沙塵暴天氣對溫室環(huán)境因子的影響*

張琦，余孟云，鄭德明

（1.新疆阿拉爾塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾 843300；2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木盆地生物資源保護(hù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆阿拉爾 843300）

南疆地區(qū)大風(fēng)、沙塵暴、揚(yáng)沙、浮塵等突發(fā)性高強(qiáng)度的風(fēng)沙災(zāi)害是影響南疆環(huán)境變化的主要自然因素[1]；3～5月是南疆災(zāi)害天氣出現(xiàn)最頻繁的時(shí)期[2]，風(fēng)沙天氣直接影響溫室的環(huán)境因子變化。王強(qiáng)[3]研究晴天、沙塵、多云天氣條件下溫室內(nèi)光照、氣溫、地溫、濕度等環(huán)境因子日變化規(guī)律；馬凱等[4]研究了晴天、沙塵天氣條件下溫室內(nèi)外溫度、濕度、光照、CO2濃度的日變化特征；信志紅[5]分析了不同天空狀況對溫室內(nèi)溫濕變化的影響；馬宏武[6]分析了影響設(shè)施農(nóng)業(yè)的氣候變化。本文針對2013年4月17日沙塵暴天氣日光溫室內(nèi)光照、氣溫、地溫、濕度等環(huán)境因子進(jìn)行研究，以指導(dǎo)和調(diào)控溫室的生產(chǎn)與管理。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)地點(diǎn)在阿拉爾市塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院1號蔬菜日光溫室，溫室后墻為二四雙層夾心磚墻，內(nèi)填苯板隔熱材料，墻體厚度65cm，溫室長度60m，跨度8m，脊高3.4m，棚面為拱形鋼管結(jié)構(gòu)，覆蓋無滴膜。

1.2 方法

在2013年4月17日13：00左右開始刮沙塵暴，下午21:00左右逐漸停止刮風(fēng)，第二天微風(fēng)、晴天。刮沙塵暴時(shí)（14：00）開始對溫室環(huán)境因子連續(xù)30h測定。

室內(nèi)監(jiān)測點(diǎn)置于溫室內(nèi)距東、西墻5m和中部，分別距后墻1m、4m、7m處，共9個(gè)點(diǎn)，監(jiān)測點(diǎn)距地面高度為1m。地溫監(jiān)測點(diǎn)在溫室內(nèi)中部，分2個(gè)點(diǎn)，測土層深度10cm的溫度。室外監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置在溫室外距離前底角2m遠(yuǎn)處，均分4個(gè)點(diǎn)，監(jiān)測點(diǎn)距地面高度為1m。室外地溫監(jiān)測點(diǎn)在溫室外距離前底角3m遠(yuǎn)處，分2個(gè)點(diǎn)。

溫室內(nèi)外氣溫、相對濕度測定采用CENTER-313型溫濕度記錄儀，光照強(qiáng)度測定采用TES1335型照度記錄儀。土壤溫度測定采用TP3001筆試溫度計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 沙塵暴天氣對溫室光照強(qiáng)度的影響

從圖1看以看出，沙塵暴明顯降低光照強(qiáng)度，14:00時(shí)溫室內(nèi)外光照強(qiáng)度只有17.10klx和23.32klx，并且急劇降低，15:00時(shí)僅有3.79klx和9.21klx，降低了13.31 klx和14.11klx，以后平緩，19:00后隨時(shí)間推移光照強(qiáng)度迅速降低。沙塵暴過后第二天14:00光照強(qiáng)度達(dá)到34.35klx和66.02klx，比沙塵暴14:00時(shí)高出50.22%和184.82%。

沙塵暴過后第二天溫室內(nèi)外光照強(qiáng)度呈單峰曲線變化，早晨光照強(qiáng)度較低，9:00后光照強(qiáng)度急劇升高，在中午15:00強(qiáng)度最大，達(dá)到36.45klx和70.67 klx，以后開始下降，17:00后急劇降低，21:00時(shí)只有0.27klx和0.31klx。溫室外光照強(qiáng)度明顯高于溫室內(nèi)，溫室外平均光照強(qiáng)度35.83klx，溫室內(nèi)光照強(qiáng)度平均為16.51klx，相差117.01%，可見，溫室覆蓋材料直接影響著溫室內(nèi)光照強(qiáng)度。

