河南省设施农业冬季低温灾害风险评估.pdf

第40卷 第4期 2022年8月 Vol 40 No 4 August 2022 干 旱 气 象 JournalofAridMeteorology 河南省设施农业冬季低温灾害风险评估 乐章燕 1 2 石茗化 2 李 德 3 霍治国 4 杜子旋 1 5 檀艳静 6 1 中国气象局 河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室 河南 郑州 450003 2 河北省廊坊市气象局 河北 廊坊 065000 3 安徽省宿州市气象局 安徽 宿州 234000 4 中国气象科学研究院 北京 100081 5 河南省气象科学研究所 河南 郑州 450003 6 河南省周口市气象局 河南 周口 466000 摘 要 为了提高气候资源利用率 合理优化河南省冬季设施农业布局 利用1981 2018年河南省 113个国家气象站冬季逐日最低气温资料 采用数理统计方法计算冬季年最低气温标准差和不同低 温灾害指标的气候概率 发生频率 发生强度 并采用等权重法构建设施农业低温风险指数 结合低温 灾情资料 选用有序样本最优聚类法划分设施农业低温风险等级 且叠加地表覆盖数据进行低温灾害 风险评估 结果表明 河南省各地冬季低温灾害指标小于等于 5 的气候概率和发生频率均超过 0 80 不适宜发展塑料小拱棚 且不宜采用单层塑料大棚进行设施农业生产 信阳和南阳南部小于等 于 10 的气候概率和发生频率均小于0 20 适宜发展塑料大棚 鹤壁 安阳和濮阳小于等于 10 的 气候概率和发生频率均超过0 80 需发展日光温室才能保证设施作物生长 在塑料大棚发展区内 信 阳市固始县和商城县为低温灾害轻度风险区 信阳大部 南阳部分区域和周口为中度风险区 其他地区 均为重度风险区 在日光温室发展区内 濮阳 安阳和鹤壁部分区域为低温灾害特重风险区 河南省冬 季各地不同等级的低温灾害风险有一定的区域性 在发展设施农业时 应因地制宜进行科学布局 关键词 设施农业 冬季低温 灾害指数 风险评估 有序样本最优聚类 文章编号 1006 7639 2022 04 0667 10 DOI 10 11755 j issn 1006 7639 2022 04 0667 中图分类号 S16 P421 11 文献标志码 A 引 言 设施农业是农业现代化最直接表现形式之一 是河南省现代农业的主要发展方向 也是乡村振兴 的主要产业 1 据 中国县域统计年鉴 县市卷 2 统 计 截至2017年底河南省设施农业面积达2000km 2 目前 河南省各地设施农业类型多样 既有塑料大 棚又有日光温室 均以非加温为主 其内部温度高 低主要依赖于外界天气条件 冬季在农业生产过 程中 设施内常因强降温天气出现低温逆境 3 如 2018年1月上旬河南省出现大范围的暴雪寒潮天 气 致使设施蔬菜发生不同程度的低温灾害 受灾 面积达107 1km 2 4 低温灾害已成为河南省设施 农业生产中主要灾害之一 5 6 因此了解设施农业 生产中冬季不同低温灾害指标发生的时空分布规 律 并进行风险评估具有重要意义 中国幅员辽阔 各地气候差异较大 且设施类 型的后墙和覆盖材料不同 抗低温的能力也不尽相 同 尤其在冬季农业生产中 最低气温的高低决定 设施农业类型 运行成本及设施作物是否健康生长 发育 7 目前国内设施农业低温灾害风险的研究主 要集中在两方面 一是针对单一设施类型的低温风 险 如研究发现北方以日光温室低温冷害风险为 主 8 11 南方以塑料大棚低温冻害风险为主 12 二是 针对设施内具体作物的风险 多以不同地区的日光 温室黄瓜 13 14 和番茄 15 等设施果菜研究为主 受 气候和当地经济水平影响 设施农业低温风险研究 成果应用具有一定的地域局限性 如外界气温低 于 9 时 山东省日光温室黄瓜可能发生低温冷害 乐章燕 石茗化 李 德 等 河南省设施农业冬季低温灾害风险评估 J 干旱气象 2022 40 4 667 676 LEZhangyan SHIMinghua LI De etal RiskassessmentoflowtemperaturedisasterinwinterforfacilityagricultureinHenanProvince J JournalofAridMeteorology 2022 40 4 667 676 DOI 10 11755 j issn 1006 7639 