1、設施農業氣象觀測與服務設施農業氣象觀測與服務主主 要要 內內 容容 設施農業及其發展設施農業及其發展 設施農業氣象問題與服務設施農業氣象問題與服務 設施農業氣象觀測設施農業氣象觀測一、設施農業及其發展一、設施農業及其發展uW-W-什么是設施農業？什么是設施農業？環境科學生物科學工程科學u 設施農業的類型設施農業的類型設設 施施 農農 業業水產養殖設設 施施 養養 殖殖設設 施施 種種 植植畜牧養殖設施蔬菜設設施施果果樹樹設設施施花花卉卉 我國設施種植面積我國設施種植面積56875687多萬畝多萬畝，占占世界的世界的89.3%89.3%。其中溫室和大棚占世界的其中溫室和大棚占世界的89.7%89

2、.7%。 u 設施蔬菜生產現狀與地位設施蔬菜生產現狀與地位設施結構類型設施結構類型 現 代 溫 室 日日 光光 溫溫 室室 塑塑 料料 大大 棚棚 塑料小拱棚36183618萬畝萬畝占占64%64%蔬菜蔬菜93.5%果樹果樹4.1%花卉花卉2.4%占占1%1%現代溫室現代溫室中小拱棚中小拱棚塑料大棚塑料大棚日光溫室日光溫室 全國日光溫室日光溫室種植面積約1400萬畝萬畝，其中蔬菜生產蔬菜生產面積約1350多萬畝多萬畝。 年產值年產值2025億元左右億元左右，成，成為為農村經濟發展的支柱產農村經濟發展的支柱產業，并逐步走向標準化生業，并逐步走向標準化生產產。 推動了區域經濟的發展推動了區域經濟的

3、發展 為農民增收做出了突出貢獻：為農民增收做出了突出貢獻：農民人均純收入農民人均純收入顯著提升。顯著提升。 有力地拉動內需和地方經濟：有力地拉動內需和地方經濟：帶動相關上下游帶動相關上下游產業的發展。產業的發展。 吸納農村富余勞動力、促進勞動力就業：吸納農村富余勞動力、促進勞動力就業：設施設施農業產業及上下游產業崗位農業產業及上下游產業崗位；如壽光市；如壽光市50%50%的的人口從事與設施農業有關的產業。人口從事與設施農業有關的產業。 提高了全民的生活質量提高了全民的生活質量p設施農業備受設施農業備受黨中央、國務院高度重視黨中央、國務院高度重視 2015年年中央一號文件中央一號文件：“深入推進

4、農業結深入推進農業結構調整構調整”-實施園藝產品提質增效工程實施園藝產品提質增效工程。1%39% 35%25%5430全國蔬全國蔬菜產業菜產業規劃規劃全國蔬菜全國蔬菜產業規劃產業規劃(2020(2020年年) )面積面積+2.2%+2.2%產量產量+18.8%+18.8%人均人均+8.1%+8.1%設施蔬菜面設施蔬菜面積占積占25%25%左左右右二、設施農業生產氣象問題與服務二、設施農業生產氣象問題與服務 我國設施農業平均單產僅為發達國家（荷蘭）我國設施農業平均單產僅為發達國家（荷蘭）的的1/3-1/4，產值相當于發達國家的，產值相當于發達國家的1/30-1/40。 黃瓜、番茄產量黃瓜、番茄產

5、量中國，中國，7-8kg/m2荷蘭，荷蘭，30-50kg/m2（1季產量），較我國高出季產量），較我國高出3-5倍倍。 原因：原因：總體水平（特別是科技水平）低總體水平（特別是科技水平）低，其中，其中，設施農業生產中的氣象問題沒有得到有效解決，設施農業生產中的氣象問題沒有得到有效解決，是影響產量和經濟效益的主要原因之一。是影響產量和經濟效益的主要原因之一。u設施農業生產存在的主要氣象問題設施農業生產存在的主要氣象問題設施結構相對簡陋設施結構相對簡陋-對外界氣象條件依賴性對外界氣象條件依賴性較大較大溫度問題溫度問題-過高或過低過高或過低春、秋季春、秋季-過高過高冬季冬季-過低過低濕度問題濕度問題

6、-過高（易導致病害發生）過高（易導致病害發生）p正常天氣條件下設施內小氣候問題及其影響正常天氣條件下設施內小氣候問題及其影響 反季節反季節 -高效生產和反季節栽培為產業定向 設施結構設施結構 -相對簡陋 能量能量來源來源 -太陽輻射 低溫災害低溫災害 寡照災害寡照災害 低溫寡照復合災害低溫寡照復合災害 大風災害大風災害 暴雪災害暴雪災害 次生災害次生災害-病蟲害病蟲害 p 設施農業氣象災害影響日趨增大設施農業氣象災害影響日趨增大設施蔬菜生產特點：設施蔬菜生產特點：主要氣象災害：主要氣象災害：低溫低溫低溫導致番茄受凍寡照導致黃瓜染病寡照寡照溫室低溫溫室低溫抑制光合抑制光合濕度過高濕度過高災害性天

