2018年1月河南省暴雪寒潮天氣對設施農業的影響評估

程芳芳， 楊光仙， 李紅衛， 江清霞， 王紀軍

(1.中國氣象局/河南省農業氣象保障與應用技術重點開放實驗室， 鄭州 450003； 2.鄭州市氣象局， 鄭州 450048；3.河南省氣象科學研究所， 鄭州 450003； 4.漯河市氣象局， 漯河 462300； 5.河南省氣候中心， 鄭州 450003)

河南省是中國最重要的農業生產基地之—[1-2]，近年來，在政府推動、市場拉動、效益驅動下，河南設施農業迅速發展[3]，既滿足了市場需求，也增加了種植戶經濟效益。然而河南地處亞熱帶向暖溫帶的氣候過渡帶[4-5]，具有較典型的易孕災環境，特別是在全球氣候變化背景下，天氣、氣候條件年際變化很大[6-8]，農業氣象災害呈多發、頻發和重發態勢[9-11]。大風、暴雪、強降溫、連陰寡照等災害性天氣都會對設施農業生產造成嚴重威脅[12-16]，因此正確分析評估災害性天氣對設施農業的影響，指導農戶采取有效措施做好災前防御很重要。

現利用實時和歷史的逐日氣象資料，對2018年1月上旬河南省暴雪、寒潮天氣過程及其對設施農業的影響進行分析評估，對設施農業受災情況進行調查分析，提出有效的應對措施，以期為決策管理部門及農戶正確積極應對災害性天氣，減少經濟損失提供科學依據。

1 暴雪寒潮天氣過程分析

1.1 環流特征分析

500 hPa高度場上歐亞地區呈西高東低型，烏拉爾山地區為阻塞高壓，貝湖到巴湖為低壓，中緯度環流平直，這種環流形勢是冬季河南省產生暴雪和寒潮的主要環流形勢之一，穩定的阻塞環流形勢使得冷空氣不斷從貝湖到巴湖的低壓中分裂南下，影響河南省(圖1)；從700 hPa風場來看，副高西北側有異常西南氣流將大量水汽輸送到河南省上空(圖2)。

圖1 2018年1月3日500 hPa高度場Fig.1 The 500 hPa height field on January 3, 2018

圖2 2018年1月3日700 hPa風場Fig.2 The 500 hPa wind field on January 3, 2018

1.2 降雪強度分析

2018年1月3—5日、6—7日，受北下強冷空氣和西南暖濕氣流共同影響，河南省出現了兩次大范圍降雪過程，其中沿黃及其以南地區普降大到暴雪，多地降雪量在30 mm以上。信陽市區3日8:00—4日8:00，日降雪量達43.0 mm，創1951年以來歷史極值；信陽固始縣過程降雪量達69.5 mm(圖3)，為50 a來首次。從積雪深度上看，信陽、駐馬店大部分地區積雪深度在20 cm以上，其中雞公山積雪深度達41 cm。

圖3 河南省2018年1月上旬降水量分布Fig.3 Distribution of precipitation in early January, 2018 in Henan Province

2 天氣過程對設施農業的影響評估

2.1 降雪、大風對設施農業的影響

圖4 2018年1月上旬河南設施大棚雪災等級分布Fig.4 Distribution of snow disaster of greenhouse in early January in Henan Province

2018年1月上旬的兩次降雪過程，河南省總降水量1.0～69.5 mm，有90%以上市(縣)設施農業雪災氣象等級達到中度以上，50%以上市(縣)達到特重級別(圖4)；河南省極大風速在4.6～22.7 m/s之間，其中西平、長葛、葉縣、登封超過了17.0 m/s，達到大風標準。大風對日光溫室影響不大，塑料大棚風災氣象等級略大于日光溫室，洛陽、平頂山、許昌和駐馬店出現了輕度災害，其他地區影響較小或無災害(圖5)。

2.2 日光溫室西紅柿、黃瓜低溫災害氣象等級分析

河南省設施農業生產中，以設施蔬菜面積最大，約占95%，設施蔬菜中又以黃瓜、西紅柿為主要，故對日光溫室西紅柿、黃瓜此次的低溫災害情況進行分析。

2018年1月上旬，河南省最低氣溫-14.0～-2.7 ℃，最低氣溫出現在臨穎(-14.0 ℃)。全省日光溫室西紅柿均達到不同程度低溫災害氣象等級，其中輕度等級占37.5%,中度占47.1%，重度占15.4%(圖6)；黃瓜比西紅柿耐低溫能力要略差，其中輕度低溫災害氣象等級占10.6%,中度占61.5%，重度占27.9%(圖7)。