2022 04 0667 收稿日期 2021 03 04 改回日期 2021 06 01 基金项目 中国气象局 河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室基金项目 AMF201906 资助 作者简介 乐章燕 1979 女 高级工程师 主要从事农业气象风险评估 E mail 110312086 通信作者 霍治国 1965 男 研究员 主要从事气候资源利用和农业气象灾害研究 E mail huozg 40卷干 旱 气 象 风险 3 而天津市日光温室黄瓜 16 和河南省塑料大 棚黄瓜 17 则可能发生低温冻害风险 在河南省设 施农业发展过程中 以往单一设施农业类型风险评 估研究不能对设施形式的布局进行选择 18 19 出现 设施农业生产类型与当地气候条件不适宜的现象 致使设施内作物生长过程中发生不同程度低温灾 害 对其品质和产量有一定影响 因此本文针对河 南省冬季设施农业类型多样性的生产实际 利用河 南省113个国家自动气象站近37a观测资料 采用 数理统计方法 对河南省主要设施农业类型的低温 灾害风险进行研究 以期为各地因地制宜选择设施 农业类型 减少或避免冬季低温灾害风险及科学合 理利用气候资源提供参考 1 资料与方法 1 1 资 料 所用资料为中国气象局提供的河南省113个国 家气象站 图1 1981 2018年冬季 12月至翌年 2月 逐日最低气温观测资料 中国科学院遥感与数 字地球研究所发布的2015年全球30m精细地表覆 盖产品 产品编号为XDA19090201 001 http data 绘制低温灾害风险图 2016 2018年河南省冬季低 温灾情数据 指因低温灾害引发设施作物受灾数 据 包括持续时间 发生区域和危害程度 来源于服 务过程中记录 文献收集 4 20 以及媒体报道 文中附图涉及河南省及其市 县 行政边界均 基于自然资源网政务服务平台 测绘地理信息 下 载的审图号为GS 2019 1822号的标准地图制作 底 图无修改 1 2 方 法 1 2 1 冬季低温灾害指数 冬季设施农业生产中 从经济回报效益和能源 消耗考虑 若一地出现某种设施农业类型不能抵御 冬季某一低温灾害指标的气候概率P 0 80时 说明 此地不适宜发展该设施农业类型 7 采用信息扩散 理论 21 计算某一低温灾害指标的气候概率时 当样 本容量较小时 简单正态分布优于指数分布和对数 正态分布 因此利用正态扩散模型计算该低温灾害 指标的气候概率 假设某地n年内年最低气温的记录集为X x 1 x 2 x n 以 此 来 确 定 离 散 论 域 U u 1 u 2 u n 年最低气温观测样本点x按照公式 1 将所携带的信息扩散至U中所有点 21 f u j 1 h 2 exp x u j 2 2h 2 1 式中 u j 为离散论域U中第j个点 h为扩散系数 可 以根据某一低温灾害样本最大值b 最小值a及样本 数量确定 22 当样本数量n 11时 21 h 2 6851 b a n 1 年最低气温标准差 反映某地历年的年最低 气温数据离散程度 或称波动程度 23 标准差越 大 冬季年低温波动程度越大 对当地设施农业影 响也越大 低温发生频率 F 指某地历年出现某一 低温灾害指标的年数与总年数之比 反映受低温风 险影响程度 7 低温发生强度 k 是指某地冬季某一 设施农业类型遭受低温灾害的强度 7 具体公式为 k d N 其中d为某地历年冬季出现某一低温灾害 指标的平均日数 N为该地历年冬季平均日数 1 2 2 冬季低温灾害风险指数 低温气候概率 P 标准差 发生频率 F 发生强度 k 在一定程度上能反映冬季设施农业受 低温灾害影响的程度 对上述4个指数 P F k 进行归一化处理 且用等权重法计算低温灾害风险 指数 M 具体公式 7 如下 Y ij y ij y j min y j max y j min 2 M i 1 4 j 1 4 Y ij 3 式中 Y ij 为第i站 第j个低温灾害指数的归一化值 i 1 2 3 113 j 1 2 3 4 y ij 为第i站 第j个低 温灾害指数值 y jmax 和y jmin 分别为113站第j个低温灾 害指数的最大值和最小值 M i 为第i站低温灾害风 图1 河南省地形 彩色填色区 单位 m 及国家气象 观测站分布 Fig 1 Distributionoftopography colorshadedarea Unit