登陆注册
14637000000028

第28章 专业气象与气象灾害防御(2)

1976年特别是1978年后,农业气象工作经过恢复、整顿、已得到扎实、稳步的发展。重新组建了农业气象基本观测网,增加了大农业的观测内容,改进了观测方法。开展了各种形式的农业气象服务,不断改善与充实服务手段与内容,并逐步向自动化与定量化方向发展。完成了全国的、省的和大部分县的农业气候资源调查与区划。农业气象试验研究发展迅速,研究领域不断拓宽与深化新的手段与技术陆续引入,并已取得可喜成果。1985年在北京召开的第二次全国农业气象工作会议上明确了业务指导思想和农业气象工作发展方向与基本任务,并要求创立具有中国特色的农业气象技术方法和农业气象理论。

进入21世纪,中国的农业气象事业进入快速持续发展阶段。中国农业正处在由传统农业向高产、优质、高效、生态、安全和可持续发展的现代化农业转变的关键时期,随着经济社会的发展,人们对蔬菜、水果、肉、蛋、奶等的需求越来越高,设施农业、特色农业、畜牧业、水产养殖业等新型农业产业领域蓬勃发展,促使农业气象适应形势,由传统种植业为主的领域逐渐向上述新型农业产业领域拓展。另外,随着计算机和信息技术的发展,信息传播方式多种多样,方便快捷,自动化程度越来越高,大大增强了服务效果。另外,随着科研开发力度的加大和科研成果的应用转化,农作物产量预报、农业干旱综合监测预警技术、农业病虫害发生发展气象等级预报等农业气象技术方法得到了较快发展。“十五”期间,开展了华北农业干旱、东北作物低温冷害、江淮小麦油菜渍害、华南经济林果和水产寒害等农业气象研究。应用GIS和计算机网络、通讯等技术,向农村、农民提供农业气象服务。

在科学发展观的指导下,中国农业气象以粮食安全保障、农业防灾减灾、农业应对气候变化为重点,以围绕服务新形势下现代化农业发展需求与公共气象服务为引领,正在开始实现由传统农业气象向现代化农业气象转变,将更好地为现代化农业、农村经济建设,为农民生产生活提供全方位、多元化的有效的专业气象服务。中国农业气象进入了一个新的历史发展阶段。

(2)农业气象研究领域

现代农业气象学的主要研究领域有作物气象、畜牧气象、林业气象、病虫害气象、农业气候、农田小气候和小气候改良、农业气象预报、农业气象观测和仪器等。

1)作物气象

作物气象研究的是作物生长发育、产量形成和产品品质等与气象条件的相互关系,目的是为促使作物合理布局与丰产栽培以及为发展生态农业、设施农业、立体农业、庭园经济等提供气象依据。

作物的生长、发育和产量形成,同气象条件的光、热、水、气有密切的关系。作物生产的实质是一个能量转换、物质循环和积累的过程,影响作物生长发育和产量形成的外界环境因素,首先是太阳辐射。但在自然条件下,光照条件往往不是限制因子,对当前农业生产水平起限制作用的主要是温度和水分,而空气又是作物生存的重要因素和物质来源。农业气象着重研究的是二氧化碳,它是作物光合作用形成有机物质的原料。

2)光与农业生产

万物生长靠太阳,地球上所有生命都靠来自太阳辐射提供生命活动的能量。光对植物的作用有光合作用、光周期效应和向光性效应三个方面。不同波长的辐射对植物有不同的影响,太阳光谱中决定植物光合作用的主要是0.38~0.71微米波段的可见光,称之为光合有效辐射,光合有效辐射一般占总辐射的45%~53%。

绿色植物吸收太阳光能合成有机物质,把太阳能贮藏于生物有机体中,植物的光合作用几乎使所有的有机体与太阳辐射之间发生了最本质的联系。没有光,不能产生叶绿素,也不能进行二氧化碳的合成,光是植物光合作用的能量源泉。光对植物的热效应,由于植物的蒸腾,不致使植物体温过高而“灼”死。光还影响植物营养体形态的建成和生长发育以及叶的方位,也影响着植物的地理分布等。

