苏北沿海地区风灾发生规律与大棚瓜菜防范对策

苏生平，薛瑞祥，朱晓虎，周桂官

（1.东台市蔬菜研究所，江苏 东台 224200；2.东台市蔬菜栽培技术指导站，江苏 东台 224200；3.东台市气象局，江苏 东台 224200）

风灾是沿海地区塑料大棚瓜菜生产中经常发生的严重灾害，一旦发生轻则造成瓜苗伤害，重则毁棚死苗，甚至绝收，损失惨重。以江苏省东台市为例，据估计近10年每年由于风灾造成的瓜菜损失面积超过1 333.33 hm2，直接经济损失7 000万元以上，间接经济损失达数亿元。因此，依据气象学、园艺学等综合学科理论，研究沿海地区的大风成灾原理，改进大棚设施，提高大棚抗风能力，寻求主动防灾减灾途径具有非常重要的意义。

1 苏北沿海地区大棚风灾发生规律

1.1 苏北沿海地区大风特征

苏北地区东濒黄海西襟湖荡，受海洋性气候影响较大。从2008－2011年大风事实来看，江苏省的大风以冷锋后的偏北大风最常见，占56.3%；台风和雷雨冰雹大风次之。从大风的季节分布情况来看，冷锋后偏北大风以冬季最为常见，春季次之；低压大风均出现在春季。

冬春季大风的突发性在苏北沿海地区较为突出，其以偏北风为主，出现频率为82%，偏南风出现频率为18%。冬春季季风受海洋与东北地面高低压系统的交替影响，多由北方强冷空气引发，并具有一定的间断性、持续性、突发性和阵性，容易交替出现偏北、偏南大风，以及偏东海风与冰雹等强对流天气，对大棚生产威胁较大。沿海地区大风出现1～2 h间断的情况比较常见，持续5～10 h的情况也比较多。

1.2 苏北沿海地区大棚风灾成因

研究表明，苏北沿海地区棚外出现6级风（风速≥14.5 m/s），大棚就有可能受灾；7级风成灾率达67%；8级风（风速≥20 m/s）成灾率近80%，主要造成大棚棚架倒塌；当极大风速≥26 m/s，大棚瓜菜100%受灾。由于沿海地区瓜菜大棚多为宽5～6 m的钢架或竹架大棚，且棚间距一般在0.3 m左右，棚表面受风面积较大。棚外大气流动形成风，而棚内气体则相对静止，这两种大气流体对棚膜形成压力差，使棚膜被棚外气体牵扯鼓涨，同时棚面上的压膜线对塑料棚面形成压力，不断阻挠其牵扯鼓涨活动；另一方面由于风速不均匀、时大时小，使棚膜形成不规则振动，不断经受起落摔打。此时，裙膜与顶膜结合部位重叠不严、棚北面底端与地面交界处压土不严、棚膜与棚架结合部重叠过小（少于0.5 m）、棚膜破洞的地方均会率先被大风突破，直至大风鼓破薄膜，拉倒棚架，破坏内部塑料中小棚，将瓜苗茎蔓撕断，使其中生长的作物受害。

当大棚覆盖严密度被大风彻底破坏，必然影响棚内温度、湿度等各种气象要素的量值和日变化，容易致使作物不能适应新环境而保持正常生长，以致作物受冻、失水，以及叶片、茎蔓及根系机械组织受伤甚至折断，最终造成严重减产或绝产。

1.3 苏北沿海地区春季大棚风灾特点

1.3.1 发生时段相对集中

东台及沿海地区大棚瓜菜生产季节前期2－4月份以东北风（即寒潮）为主，其中北风出现率80%左右，东南风出现率10%左右。因此，大棚风灾于2－4月份发生较多，平均每年发生2～3起，占全年发生率55%左右。其大风高强度年最大风速（高于平均值1.5倍标准差）的重现期一般为3～5年。然而，近年来5月份发生率有所上升，占33%左右，可能与此时大棚管理上容易出现问题有关。4－6月份虽只出现平均4级左右的偏北或偏南风，但是期间海风或阵风由于受局部地形影响，如高楼片区或河湾等地方，“狭管效应”将风力放大，会形成7～8级以上“穿堂（巷）风”气旋，进而造成风灾。

