基于不同發(fā)育期的日光溫室黃瓜低溫冷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究*

陳思寧，柳 芳，黎貞發(fā)，劉淑梅（天津市氣候中心，天津 300074）

?

·資源區(qū)劃·

基于不同發(fā)育期的日光溫室黃瓜低溫冷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究*

陳思寧，柳 芳※，黎貞發(fā)，劉淑梅
（天津市氣候中心，天津 300074）

摘 要文章基于自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)理論對(duì)天津日光溫室黃瓜低溫冷害進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。以溫室內(nèi)、外氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以天津設(shè)施農(nóng)業(yè)種植區(qū)為研究區(qū)域，通過(guò)以往積累的觀測(cè)試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)地調(diào)查，確定不同發(fā)育期黃瓜低溫冷害溫室內(nèi)致災(zāi)指標(biāo)，并使用80%保證率法，由溫室內(nèi)致災(zāi)指標(biāo)推算溫室外致災(zāi)指標(biāo)；基于自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)理論，估算日光溫室黃瓜低溫冷害風(fēng)險(xiǎn)概率；并實(shí)現(xiàn)基于不同發(fā)育期的溫室黃瓜低溫冷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與區(qū)劃。研究結(jié)果表明，（1）就不同發(fā)育期而言，近10年來(lái)，苗期黃瓜遭受輕度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)明顯高于中度與重度低溫冷害，花期黃瓜遭受輕度與中度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)普遍高于重度低溫冷害，果期黃瓜遭受重度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)普遍較高；就黃瓜生長(zhǎng)整個(gè)生育期而言，大部分越冬茬黃瓜果期遭受重度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)普遍較高，這給黃瓜最終產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)收入帶來(lái)較大影響，而越冬茬黃瓜苗期發(fā)生重度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)最低；（2）就空間分布而言，果期重度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)全天津最高，黃瓜苗、花、果期遭受輕度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)也較高，而黃瓜苗期遭受重度災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)最低；（3）寶坻西北部與薊縣西南部邊緣在各生育期不同受災(zāi)等級(jí)下都會(huì)成為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，這是由于該區(qū)地勢(shì)低洼，冷空氣下沉，易造成低溫所致。

關(guān)鍵詞日光溫室 黃瓜 低溫冷害 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 發(fā)育期