m andnationalmeteorologicalobservationstations inHenanProvince 668 第4期 乐章燕等 河南省设施农业冬季低温灾害风险评估 险指数 2 结果与分析 2 1 不同设施类型的低温灾害指标 河南省冬季设施农业类型主要以塑料大棚和 日光温室为主 但部分地区仍采用塑料小拱棚生 产 根据设施栽培的技术要点 24 26 和设施农业类 型特点 27 冬季出现低温灾害指标小于等于 5 3 的气候概率大于等于0 80的地区不能采用 单层塑料大 小 拱棚进行设施农业生产 根据不 同设施农业类型采取不同覆盖方式的增温幅度 28 和作物生长发育温度的界限指标 得出不同设施农 业类型的外界低温灾害指标I t 表1 2 2 不同低温灾害指标下低温灾害指数的时空分 布特征 图2为1981 2018年河南省冬季低温灾害指 标小于等于 3 0 5 0 的气候概率 发生频 率 发生强度及出现日数气候趋势的时空分布 可 以看出 河南省各地低温灾害指标小于等于 3 0 的气候概率和发生频率均达到1 00 低温灾害指标 小于等于 3 0 的发生强度 k 呈南弱北强趋势 其中信阳 除了息县北部和市辖区北部外 南阳西 峡县南部和淅川县北部的小部分地区k 0 20 驻马 店中南部 南阳中南部和周口西南部0 20 k 0 30 南阳北部和镇平县 驻马店北部 漯河 许昌 大部 周口大部 商丘西南部和夏邑县中东部及永 城市西部 开封中西部 郑州大部 洛阳中东部和焦 作中部0 30 k 0 40 平顶山中西部 许昌鄢陵县 北部和襄城县西部 洛阳西北部和东部 三门峡中 部和东部 济源 焦作西部和东部 新乡 开封尉氏 县中部和北部 商丘中西部和东南部0 40 k 0 50 三门峡西部和渑池县西部 安阳 除滑县南部 外 鹤壁和濮阳k 0 50 低温灾害指标小于等 于 3 0 的出现日数整体呈显著减少或极显著减 少趋势 F检验 29 极显著 显著分别表示通过 0 01 0 05的显著性检验 不显著表示未通过检 验 下同 信阳中南部和南阳东南部呈增加趋势 但变化趋势不显著 因此即使在气候变暖背景下 各地也不能采用单层的塑料大 小 拱棚形式进行 设施农业生产 只能通过提高设施保温能力生产耐 寒蔬菜 河南省各地低温灾害指标小于等于 5 0 的 气候概率和发生频率均超过0 86 其发生强度仍呈 南弱北强趋势 其中信阳 驻马店南部 南阳淅川县 西部 邓州东北部及新野县西部发生强度k 0 10 南阳大部 驻马店中北部 漯河 周口 商丘西南部 开封中西部 许昌大部 平顶山南部和北部 郑州大 部 洛阳东北部 济源北部 焦作中部等地区0 10 k 0 20 平顶山中部 洛阳西部 三门峡中部 济源 东部 焦作西部 新乡 鹤壁南部 安阳南部 开封东 部和商丘大部0 20 k 0 30 三门峡西北部和东 部 鹤壁中北部 安阳大部和濮阳区域k 0 30 除 信阳南部外各地低温灾害指标小于等于 5 0 的 出现日数仍呈减少趋势 且大部分地区出现日数呈 极显著减少趋势 因此河南南部采用塑料大棚形 式生产耐寒蔬菜时 也需覆盖3层膜提高保温能力 同时生产中应常备草苫等必要的保温材料 应对强 降温天气 图3为1981 2018年河南省冬季低温灾害指 标小于等于 8 0 10 0 的气候概率 发生频 率 发生强度及出现日数气候趋势的时空分布 可 以看出 低温灾害指标小于等于 8 0 的气候概率 和发生频率 除了信阳 驻马店中南部和南阳中西 部在0 70以下 其他地区均在0 70以上 河南省低 温灾害指标小于等于 8 0 的发生强度总体不强 除濮阳 安阳大部和鹤壁北部发生强度k 0 10外 其他地区基本上k 0 10 郑州中西部 洛阳大部 平 顶山西部和许昌西部k 0 05且冬季低温灾害指标 小于等于 8 0 的出现日数呈显著减少趋势 这些 地区在暖冬年份可以通过 1层毡布 2层膜 的塑料 大棚方式进行设施蔬菜生产 信阳市辖区 息县以 南 南阳淅川县和邓州市部分区域低温灾害指标小 于等于 8 0 的气候概率和发生频率均在0 50以 下 发生强度在0 05以下 这些区域的设施农业类 型可采取 1层毡布 2层膜 的塑料大棚方式进行设 施作物生产 信阳的固始县和商城县 南阳淅川县 内乡县 表1 塑料大 小 拱棚和日光温室不同保温措施下外界 低温灾害指标 Tab 1 Thelowtemperaturedisasterindexforlarge