2018年1月河南省暴雪寒潮天气对设施农业的影响评估

程芳芳， 杨光仙， 李红卫， 江清霞， 王纪军

(1.中国气象局/河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室， 郑州 450003； 2.郑州市气象局， 郑州 450048；3.河南省气象科学研究所， 郑州 450003； 4.漯河市气象局， 漯河 462300； 5.河南省气候中心， 郑州 450003)

河南省是中国最重要的农业生产基地之—[1-2]，近年来，在政府推动、市场拉动、效益驱动下，河南设施农业迅速发展[3]，既满足了市场需求，也增加了种植户经济效益。然而河南地处亚热带向暖温带的气候过渡带[4-5]，具有较典型的易孕灾环境，特别是在全球气候变化背景下，天气、气候条件年际变化很大[6-8]，农业气象灾害呈多发、频发和重发态势[9-11]。大风、暴雪、强降温、连阴寡照等灾害性天气都会对设施农业生产造成严重威胁[12-16]，因此正确分析评估灾害性天气对设施农业的影响，指导农户采取有效措施做好灾前防御很重要。

现利用实时和历史的逐日气象资料，对2018年1月上旬河南省暴雪、寒潮天气过程及其对设施农业的影响进行分析评估，对设施农业受灾情况进行调查分析，提出有效的应对措施，以期为决策管理部门及农户正确积极应对灾害性天气，减少经济损失提供科学依据。

1 暴雪寒潮天气过程分析

1.1 环流特征分析

500 hPa高度场上欧亚地区呈西高东低型，乌拉尔山地区为阻塞高压，贝湖到巴湖为低压，中纬度环流平直，这种环流形势是冬季河南省产生暴雪和寒潮的主要环流形势之一，稳定的阻塞环流形势使得冷空气不断从贝湖到巴湖的低压中分裂南下，影响河南省(图1)；从700 hPa风场来看，副高西北侧有异常西南气流将大量水汽输送到河南省上空(图2)。

图1 2018年1月3日500 hPa高度场Fig.1 The 500 hPa height field on January 3, 2018

图2 2018年1月3日700 hPa风场Fig.2 The 500 hPa wind field on January 3, 2018

1.2 降雪强度分析

2018年1月3—5日、6—7日，受北下强冷空气和西南暖湿气流共同影响，河南省出现了两次大范围降雪过程，其中沿黄及其以南地区普降大到暴雪，多地降雪量在30 mm以上。信阳市区3日8:00—4日8:00，日降雪量达43.0 mm，创1951年以来历史极值；信阳固始县过程降雪量达69.5 mm(图3)，为50 a来首次。从积雪深度上看，信阳、驻马店大部分地区积雪深度在20 cm以上，其中鸡公山积雪深度达41 cm。

图3 河南省2018年1月上旬降水量分布Fig.3 Distribution of precipitation in early January, 2018 in Henan Province

2 天气过程对设施农业的影响评估

2.1 降雪、大风对设施农业的影响

图4 2018年1月上旬河南设施大棚雪灾等级分布Fig.4 Distribution of snow disaster of greenhouse in early January in Henan Province

2018年1月上旬的两次降雪过程，河南省总降水量1.0～69.5 mm，有90%以上市(县)设施农业雪灾气象等级达到中度以上，50%以上市(县)达到特重级别(图4)；河南省极大风速在4.6～22.7 m/s之间，其中西平、长葛、叶县、登封超过了17.0 m/s，达到大风标准。大风对日光温室影响不大，塑料大棚风灾气象等级略大于日光温室，洛阳、平顶山、许昌和驻马店出现了轻度灾害，其他地区影响较小或无灾害(图5)。

2.2 日光温室西红柿、黄瓜低温灾害气象等级分析

河南省设施农业生产中，以设施蔬菜面积最大，约占95%，设施蔬菜中又以黄瓜、西红柿为主要，故对日光温室西红柿、黄瓜此次的低温灾害情况进行分析。

2018年1月上旬，河南省最低气温-14.0～-2.7 ℃，最低气温出现在临颖(-14.0 ℃)。全省日光温室西红柿均达到不同程度低温灾害气象等级，其中轻度等级占37.5%,中度占47.1%，重度占15.4%(图6)；黄瓜比西红柿耐低温能力要略差，其中轻度低温灾害气象等级占10.6%,中度占61.5%，重度占27.9%(图7)。