0 引言

黃瓜是起源于亞熱帶的喜溫作物。黃瓜雖喜溫暖但不耐高溫，同時(shí)對(duì)低溫也較敏感。近年來(lái)冬季黃瓜生產(chǎn)過(guò)程中，由于保護(hù)設(shè)施內(nèi)的溫度環(huán)境條件不能完全滿足黃瓜正常生長(zhǎng)發(fā)育需要，低溫冷害頻發(fā)，且在不同生育期災(zāi)害表現(xiàn)不同。在黃瓜生育過(guò)程的任何一個(gè)時(shí)期都能發(fā)生冷害。發(fā)芽時(shí)遇到低溫，種子不能萌發(fā)或發(fā)芽遲緩；幼苗期遇到低溫，幼苗生長(zhǎng)緩慢，節(jié)間縮短，顏色濃綠。開花結(jié)果期遇到低溫，黃瓜植株生長(zhǎng)明顯受到抑制，節(jié)間縮短，葉片短縮不長(zhǎng)，龍頭小，果實(shí)生長(zhǎng)緩慢［1］。因此，針對(duì)不同生育期開展日光溫室黃瓜低溫冷害研究有十分重要的實(shí)際意義。盡管近30年來(lái)我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但總體水平落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。設(shè)施作物一般不直接觸及外界氣象條件，即不直接受益于或受損于外界天氣，但是災(zāi)害性的天氣對(duì)設(shè)施作物的危害是顯而易見(jiàn)的［2］。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者已針對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面進(jìn)行了大量研究。由于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家設(shè)施農(nóng)業(yè)具備設(shè)施設(shè)備完善、技術(shù)成套、生產(chǎn)規(guī)范、產(chǎn)量穩(wěn)定、質(zhì)量較高等特點(diǎn)，形成了穩(wěn)定的產(chǎn)業(yè)體系［3］，可根據(jù)植物生長(zhǎng)所需的最適生態(tài)條件在設(shè)施內(nèi)進(jìn)行環(huán)境自動(dòng)控制，能夠不受氣候條件影響，因此風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估往往側(cè)重于經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)、社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等研究［4-5］。我國(guó)的眾多學(xué)者也針對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害做了大量的工作，如魏瑞江 （2003）確定了河北省溫室蔬菜低溫寡照災(zāi)害等級(jí)指標(biāo)，分析了低溫寡照的時(shí)空分布規(guī)律［6］；張明潔 （2011）等通過(guò)對(duì)我國(guó)北方地區(qū)影響日光溫室生產(chǎn)的主要?dú)夂蛞蛩剡M(jìn)行分析，從光、溫、風(fēng)、雪等4個(gè)方面選取了多個(gè)氣象因子作為氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)，在GIS技術(shù)支持下，得到北方地區(qū)日光溫室發(fā)展的氣候適宜性區(qū)劃圖［7］；魏瑞江 （2005）等基于河北省日光溫室多年小氣候觀測(cè)資料，并結(jié)合果菜類蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育所需要的氣象條件及其遭受低溫寡照災(zāi)害后的減產(chǎn)程度，得出果菜日光溫室適宜發(fā)展的氣象因子指標(biāo)，并確定果菜日光溫室適宜發(fā)展區(qū)域［8］；蔡冰 （2011）等對(duì)江蘇省設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象3種主要?dú)庀鬄?zāi)害 （寡照災(zāi)害、低溫災(zāi)害、高溫災(zāi)害）進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)劃［9］；黃川容 （2012）等研究了日光溫室風(fēng)災(zāi)等級(jí)劃分的量化標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)日光溫室風(fēng)災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空變化進(jìn)行了評(píng)估［10］；黎貞發(fā) （2012）等結(jié)合溫室小氣候觀測(cè)數(shù)據(jù)分析了天津溫室蔬菜生產(chǎn)季主要?dú)庀鬄?zāi)害、發(fā)生特點(diǎn)與風(fēng)險(xiǎn)，并從溫室設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)制定及災(zāi)害預(yù)警服務(wù)等方面提出對(duì)策與建議［11］；楊再?gòu)?qiáng) （2013）等構(gòu)建了基于實(shí)數(shù)編碼的加速遺傳算法與投影尋蹤的日光溫室氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，并對(duì)北方地區(qū)日光溫室主要生產(chǎn)月氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行逐月評(píng)價(jià)［12］。綜合國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展 （特別是國(guó)內(nèi)研究）不難發(fā)現(xiàn)，在設(shè)施農(nóng)業(yè)各類氣象災(zāi)害的評(píng)價(jià)指標(biāo)方面都取得了比較一致的結(jié)果，能綜合考慮多個(gè)致災(zāi)指標(biāo)對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)的影響，并能根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況準(zhǔn)確界定作物不同受災(zāi)程度致災(zāi)指標(biāo)的臨界值，在業(yè)務(wù)服務(wù)應(yīng)用中取得一定的成效。但仍存在一些問(wèn)題:（1）溫室作物不同于大田作物，大田作物是完全暴露于外界自然環(huán)境中的，其受災(zāi)情況直接受外界環(huán)境要素的影響（如各氣象要素），但溫室作物生長(zhǎng)于溫室內(nèi)，盡管也受外界環(huán)境的間接影響，但更直接受作用于溫室內(nèi)小氣候環(huán)境的影響。而現(xiàn)有研究仍多以經(jīng)驗(yàn)與實(shí)地調(diào)查的方式確定影響溫室作物氣象災(zāi)害的溫室外氣象要素，這一做法既忽略了溫室內(nèi)外氣象要素間的聯(lián)系，更未考慮溫室內(nèi)氣象要素對(duì)溫室作物的直接影響；（2）現(xiàn)有研究仍多以溫室作物的整個(gè)生長(zhǎng)期為研究對(duì)象，事實(shí)上，處于不同發(fā)育期的溫室作物，其氣象災(zāi)害的影響因素與影響結(jié)果不完全相同，因此，有必要針對(duì)不同發(fā)育期評(píng)估溫室作物的氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)；（3）多數(shù)研究尚未考慮溫室類型在溫室作物氣象災(zāi)害評(píng)估中的影響，而不同溫室類型的保溫作用存在明顯差異，故忽略溫室類型對(duì)溫室作物的影響而評(píng)估溫室作物氣象災(zāi)害顯然是不合適的。

