李明財(cái) 黎貞發(fā) 李 春

摘要設(shè)施農(nóng)業(yè)是實(shí)現(xiàn)中國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要舉措，是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收的主要手段。在氣候變化的大背景下，極端氣候事件頻發(fā)，設(shè)施農(nóng)業(yè)對(duì)氣象服務(wù)提出了新的要求。然而，我國(guó)目前氣象服務(wù)水平還十分薄弱，遠(yuǎn)不能滿足設(shè)施農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的需求。綜述了我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)面臨的主要?dú)庀鬄?zāi)害，重點(diǎn)分析了設(shè)施農(nóng)業(yè)為氣象需求、氣象服務(wù)現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向，以期為設(shè)施農(nóng)業(yè)開展更有效的精細(xì)化服務(wù)。進(jìn)而為提高氣象保障能力提供思路。

關(guān)鍵詞設(shè)施農(nóng)業(yè)；氣象災(zāi)害；氣象服務(wù)；現(xiàn)狀；中國(guó)

中圖分類號(hào)S165

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1007－5739(2009)16－0214－02

面臨世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的嚴(yán)峻形勢(shì)，為了滿足更多人口的生存需要，有效的利用土地、氣候資源及保護(hù)環(huán)境。各種高新技術(shù)迅速應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，設(shè)施農(nóng)業(yè)便應(yīng)運(yùn)而生Ⅲ。設(shè)施農(nóng)業(yè)作為我國(guó)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的重要組成部分，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、功能單一到綜合、管理粗放到集約的轉(zhuǎn)變。最終將促使中國(guó)農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的飛躍。然而，在近年來氣候變化的大背景下。氣溫、降水變化的頻率及強(qiáng)度明顯增強(qiáng)陽(yáng)，極端天氣氣候事件(如臺(tái)風(fēng)、暴雨雪、低溫凍害、大風(fēng)等)呈增加趨勢(shì)，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大損失。對(duì)我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)來說，由于存在科技含量低、設(shè)施水平低下、機(jī)械化程度低及管理水平較低等問題日。抵御各種氣象災(zāi)害的能力還十分薄弱。另外，氣象服務(wù)水平也十分有限，尤其缺少針對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)的專項(xiàng)氣象服務(wù)，沒有建立系統(tǒng)的氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警及評(píng)估體系。在當(dāng)前極端氣象災(zāi)害頻發(fā)的背景下如何為設(shè)施農(nóng)業(yè)開展高水平氣象服務(wù)，提高防災(zāi)、減災(zāi)能力，已成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)氣象領(lǐng)域亟待解決的重要理論和實(shí)際問題?；诖?，分析了設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象需求。重點(diǎn)評(píng)述了氣象服務(wù)現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向。以期為提高氣象部門的設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)水平提供思路，更好地為我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展、農(nóng)業(yè)增產(chǎn)及農(nóng)民增收保駕護(hù)航。

1設(shè)施農(nóng)業(yè)概念及類型

設(shè)施農(nóng)業(yè)是利用現(xiàn)代化工程技術(shù)創(chuàng)建的設(shè)施和可控手段，為動(dòng)植物生產(chǎn)提供可控制的適宜生長(zhǎng)環(huán)境，充分利用土壤、氣候和生物潛能，在有限的土地上獲得速生、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和高效農(nóng)畜產(chǎn)品的一種高效產(chǎn)業(yè)。Ho指出設(shè)施農(nóng)業(yè)是一種封閉式農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，即由于玻璃、塑料薄膜或其他材料的密閉作用，阻礙了內(nèi)外物質(zhì)、能量、信息的交流，形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境條件，免受不利自然天氣的影響。從而充分發(fā)揮氣候、植物、土地、資金、勞動(dòng)力的效力。目前。已經(jīng)形成了以溫室、大棚、人工氣候室、航天農(nóng)業(yè)、植物工廠、無土栽培為主體的設(shè)施農(nóng)業(yè)。廣義上的設(shè)施農(nóng)業(yè)包括設(shè)施栽培。主要采用各類溫室、塑料棚、人工氣候室及其配套設(shè)施，對(duì)蔬菜、花卉及果類進(jìn)行栽培；設(shè)施養(yǎng)殖，主要是采用各類保溫、遮蔭棚舍和現(xiàn)代化集約飼養(yǎng)畜舍及配套設(shè)備，對(duì)畜禽、水產(chǎn)品及特種動(dòng)物進(jìn)行養(yǎng)殖。設(shè)施農(nóng)業(yè)從狹義上講主要包括塑料大棚、溫室、植物工廠3種不同層次。

