石河子墾區設施農業的氣候影響及服務措施

（新疆石河子烏蘭烏蘇農業氣象試驗站，新疆 石河子 832000）

資料顯示，2012年我國設施農業面積已占世界總面積85%以上，我國設施農業已經成為世界上最大面積利用太陽能的工程，設施農業是我國現代農業產業結構中不可或缺的一部分[1-2]。近年來，新疆將發展設施農業放在重要位置，明確提出加快發展設施農業，計劃2020年全疆設施農業面積發展到10萬hm2以上，總產值200億元的遠景目標。隨著新疆設施農業栽培技術的不斷提高，設施農業已成為新疆僅次于“糧、棉、林果、畜牧”四大產業的重要支柱產業，發展設施農業也是新疆農業產業結構調整，農民增收和農業增效的重要舉措。

設施農業充分運用現代科學技術為農作物提供可控的光、溫、水等生長環境，但是仍然受自然氣候資源的約束。石河子墾區地處天山北坡，屬于典型的溫帶大陸性氣候，冬季長而嚴寒，夏季短而炎熱，光照資源豐富，冬季常有寒潮、低溫霜凍、暴雪、大風、霧霾等災害性天氣發生，對設施作物生長產生巨大的影響。加強氣象為設施農業服務體系建設，開展設施作物小氣候觀測、預警等專項服務，提供及時有效的趨利避害對策，可為設施農業生產助力。

1 氣象條件對設施作物種植的影響

石河子設施作物生產期一般與霜期同步，本研究利用冷季的光、溫等資源，將11月至次年的4月定義為設施作物的生長季，分析期間的氣候特點，以達到趨利避害的目的。

1.1 熱量條件

石河子墾區年平均氣溫為7.4℃，冬季氣溫較低，11月至次年4月的平均溫度為-4.9℃，1月為全年最冷月，月平均氣溫為-16.5℃，4月平均氣溫為12.4℃。設施大棚具有比較明顯的增溫效應，大棚內的平均溫度可以比棚外高2.0～5.0℃，但是對于一些結構簡單的塑料大棚，只能為秋季延長生長季、春天提早栽培起到一定的保溫作用，而且抵御自然災害能力弱，一旦受到惡劣天氣的影響，棚內作物產量品質都將受到巨大的影響。石河子墾區1月的低溫是不能夠滿足作物生長需求的，需要通過暖氣加熱等一些人為設施進行增溫，基本可以滿足對溫度條件要求不高的蔬菜、水果等作物的生長。4月石河子墾區的最高溫度可達30℃以上，晴天棚內溫度增幅可到5℃左右，35℃的高溫對絕大多數作物生長都是不利的，易產生高溫熱害，應采取開棚通風的方法，降低棚內溫度。

1.2 光照條件

光照條件是發展設施農業非常重要的因素，也是作物生長發育的重要組成。石河子墾區全年日照時數為2 700～2 800 h，11月至次年4月日照總時數為1 000 h左右，平均日照率為53%，12月為全年日照最少的月份，平均日照時數約105 h。近幾年來，由于城市工業化的迅速發展，冬季霧霾天氣逐漸增多，對日照的影響非常巨大，2016年冬季達到歷史最小值，12月的日照時數只有29 h，僅為歷年平均值的1/4，平均日照率為11%；全月有18 d無日照時數，最長連續8 d無日照時數。由于日照時數的驟減，大棚內的氣溫降低，溫度過低造成作物受害，輕者導致作物葉片發黃，嚴重的可將整株凍死，持續的寡照天氣誘發病害、植株瘦弱、生長受限，直接影響作物的生長發育。

1.3 水分條件

水分是農業生產的基本條件之一，石河子墾區降水量在不同月份差異較大，其中降水主要集中出現在春夏兩季的4～7月，約占年降水量的50%以上，冬季12至來年2月降水為全年降水最少的月份，這3個月的降水量僅占全年的10%～15%，降水量隨季節變化分布不均。由于石河子墾區為灌溉型農業，生長在大棚內的作物受自然降水的直接影響較小，本文主要分析降水天氣對設施作物不利的影響。由于陰雨天氣使得日照時數減少，棚內增溫幅度較小，不利于作物光合作用，特別是冬季大雪天氣對設施農業的危害明顯，可導致塑料大棚損壞、作物受凍和生長停滯，甚至造成抗寒能力差的作物絕產。