2.2 沙塵暴天氣對溫室溫度的影響

從圖2可知，沙塵暴降低了溫室內(nèi)外空氣溫度，沙塵暴時(shí)14:00溫室內(nèi)外空氣溫度為26.42℃和22.42℃，而第二天14:00時(shí)溫室內(nèi)外溫度為36.50℃和22.93℃，溫室內(nèi)空氣溫度相差10.08℃。沙塵暴過程迅速降低溫室內(nèi)外空氣溫度，15:00溫室內(nèi)外溫度為22.44℃和20.22℃，1小時(shí)內(nèi)降低了3.98℃和2.20℃，以后溫度緩慢持續(xù)下降直至第二天清晨8:00達(dá)到最低，為14.33℃和11.75℃；9:00后隨著太陽升起，光照強(qiáng)度增加，溫室內(nèi)外空氣溫度迅速上升，溫室內(nèi)溫度15:00時(shí)達(dá)到39.63℃。

2.3 沙塵暴天氣對溫室相對濕度的影響

從圖3看出，在沙塵暴過程溫室內(nèi)外的空氣相對濕度較低，而且相差不大。沙塵暴停止后溫室外相對濕度緩慢提高，第二天清晨最高，達(dá)到64.27%；沙塵暴后溫室內(nèi)相對濕度迅速升高，夜間12:00相對濕度達(dá)到80%以上，直到清晨9:00保持較高水平。10:00后開始下降，12:00后急劇降低，15:00達(dá)到最低，以后又開始升高。

2.4 沙塵暴天氣對溫室土壤溫度的影響

調(diào)查表明，短時(shí)間沙塵暴天氣條件下對溫室內(nèi)外土壤溫度無明顯影響，溫室內(nèi)外土壤溫度變化幅度不大。溫室內(nèi)土壤溫度明顯高于溫室外土壤溫度。

3 小結(jié)與討論

光照是溫室獲取能量的唯一來源，光決定溫室內(nèi)的光照、溫度、濕度等許多因子狀況和溫室的整體環(huán)境狀況[7]。沙塵暴發(fā)生在中午，光照強(qiáng)度明顯減低，溫度也隨之降低溫度，相對濕度保持較低水平；再者溫室薄膜阻隔和沙塵不斷堆積，溫室內(nèi)的光照下降更明顯，在光照強(qiáng)度日變化中溫室內(nèi)光照強(qiáng)度明顯低于溫室外。沙塵暴過后接近傍晚光照強(qiáng)度極低，且以后進(jìn)入夜晚無光照，致使溫室溫度持續(xù)下降。

[1]李新華.影響新疆南部地區(qū)環(huán)境變化的因素分析[J].干旱區(qū)研究,2012,29(3):535-540.

[2]胡云喜,李茂春.阿拉爾墾區(qū)棉花播種出苗期風(fēng)災(zāi)類型及抗災(zāi)措施研究[J].沙漠與綠洲氣象,2008,2(3):48-51.

[3]王強(qiáng),宋羽,帕提古麗,等.不同天氣條件下溫室番茄栽培環(huán)境因子的變化特征研究[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,50(l):84-88.

[4]馬凱,王繼勛,盧春生,等.不同天氣條件下日光溫室桃樹栽培環(huán)境因子的變化特征[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,48(12):2245-2249.

[5]信志紅,薛曉萍,蓋世民.外部氣象條件對溫室內(nèi)溫濕變化的影響[J].氣象與環(huán)境科學(xué),2009,32(2):30-32.

[6]馬宏武,玉素甫·阿布都拉.影響和田冬季設(shè)施農(nóng)業(yè)的氣候變化特征分析[J].沙漠與綠洲氣象,2007,1(4):46-48.

[7]王靜,崔慶法,林茂茲.不同結(jié)構(gòu)日光溫室光環(huán)境及補(bǔ)光研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2002,18(4):86-89.