針對(duì)上述問(wèn)題，該研究以都市型設(shè)施農(nóng)業(yè)種植區(qū)——天津?yàn)檠芯繀^(qū)，以日光溫室黃瓜為研究對(duì)象，以溫室內(nèi)、外氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)以往積累的觀測(cè)試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)地調(diào)查，根據(jù)溫室內(nèi)、外氣象要素對(duì)應(yīng)關(guān)系確定不同發(fā)育期黃瓜低溫冷害溫室內(nèi)、外災(zāi)害指標(biāo)；基于自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)理論，估算日光溫室黃瓜低溫冷害風(fēng)險(xiǎn)概率；并實(shí)現(xiàn)基于不同發(fā)育期的溫室黃瓜低溫冷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與區(qū)劃。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)、溫室簡(jiǎn)介及數(shù)據(jù)

1.1.1 研究區(qū)

天津地處華北平原東北部，北依燕山，東臨渤海，處于山地向?yàn)I海平原的過(guò)渡地帶，境內(nèi)分布有山地丘陵、平原及海岸灘涂，瀕臨150km2以上的海岸線。多樣的地形地貌與豐富的氣候資源，形成了天津特色的農(nóng)業(yè)種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)及林果業(yè)。近年來(lái)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)迅速興起，設(shè)施種植的蔬菜、花卉面積及產(chǎn)出不斷增加，成為新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

1.1.2 溫室簡(jiǎn)介

日光溫室位于天津西青第六埠，溫室長(zhǎng)度80m，跨度6.5m，脊高3.1m，后墻高2.5m，后屋面投影0.67m，側(cè)墻厚度0.37m，側(cè)墻與后墻均為磚墻，后坡材料為水泥，后坡厚度0.15m，保溫被厚度0.04m。1.1.3 數(shù)據(jù)

研究數(shù)據(jù)包括由天津市氣候中心提供的天津13個(gè)氣象要素觀測(cè)站2005～2015年逐小時(shí)溫室外氣象數(shù)據(jù) （氣溫、日照時(shí)數(shù)、相對(duì)濕度等）與西青第六埠溫室2011～2012年、2012～2013年、2013～2014年越冬茬黃瓜3個(gè)完整生育期 （當(dāng)年10月至次年5月）每10min觀測(cè)一次的溫室內(nèi)小氣候觀測(cè)數(shù)據(jù) （氣溫、地溫、相對(duì)濕度、輻射等）。由于部分溫室內(nèi)小氣候數(shù)據(jù)缺測(cè)，研究采用基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的日光溫室氣溫模擬模型［13］模擬溫室內(nèi)逐時(shí)氣溫。該模型利用室外逐時(shí)溫度、室外日照時(shí)數(shù)日累積量、室外相對(duì)濕度及相對(duì)時(shí)刻模擬溫室內(nèi)逐時(shí)氣溫?？紤]到數(shù)據(jù)的完整性，將2012～2013年數(shù)據(jù)作為建模數(shù)據(jù)，2011～2012年與2013～2014年數(shù)據(jù)作為驗(yàn)證數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)于西青日光溫室內(nèi)逐時(shí)溫度的模擬結(jié)果。

1.2 溫室黃瓜低溫冷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

表1 溫室黃瓜發(fā)育期

1.2.1 黃瓜生育期

由日光溫室黃瓜生產(chǎn)實(shí)踐知，天津市溫室黃瓜通常在每年的10月1日前定植，幼苗期一般持續(xù)23d左右；只開花不結(jié)果需經(jīng)歷10d左右；在開花后為既開花又結(jié)果期，可一直持續(xù)到次年5～6月，但2月底以后基本不存在低溫冷害，所以，將溫室黃瓜生育期確定如表1。