光对生物有机体的影响是由光照强度、光照长度、光谱成分的对比关系构成的。它们各有其时空变化规律,在地球表面上的分布也是不均匀的。光的这些特点及其变化,都对有机体生长发育和产量形成产生影响,如光照强弱和光谱成分不同,会影响植物的光合强度、刺激和支配组织的分化以及形态建成等,在某种程度上,决定着植物器官的外部形态和内部结构。日照时间的长短则制约很多植物的开花、休眠、地下贮藏器官的形成过程。而光谱成分也不是所有波段都对光合合成起有利作用,有些波段甚至对植物有害。

合理密植是充分利用光能、空间、地力,提高植物光能利用率以达到产量最大化的重要措施。合理密植的关键是栽植密度要合理,不能过大。如果过大,会使叶片互相遮阴,植株中、下部的光照减弱,结果反而降低总叶片的平均光能利用率。过于密植还会引起田间通风不良,不利于作物层内CO2的运输和供应,易引起倒伏、病害等现象。

昼夜间光照与黑暗的交替及它们的长度对植物结实有很大的影响,有的植物只有在日照长度小于某个值时才能开花,延长日照就不能开花结实,如水稻、玉米、大豆、烟草、棉花等原产于热带和亚热带植物,称之为短日性植物。有的植物只有在日照长度大于某一个值时才能开花,缩短日照就不能开花结实,例如大麦、小麦、油菜、胡萝卜、洋葱等原产于高纬度的植物,称之为长日性植物。有的植物对于日照的长短没有要求,在长、短日照下都能正常开花,如番茄、四季豆、黄瓜等,称之为中间性植物。利用植物的这种特性,通过延长或者缩短日照时间可以控制花卉植物的花期。

3)温度与农业生产

温度作为热量条件的标志,对生物体的影响是多方面的,不仅影响其生理生态特征、分布、同化、呼吸及其蒸腾等各生理过程、生长发育与产量形成,还影响产品的产量与质量等。

无论何种生物的生命活动都需要在一定的温度范围内才能进行,生物的每一生命活动都有其最高温度、最低温度和最适温度。植物、变温动物和微生物都是在最适温度下生命活动最活跃,低于最低温度或高于最高温度,都会停止生长。温度指标是指作物生长发育的下限温度、最适温度、最高温度、致死温度和积温等。积温是作物生长发育阶段内逐日温度的总和,它是衡量农作物生长发育过程的一种标尺。农作物通过某一发育阶段或完成全部生长发育过程所需的积温为一个相对固定值。

温度对光合作用强度的影响有两种效应:一方面温度增高时光化学过程加快而使总光合作用强度增加,另一方面温度增高时呼吸消耗增加。因此净光合产物在初期随温度升高而增加,而当超过最适温度以后,净光合产物则随温度升高而减少。

温度对作物品质的影响有多种表现,如草莓在形成甜味和红色时要求中等到较高的温度,但在形成特有香味时要求10℃左右的温度,春季第一茬种植后的早晚可以遇到这样的温度,香味较浓,而后几茬种植由于温度较高香味就差。温度日较差大一般有利于糖分积累,这是哈密瓜和吐鲁番葡萄香甜举世闻名的主要原因。吐鲁番葡萄品质好还得益于那里的夏季炎热和空气干燥,能使葡萄很快风干。番茄开花受精遇低温幼果发育不良容易成畸形果,春播小萝卜在春寒年也易分杈、纤维多,品质下降。

温度条件是作物引种时考虑的一个重要因素。《晏子春秋·杂下之十》中有“橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳”的描写,主要是因为淮北热量条件不能满足橘子的生长造成的。一般来说,北种南引比南种北引容易成功,草本植物比木本植物容易引种成功,一年生植物比多年生植物容易引种成功,落叶植物比常绿植物容易引种成功。

4)水分与农业生产

水是重要的农业自然资料,降水量及自然水体贮水量的多少,决定了一个地区的农业类型,如旱地农业、灌溉农业、雨养农业、水田农业等。

水分的多少影响着生物体的各个方面。水分是植物制造有机物的原料。农作物进行光合作用,合成有机物必须不断供给水分。少水时发生干旱,光合作用停滞,植物萎蔫;水分过多,则发生涝害。叶片的水分蒸腾也是植物根系吸收水分和养分的动力之一,蒸腾作用还调节植物的体温,保持在一定的范围内。叶片光合作用制造的有机物输送到根、茎、花、果实等器官和组织中去,都必须有水分作为介质,水分是植物支撑的主要因素之一。