1.3.2 发生地域相对集中

高大建筑群的城郊发生机率高于空旷远郊，主要河流沿线发生机率高于其他区域。虽然沿海有成年林带地区，高层建筑物密集地区平均风速比空旷地区明显偏小，但是也容易形成狭长气旋或风洞。由于沿海农田林网结构、树种及配置不一，地域河流走向及地势不同，以及防风树木有效防护距离不等，各区域因风成灾机率也有所差异。

就东台及沿海地区而言，尽管地势平坦，但由于民居建筑物及防护林网建设水平不同，加之近几年东台及附近沿海风力发电场的建设，其各个区域大棚瓜菜风灾发生率有一定的差异。有的地方发生机率较高，如东台城郊因高大建筑物多，近10年共发生4起；有的地方则相对安全。1.3.3 大棚构型及布局对大棚受灾影响较大

研究表明，钢架大棚受灾损失明显小于竹架大棚，棚宽小于6 m的受灾损失明显小于棚宽大于6 m的；安装卡槽的受灾损失明显小于无卡槽的；长宽比值大、周径长的大棚，地面固定部分也多，其受灾损失小于长宽比值小、周径短的大棚。此外棚间距小于0.5 m的受灾率较0.5～0.75 m的高出1～3倍，棚体长于150 m以上的受灾率较100 m以下的高70%左右。

2 苏北沿海地区大棚防风对策

2.1 优化大棚瓜菜生产区域布局

一是专业部门要参照上海大棚气象防风做法，编制好防风区划。通过争取科技立项，借助科学仪器和多点多年测试资料，通过测试、模型推演及技术论证，尽快编制和发布东台地区大棚风灾风险区划图。同时，引导瓜农选择在风灾发生机率相对较小的远郊和绿化较好的基本农田区域种植大棚瓜菜。

二是改造阵风易发地段。特别是进一步优化农村居民点（中心村）及小城镇建设规划方案，尽量减少穿堂（巷）风的发生。科学编制农村生产河道的建设规划和绿化方案，想方设法杜绝河道“狭管效应”的发生。

三是要更新编制大棚瓜菜生产技术规范。补充完善大棚生产技术标准，指导瓜农选择恰当棚址，选择地势高燥、平坦、土质好、交通便利、水源充足、南边附近无高大建筑物的地区，注意避开风口地带，如河道旁、自然地势形成的风口地带等。

四是要科技入户，普及科学防风技术。指导瓜农选择正确的大棚方位，即棚区北面（尤其是东北面）附近最好具有高大的屏障（如树林、楼房等）或者建在村庄的西南边，利用这些屏障降低风速，可以有效保护棚体。另一方面，将传统的南北向或东西向大棚改为东北—西南走向，适当增加棚间距和减小棚长（控制在60～100 m），以减少迎风面积，减小大风对棚膜的压力。

2.2 加强农田林网建设，完善区域防风带

重点打造沿海滩涂防风林，以及骨干公路、河道沿线500 m范围内的防风林，建全农村现有绿化林网，支持建设生态友好型大棚瓜菜生产示范园区，科学建设完善公益性绿化林园。

2.3 推广应用先进的设施建设技术

一是选用合适的大棚材料。采取钢架取代竹架，以镀锌不锈钢管取代普通钢管，以标准钢架大棚取代自建式钢架大棚。

二是优化大棚结构。实施大规模统一布局，建设标准大棚园地，科学安排大棚走向、棚间距、棚间走道及防风墙的设置。要避免瓜粮间作，避免建无斜撑无纵向拉杆的简易棚，避免建软棚（横向拉杆稀少，不用卡槽或无压膜线）和长棚（棚长100 m以上）。按照国家标准钢架大棚要求，设计安装大棚棚体，选择流线型棚面。其稳定性好，压杆（压膜线）易压牢，棚面薄膜不易破损。此外，带肩大棚棚面弧度小，抗风能力差，一定要加强防风工作。

另一方面，大棚高度一般控制在1.8～2.0 m。大棚弧度以15°～20°为宜，过大，如呈半圆形，迎风面大，易遭风害；过小，影响膜的透光率和无滴膜水滴的下滑。尤其注意安装两侧压膜卡槽，并进行抗雪压测试，有条件的优先选用连栋大棚。此外，利用三角形稳定原理在大棚骨架与骨架、骨架与地面之间增设临时的或永久的拉线、支柱或骨架材料。