图5 2018年1月上旬塑料大棚风灾等级分布Fig.5 Distribution of wind disaster of plastic house in early January in Henan Province

图6 2018年1月上旬河南设施大棚西红柿低温灾害等级分布Fig.6 Distribution of low temperature on tomato greenhouse in early January in Henan Province

2.3 实地调查受灾情况

据调查结果显示：河南省设施农业蔬菜受灾面积10 710.1 hm2，其中信阳、驻马店受灾严重，受灾面积分别为6 248、3 332 hm2；漯河、平顶山、周口和南阳为中度灾害，受灾面积分别为漯河159.4 hm2、平顶山297 hm2、周口135 hm2和南阳516 hm2；三门峡、洛阳和商丘有小面积受灾；郑州、开封、安阳、焦作等豫中和豫北地区没有灾害发生(图8)。

图7 2018年1月上旬日光温室黄瓜低温灾害气象等级分布Fig.7 Distribution of low temperature on cucumber greenhouse in early January, 2018 in Henan Province

图8 2018年1月上旬调查受灾情况分布Fig.8 Disaster distribution of greenhouse in early January in Henan Province

调查结果显示，受灾情况主要表现为：①积雪造成大棚垮塌，棚膜受损，进而使棚内作物遭受低温冻害，尤其是对简易大棚、小拱棚蔬菜生产的危害最重；②由于降雪、低温天气持续时间长，日照时数少，造成棚内温度低、光照不足，影响蔬果的正常生长，造成品质下降。

2.4 致灾原因调查分析

(1)大部分种植户在大雪来临前提前获得了气象预警信息，及时对大棚采取了加固措施，雪后及时清除棚膜积雪，大棚安然无恙，棚内蔬果长势良好。

(2)部分大棚规模较小，大棚使用时间较长，棚体腐蚀、老化且管理较差的，整体或部分垮塌，此次受灾比较严重。

(3)部分种植户对本次降雪强度的认识不足，缺少应对经验，雪灾来临前没有加固设施，降雪过程中没有及时清除积雪，造成设施在重压下严重垮塌，损失惨重。

3 暴雪、寒潮天气设施农业应对措施

3.1 大棚保暖增温措施

(1)气温下降至0 ℃以下，要及时安装布置蔬菜大棚的草苫、棉被等覆盖层；棚膜要封严封实，不能有漏风口；将草帘或作物秸秆铺靠在大棚的四周，提高保温效果[17]。

(2)气温低于-6 ℃，需增加供暖设施，抗寒防冻。每亩大棚使用250 W浴霸灯或600 W高压钠灯[18]10～15个，可以使棚内增温3 ℃左右；每亩点燃5块加热块可增温2～4 ℃[19](一种新型的大棚加热材料，每块可燃烧2 h)；大棚里放置煤炉或铁盆，放入木炭生火加温；还可通过燃烧酒精释放热量的方法，增加棚内温度；在低温来临前，喷施磷酸二氢钾等叶面肥，以提高植株内的细胞液浓度，增强防寒抗冻能力[20]。

3.2 加固设施、及时除雪

出现积雪时及时清理，在棚内加钢管、木杆、竹子等立柱支撑，以免雪压过大造成大棚倒塌；对于日光温室，在大雪来临前在草苫或棉被上覆盖一层旧棚膜，既保温又可保护草帘不湿，清扫也方便。

4 结论

2018年1月上旬暴雪寒潮天气过程致河南省90%以上市(县)设施农业雪灾气象等级达到中度以上，50%以上市(县)达到特重级别；大风对日光温室影响不大，部分地区塑料大棚出现轻度灾害；低温致河南省日光温室蔬菜均达到不同程度低温灾害气象等级。

此次暴雪寒潮天气过程具有范围广、持续时间长等特点，尤其是豫南地区灾害强度大，部分种植户对灾害认识不足，缺少应对经验，损失惨重。在全球气候变暖背景下，豫南地区近年来受到暴雪、寒潮灾害影响的频率和强度有所增加，应关注和加强这一区域气象灾害的影响和分析，为政府部门完善应急机制、组织防灾减灾提供科学依据。