蒸散量是由作物叶面蒸腾和土壤表面蒸发造成的农田水分损失量,它是决定农田水分状况、作物光合作用和生长状况的重要因素。土面完全被植物覆盖和土壤充分湿润时的蒸散量称为可能蒸散,实际蒸散量与可能蒸散、土壤含水量和植被覆盖状况关系密切。

水分指标是反映农田水分状况对作物生长发育的影响的指标,常用土壤湿度和蒸散量来表示。一般划分为过干、适宜、过湿三个等级,大多数旱地作物的适宜水分指标为土壤相对湿度60%~80%。水分亏缺对产量影响十分明显,根据土壤水分的多寡影响作物生长和产量的程度,可确定作物旱害或湿害的指标。

农田小气候自动观测

全世界陆地约有1/3的地区处于干旱半干旱状态,即使非干旱区、半干旱区,也会遇有干旱季节,可见蓄水保土的重要性,少耕免耕法、覆膜栽培技术、蓄水保水理化方法等,对于保墒、提高水资源的利用效率,都有很好效果。

5)农田小气候和小气候改良

小气候是指由于地形、下垫面特征或其他因子引起的小范围的气象过程或气候特征。由于耕作措施和农作物群体动态变化的影响,改变了农田活动面状况和物理特性,导致辐射平衡和热量平衡各分量的变化,从而形成不同类型的独特的农田小气候。而农田小气候又反过来影响农作物的生长发育进程和产量形成。

小气候改良包括温室、阳畦、塑料大棚、塑料薄膜地面覆盖、风障、农田防护林、蒸发抑制和土面增温剂等。

温室气候是温室内的微气象过程和微气候特征,它是一种人工调节的小气候。由于玻璃对于入射的短波辐射的透过率大于向外的长波辐射的透过率,使得温室具有白天高温的特征。此外温室的结构、方位、屋面坡度、屋脊高跨比,以及使用的透光材料均对温室内的光照度和温度的分布及其变化有显著影响。

覆膜栽培能直接防止地面蒸发造成的水分损失,可以有效利用土壤水分,而且能使土壤中的水、肥、气、热各条件互相协调。覆膜栽培有保水效应,膜内部与地面之间形成不透气小气室,切断了交换通道,有效地抑制了蒸发;有增温效应,提高土壤与膜内温度,另外,覆膜栽培大大减少了蒸发耗热,北方早春一般地温可提高2~4℃,可以使作物早播种、早出苗,出苗健壮,从而达到早熟的目的;覆膜栽培有光照效应,苗破膜生长后,膜的反射强,增加了下层叶片的受光量;覆膜栽培有灭草效应,膜内生长的杂草因膜下温度高而烫死;覆膜栽培有保肥效应,避免了土壤水分大量蒸发和因降水而引起的板结、淋溶和肥料流失,膜内温度高,土壤微生物活动强,促进土壤中有效养分的转化。

少耕免耕法就是一次完成多种作业的耕作法,还有将种子播在条带中,各条带之间不进行耕翻,犁耕和播种一起完成。少耕免耕可以减少土壤水分蒸发,增加降水入渗,提高水的利用率,减少能源消耗和机械投资,增加土壤有机质和团粒结构,可以提高肥力。

除了上述人工调节小气候的措施外,近年来由于自动化技术的发展,完全由人工控制光、温等气象条件的人工气候室或植物生长箱已在农业研究中使用。在蔬菜和珍贵植物栽培方面,也已出现了人工调节气温、湿度和二氧化碳浓度,并采用无土栽培技术的自动化的植物生产工厂。