廖允成、王立祥及何芬等總結(jié)了我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的主要類型，主要有以下4種模式：一是簡(jiǎn)易覆蓋型。以地膜覆蓋為典型代表，適合于寒冷、干旱的北方大田生產(chǎn)。二是簡(jiǎn)易設(shè)施型。主要是中小拱棚，以塑料薄膜低空(低于2m)覆蓋為主，多用于城郊的蔬菜保護(hù)地栽培；三是一般設(shè)施型。主要是塑料大棚、日光溫室、加溫溫室；四是復(fù)雜設(shè)施型。主要指工廠化育種育苗、工廠化生產(chǎn)及無土栽培等，通常包括加熱系統(tǒng)、降溫系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、遮陽(yáng)系統(tǒng)、微灌系統(tǒng)和中心控制系統(tǒng)。

2設(shè)施農(nóng)業(yè)的氣象需求分析

設(shè)施農(nóng)業(yè)采用現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)工程和機(jī)械技術(shù)，以應(yīng)用設(shè)施及環(huán)境調(diào)節(jié)為手段，為動(dòng)、植物生產(chǎn)提供相對(duì)可控制甚至最適宜的溫度、濕度、光照、水肥和氣等環(huán)境條件，在一定程度上可擺脫對(duì)自然環(huán)境的依賴而進(jìn)行有效生產(chǎn)叫。但設(shè)施農(nóng)業(yè)仍然受到對(duì)自然氣候資源(如光、溫、水)的約束，而且氣象災(zāi)害直接影響到設(shè)施農(nóng)業(yè)的產(chǎn)量。氣象災(zāi)害主要包括：

(1)臺(tái)風(fēng)。臺(tái)風(fēng)是最主要的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之一，尤其是在沿海城市。臺(tái)風(fēng)登陸時(shí)，常伴隨狂風(fēng)暴雨和風(fēng)暴潮，其影響嚴(yán)重程度居氣象災(zāi)害之首，尤其是對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)破壞力極大，極易造成巨大損失。臺(tái)風(fēng)對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)的破壞主要有：一是臺(tái)風(fēng)風(fēng)力強(qiáng)度大，造成大棚棚架扭曲變形、倒伏受損，棚膜被掀。設(shè)施被毀；二是設(shè)施農(nóng)業(yè)棚膜被掀，造成棚內(nèi)農(nóng)畜產(chǎn)品受損；三是臺(tái)風(fēng)形成的短時(shí)強(qiáng)降雨。造成農(nóng)業(yè)設(shè)施內(nèi)澇嚴(yán)重。

(2)暴雪。設(shè)施大棚可以支撐一定的負(fù)載，但如果暴雪發(fā)生時(shí)棚頂積雪不能及時(shí)清除。或負(fù)載過重則會(huì)導(dǎo)致大棚垮塌、棚內(nèi)作物受凍，發(fā)生雪災(zāi)。近年來，全國(guó)各地四季中冬季升溫最為明顯，發(fā)生暴雪的幾率降低，但對(duì)北方來說，氣候變暖導(dǎo)致極端暴雪出現(xiàn)的頻率及強(qiáng)度都有可能增加。即便是南方，長(zhǎng)期不發(fā)生暴雪災(zāi)害導(dǎo)致災(zāi)害的防災(zāi)、減災(zāi)能力減弱。出現(xiàn)極端氣候事件時(shí)應(yīng)對(duì)能力變?nèi)?，其造成的損失往往無法預(yù)計(jì)。2008年初，南方的冰凍天氣正說明了這一點(diǎn)。此外。1998年1月浙江全省遭遇的一場(chǎng)大范圍暴雪，降雪持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，積雪厚，全省眾多大中小柵單體鋼架被壓塌，某農(nóng)場(chǎng)花巨資從以色列引進(jìn)的一個(gè)現(xiàn)代化大型連棟大棚一夜之間“轟然倒塌”。被雪壓癱而全部報(bào)廢，損失慘重舊。陜西省渭南市臨渭區(qū)。2000年1月一場(chǎng)大雪，伴隨較大的降溫天氣。臨渭區(qū)的一個(gè)設(shè)施農(nóng)業(yè)蔬菜種植大村，壓塌日光溫室10余座。中間支撐骨架折斷，溫棚設(shè)施大部分垮塌，棚內(nèi)蔬菜全部?jī)鏊馈Ｔ斐蓢?yán)重?fù)p失。