2 合理利用農業氣候資源

農業氣候資源為農業生產，特別是設施農業提供了最基本也是最重要的物質和能量，光、熱、水、氣等氣候資源要素的季節分布狀況和相互間的匹配度，在很大程度上決定了一個地區的設施農業的生產類型、效率和潛力。因此，應根據石河子墾區的氣候特征，做好設施農業布局，調整農業種植結構，提高單位土地面積上的農業氣候資源利用效率。

2.1 做好農業氣候資源調查和區劃

石河子墾區南北區域及東西區域氣候條件差別較大，因地制宜做好農業氣候資源調查和區劃，可為石河子墾區的設施農業種植規劃、決策，優化設施農業布局，確定農業技術和防災減災提供科學依據。

2.2 重視氣候變化的影響

近年來，全球氣候變暖，降水分布不均，極端天氣頻繁，極端霧霾天氣日數增多，這將嚴重影響石河子墾區的設施農業布局和設施農業種植制度，也就要求我們趨利避害，密切監視氣候變化，科學合理地利用氣候資源。

3 設施農業氣象專項服務及對策措施

3.1 加強觀測站網建設

由于設施農業內部與氣象臺站觀測的環境差異巨大，并且不同設施內的氣象環境也是不盡相同的，結合設施農業對氣象服務需求，石河子墾區的烏蘭烏蘇農業氣象試驗站建設了果樹、蔬菜、水果等不同設施作物的農田小氣候監測站，實時觀測大棚內部的溫度、濕度、風向風速、土壤溫濕度、太陽輻射和二氧化碳濃度等氣象要素，這些氣象監測數據，進一步反映出設施內外氣象環境差異對作物生長、發育的影響，以及不同結構、類型的大棚設施內的小氣候特點及其變化規律，提高了設施農業氣象服務的精確度，為設施作物的小氣候調節及栽培管理提供了科學依據。

3.2 完善設施農業氣象服務內容

在傳統的氣象日、旬、月預報服務材料的基礎上，開展設施農業特色氣象服務，定期制作“設施農業氣象服務月、旬報”，詳細分析近期天氣對設施作物生長的影響及應對措施，不定期發布設施作物災害性天氣預報及病蟲害發生發展趨勢預報，以書面的形式分發到農戶的手中。建立突發性災害天氣預警服務系統，當寒潮、暴雪、大風等災害性天氣來臨前，通過鄉鎮電子顯示屏、手機短信、微信和微博客戶端等多渠道發布災害預警，及時更新實時氣象數據信息，提前結合災害性天氣的特性做好保溫增溫、防風加固等預防措施。利用設施作物小氣候監測數據，構建不同種類設施作物生長發育與大棚內氣象要素的關系模型，以適用于當地設施作物田間小氣候調控，并探索災害性天氣對棚內作物影響的關鍵氣象要素指標及災害評估方法，采取科學有效的氣象服務促進設施農業發展。

4 結論

石河子墾區位于新疆西北部，其南北區域氣候條件相差較大。近幾年來受污染影響，石河子墾區南部區域極端霧霾天氣日數多，日照時數氣象數值偏少，無霜期短，農業氣象災害多，該區域不適合種植中晚熟作物，不適宜設施農業的種植和布局，此區域適合種植早熟品種及林牧業的發展；墾區北部區域溫度條件較好，光熱資源豐富，日照時數時間長，冬季霧霾天氣日數少，作物有效生長期長，不足之處是此區域降水偏少，且分布不均，春旱和夏秋旱極易發生，此區域適合種植中晚熟作物，適宜發展設施農業。

做好中長期預報預測，以及中短期的極端天氣預測、預警是氣象部門服務的首要任務。經過幾十年的發展，目前，氣象部門的各級氣象預測、預警技術相對比較完善，政府各級農業部門對農業種植結構的調整、設施農業的分布和品種引進等均參照氣象部門的區域規劃和氣候區劃，這極大提高了設施農業的氣候資源的利用，也有利于設施農業的持續發展。