三是采用耐低温、耐老化、抗拉力强、耐候性好的长寿无滴膜，以增强棚膜的抗撕扯能力，提高大棚的抗风能力。大棚生产结束后，要将薄膜洗干净、晾干、卷好，放在通风、干燥、避光的地方，可延缓老化，延长使用寿命。此外，旧薄膜的张力太小，大风一吹易扯烂，不适宜做天膜，但可用于小拱棚。

2.4 加强科学管理，综合提升风灾防范能力

一是做好四件事。首先及时检查修补棚膜，用棚膜黏合剂、专用黏合胶带或透明胶带及时修补棚膜破损部位，防止强风吹入棚内，撕坏棚膜和造成温度降低。其次加固或增加压膜线，将压膜线南端固定在地锚上，北端绑上石块或沙袋坠在北墙外，随时调节压膜线的松紧，必要时应增加压膜线。其三关闭风口。其四加设防风膜，在大棚后坡处设1层与棚膜同长、宽约1.5 m的薄膜，以东西方向设置在大棚顶部，然后把这块棚膜的一边（宽约20 cm）用土盖严、压实，放下草苫或保温被，覆盖防寒膜后，再用这块薄膜把防寒膜盖上，即可防止北风吹入防寒膜内，避免将其鼓破，具有很好的防风效果。

二是采取特别措施。第一，对于附近有高大物体等特殊地段容易形成大风管道效应的大棚，未用压膜卡槽的应加装卡槽；同时增加压膜绳数量或改用扁平压膜带和地锚，将拱棚出入口封堵严密，阻止气流进入。第二，加强特殊大棚迎风面的防护。带肩大棚北端为大棚受风侵袭的主要部位，应进一步固定薄膜，可用竹竿或细绳箍着，紧贴立柱；也可在棚北头东边加护1层旧薄膜（裙膜）起保护作用；或在棚头封闭1层草帘、渔网或遮阳网以保护风口薄膜。经常刮大风的地方，可在迎风面设立简易风障，以减轻风害。此外杜绝在棚北头开门，以免大风灌入扯膜毁棚，加重护膜负担。第三，加装防风网膜。可采用压膜塑料网（最好用铅丝），网膜长度视大棚拱形架长度而定。在棚架铺上薄膜后，再压上防风网，用钥匙环把每个防风网连接成整体，最后用铁桩将上下网固定。

2.5 主动提升警备，积极精准救灾减灾

首先，及时收看天气预报并根据预报的风力大小采取合理的应对措施，这是预防风灾的基础。一般风力5级以上就必须考虑大棚的防风工作。要求管理人员做到3个不放风，即天气不正常可能出现险情尽量不放风，大风天气白天尽量不放风，大棚抢险人手不足尽量不放风。如果棚内气温过高需要放风时，可小心放顶风，但顶部放风口不能开大，并要固定好放风口，放风20～30 min即可；一旦大棚进风，应迅速打开下风口排风，再封闭上风口，避免造成过大损失。

其次，对定植小苗的大棚，缓苗前实施完全封闭不通风管理；醒棵后晴暖天气进行必要的抗寒锻炼，如在温暖天气加大放风量，适当早放风，晚闭通风口等。在冷空气来临前，叶面喷洒磷酸二氢钾，以增强植株的抗寒性。

其三，一旦发生风灾，迅速采取应变措施。事先准备好备用棚膜等物资和抢险人员，在大风来临之前，及时检查棚室并修复棚膜破洞和实施6个突击加固，即更新加固拉杆、压膜绳及地锚，加固棚门斜撑及风障，加固迎风面棚膜与裙膜结合部、迎风面裙膜与地面结合部、迎风面封门膜与顶端压土结合部，并及时关闭通风窗口。

对于已遭受风灾的瓜菜大棚，一是及时补膜、换膜、加固棚膜。毁坏严重的旧棚膜要全部换成新膜，新棚膜出现的裂口或缺口要进行缝补或粘贴，保证棚膜的密闭性；检修并恢复倾斜或折断的拱杆、支架，更新恢复破损的压膜绳、地锚及挡风屏障。二是加强田间管理。受灾严重的地块，可考虑毁茬改种其他作物；受灾较轻的瓜田，应当扶苗培土，适当提高棚室内温度，喷施磷酸二氢钾等叶面肥，促进瓜苗快速恢复生长。