建立了不同天气条 件下日光温室内外最低气温回归模型 确定了番茄 不同等级冻害温室外最低气温 null 指标 表 null 表 3 冀中地区不同天气条件下番茄冻害的温室外最低温 度指标 nullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull 天气条件 轻度冻害 中度冻害 重度冻害 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 阴天 nullnullnullnull null nullnullnullnull nullnullnull null null nullnullnullnull null nullnullnullnull nullnullnullnull null null nullnullnullnullnullnull null null 1 2 寡照指标 寡照灾害指标的得出所采用的方法同样主要 是通过人工控制试验或对历年实际发生的样本进 行分析总结 寡照灾害指标多用逐日日照时数持 续时间表示 朱静等 null 以芹菜 津南实芹 null 号 品种为试材 在人工控制温室内设计寡照试验 通过测定不同寡 照处理和恢复处理下芹菜的光合参数及荧光参数 得出寡照 nullnullnull null 为轻度灾害 nullnullnullnull null 为中度灾害 nullnull null 及以上为重度灾害 寡照处理第 nullnull null 以后 芹 菜光系统活性受到严重损伤 无法恢复 李楠等 null 在番茄苗期 花果期于日光温室内采用遮阳网进行 寡照试验 寡照分别处理 null null null null null null null null nullnull null nullnull null 及恢复处理 寡照处理时晴天中午时刻遮阳网下光 照强度小于 null nullnullnull nullnull 对寡照处理植株及对照植株进 行光合速率观测 生长发育观测和产量观测 在此 基础之上确定了日光温室番茄苗期和花果期寡照 指标 表 null 江和文等 nullnull 研究葫芦岛地区寡照灾 害时 采用逐日日照时数 nullnullnull null 的持续天数 null null 作 为不同等级寡照灾害的指标 定义 当 null nullnullnull null nullnull null 时为轻度灾害 当 null null nullnull null 时为重度灾害 魏瑞江 等 nullnull 根据多年日光温室小气候资料 蔬菜生长发育 资料和对应的气象台站气象资料 结合寡照过程中 日光温室内的气温下降状况 蔬菜生长发育状况 得出日光温室内的日最高气温均随着寡照持续天 数的增加呈对数下降 其中华北中南部地区寡照持 续 null null 及以上时 温室内日最高气温可下降到 nullnull null 以下 寡照持续 nullnull null 及以上时 温室内最高气温可 能下降到 nullnull null以下 华北北部地区 则分别持续 null null 及以上和 null null 及以上时 温室内日最高气温可分别 下降到 nullnull null以下和 nullnull null以下 表 4 番茄苗期和花果期寡照灾害气象等级指标 nullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull 灾害等级 苗期指标 null寡照日数 nullnull 花果期指标 null寡照日数 nullnull 无灾 nullnull nullnull 轻灾 nullnullnull nullnullnull 中灾 nullnullnullnull nullnullnullnull 重灾 nullnullnull nullnullnull 1 3 风灾指标 风灾指标一般用瞬时最大风速 平均最大风速 等表示 风灾指标的得出多数是采用风洞试验方 法 少有用历年灾情总结得出 杨再强等 nullnull 利用 nullnull nullnull 型 南航 null 型 风洞试 验方法 研究不同风向角下设施塑料大棚表面风压 分布规律表明 设施大棚顶部两侧区域受风吸力影 响最大 最小临界风速为 nullnullnull null null null nullnull 张波 nullnull 采 用风洞试验方法 测量和分析不同风向角下日光温 室塑料薄膜表面风压系数和分布规律 得出日光温 室各区域发生风灾的最小临界风速为 nullnullnull null null null nullnull 李楠等 nullnull 利用几何缩尺比为 null null null的日光温室模型 进行风洞试验 测定不同风向下日光温室表面不同 区域的风压系数 利用公式推导出日光温室表面各 区域发生风灾的临界风速 得出山东省日光温室表 面最易受风灾损害区域的临界风速为 nullnullnull null null null nullnull 陈妮娜等 nullnull 利用 nullnullnullnull nullnullnullnull 年辽宁省 nullnull 个地市 nullnull 个县气象站的瞬时最大风速 平均风速及设施农 业受灾情况 研究辽宁省设施农业大风致灾指标表 nullnull 海 洋 气 象 学 报 第 nullnull 卷 明 当平均风力达到 nullnullnull 级时 设施农业轻度受灾 拱棚受灾的可能性较大 当平均风力达到 nullnull null 级 时 设施农业中度受灾 拱棚受灾的可能性很大 日 光温室受灾的可能性较大 当平均风力超过 nullnull 级 时 设施农业重度受灾 拱棚受灾的可能性极大 日 光温室受灾的可能性很大 张淑杰等 nullnull 利用东北 地区 nullnullnull 个气象站 nullnullnullnull nullnullnullnull 年 nullnull nullnullnull 平均最大 风速资料 采用极值 null型分布函数计算了 null null nullnull null nullnull null nullnull null 重现期的风速极值和风压 结合东北地区 日光温室结构特点 确定了东北各区域日光温室遭 受大风危害的临界风速指标 风压低值区 次低值 区 次高值区和高值区临界风速分别为 nullnull null null nullnull nullnul