(3)冬季低溫、早春低溫陰雨、夏季高溫干旱。節(jié)能型日光溫室熱能主要來自太陽(yáng)輻射，一旦連續(xù)陰天，則地溫及氣溫逐漸下降，特別是地溫太低導(dǎo)致出現(xiàn)寒根、漚根，然后將致使地上部遭受低溫冷害、凍害。南方地區(qū)，冬季低溫及早春陰雨是制約冬季蔬菜設(shè)施栽培的主要?dú)夂蛘系K因子。早春常遇持續(xù)的低溫陰雨天氣。棚內(nèi)溫度低、濕度大，光照不足，易發(fā)生病害，且植株徒長(zhǎng)、瘦弱，坐果率下降，直接影響產(chǎn)量和品質(zhì)。夏、秋季的高溫干旱天氣也易對(duì)大棚造成不利影響。如高溫使得設(shè)施大棚蔬菜通常不能正常生長(zhǎng)越夏，大棚黃瓜、瓠瓜、番茄等喜溫蔬菜一般只能采收到6月底至7月上、中旬而拉秧落令。

(4)大風(fēng)。大風(fēng)的直接危害是刮飛、刮破棚膜，損壞大棚設(shè)施。降低或破壞大棚的保溫性能。一般秋、冬大風(fēng)期間，大部分塑棚普遍嚴(yán)重受損，其中部分棚架或農(nóng)膜報(bào)廢，棚中作物受強(qiáng)風(fēng)、低溫危害嚴(yán)重，對(duì)生產(chǎn)影響極大。

(5)連陰天及驟晴天氣。近幾年，此氣象在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中危害很大，人們經(jīng)過多種努力戰(zhàn)勝了低溫連陰天氣，卻往往毀于隨之而來的驟晴天氣。連陰或雪、霧天氣，若遇突然轉(zhuǎn)晴，立即揭開草苫后經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)植株急速萎蔫凋枯死亡的現(xiàn)象。即群眾說的“閃死”苗。這主要是源于連續(xù)陰天導(dǎo)致的室內(nèi)地溫很低，出現(xiàn)寒根現(xiàn)象，根系活動(dòng)減弱，吸收土壤水分及肥力能力銳減，在天晴后，氣溫迅速回升，莖葉蒸騰大量失水，而根系吸收水分跟不上地上蒸騰的需要，導(dǎo)致莖葉萎蔫，嚴(yán)重時(shí)會(huì)成為永久性萎蔫失水死亡。

針對(duì)當(dāng)前氣候變化大背景下極端氣候事件的頻發(fā)，以

及精細(xì)化現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要，設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象需求應(yīng)主要包括以下幾個(gè)方面：一是及時(shí)、準(zhǔn)確的每日滾動(dòng)天氣預(yù)報(bào)；二是針對(duì)農(nóng)業(yè)尤其是設(shè)施農(nóng)業(yè)專項(xiàng)氣象服務(wù)，如實(shí)時(shí)滾動(dòng)溫度、降水、日照、風(fēng)速及風(fēng)向等專項(xiàng)預(yù)報(bào)；三是及時(shí)提供各種農(nóng)業(yè)氣象指數(shù)，如噴藥、灌溉及施肥等天氣指數(shù)；四是氣象信息的及時(shí)送達(dá)；五是氣象災(zāi)害的防災(zāi)、減災(zāi)知識(shí)。

3設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)現(xiàn)狀及存在的問題

近年來受全球氣候變化的影響，自然災(zāi)害頻發(fā)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受制于極端天氣氣候事件和病蟲害的威脅日趨嚴(yán)重。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)抵御自然災(zāi)害的能力嚴(yán)重不足。與之相對(duì)應(yīng)。設(shè)施農(nóng)業(yè)對(duì)氣象需求不斷提升，以期更好地利用氣候資源以提高防災(zāi)、減災(zāi)能力。中國(guó)氣象局及各地氣象部門立足于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，尤其是設(shè)施農(nóng)業(yè)新需求，不斷更新氣象服務(wù)手段，努力提高氣象服務(wù)能力，開展了相關(guān)研究及業(yè)務(wù)工作。開展的氣象服務(wù)主要表現(xiàn)在：一是為設(shè)施農(nóng)業(yè)增加針對(duì)性的專項(xiàng)天氣預(yù)報(bào)及專業(yè)氣象服務(wù)。在常規(guī)天氣預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上。增加了多種要素及多種氣象指數(shù)的預(yù)報(bào)，為設(shè)施農(nóng)業(yè)提供了有利保障。而且增加了中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)服務(wù)產(chǎn)品，比如天津市氣侯中心為農(nóng)業(yè)提供了月、季、年的長(zhǎng)期滾動(dòng)氣侯預(yù)測(cè)，通過新農(nóng)網(wǎng)、氣象121及手機(jī)短信等多種形式發(fā)布到農(nóng)業(yè)決策部門及農(nóng)戶手中。二是建立了設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)服務(wù)系統(tǒng)。如陜西省渭南市氣象局基于Windows平臺(tái)，應(yīng)用VB及VFoxpro等語言建立了農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)服務(wù)系統(tǒng)，系統(tǒng)能同時(shí)給出災(zāi)害天氣預(yù)報(bào)，設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息和超前對(duì)策措施，直接應(yīng)用于指導(dǎo)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，為設(shè)施農(nóng)業(yè)提供良好氣象保障，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。三是加強(qiáng)了與農(nóng)業(yè)相關(guān)部門的合作，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)氣象研究及信息溝通服務(wù)，通過研究項(xiàng)目合作、科技實(shí)用項(xiàng)目轉(zhuǎn)化、科技基地共建等多種方式使氣象服務(wù)更具針對(duì)性、實(shí)效性。四是加強(qiáng)了設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚氣象要素實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及氣象信息的發(fā)布傳輸。天津市氣候中心結(jié)合天津設(shè)施農(nóng)業(yè)需求，對(duì)溫室大棚氣象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，設(shè)計(jì)了不同的數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)，采用基于Browser／WebGl8 Server／Database Server的三層架構(gòu)模式，以ArclMS為開發(fā)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)地圖發(fā)布、農(nóng)業(yè)氣象要素查詢、分析、統(tǒng)計(jì)及動(dòng)態(tài)變化等功能，已在天津設(shè)施農(nóng)業(yè)得到了應(yīng)用。取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

