李楠 陈辰 张继波 薛晓萍

摘要：基于1984年10月-2014年4月山东省自动气象观测站资料及2007-2014年日光温室小气候自动观测站资料，结合日光温室内番茄低温冷害农业气象等级指标，利用80%保证率方法，统计分析得到了日光温室外番茄低温冷害农业气象等级指标；应用该指标，对近30年山东省日光温室番茄生长季内低温冷害发生规律进行时间及空间的统计分析，结果表明山东省日光温室番茄生长季内低温冷害主要出现在冬季，年平均轻度低温冷害发生天数最多，主要出现在12月；1月是中度和重度低温冷害的高发期；鲁西北、鲁中东部及半岛内陆部分地区是发生低温冷害的主要区域。

关键词：日光温室；番茄；低温冷害；山东省

中图分类号：S426文献标识号：A文章编号：1001-4942（2016）09-0110-06

AbstractBased on the auto-meteorological observation data from October，1984 to April，2014 in Shandong Province and the greenhouse auto-micro-climate observation data from 2007 to 2014， the outside grade indexes of chilling injury to greenhouse tomato were obtained using the inside grade indexes and the method of 80% guarantee rate in meteorology. Using the outside grade indexes of chilling injury to greenhouse tomato， the temporal and spatial statistic analysis was conducted to study the occurrence rules of the chilling injury in Shandong Province in recent 30 years. The results showed that the chilling injury of greenhouse tomato mainly happened in winter in Shandong Province. The grade light was the most common， and mainly happed in December. The grade medium and heavy mainly occurred in January. The regions of chilling injury appeared mainly in the northwest Shandong， the east of middle Shandong， and part of the inland of Shandong peninsula.

KeywordsGreenhouse； Tomato； Chilling injury； Shandong Province

設施农业具有高投入、高产出等特点，但由于结构相对简陋，抵御自然灾害等逆境的能力较弱，对外界气象条件依赖性较大[1-3]，尤其是在气候变化背景下，各种极端天气事件发生频率增大、强度增强，严重影响了设施作物的产量和品质，制约了设施生产的经济效益[4-8]。低温是制约设施农业可持续发展的主要因素之一，科学分析低温冷害发生规律，对采取正确防灾措施，降低灾害损失，提高社会和经济效益具有十分重要的意义[9-11]。

本研究基于1984年10月-2014年4月山东省气象观测站资料，根据日光温室番茄低温冷害等级界定标准，对近30年全省日光温室番茄生长季不同月份不同等级低温冷害的发生规律进行统计分析，并给出番茄低温冷害气象服务的对策建议，为开展面向日光温室的精细化专业气象服务提供有效的技术支持。

1数据来源与技术方法

1.1数据来源

本研究所用气象数据来源于1984-2013年设施番茄生产季内（当年10月至翌年4月）山东省自动气象观测站（共122站，不含泰山站）逐日最低气温数据资料和2007-2014年临淄、莱芜、东营三个日光温室小气候自动观测站逐小时最低气温数据资料。

省级区域边界图层数据来源于地球系统科学数据共享网。

1.2数据处理

基于日光温室内番茄低温冷害农业气象等级指标[6，12-18]，将日光温室内小气候逐日观测数据资料与相同地区的自动气象站观测数据资料进行匹配提取，利用80%保证率分别计算不同等级低温发生时温室内、外气象资料对应关系，最终确定低温冷害的外界气象等级指标。

将日光温室的种植季分为三季，即秋季（10-11月）、冬季（12月-翌年2月）、春季（3-4月）。根据日光温室番茄发生低温冷害的外界气象等级指标，统计分析1984-2013年当年10月至翌年4月不同月份内发生不同等级低温冷害的日数。

1.3技术方法

低温冷害发生区域分布的等级划分采用自然断点法。自然断点法是基于数据中固有的自然分组进行类别划分的方法，通过识别分类间隔，可对相似值进行最恰当地分组，并可使各个类之间的差异最大化[19]。利用该方法，要素可被划分为多个类，对于这些类，会在数据值差异相对较大的位置设置其边界。

网格点插值采用反距离加权插值（IDW）法。IDW法基于“地理第一定律”的基本假设，即两个物体的相似性随它们间的距离增大而减少，以插值点与样本点间的距离为权重进行加权平均，离插值点越近的样本赋予的权重越大，该方法简单易行，直观并且效率高，在已知点分布均匀的情况下插值效果好，插值结果在插值数据的最大值和最小值之间[19]。