small plasticgreenhousesandsolargreenhousesunder differentinsulationmeasures 设施类型 塑料小拱棚 塑料大拱棚 日光温室 覆盖方式 2层膜 3层膜 1层毡布 2层膜 1层毡布 1层毡布 1层膜 1层棉被 1层毡布 1层膜 低温灾害指标I t I t 3 0 I t 5 0 I t 8 0 I t 10 0 I t 12 0 I t 15 0 669 40卷干 旱 气 象 和邓州市低温灾害指标小于等于 10 0 的气候概 率P 0 20 信阳大部和南阳新野县0 20 P 0 30 信阳市辖区南部和息县南部 南阳中东部 驻马店 大部 周口中南部 漯河东南部 平顶山北部 许昌 图2 1981 2018年河南省冬季低温灾害指标小于等于 3 0 a b c d 5 0 e f g h 的气候概率 a e 发生频率 b f 发生强度 c g 及出现日数气候趋势 d h 的时空分布 Fig 2 Temporalandspatialdistributionofclimateprobability a e occurrencefrequency b f occurrenceintensity c g andclimatetrendsofoccurrencedays d h oflowtemperaturedisasterindexlessthanorequalto 3 0 a b c d and 5 0 e f g h inHenanProvinceinwinterduring1981 2018 670 第4期 乐章燕等 河南省设施农业冬季低温灾害风险评估 西北部 洛阳大部 三门峡市辖区 济源中西部 焦 作北部和东南部 郑州中西部0 30 P 0 50 其他 地区P 0 50 其中鹤壁 安阳和濮阳高达0 80以 上 信阳 南阳 驻马店 周口大部 商丘柘城县西南 图3 1981 2018年河南省冬季低温灾害指标小于等于 8 0 a b c d 10 0 e f g h 的气候概率 a e 发生频率 b f 发生强度 c g 及出现日数气候趋势 d h 的时空分布 Fig 3 Temporalandspatialdistributionofclimateprobability a e occurrencefrequency b f occurrenceintensity c g andclimatetrendsofoccurrencedays d h oflowtemperaturedisasterindexlessthanorequalto 8 0 a b c d and 10 0 e f g h inHenanProvinceinwinterduring1981 2018 671 40卷干 旱 气 象 部 漯河东南部 平顶山大部 许昌东北部 洛阳大 部 三门峡市辖区和陕县北部 济源大部 焦作大 部 郑州大部 开封通许县低温灾害指标小于等 于 10 0 的发生频率F 0 50 其他地区F 0 50 各地低温灾害指标小于等于 10 0 的发生强度 k 0 10 其中安阳西北部和东北部 濮阳大部 k 0 05 其他地区k 0 05 河南大部分地区低温灾 害指标小于等于 10 0 的出现日数呈减少趋势 但大部分地区减少趋势未通过 0 05的显著性检 验 随着气候变暖 极端天气增多 驻马店 南阳等地 的部分地区低温灾害指标小于等于 10 0 的出现 日数呈增加趋势 但未通过 0 05的显著性检验 因此低温灾害指标小于等于 10 0 的气候概率和 发生频率均在0 50以下的地区可以考虑塑料大棚 形式生产 需覆盖 1层毡布 2层膜 在生产中应关 注强降温 寒潮和持续性低温天气 低温灾害指标小 于等于 10 0 的气候概率和发生频率均在0 50以 上的地区需发展日光温室进行设施作物生产 图4为1981 2018年河南省冬季低温灾害指 标小于等于 12 0 15 0 时的气候概率 发生 频率 发生强度及出现日数气候趋势的时空分布 可以看出 三门峡西部和东北部 洛阳西北部 焦作 温县东部 商丘大部 开封东北部 新乡中东部 鹤 壁 安阳和濮阳低温灾害指标小于等于 12 0 的 气候概率P 0 30 其他地区P 0 30 其中安阳和 濮阳P 0 50 从低温灾害指标小于等于 12 0 的 发生频率看 商丘的永城 虞城县 市 辖区东部和 睢县东部 开封东部 三门峡西部和东部 