1.2.2 溫室黃瓜低溫冷害致災(zāi)指標(biāo)構(gòu)建

基于本課題組以往的試驗(yàn)結(jié)果、結(jié)合天津溫室黃瓜種植區(qū)實(shí)地調(diào)查［14］與參考溫室黃瓜生長(zhǎng)栽培資料［15-17］，確定基于不同生育期的黃瓜溫室內(nèi)低溫冷害致災(zāi)指標(biāo)。天津日光溫室種植區(qū)面積較大，但目前尚未實(shí)現(xiàn)每一個(gè)溫室都裝有小氣候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，而天津現(xiàn)有200多個(gè)氣象要素觀測(cè)自動(dòng)站，基本上形成了一個(gè)分布均勻、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的氣象要素觀測(cè)網(wǎng)，因此，獲得黃瓜低溫冷害溫室外致災(zāi)指標(biāo)對(duì)于區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估更具實(shí)際意義。該研究根據(jù)溫室內(nèi)黃瓜低溫冷害等級(jí)指標(biāo)，分別挑選溫室內(nèi)不同等級(jí)溫度對(duì)應(yīng)的溫室外氣溫?cái)?shù)據(jù)，按照80%的保證率的對(duì)應(yīng)關(guān)系選取，取其平均值作為黃瓜溫室外低溫冷害指標(biāo)值。保證率是指某氣象要素值小于或大于某一數(shù)值的可靠程度，通常以某氣象要素在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)小于或大于某一數(shù)值的累積頻率來(lái)表示。

1.2.3 溫室黃瓜低溫冷害災(zāi)害強(qiáng)度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型構(gòu)建

首先，以天津13個(gè)氣象觀測(cè)站2005～2006年、2006～2007年、2007～2008年、2008～2009年、2009～2010年、2010～2011年、2011～2012年、2012～2013年、2013～2014年、2014～2015年越冬期（該研究以當(dāng)年10月1日至次年2月28或29日作為溫室黃瓜越冬期）溫室外氣溫為基礎(chǔ)，構(gòu)建黃瓜低溫冷害致災(zāi)指標(biāo)序列；然后，對(duì)不同發(fā)育期、不同致災(zāi)等級(jí)下的致災(zāi)指標(biāo)序列分別進(jìn)行概率密度函數(shù)擬合檢驗(yàn)，選擇最優(yōu)的理論概率分布函數(shù)計(jì)算各發(fā)育期、各級(jí)低溫冷害事件的風(fēng)險(xiǎn)概率值，獲得13個(gè)站10個(gè)越冬期溫室黃瓜不同發(fā)育期、各級(jí)低溫冷害的概率值；再對(duì)各站的10個(gè)概率值求平均，進(jìn)而得到各站不同發(fā)育期、不同受災(zāi)等級(jí)溫室黃瓜低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫室內(nèi)氣溫模擬結(jié)果

圖1為黃瓜花期 （a）與果期 （b）西青溫室逐時(shí)氣溫度模擬結(jié)果，表2為逐時(shí)氣溫模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)值的誤差分析情況。由圖1與表2可見(jiàn)，溫室內(nèi)逐時(shí)氣溫模擬值與實(shí)測(cè)值比較接近，特別是果期氣溫的模擬結(jié)果，且逐時(shí)氣溫模擬值與實(shí)測(cè)值的最大誤差為-1.92℃、最小誤差為0.07℃、平均誤差為-0.35℃、相對(duì)誤差為0.04℃、標(biāo)準(zhǔn)差為3.03℃，總體上，逐時(shí)氣溫模擬值精度可以滿足需要。

2.2 溫室黃瓜低溫冷害指標(biāo)

黃瓜低溫冷害溫室內(nèi)致災(zāi)指標(biāo)基于課題組前期研究成果［13］與實(shí)地調(diào)查結(jié)果而得 （表3），并根據(jù)溫室黃瓜低溫冷害致災(zāi)指標(biāo)構(gòu)建方法，確定黃瓜低溫冷害外致災(zāi)指標(biāo) （表4）。天津日光溫室多在10月20日左右覆膜，因此認(rèn)定黃瓜苗期溫室內(nèi)、外氣溫相同，即黃瓜苗期低溫冷害溫室內(nèi)、外指標(biāo)相同。表3與表4僅給出溫室黃瓜低溫冷害溫室內(nèi)、外致災(zāi)指標(biāo)，而沒(méi)有給出指標(biāo)持續(xù)的時(shí)間，這是因?yàn)檎n題組在以往的試驗(yàn)中［18］，僅針對(duì)黃瓜苗期采用人工氣候箱進(jìn)行低溫冷害試驗(yàn)，即可以準(zhǔn)確確定黃瓜苗期致災(zāi)指標(biāo)的持續(xù)時(shí)間，而花期與果期不適宜用人工氣候箱進(jìn)行試驗(yàn)，該文結(jié)合溫室黃瓜低溫冷害的實(shí)地調(diào)查情況認(rèn)為，當(dāng)表2與表3內(nèi)的致災(zāi)指標(biāo)持續(xù)24h以上時(shí)，即發(fā)生相應(yīng)災(zāi)害。

