設施農業常見氣象災害和氣象服務研究

冀春燕 王佳

摘 要：設施農業是實現農業現代化的重要舉措，是農民增收的主要手段。全球氣候變化背景下，設施農業對氣象服務提出了新的要求，但目前我國氣象服務水平較為落后，不能滿足設施農業的快速發展需求。綜述了我國設施農業面臨的主要氣象災害，分析了設施農業氣象服務現狀與發展方向。

關鍵詞：設施農業;氣象災害;氣象服務

文章編號：1004-7026（2019）22-0098-02? ? ? ? ?中國圖書分類號：S166? ? ? ? 文獻標志碼：A

設施農業是利用現代工程技術創建的設施，利用土壤生物潛能，獲得速生高產優質農畜產品的高效農業。設施農業是封閉式農業系統，由于玻璃材料的密閉作用，阻礙內外物質能量的交流，充分發揮氣候，土地、勞動力的效力。目前，我國已形成以溫室大棚、航天農業、無土栽培為主體的設施農業。廣義的設施農業包括設施栽培和設施養殖。狹義的設施農業主要包括溫室大棚與植物工廠。我國設施農業主要類型分為簡易覆蓋型、簡易設施型、一般設施型和復雜設施型。

1? 設施農業氣象服務研究

針對設施農業研究氣象災害指標進行監測預警，是設施農業氣象災害管理的前提。侯偉構建了棚栽西瓜不同生育期的低溫寡照氣象災害等級指標。郭小琴等采用雙條件約束確定農業風災等級指標。賀紅梅等建立了大棚內外最低氣溫預報模型，確定了大棚蔬菜苗期等級指標。

設施農業氣象災害風評是設施農業合理布局的重要手段，中國學者圍繞常見的設施農業氣象災害進行風評。陳思寧等確定黃瓜低溫冷災害致災指標，對不同發育期黃瓜低溫冷害進行風評。

隨著控制技術不斷發展，智能化控制成為設施農業發展新方向，設施農業智能化控制主要集中于濕度等氣象因子。使用類似專家思維方式建立模型，智能控制的核心是控制算法，確保系統穩定運行。常見的設施農業智能化控制算法包括神經網絡、遺傳算法等。設施農業智能化控制具有廣闊的發展前景，目前中國設施農業智能化控制技術在算法成本等方面相比國外先進技術存在較大差距。

2? 設施農業氣象災害

設施農業采用現代化農業工廠，以應用設施為手段，為動植物生產提供適宜的環境條件，擺脫對自然環境的依賴，有效提高生產效率[1]。

氣象災害主要包括臺風、暴雪、冬季低溫陰雨、夏季高溫干旱等。臺風是沿海城市的主要農業氣象災害，臺風在登陸時常伴隨狂風暴雨，極易造成巨大的經濟損失。大風會刮飛棚膜，降低大棚的保護性能，秋冬季期間大部分塑棚普遍受損嚴重，棚中作物受低溫危害嚴重。

日光溫室熱能主要來自太陽輻射，連陰雨天氣會導致地溫下降，進而出現寒根，致使地上部分遭受低溫冷害。南方地區冬季低溫是制約冬季蔬菜栽培的主要因素。早春遇低溫陰雨天氣，棚內濕度大，植株瘦弱，易發生病害，影響產品質量。夏秋季天氣高溫、干旱，不利于大棚內作物生長，大棚黃瓜等喜溫蔬菜只能采收到6月底。

設施大棚可以支撐一定的負載，如發生暴雪，棚頂積雪，會導致大棚垮塌，棚內作物發生雪災。各地冬季升溫明顯，北方氣候變暖導致極端暴雪頻率增加，南方減災能力減弱，出現極端氣候事件造成巨大的經濟損失。1998年浙江省遭遇大范圍暴雪，大棚單體鋼架被深厚積雪壓塌，農場巨資引進的現代化大型大棚被暴雪壓塌造成慘重損失。2001年陜西渭南市發生大雪，伴隨大降溫天氣，當地設施農業蔬菜種植大村壓塌溫室10余座，溫棚設施大部分垮塌，造成嚴重損失。