新乡中东 部 鹤壁 安阳和濮阳等地发生频率F 0 30 其他 地区F 0 30 其中鹤壁东部 安阳大部和濮阳全境 区域F 0 70 但低温灾害指标小于等于 12 0 的 发生强度均在0 03以下 且低温灾害指标小于等 于 12 0 的出现日数趋势大多呈减少趋势 未通 过 0 05显著性检验 根据作物生长基本温度 指标和不同设施农业类型的保温能力 低温灾害指 标小于等于 12 0 的气候概率在0 30以下的区域 可以采用 1层毡布 1层膜 的日光温室类型 但气 候概率在0 30以上的区域 冬季若进行设施喜温作 物的生产 需提高设施的保温能力 常备增温材料 或加温设备 除三门峡中部 商丘东部 鹤壁北部 安阳大部 和濮阳外 河南省大部分地区低温灾害指标小于等 于 15 0 的P 0 10 其中安阳内黄县和濮阳这些 区域的气候概率较高 P 0 20 从低温灾害指标小 于等于 15 0 的发生频率和发生强度来看 1981 2018年河南大部分地区未出现小于等于 15 0 的低温 从低温灾害指标小于等于 15 0 的出现日数气候趋势看 整体呈减少趋势 因此在 低温灾害指标小于等于 15 0 的气候概率较高的 区域 需采用 1层棉被 1层毡布 1层膜 日光温室 的设施农业类型提升保温能力 方能抵御强低温的 危害 2 3 冬季低温灾害风险评估和对策 对河南省主要适宜发展的塑料大棚和日光温 室2种设施农业类型进行风险评估 考虑不同等级 低温灾害指标的低温灾害指数时空分布和设施农 业生产过程中投资成本 综合表1中塑料大 小 拱 棚和日光温室不同保温措施下外界低温灾害指标 确定塑料大棚和日光温室发展的界限温度指标分 别为 5 和 10 利用有序样本聚类法 30 并结合 灾害年调查验证 7 方法 得到塑料大棚和日光温室 的低温灾害风险指数等级 表2 结合图5 a 和表2可知 各地在塑料大棚生产 中 均会遭受不同程度低温灾害 其中大部分塑料 大棚种植区遭受低温灾害的风险值超过0 52 为重 度风险区 可采用 1层毡布 2层膜 的形式生产耐 寒蔬菜 尤其1月要备好保温材料提升设施保温能 力 应对强降温 寒潮和持续性低温天气 安阳 濮 阳 商丘东南部及三门峡部分区域塑料大棚的低温 灾害风险值大于0 76 为特重风险区 说明这些地 区冬季不适宜采取塑料大棚形式进行设施农业生 产 与实际生产基本相符 信阳大部和南阳淅川县 邓州市 周口太康县 西华县和郸城县遭受的低温 灾害为中度风险 可采用覆盖3层膜的塑料大棚形 式生产耐寒蔬菜 若生产喜温作物需采用 1层毡 布 2层膜 的塑料大棚形式 信阳固始县和商城县 低温灾害的风险值小于0 33 为轻度风险 在生产 中可采用3层膜的塑料大棚形式 结合图5 b 和表2可知 南阳淅川县和邓州市 综合风险值小于0 18 即冬季采用日光温室进行设 施农业生产时基本无低温灾害风险 但考虑日光温 室投资成本等因素 即使无风险 这些地区也不宜 发展日光温室 日光温室轻度风险区主要集中在3 个区域 信阳大部 南阳中西部和驻马店南部 平顶 山汝州市 郑州西部和焦作中部 洛阳嵩县 宜阳县 中东部 新安县南部 市辖区西部 偃师市南部和伊 川大部 这些地区可以采取1层毡布的日光温室形 式生产蔬菜 在冷冬年份 需提高保温能力进行生 产 中度风险区主要集中3个区域 南阳东部 驻马 店 漯河南部 周口大部 商丘西南部和开封南部 672 第4期 乐章燕等 河南省设施农业冬季低温灾害风险评估 平顶山大部 许昌东北部 郑州东部 焦作东部和新 乡西部 三门峡中部和东北部 济源和洛阳东北部 这些地区可采取 1层毡布 1层薄膜 进行设施农业 生产 漯河北部 许昌中东部 周口东北部 开封大 图4 1981 2018年河南省冬季低温灾害指标小于等于 12 0 a b c d 15 0 e f g h 的气候概率 a e 发生频率 b f 发生强度 c g 及出现日数气候趋势 d h 的时空分布 Fig 4 Temporalandspatialdistributionofclimateprobability a e occurrencefrequency b f occurrenceintensity c g andclimatetrendsofoccurrencedays d h oflowtemperaturedisasterindexlessthanorequalto 12 0 a b c d and 15 0 e f g h