随着人们生活水平的提高,作物产品质量已越来越引起人们的重视。它对农业气象也提出了新的要求,从而为作物气象开辟了一个新领域。

9.1.2林业气象

林业气象是农业气象学的一个分支,研究林业生产与气象条件的相互关系及其规律的科学是林业气象学。林业气象是研究森林群落中的气象场结构和特征,以及这种气象场对其周围大气场的影响范围和强度。气象因子对于森林也是有作用的,如气象条件的变化对森林育苗、营休、采伐、更新以及森林群体的生理生态等都会产生不同的影响。温度、水分、风等气象因子对森林的组成和分布有重要的影响,热带植被主要是热带雨林,寒温带植被主要是落叶松,中国年降水量大于400毫米的地区才有森林。

森林对大气具有多重影响,可以调节和改造气候,防御农业气象灾害,改善农业生产条件;保持土壤、防风固沙,防治干旱化与沙漠化;保蓄水分,涵养水源,防止水土流失,造林就是造水;净化空气,减少和防治污染;减少燥声,保护和美化自然环境,以及影响全球水分循环、热量平衡和二氧化碳收支等。

林业气象就是在揭示林业生产与气象条件的相互关系及其规律,并根据维护生态平衡和林业发展的需要,运用气象和林业科学技术,既利用和开发自然环境,又利用和改造生物体本身,形成自然环境-生物-人类活动的良性循环系统,不断发展生态平衡,同时使人类能持续地获得他们所需要的生产、生活用品。

同类推荐
  • 五彩缤纷的光(探究式科普丛书)

    五彩缤纷的光(探究式科普丛书)

    本书内容包括:光的形成、本质、速度、介质以及光在层状分布等非均匀介质中的传播,光的运用及光电反应等。
  • 动物世界大百科

    动物世界大百科

    无论是浩瀚的宇宙、神奇的自然界,还是我们人类自身的生活,都充满了种种奇妙而有趣的现象。《中国学生成长知识丛书》共分为十五册,分别介绍了“ 宇宙”“动物”“植物”“人类”“科学”等内容,引导青少年不断地去探索我们生活的这个世界。
  • 青少年应该知道的化石

    青少年应该知道的化石

    本书从化石的形成、分类、特征、动物化石、植物化石等几个方面图文并茂的对各种化石进行了探讨和研究。
  • 探索失踪之谜(科学探索的真相)

    探索失踪之谜(科学探索的真相)

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们读者的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,增强科学探索精神,这是科学普及的关键。
  • 东南亚概论

    东南亚概论

    本书内容包括:东南亚概述、东南亚历史发展、东南亚国家、东盟和东盟自由贸易区、中国与东南亚的关系、中国东盟自由贸易区中的云南等。
热门推荐
  • 傻女擒夫:邪魅太子毒宠妃

    傻女擒夫:邪魅太子毒宠妃

    温和端庄藏伪善、这是当朝太子。卖萌装纯秀可爱、这是本国玉王。冷硬腹黑摆臭脸、这是异国王子。太子当她是根草,亲爱的小皇叔伸出了邪恶小爪子:猫儿跟我走,有酒有肉还有人叫你一声皇婶婶。异国王子高调抢妻:女人,跟着我权倾天下,让你渣夫匍匐脚下,给你当奴儿。所有人都知她是痴傻没救的侯府大小姐,却想不到有天会变成张牙舞爪的母老虎。调教渣夫变忠犬、非礼正太做跟班,咦?那个摆臭脸的怎么看都像是一只禽兽。某女严肃脸:让爷教你知道凶残妖女是如何炼成的!
  • 嫩妈暖宝,拿下总裁大大

    嫩妈暖宝,拿下总裁大大

    泰国之游她遇到了他,"你是…女的?"他的脸阴沉得要滴水,淡淡地说道:"你试试不就知道了。""我不喜欢人妖。"男人气的发抖,这个可恶的女人!小家伙小跑过来,瞪大眼睛,"妈妈,原来叔叔是姨姨变的啊!"………
  • 学生版时文选萃:有一缕阳光就要灿烂