2结果与分析

2.1日光温室外番茄低温冷害指标

将临淄、莱芜、东营三个日光温室小气候自动观测站数据与对应三个地区的自动气象观测站数据匹配提取，并按80%保证率方法求算，得到日光温室外番茄低温冷害气象等级指标，见表1。

2.2.1低温冷害年度变化规律通过对1984-2013年日光温室番茄生长季（当年10月至次年4月）全省122个自动气象监测站逐日最低气温观测资料的统计，近30年日光温室番茄生长季内发生重度冷害平均天数为20.2天，中度冷害为16.4天，轻度冷害为57.7天。

近30年平均发生情况

从122个观测站累计的低温冷害发生天数年变化图可以看出，全省以轻灾为主，发生天数明显高于重度冷害和中度冷害；重度冷害与中度冷害多年平均发生天数接近；单站平均各等级冷害发生情况逐年变化不大。

从122个观测站累计的日光温室番茄生长季低温冷害各月发生天数的逐年变化图可以看出，11月、2月和3月日光温室番茄低温冷害的年际变化整体呈下降趋势，其他月份整体变化趋势不明显。各月份间比较，1月份冷害发生天数最多，其他各月由多至少依次为12月、2月、3月、11月、10月和4月。

2.2.2低温冷害月变化规律将日光温室番茄各等级低温冷害发生天数按月分别统计，从30年平均结果来看，生长季内轻度冷害发生天数最多，且从10月至12月呈逐渐升高趋势，1月略有下降，2月又有小幅回升，之后递减；中度与重度冷害变化趋势一致，均呈单峰曲线变化，但重度冷害1月平均发生天数高于中度冷害。1月重、中、轻度冷害全省累计平均发生天数分别为1 208、768、1 522天。

2.3日光温室番茄低温冷害空间分布变化规律

从山东省日光温室番茄近30年生长季低温冷害平均发生天数分布图可以看出，重度冷害鲁西北及鲁中大部、半岛内陆部分地区在24～38天之间，其中鲁西北中部、鲁中东部及半

岛局部在29天以上；鲁西南大部、鲁南南部及半岛沿海局部地区在3～13天之间；其他地区在14～23天之间。中度冷害与重度冷害全省分布情况基本一致，鲁西北东部、鲁中东部及半岛内陆部分地区平均发生天数较多，在18天以上；鲁西南西部、鲁南南部及半岛东部沿海局部地區在13天以下，其他地区在14～17天之间。轻度冷害发生天数较多的区域主要分布在鲁西南大部、半岛大部及鲁西北局部地区，一般在61～66天；鲁中大部、鲁南、鲁东南部分地区在49～56天之间；其他地区在57～60天之间。

对日光温室番茄生长季低温冷害发生天数最多的冬季（当年12月-翌年2月）分布情况进行分析， 12月，鲁西北、鲁中大部及半岛内陆地区均在26天以上，鲁南部分地区及半岛沿海局部地区在14～23天，其他地区在24～25天；1月是每年日光温室番茄苗期发生低温冷害最严重的月份，鲁西北大部及鲁中东部的局部地区整月均有冷害发生，鲁南地区也有26～27天的冷害发生；2月冷害发生时间又有所减少，多发区仍集中在鲁西北北部、鲁中东部及半岛内陆地区，平均为25～26天，鲁西南、鲁南及鲁中西北部地区出现天数较少，为16～20天，其他地区在21～24天。

3讨论与结论

（1）根据近30年山东省122个自动气象观测站最低气温日资料统计分析，山东日光温室番茄低温冷害发生频繁，其中，各年生长季内冷害发生天数以轻灾最多，重度与中度冷害年平均发生天数接近，单站平均的各等级冷害发生逐年变化不大。生产季各月冷害累计，1月发生天数最高，因此，应特别关注该月的日光温室番茄冷害发生情况。

（2）12月为轻度冷害的高发期，1月为中度和重度冷害的高发期，表明，冬季是设施番茄最需要进行保温防冻的时期。

（3）山东省的日光温室番茄低温冷害主要发生在鲁西北、鲁中东部及半岛内陆部分地区，应作为开展气象服务的重点区域。

（4）山东省生产中所用日光温室多为非加温型，且晴好天气正午前后温室内气温迅速升高，考虑到生产实际需求，并结合前人研究结果[20]，提出以下建议措施：及时揭盖草苫并保持棚膜洁净；晴好天气适当增加通风时间，将棚内相对湿度控制在85%以下，可以减少病虫为害并起到快速降温作用；阴雨寡照常引起日光温室内气温较低，可以挂反光幕或使用补光灯等改善光照条件，从而起到提高地温和温室内气温的作用。

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