inHenanProvinceinwinterduring1981 2018 673 40卷干 旱 气 象 部 新乡大部 鹤壁南部 安阳南部和商丘大部等这 些区域在日光温室生产过程中遭受低温灾害等级 为重度风险 可采用 1层毡布 1层膜 的日光温室 形式生产 鹤壁东部 安阳大部地区和濮阳的日光 温室低温灾害风险 特重 达到最高 需采取 1层棉 被 1层毡布 1层膜 方式生产作物 中度和特重风 险区 均需关注1月的强降温 寒潮和持续性低温天 气 常备保温材料 如保温块 棉被等 提升设施保 温能力 3 结论与讨论 3 1 讨 论 在河南省冬季设施农业生产中 设施内部温度 高低主要依赖于外界气象条件 常因强降温天气出 现低温灾害 杜子旋等 17 曾以日最低气温为致灾指 标 对河南省单一设施类型塑料大棚主要种植的蔬 菜黄瓜和西红柿低温冷害风险进行研究 认为低风 险区在河南南部 本文对塑料大棚风险区评估结论 与其基本一致 由于在河南省农业生产实践中 设施类型多 样 本文综合4个低温灾害指数对河南省2种主要 设施类型的低温灾害进行风险评估 虽然较已有单 一设施类型低温灾害风险研究 11 有所改进 但在确 定低温灾害指标时仅考虑不同覆盖方式的保温效 果 实际上设施内温度还与覆盖物质量 管理水平 后墙材质 31 等因素有关 因而 本文给出的低温灾 害指标可随着设施农业生产水平的不断提高进行 修正 同时在设施农业生产中 不同作物各个生育 期遭受低温灾害的下限指标并不相同 如番茄在苗 期遇小于等于5 的低温和花果期遇小于等于8 的低温则易受低温灾害风险 而甜椒在苗期遇小于 等于10 的低温和花果期遇小于等于12 的低温 则易受低温灾害风险 19 25 26 因此在今后的研究中 还应结合不同作物的生育期进行具体风险分析 增 强研究和成果应用的针对性 此外 在低温灾害风险评估时 耦合了地表覆 盖数据中的耕地数据 但由于河南省地形复杂 局 地小气候对农业生产也有一定影响 因此在今后研 究中也应考虑地形 32 等因素的影响 以期为设施农 业生产布局提供更具体更优化的方案 3 2 结 论 根据河南省主要设施农业类型的不同覆盖方 式所能抵御低温界限指标和作物生长发育对温度 的基本要求 综合得出冬季生产中主要设施农业类 型低温灾害指标 进而提出河南省适宜各地发展的 设施农业类型 更接近生产实际 具体结论如下 1 河南省各地均不适宜发展塑料小拱棚 塑 料大棚与日光温室应是河南省冬季设施农业的主 要生产形式 信阳大部 南阳部分地区 郑州中西 部 洛阳大部 平顶山西部和许昌西部可采取 1层 毡布 2层膜 的塑料大棚形式进行设施农业生产 表2 河南省冬季设施农业低温灾害风险指数等级 Tab 2 Thegradeclassificationoflowtemperaturedisaster riskindexoffacilityagricultureinwinterinHenanProvince 低温灾害风险指数M 塑料大棚 M 0 15 0 15 M 0 33 0 33 M 0 52 0 52 M 0 76 M 0 76 日光温室 M 0 18 0 18 M 0 36 0 36 M 0 50 0 50 M 0 66 M 0 66 风险等级 无 轻度 中度 重度 特重 图5 河南省冬季塑料大棚 a 日光温室 b 低温灾害风险分布 Fig 5 Theriskdistributionoflowtemperaturedisasterinplasticgreenhouses a andsolargreenhouse b inwinterinHenan Province 674 第4期 乐章燕等 河南省设施农业冬季低温灾害风险评估 北部的鹤壁 安阳和濮阳需发展日光温室才能保证 设施作物生长 濮阳和安阳以日光温室的设施类 型进行生产时 还应储备一定的保温材料 避免因 出现强降温 寒潮和持续性低温天气对作物造成低 温危害 2 在现有的气象要素监测时段内 河南省冬 季各地不同等级的低温灾害风险有一定的区域性 中南部主要以塑料大棚的形式进行设施农业生产 其中信阳固始县和商城县为低温灾害轻度风险区 信阳大部 南阳部分地区和周口为中度风险区 其 他地区为重度风险区 北部以日光温室的形式进行 设施农业生产 濮阳 安阳和鹤壁的部分地区为低 温灾害特重风险区 参考文献 1 王牧野 中国设施蔬菜生产效率研究 以果菜为例 D 北京 中国农业科学院 2020 2 国家统计局农村社会经济调查局 