7、氣條件影響災害性天氣條件影響: : 溫度過低溫度過低濕度過高濕度過高CO2過低過低間接影響間接影響p設施農業氣象服務的必要性設施農業氣象服務的必要性-需求需求 日常生產管理需求日常生產管理需求 春、秋季春、秋季 冬季冬季氣象災害影響防御需求氣象災害影響防御需求低溫，寡照，大風，暴低溫，寡照，大風，暴雪，復合災害。雪，復合災害。設施小氣候設施小氣候預報預報災害影響災害影響預報預報 其他服務其他服務采摘上市，氣肥施用，采摘上市，氣肥施用，病害發生潛勢。病害發生潛勢。小氣候監小氣候監測診斷測診斷為什么說設施農業氣象服務是可行的？為什么說設施農業氣象服務是可行的？p設施小氣候存在高度穩定性設施小氣候存

8、在高度穩定性通風顯通風顯熱交換熱交換入射太入射太陽能陽能通過覆蓋材通過覆蓋材料熱交換料熱交換空氣與土表空氣與土表顯熱交換顯熱交換空氣與作物空氣與作物顯熱交換顯熱交換空氣與墻體空氣與墻體顯熱交換顯熱交換作物蒸騰作物蒸騰潛熱消耗潛熱消耗土表蒸發土表蒸發潛熱消耗潛熱消耗主要能量來源是太陽輻射主要能量來源是太陽輻射 溫室、大棚的透光率一般在溫室、大棚的透光率一般在60%-80%以上以上不同季節不同天氣條件下日光溫室外不同季節不同天氣條件下日光溫室外總輻射總輻射輻輻冬季冬季春秋季春秋季不同季節不同天氣條件下日光溫室內總輻射輻不同季節不同天氣條件下日光溫室內總輻射輻冬季冬季春秋季春秋季 l 氣氣 溫溫 冬

9、冬 季季春春 季季室內氣溫室內氣溫冬季晴天冬季晴天冬季多云冬季多云冬季陰天冬季陰天地表溫度地表溫度20cm20cm地溫地溫室室 外外氣氣 溫溫 l 地地 溫溫 白天，隨著土白天，隨著土層的加深，溫層的加深，溫度 降 低度 降 低 ; ; 夜 間夜 間則相反則相反。l 濕度變化特征濕度變化特征冬 季春 季l 溫室內溫室內CO2濃度濃度冬季明顯低冬季明顯低于春秋季于春秋季冬季天氣類冬季天氣類型影響大型影響大日光溫室氣溫預報精度檢驗日光溫室氣溫預報精度檢驗010020030040050060070080090010000510152025303540 實 測 值預 測 值2008 年12 5月晴天逐

10、日24小時預報值與實際值對比圖（萊蕪）l78%樣本絕對誤差低于樣本絕對誤差低于20:0007:00與與18:0023:00時段內效果較理想；時段內效果較理想；白天白天08:00 17:00時段，由于受到通風作業的時段，由于受到通風作業的干擾，棚內氣溫預測效果波動較大干擾，棚內氣溫預測效果波動較大.浙江慈溪大棚氣浙江慈溪大棚氣溫溫江蘇南部大棚氣溫江蘇南部大棚氣溫冬季冬季春季春季春季春季冬季冬季 山東日光溫室：山東日光溫室：相對誤差相對誤差低于低于5%5%樣本樣本占占77%77%；低；低于于10%10%樣本樣本占占93%93%。 濕度預報精度檢驗濕度預報精度檢驗服務內涵：服務內涵： 設施農用天氣預

11、報 設施農業氣象災害監測與影響預報 設施農業病蟲害發生潛勢氣象預報 設施農業氣象診斷與評估 農業氣象指標小氣候特征天氣預報天氣預報環境調控栽培管理作物與作物與環境達到環境達到和諧和諧服務服務產品產品加工加工預報模型預報模型實時觀測實時觀測數據數據p 2009 2009年，中國局正式提出開展服務年，中國局正式提出開展服務u 服務核心基礎支撐服務核心基礎支撐-氣象觀測氣象觀測設施設施農業農業氣象氣象觀測觀測設施外環境氣設施外環境氣象要素象要素設施內設施內小氣候小氣候要素要素現狀：省市間不統一現狀：省市間不統一三、設施農業氣象觀測三、設施農業氣象觀測p 標準制定與相關規定標準制定與相關規定 行標：行