盡管氣象部門在為現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)服務(wù)方面取得了可喜的成績(jī)，但與國(guó)外及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的要求相比，還存在諸多不足和差距，具體表現(xiàn)為：一是短期天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率很高，但中長(zhǎng)期，尤其是月以上氣候預(yù)測(cè)水平不高，大大削弱了設(shè)施農(nóng)業(yè)的防災(zāi)能力；二是多數(shù)氣象部門公開發(fā)布的氣象預(yù)報(bào)信息僅包含晴雨、空氣溫度及風(fēng)3個(gè)要素，與越來越精細(xì)化的特色設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理目標(biāo)不適應(yīng)；三是設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)服務(wù)系統(tǒng)僅是傳統(tǒng)方法的集成，缺少預(yù)報(bào)和監(jiān)測(cè)技術(shù)上的創(chuàng)新。而農(nóng)業(yè)氣象信息發(fā)布系統(tǒng)也沒有進(jìn)行大范圍的推廣和應(yīng)用；四是氣象與農(nóng)業(yè)部門的合作僅限于項(xiàng)目研究及技術(shù)推廣的層面上，長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)及評(píng)估合作還很欠缺。而且氣象部門對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)作物生長(zhǎng)過程中的生理特性了解甚少，尤其是沒有涉及極端氣候條件下作物的耐受性及病害研究，就限制了農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的水平和實(shí)效性。

4未來發(fā)展方向

(1)在全國(guó)尺度上，應(yīng)用地理信息系統(tǒng)等先進(jìn)手段，進(jìn)行氣侯資源區(qū)劃，針對(duì)各地氣候特點(diǎn)，對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)建立進(jìn)行氣候可行性論證，使氣候資源利用達(dá)到最佳。同時(shí)對(duì)設(shè)施大棚的建立進(jìn)行前期氣候背景分析，比如建立氣溫、降水、輻射、風(fēng)向風(fēng)速及極端氣侯事件的詳細(xì)檔案數(shù)據(jù)庫(kù)。

(2)與農(nóng)業(yè)部門聯(lián)合開展研究，開展大棚各種作物的光、溫、水需求及對(duì)各氣象要素極值的耐受性等生理生態(tài)學(xué)機(jī)理研究；開展作物病蟲害發(fā)生規(guī)律及與氣象條件的關(guān)系研究。

(3)開展設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)外各氣象要素的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及傳輸。利用各種先進(jìn)技術(shù)將氣象監(jiān)測(cè)信息第一時(shí)間傳輸?shù)睫r(nóng)戶及決策部門手中。縮短氣象信息傳遞時(shí)間，提高氣象服務(wù)時(shí)效。

(4)針對(duì)各地設(shè)施農(nóng)業(yè)需求提供更為精細(xì)的專項(xiàng)天氣預(yù)報(bào)服務(wù)。尤其是在極端氣候天氣事件發(fā)生前后及農(nóng)事關(guān)鍵時(shí)期做好氣象服務(wù)。

(5)加強(qiáng)氣候變化背景下極端氣候事件分析研究，建立氣象災(zāi)情信息收集與評(píng)估系統(tǒng)，建立農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警評(píng)估一體化業(yè)務(wù)系統(tǒng)。同時(shí)向農(nóng)戶推廣農(nóng)業(yè)氣象適用技術(shù)和農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害防御技術(shù)。