中国县域统计年鉴 县市卷 M 北京 中国科学出版社 2018 3 薛晓萍 李楠 杨再强 日光温室黄瓜低温冷害风险评估 技术研究 J 灾害学 2013 28 3 61 65 4 程芳芳 杨光仙 李红卫 等 2018年1月河南省暴雪寒潮 天气对设施农业的影响评估 J 科学技术与工程 2020 20 4 1344 1348 5 王谦 孙治强 陈景玲 河南省日光温室低温寡照游程特 征研究 J 华中农业大学学报 2004 35 1 125 128 6 程芳芳 郑州雾霾寡照天气大棚小气候特征及低温预报 J 农学学报 2015 5 2 105 108 7 李德 杨太明 刘瑞娜 等 安徽省设施农业冬季低温风 险分析和区划 J 中国农业气象 2013 34 6 703 709 8 孙智辉 冬季强低温天气对日光温室作物的影响 J 气 象科技 2004 32 2 126 131 9 孙智辉 李宏群 郑小阳 延安日光温室冬季低温冻害天 气分析与预报 J 中国农业气象 2005 26 3 197 199 10 魏瑞江 李春强 康西言 河北省日光温室低温寡照灾 害风险分析 J 自然灾害学报 2008 17 3 56 62 11 杨再强 张婷华 黄海静 等 北方地区日光温室气象灾 害风险评价 J 中国农业气象 2013 34 3 342 349 12 杨再强 朱凯 赵翔 等 中国南方塑料大棚气象灾害风 险区划 J 自然灾害学报 2012 21 5 213 221 13 李楠 陈辰 张继波 等 日光温室黄瓜低温冷害预警模 型构建技术研究 J 山东农业科学 2015 47 9 106 111 14 柳芳 陈思宁 黎贞发 低温对天津日光温室黄瓜产量 的影响 J 气象与环境科学 2021 44 3 69 75 15 李楠 陈辰 张继波 等 近30年山东省日光温室番茄低 温冷害发生规律研究 J 山东农业科学 2016 48 9 110 114 16 陈思宁 柳芳 黎贞发 等 基于不同发育期的日光温室 黄瓜低温冷害风险评估研究 J 中国农业资源与区划 2016 37 2 154 160 17 杜子旋 刘忠阳 曹淑超 低温冷害对河南省设施农业 的影响分析 J 气象与环境科学 2014 37 1 5 12 18 魏瑞江 王鑫 国内设施种植气象灾害研究进展 J 海 洋气象学报 2021 41 4 73 81 19 薛晓萍 设施农业气象灾害及风险区划 黄淮海与环渤 海设施蔬菜优势区域 M 北京 气象出版社 2021 20 王记芳 左旋 朱业玉 1961 2019年河南省寒潮时空 分布及其对农业的影响 J 气象与环境科学 2021 44 4 8 15 21 黄崇福 自然灾害风险评价 理论与实践 M 北京 科 学出版社 2005 22 黄崇福 用信息扩散模型改进台风风险估计 J 系统工 程理论与实践 2018 38 9 2315 2325 23 魏淑秋 农业气象统计 M 福州 福建科学技术出版 社 1985 24 吴坚 群落有序样本的一种聚类分析方法 J 生物数学 学报 1996 11 3 11 14 25 马占元 日光温室实用技术大全 M 石家庄 河北科 学技术出版社 1997 26 张福墁 设施园艺学 M 北京 中国农业大学出版社 2010 112 177 27 王少斌 陈振开 潘洪玉 等 日光温室蔬菜栽培 M 北 京 金盾出版社 1997 28 吴曼丽 张淑杰 孙立德 等 不同类型日光温室气温对 比分析 J 江苏农业科学 2020 48 11 227 234 29 高聿清 吴素文 鲁春铭 等 概率论与数理统计 M 长 春 吉林科学技术出版社 1999 30 柴东红 吴孟恒 李菊香 等 2000年寒潮低温对不同结 构棚膜温室效应的分析 J 气象科学 2002 22 3 367 371 31 魏瑞江 乐章燕 王鑫 等 不同材质墙体日光温室内气 温演变 J 干旱气象 2019 37 3 483 489 32 魏瑞江 赵春雷 基于GIS的河北果菜日光温室最佳发 展区域确定 J 中国农业资源与区划 2005 26 1 35 38 675 40卷干 旱 气 象 Risk assessment of low temperature disaster in winter for facility agriculture in Henan Province LEZhangyan 1 2 SHIMinghua 2 LIDe 3 HUOZhiguo 4 DUZixuan 1 