圖5 2018年1月上旬塑料大棚風災等級分布Fig.5 Distribution of wind disaster of plastic house in early January in Henan Province

圖6 2018年1月上旬河南設施大棚西紅柿低溫災害等級分布Fig.6 Distribution of low temperature on tomato greenhouse in early January in Henan Province

2.3 實地調查受災情況

據調查結果顯示：河南省設施農業蔬菜受災面積10 710.1 hm2，其中信陽、駐馬店受災嚴重，受災面積分別為6 248、3 332 hm2；漯河、平頂山、周口和南陽為中度災害，受災面積分別為漯河159.4 hm2、平頂山297 hm2、周口135 hm2和南陽516 hm2；三門峽、洛陽和商丘有小面積受災；鄭州、開封、安陽、焦作等豫中和豫北地區沒有災害發生(圖8)。

圖7 2018年1月上旬日光溫室黃瓜低溫災害氣象等級分布Fig.7 Distribution of low temperature on cucumber greenhouse in early January, 2018 in Henan Province

圖8 2018年1月上旬調查受災情況分布Fig.8 Disaster distribution of greenhouse in early January in Henan Province

調查結果顯示，受災情況主要表現為：①積雪造成大棚垮塌，棚膜受損，進而使棚內作物遭受低溫凍害，尤其是對簡易大棚、小拱棚蔬菜生產的危害最重；②由于降雪、低溫天氣持續時間長，日照時數少，造成棚內溫度低、光照不足，影響蔬果的正常生長，造成品質下降。

2.4 致災原因調查分析

(1)大部分種植戶在大雪來臨前提前獲得了氣象預警信息，及時對大棚采取了加固措施，雪后及時清除棚膜積雪，大棚安然無恙，棚內蔬果長勢良好。

(2)部分大棚規模較小，大棚使用時間較長，棚體腐蝕、老化且管理較差的，整體或部分垮塌，此次受災比較嚴重。

(3)部分種植戶對本次降雪強度的認識不足，缺少應對經驗，雪災來臨前沒有加固設施，降雪過程中沒有及時清除積雪，造成設施在重壓下嚴重垮塌，損失慘重。

3 暴雪、寒潮天氣設施農業應對措施

3.1 大棚保暖增溫措施

(1)氣溫下降至0 ℃以下，要及時安裝布置蔬菜大棚的草苫、棉被等覆蓋層；棚膜要封嚴封實，不能有漏風口；將草簾或作物秸稈鋪靠在大棚的四周，提高保溫效果[17]。

(2)氣溫低于-6 ℃，需增加供暖設施，抗寒防凍。每畝大棚使用250 W浴霸燈或600 W高壓鈉燈[18]10～15個，可以使棚內增溫3 ℃左右；每畝點燃5塊加熱塊可增溫2～4 ℃[19](一種新型的大棚加熱材料，每塊可燃燒2 h)；大棚里放置煤爐或鐵盆，放入木炭生火加溫；還可通過燃燒酒精釋放熱量的方法，增加棚內溫度；在低溫來臨前，噴施磷酸二氫鉀等葉面肥，以提高植株內的細胞液濃度，增強防寒抗凍能力[20]。

3.2 加固設施、及時除雪

出現積雪時及時清理，在棚內加鋼管、木桿、竹子等立柱支撐，以免雪壓過大造成大棚倒塌；對于日光溫室，在大雪來臨前在草苫或棉被上覆蓋一層舊棚膜，既保溫又可保護草簾不濕，清掃也方便。

4 結論

2018年1月上旬暴雪寒潮天氣過程致河南省90%以上市(縣)設施農業雪災氣象等級達到中度以上，50%以上市(縣)達到特重級別；大風對日光溫室影響不大，部分地區塑料大棚出現輕度災害；低溫致河南省日光溫室蔬菜均達到不同程度低溫災害氣象等級。

此次暴雪寒潮天氣過程具有范圍廣、持續時間長等特點，尤其是豫南地區災害強度大，部分種植戶對災害認識不足，缺少應對經驗，損失慘重。在全球氣候變暖背景下，豫南地區近年來受到暴雪、寒潮災害影響的頻率和強度有所增加，應關注和加強這一區域氣象災害的影響和分析，為政府部門完善應急機制、組織防災減災提供科學依據。