12、標：QX/T 2612015QX/T 2612015觀測項目觀測項目： 設施設施內氣溫、空氣相對濕度、內氣溫、空氣相對濕度、地溫、總輻射、光合有效輻射地溫、總輻射、光合有效輻射和二氧化碳濃度等和二氧化碳濃度等。觀測時制與日界觀測時制與日界 輻射觀測采用輻射觀測采用地方平均太陽時地方平均太陽時，其余觀測項目采用，其余觀測項目采用北京時北京時。 輻射觀測以輻射觀測以地方平均太陽時地方平均太陽時2424時時為日界，其余觀測均以為日界，其余觀測均以北京北京時時2020時時為日界。為日界。設施農業小氣候設施農業小氣候觀測規范觀測規范 日光日光溫室和塑料大棚溫室和塑料大棚 觀測項目觀測項目 觀測時制與日界

13、觀測時制與日界 對觀測儀器的要求對觀測儀器的要求構成構成包包括采集器、傳感器、電源括采集器、傳感器、電源功能功能自動自動采集、處理、存儲、傳輸采集、處理、存儲、傳輸技術性能技術性能 采集器：時鐘、數據存儲時限、有線連接、預留采集器：時鐘、數據存儲時限、有線連接、預留新增傳感器接口等。新增傳感器接口等。 傳感器傳感器：測量范圍、分辨力、準確度、平均時間測量范圍、分辨力、準確度、平均時間和采樣頻次和采樣頻次。 電源：電源：光伏發電光伏發電，蓄電池容量蓄電池容量7 7天以上天以上；市電，；市電，備備用電池浮充電用電池浮充電。 觀測儀器軟件觀測儀器軟件：地面：地面自動氣象站自動氣象站。測量要素測量要素

14、測量范圍測量范圍分辨力分辨力準確度準確度平均時間平均時間采樣頻次采樣頻次（分鐘）（分鐘）（次（次/ /分鐘）分鐘）氣溫氣溫-50 -50 +50 +50 0.2 0.2 1 16 6空氣相對濕空氣相對濕度度0 0 100 100 1%1%4 4 （80%80%）1 16 68 8 （80%80%）測量要素測量要素測量范圍測量范圍分辨力分辨力準確度準確度平均時平均時間間采樣頻次采樣頻次（分鐘）（分鐘）（次（次/ /分鐘）分鐘）地溫地溫-50 -50 80 80 0.5 0.5 1 16 6總輻射總輻射0 W/m0 W/m2 22000 2000 W/mW/m2 21 W/m1 W/m2 25 5

15、 1 16 6光合有效輻光合有效輻射射0 0 mol/(smmol/(sm2 2) )2000 2000 mol/(smmol/(sm2 2) )1 1 mol/mol/(sm(sm2 2) )5 5 1 16 6二氧化碳濃二氧化碳濃度度0 ppm0 ppm2000 2000 ppmppm1 ppm1 ppm5 ppm5 ppm1 16 6傳感器技術性能要求表傳感器技術性能要求表 對對觀測儀器安裝觀測儀器安裝與維護要求與維護要求儀器儀器安裝要求安裝要求允許誤差允許誤差基準部位基準部位氣溫傳感器氣溫傳感器高度高度150 cm m m感應部分中部感應部分中部空氣相對濕度傳空氣相對濕度傳感器感器高度

16、高度150 cm m m感應部分中部感應部分中部地溫傳感器地溫傳感器感應部分一半埋入土感應部分一半埋入土中中感應部分中心感應部分中心、地溫傳感器、地溫傳感器深度深度10 cm、20 cm cm cm感應部分中心感應部分中心地溫傳感器地溫傳感器深度深度40 cm cm cm感應部分中心感應部分中心輻射傳感器輻射傳感器支架高度支架高度 m m支架安裝面底座南支架安裝面底座南北線北線二氧化碳分析儀二氧化碳分析儀高度高度 m m進氣口進氣口采集器箱采集器箱高度以便于操作為準高度以便于操作為準傳感器安裝要求表傳感器安裝要求表 對對數據采樣數據采樣的要求的要求采集器數據采樣的順序，數據處理方式采集器數據采樣的順序，數據處理方式 順序順序：氣溫、空氣相對濕度、地溫、總輻氣溫、空氣相對濕度、地溫、總輻射、光合有效輻射和二氧化碳濃度射、光合有效輻射和二氧化碳濃度給出了各類要素的數據文件格式給出了各類要素的數據文件格式 內容：內容：要素名稱，字節長度以及相關說明要素名稱，字節長度以及相關說明觀測儀器現狀：無觀測儀器現狀：無“列裝列裝”觀測儀器觀