圖1 黃瓜花期 （a）與果期 （b）西青溫室逐時(shí)氣溫度模擬結(jié)果

表2 逐時(shí)氣溫模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)值的誤差分析

表3 黃瓜發(fā)育期溫室內(nèi)低溫冷害指標(biāo)

表4 黃瓜發(fā)育期溫室外低溫冷害指標(biāo)

2.3 溫室黃瓜低溫冷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與區(qū)劃

圖2所示為近10年來(lái)溫室黃瓜越冬期低溫冷害風(fēng)險(xiǎn)變化情況。苗期，黃瓜遭受輕度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)明顯高于中度與重度低溫冷害，黃瓜苗期遭受輕度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)概率值普遍位于0.25 ～0.40之間；花期，黃瓜遭受輕度與中度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)普遍高于重度低溫冷害；果期，黃瓜遭受重度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)普遍較高、其次為中度、再次為輕度。就黃瓜生長(zhǎng)整個(gè)生育期而言，苗期發(fā)生重度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)最低，近10年來(lái)風(fēng)險(xiǎn)概率值均未超過(guò)0.1；而從2008年年底到2013年初，黃瓜果期遭受重度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)普遍高于其他等級(jí)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，這給黃瓜最終產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)收入都帶來(lái)較大影響。

圖2 溫室黃瓜近10年越冬期低溫冷害風(fēng)險(xiǎn)概率變化

圖3 天津日光溫室黃瓜低溫冷害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

由圖3可見(jiàn)，針對(duì)不同發(fā)育期、不同災(zāi)害等級(jí)，天津溫室黃瓜低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)分布情況不同。苗期:輕度低溫冷害的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)位于薊縣，而中、重度低溫冷害的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)位于寶坻西北部與薊縣西南部邊緣，苗期3級(jí)低溫冷害的較低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)均位于市區(qū)與濱海新區(qū)，且苗期輕度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)明顯高于中度與重度災(zāi)害；花期:輕災(zāi)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)位于濱海新區(qū)的中部與東北部，中災(zāi)的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)位于寶坻西北部與薊縣，重災(zāi)的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)位于寶坻西北部與薊縣西南部邊緣，輕災(zāi)的低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)位于寶坻西北部與薊縣西南部邊緣，中、重災(zāi)的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)位于市區(qū)與濱海新區(qū)，且花期輕度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)明顯高于中度與重度災(zāi)害；果期:輕災(zāi)的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)位于市區(qū)、濱海新區(qū)中部及東北部，中災(zāi)的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)位于東麗、濱海新區(qū)中部及東北部，重災(zāi)的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)位于寶坻西北部與薊縣西南部邊緣，且果期重度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)明顯高于輕度與中度災(zāi)害。縱觀溫室黃瓜整個(gè)生育期，果期重度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)全天津最高，最高風(fēng)險(xiǎn)概率值達(dá)0.392，這也直接影響了黃瓜的最終產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)收入，黃瓜苗、花、果期遭受輕度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)也較高，而黃瓜苗期遭受重度災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)最低。另外，寶坻西北部與薊縣西南部邊緣在各生育期不同受災(zāi)等級(jí)下都會(huì)成為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，這與該區(qū)的地理位置有關(guān)，該區(qū)地勢(shì)低，又位于北部山區(qū)下的平原地區(qū)，寶坻南部比較高，冬天刮西北風(fēng)有狹管效應(yīng)，易造成低溫。