5 TANYanjing 6 1 CMA Henan Key Laboratory of Agrometeorological Support and Applied Technique Zhengzhou450003 China 2 Langfang Meteorological Bureau of Hebei Province Langfang065000 Hebei China 3 Suzhou Meteorological Bureau of Anhui Province Suzhou234000 Anhui China 4 Chinese Academy of Meteorological Sciences Beijing100081 China 5 Henan Institute of Meteorological Sciences Zhengzhou450003 China 6 Zhoukou Meteorological Bureau of Henan Province Zhoukou466000 Henan China Abstract Thepurposeofthisstudywastoimproveutilizationrateofclimateresourcesandreasonablyoptimizelayoutofwinterfacil ityagricultureinHenanProvince Basedondailyminimumtemperaturedatafrom113nationalmeteorologicalstationsduring1981 2018inHenanProvince themathematicalstatisticsmethodwasusedtocalculatestandarddeviationofminimumtemperatureinwinter andclimaticprobability frequencyandoccurrenceintensityofdifferentlowtemperaturedisasterindices Thelowtemperatureriskin dexoffacilityagriculturewasconstructedbyusingtheequalweightmethod Thelowtemperaturerisklevelsoffacilityagriculturewere classifiedusingtheoptimalclusteringmethodoforderedsamplescombinedwithlowtemperaturedisasterdata andtheriskassessment wasconductedusingtherisklevelcombinedwithland coverdata Theresultsshowthattheclimaticprobabilityandoccurrencefre quencyoflowtemperaturedisaster lessthanorequalto 5 inallpartsofHenanProvincearemorethan0 80 soitisnotsuitable fordevelopmentofsmallplasticarchsheds anditisnotsuitabletousesingle layerplasticgreenhousesforfacilityagriculturalproduc tion Theclimaticprobabilityandoccurrencefrequencyoftemperaturelessthanorequalto 10 inbothXinyangandsouthernNan yangarelessthan0 20 itissuitablefordevelopmentofplasticgreenhouses Theclimaticprobabilityandoccurrencefrequencyoftem peraturelessthanorequalto 10 inHebi AnyangandPuyangareallmorethan0 80 sointheseregionssolargreenhousesshould bedevelopedtoensurecropgrowthin