針對當前氣候變化下極端氣候事件頻發，設施農業氣象服務主要包括準確的滾動天氣預報，提供各種農業氣象指數，氣象信息及時送達，針對農業專項氣象服務，如降水、風速等專項預報，普及氣象防減災知識等。

3? 設施農業氣象服務現狀

受全球氣候變化影響，農業生產受極端天氣的威脅日趨嚴重，農業生態系統抵災能力不足，設施農業對氣象服務需求增加。中國氣象局要立足于現代化農業新需求，不斷更新氣象服務手段。①開展氣象服務，主要包括增加專項天氣預報服務，增加多種要素的預報，增加中長期預測服務產品，如為農業提供月度長期滾動氣候預測，通過新農網等多種形式發布到農業決策部門。②建立氣象預報服務系統，如氣象局應用VB等語言建立農業氣象預報服務系統，給出設施農業生產信息，直接應用于指導設施農業生產，并取得了良好的經濟效益。③加強與農業部門的合作，加強農業氣象信息溝通服務，通過科技實用項目轉化等多種方式，使氣象服務更有針對性。例如，天津市氣候中心增加設施農業大棚氣象要素實時監測設備，結合設施農業需求，實時監測溫室大棚氣象，采用基于Browser的架構模式，實現網絡地圖發布等功能，在天津市設施農業得到應用。

氣象部門在設施農業服務方面取得了可喜成績，但仍存在諸多不足。短期天氣預報準確率高，中長期氣候預測水平不高;多數氣象部門公開發布的氣象預報信息僅包含晴雨溫度要素;農業氣象服務發布系統未進行大范圍推廣應用;設施農業氣象服務系統僅為傳統方法集成;氣象部門與農業部門合作僅限于技術推廣層面，對設施農業作物生長中的生理特性了解較少，未涉及極端氣候下作物病害研究，限制了農業氣象服務水平。

4? 設施農業氣象服務發展措施

要加強對設施農業的氣象服務措施研究，從建設過程等方面進行精細化設施農業氣象服務，建設有針對性的農業氣象服務評估預警系統。

必須建立合理的農業氣象服務體制，出臺農業氣象服務文件，完善農業氣象服務工作機制。科技人員學習制作發布氣象服務產品，加大農業氣象服務人才吸收力度，提高農業氣象服務人員的業務水平。

氣象為農服務信息是通過信息平臺為農戶發送天氣預報信息，建立功能多元化的農業氣象監測網絡平臺，發揮及時發送預警信息的作用。建設氣象服務站設置自動氣象觀測站、應急預警廣播站等，融入現代農業、安全生產等信息服務。充分發揮農業災害信息預警作用，在寒潮天氣中通過氣象應急預警廣播等方式發布預警信息，指導農戶防護災害，避免設施農業遭受經濟損失。

農業氣象監測網絡增加設施農業氣候自動觀測站，結合當地自然資源為溫室選址提供參考，使設施農業最大限度地適應當地氣候。開展設施環境中作物與溫度、光照、氣候等環境因子交互作用的研究，形成設施作物不同生育期與環境關系的指標體系。建立并完善數據采集、預警預報系統，發布預警信息指導農戶安排加固措施，提高農業氣象防災能力。增加農業災害的氣象專題服務，加強災害天氣的風險評估，包括寒流、連陰雨、冰雹、暴雪天氣的預報預警評估。

參考文獻：

[1]劉伯華，張艷艷，張衛中，等.氣象服務于設施農業發展研究[J].現代農業科技，2019（19）：169-170.

[2]蔡冰.基于低溫寡照的江蘇省設施農業氣象災害風險區劃研究[D].南京：南京信息工程大學，2011.