3 討論

設(shè)施作物的氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究與大田農(nóng)作物相關(guān)研究相比，既有“共性”，也有“特性”。設(shè)施作物的生長(zhǎng)發(fā)育既受溫室內(nèi)小氣候的直接影響，也受室外大氣條件的間接影響。該研究以溫室黃瓜低溫冷害溫室內(nèi)致災(zāi)指標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，以保證率算法推算溫室外致災(zāi)指標(biāo)，基于自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論，計(jì)算越冬茬溫室黃瓜不同發(fā)育期、不同等級(jí)低溫冷害事件概率，獲得溫室黃瓜近10年越冬期低溫冷害風(fēng)險(xiǎn)概率變化情況與風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖。與前人研究［6-12］相比，該研究重點(diǎn)考慮了在不同發(fā)育期溫室黃瓜遭受的低溫冷害影響不同，初步實(shí)現(xiàn)了基于溫室黃瓜不同發(fā)育期的低溫冷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。另外，溫度是影響溫室黃瓜低溫冷害的主要因子，但由于設(shè)施的特殊性，黃瓜低溫冷害還與日照時(shí)數(shù)有關(guān)，該文暫未考慮日照的影響，這一工作也將在后續(xù)研究中繼續(xù)補(bǔ)充。

4 結(jié)論

（1）近10年來(lái)，苗期黃瓜遭受輕度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)明顯高于中度與重度低溫冷害，花期黃瓜遭受輕度與中度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)普遍高于重度低溫冷害，果期黃瓜遭受重度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)普遍較高；就黃瓜生長(zhǎng)整個(gè)生育期而言，大部分越冬茬黃瓜果期遭受重度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)普遍高于其它等級(jí)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，這給黃瓜最終產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)收入都帶來(lái)較大影響，而越冬茬黃瓜苗期發(fā)生重度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)最低。

（2）縱觀溫室黃瓜整個(gè)生育期，果期重度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)全天津最高，黃瓜苗、花、果期遭受輕度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)也較高，即溫室黃瓜在各發(fā)育期都存在發(fā)生輕度低溫冷害的風(fēng)險(xiǎn)，而黃瓜苗期遭受重度災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)最低。

（3）寶坻西北部與薊縣西南部邊緣在各生育期不同受災(zāi)等級(jí)下都會(huì)成為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，這是由于該區(qū)地勢(shì)低洼，冷空氣下沉，易造成低溫所致。

參考文獻(xiàn)

［1］ 龐明德，喬麗霞.棚室蔬菜防災(zāi)減災(zāi)技術(shù).石家莊:河北科學(xué)技術(shù)出版，2011，51～52

［2］ 孫立德.溫室氣象與作物保護(hù)研究.沈陽(yáng):遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2012，7～9

［3］ 姚於康.國(guó)外設(shè)施農(nóng)業(yè)智能化發(fā)展現(xiàn)狀、基本經(jīng)驗(yàn)及其借鑒.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，（1）:3～5

［4］ Piers M.Methods and models for the assessment of third party risk due to aircraft accidents in the vicinity of airports and their implications for societalrisk//in:Jorissen R e and Stallen PJM，eds.Quantified Societal Risk and Policy Making.Dordrecht:Kluwer Academic Publishers，1998

［5］ Carter D A.The Scaled Risk Integral——A Simple Numerical Representation of Case Societal Risk for land Use Planning in the Vicinity of Major Accident Hazards.Loss Prevention in the Process Industries，1995（Ⅱ）

［6］ 魏瑞江.日光溫室低溫寡照災(zāi)害指標(biāo).氣象科技，2003，31（1）:50～53

［7］ 張明潔，趙艷霞.日光溫室氣候適宜性研究——以北方地區(qū)為例.中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2012，33（5）:40～48

［8］ 魏瑞江，趙春雷.基于GIS的河北果菜日光溫室最佳發(fā)展區(qū)域確定.中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2005，26（1）:35～38

［9］ 蔡冰，劉壽東，費(fèi)玉娟，等.江蘇省設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)劃.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27（20）:285～291

［10］ 黃川容，楊再?gòu)?qiáng)，劉洪，等.北京日光溫室風(fēng)災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析及區(qū)劃.自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2012，21（3）:43～49

［11］ 黎貞發(fā)，李春.天津市設(shè)施種植業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析及對(duì)策.天津農(nóng)林科技，2012，（4）:32～33

［12］ 楊再?gòu)?qiáng)，張婷華，黃海靜，等.北方地區(qū)日光溫室氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià).中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2012，34（3）:342～349