    学生版时文选萃:有一缕阳光就要灿烂

    本书主要内容包括:有蓝天的呼唤,就不能让奋飞的翅膀在安逸中退化;有大海的呼唤,就不能让搏击的勇气在风浪前却步。成功的密码,在于懂得怎样避开障碍,让我们把不满表达成上进,把委屈升华为不屈,从一时的压抑中酝酿出一生的热情执著,从一时的失意中进发出一生的拼搏。把心径扩大一毫米,避开障碍的密码,用一片星光来照亮前方,有一缕阳光就更要灿烂!一则小故事蕴含着大道理,一段平凡的对话浓缩着生命的真谛。
  • 刨出来的文化遗产

    刨出来的文化遗产

    《刨出来的文化遗产》是一本关于考古的科普书籍。人人皆知考古学家的工作艰难,这些专家花了几年甚至几十年的的劳动成果就是今天我们所见的文化遗产,还有更多的未知的文化遗产被埋在地底,等待世人的挖掘,本书将带领青少年读者们走进考古学家的工作环境,领略考古的乐趣。
  • 薄情杀手妃:修罗小王后

    薄情杀手妃:修罗小王后

    【女强,宠文】穿越算什么,牛人到哪里都是牛人。草包?!才华尽展亮瞎你们狗眼。废物?!九窍全开我本修练天才。丑女?!面具之下风华美冠天下。炼百灵,聚万兽……惹我?作为大陆上唯一的炼妖师,我不介意帮你回炉!忠我敬我依从我,我自护他重他荣华富贵皆与之分享,欺我骗我背叛我,我皆诛之绝不留情!逆天算什么,人不容我必诛之,天不容我,我便破了这天,重造一片乾坤朗朗!***作为黑白两道通吃,商政两界通杀的黑道女王,无论是在穿越前还是穿越后,莫离都只有一个理想:做世间最强的女子,睡天下最强的男人。从废物到天才。从泥泞到云端。她,注定要站到至高处,让众生仰望。
  • 培养青少年观察能力的断案故事

    培养青少年观察能力的断案故事

    《培养青少年观察能力的断案故事》讲述了历史上的名人如何发散思维,创造发明的小故事,从而启发读者的思想。
  • 瞬界

    瞬界

    他是个中二病,自估战力高达百万,别人眼中战五力的神经病的渣渣。后来他被来自异世的妹子杀了,然后战五逆袭的故事开始了。被篡改的历史,百世轮回的战力堆积,掌百万鬼妖,握四大圣具,争天地六界!想象力多大战斗力就多强,别人炼器他靠想万千神兵入我手,别人升级他光考想睡一觉就快要顶级了,高手就是寂寞呀。别人放大绝他掏了掏鼻孔,四维空间大法阵,六维空间量子炮,九维重力压缩术。我“对面的造世神你还能再强一点吗?我掏个鼻孔就给跪,太弱了吧!”造世神:“......”然而改变不了的是他没有灵力之时还是个战五力的渣渣!
  • 道指神魔

    道指神魔

    随身带着一个世界,宗门、灵田、丹房、弟子、坐骑尽在其中。奴隶之子,入仙门,获至宝《神魔录》,成就无上大道。漫漫修道路,少年仗剑行!无穷无尽的道、妖、魔门派,离奇古怪的法宝丹药,游历六界的爱恨情仇,尽在《道指神魔》!——————————————————道指群:49762129
  • 穿越来欺君

    穿越来欺君

    别人穿越都是吃香喝辣的,可她为什么怎么惨?不但要女扮男装,还需要参与动不动就掉脑袋的夺嫡之争。她不要当什么顾先生,也不要当什么谋士。能不能让她先穿回去,她还没活够呢。
  • 千王反赌生涯

    千王反赌生涯

    老千这两个字让普通人感觉很神秘,也有通过电影《赌神》大家也熟悉了不少。可有多少人见过真正的老千呢?那只有输得倾家荡产和被平白无故陷入赌局的人,才会见到真正的老千。千的出现让赌局不在公平,圈套的出现会让赌徒陷入无法自拔,这本作品揭秘了所有的老千在赌局中所用手段,千术虽种类繁多,但归根结底:做牌、发牌、记牌、认牌、偷牌、算牌、换牌、高科技运用等等。最真实的老千经历,让千术走向透明化,让千无处可藏,最详细的揭秘,让赌徒们都能知道千的危害,让你真正能看到、了解现实生活中的老千。