［13］ 劉淑梅，薛慶禹，黎貞發(fā)，等.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的日光溫室氣溫預(yù)報(bào)模型.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，20（1）:176～184

［14］ 黎貞發(fā)，王鐵，宮志宏，等.基于物聯(lián)網(wǎng)的日光溫室低溫災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)及應(yīng)用.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013，29（4）:229～236

［15］ 凌云昕，王鳳春.日光溫室黃瓜栽培技術(shù).石家莊:河北科學(xué)技術(shù)出版社，12～16

［16］ 陳杏禹.黃瓜生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)100問(wèn).北京:化學(xué)工業(yè)出版社，45～46

［17］ 李天來(lái).日光溫室蔬菜栽培理論與實(shí)踐.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，163～174

［18］ 于紅.日光溫室蔬菜苗期低溫寡照災(zāi)害試驗(yàn)研究——以番茄、黃瓜為例.沈陽(yáng):沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，2012，1～49

ESTIMATION OF LOW TEMPERATURE DISASTER RISK OF SOLAR GREENHOUSE CUCUMBERS BASED ON DIFFERENT GROWTH-DEVELOPMENT STAGES

Chen Sining，Liu Fang※，Li Zhenfa，Liu Shumei
（Tianjin Climate Center，Tianjin 300074，China）

AbstractThe low temperature disaster risk of solar greenhouse cucumbers in Tianjin was estimated based on natural disaster risk theory.The low temperature disaster indexes were determined using the meteorological data of insidesolar greenhouse obtained from the observation，test and fieldwork.And the low temperature disaster indexes of outside the solar greenhouse were determined based on 80%guarantee rate method.According to natural disaster risk estimation theory，the risk probability of low temperature disaster of solar greenhouse cucumbers was estimated，and the different grade risk regions were divided based on different growth-development phase.The study results showed that（1）In terms of different growth-development stages，in recent 10 years，the cold damage risk caused by the mild low temperature was obviously higher than that by the moderate and severe low temperature during cucumber seeding stage.Both the risks caused by the mild and moderate low temperature were higher than that by the severe low temperature during the flowering phase.The severe low temperature risk was generally high during fruiting stage.With respect to the whole growth-development stage，most overwintering greenhouse cucumbers suffered obvious severe low temperature damage risk during fruiting stage，which had an important impact on the ultimate yield and economic income of greenhouse cucumbers.The severe low temperature risk of the overwintering cucumbers during seeding stage was the lowest.（2）In terms of the space distribution of chilling damage risk，the severe chilling damage risk during fruiting stage was the highest，and the mild risk was higher during the seeding，flowering and fruiting stages.（3）Because the cold air can sink to the low-lying area，and easily lead to the low temperature，the northwest of Baodi district and southwest of Jixian were the regions that always beard higher disaster risk at different growth-development stages and different disaster levels.

Keywordssolar greenhouse；cucumbers；low temperature disaster；risk estimation；growth-development stages

中圖分類號(hào)：S625.2；S642.2；S42

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1005-9121［2016］02-0154-07

doi:10.7621/cjarrp.1005-9121.20160226

收稿日期：2015-11-10

作者簡(jiǎn)介：陳思寧 （1983—），女，黑龍江哈爾濱人，工程師。研究方向:設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害及農(nóng)業(yè)生態(tài)遙感。※通訊作者:柳芳（1977—），女，河南南陽(yáng)，高級(jí)工程師。研究方向:農(nóng)業(yè)氣候資源評(píng)價(jià)及設(shè)施農(nóng)業(yè)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。Email:672107718@qq.com

*資助項(xiàng)目：中國(guó)氣象局氣候變化專項(xiàng)“日光溫室蔬菜種植氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與管理” （CCSF201521）；江蘇省農(nóng)業(yè)氣象重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（JKLAM）開放課題“日光溫室氣象災(zāi)害綜合評(píng)估研究”（KYQ1305）；天津市氣象局博士基金“日光溫室番茄低溫寡照影響評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究”（BSJJ201505）；公益性行業(yè) （氣象）科研專項(xiàng)“華北日光溫室小氣候資源高效利用技術(shù)研究”（GYHY201306078）