气象与森林的关系

气象与森林的关系（精选7篇）

气象与森林的关系 篇1

1 引言

森林火灾涉及的气象因素主要是温度、降水以及风等自然条件, 而且3者同时达到一定量级的时候加上自然的情况符合火灾发生的条件时才有可能发生森林火险。根据历史资料统计, 当风速、温度和最长连续无降水日达到一定程度, 火灾发生的机率明显上升。

2 历史资料的统计

黑龙江省历年气温降水资料如表1所示, 降水集中在6～8月间, 冬季降水少, 夏季降水量大。

从图1可以看到各月气温的形势, 以3月中旬到9月中旬为高温季节其余月份为低温季节。从图2可以看到, 每年降水集中在5月中旬到9月中旬, 7月时段为“枯水期”。

根据上述气温、降水和大风资料来看, 气温与降水多集中在6～9月份, 然而这个时段的温度虽然高过其它月份, 但因伴随着大量的降水, 森林火灾发生的机率也随之降低。而12月至次年4月份虽然温度低, 但降水也相应的有一个大幅度下降, 同时随着大风季节的到来, 风大物燥, 火灾发生机率明显增加, 见表2。

3 火险等级范围的确定

H= (T14+F14+∑d) /U14×100.

式中∑d为自被预报日开始前推的连续无雨 (日降水量≤0.1mm) 日数;T14、F14、U14分别表示预报日14h的气温、风速和相对湿度, 见表3。

4 结语

针对大多数地区春秋两季的防火形势, 采取科学的防范措施十分重要, 上述虽是单站分析, 但对大多数地区森林防火都适用。那么作为防火部门在春防、秋防期间如何利用气象部门提供的气象数据结合当地实际指导防火工作, 建议做好以下3个方面的工作。防火部门应将气象部门逐日报告的数据进行汇总, 多时段进行监控;根据当日天气预报结合前期的实况数据根据火险等级计算公式进行计算, 得出气象火险等级;根据气象火险等级结合林业部门的各项指标进一步作出判断;根据得出的结论向各林场下达工作任务。在森林防火工作上如果能抓住上述要点, 及时布控, 森林火灾放生机率将会明显下降。

摘要：结合单站气象资料的统计, 分析了黑龙江省森林防火与气象因素的关系, 利用气象资料科学指导森林防火对黑龙江省森林防火具有重要的意义。

关键词：资料统计,防火参考,建议

气象与森林的关系 篇2

1 基本情况

1) 地理位置, 迭部县地处长江上游, 位于甘肃省甘南藏族自治州境内, 地处青藏高原东北边缘, 岷山山系北麓和迭山山脉之间, 白龙江上游, 地理坐标为北纬33°41′20″～34°17′30″, 东经103°00′37″～104°04′35″, 东与舟曲县相邻, 两县林区相连;南、西与四川若尔盖县、九寨沟县接壤, 北以迭山为分水岭与卓尼县、岷县和洮河林区相接。海拔1 500～4 920m。属温带高寒旱季显著湿润区气候, 是长江上游主要的水源涵养林基地之一, 是甘肃南部的一块绿色屏障, 也是全国天然林资源保护工程重点实施区。森林总面积34.74万ha, 现有活立木蓄积3 645万m3, 森林覆盖率为66.6%。

2) 基本气象要素, 年平均降水量595.9mm, 年蒸发量1639.3 mm, 年平均气温7.0℃, 极端最高气温为35.5℃ , 全年无霜期约130d, 年平均风速2.0m/s。

2 森林防火期的气象要素变化特征

近年来由于受到全球气候异常的影响, 迭部县高温、干旱、大风天气日数逐年增加增多, 每年的11月至次年的4月为迭部地区的森林防火期。11月至次年的3月为高等级森林防火期。据气象资料统计迭部2001年11月～2002年3月降水量36.4 mm, 平均蒸发量82.9mm, 平均相对湿度55%, 定时最大风力在3级以上50天, 平均日照时间199.6h; 2002年11月～2003年3月降水量26.1 mm, 平均蒸发量83.5mm, 平均相对湿度53%, 定时最大风力在3级以上50天, 平均日照时间196.1h; 2003年11月～2004年3月降水量24.6 mm, 平均蒸发量86.9mm, 平均相对湿度56%, 定时最大风力在3级以上54天, 平均日照时间205h ;2004年11月～2005年3月降水量43.7mm, 平均蒸发量77.3mm, 平均相对湿度59%, 定时最大风力在3级以上65天, 平均日照时间196.7h;2005年11月～2006年3月降水量9.8mm, 平均蒸发量75.0mm, 平均相对湿度57%, 定时最大风力在3级以上73天, 平均日照时间200.4h。

通过对比冬春期间 (当年11月-次年3月) 迭部地区的降水量平均为28.1mm, 明显低于年平均降水量595.9mm的40%, 实际只有5%, 期间的相对湿度为56%, 低于60%, 3级以上天数达58天, 蒸发量81.1mm, 林下的可燃物载量明显增大, 易燃物、可燃物增多, 稍有不慎就会引起森林火灾或火警。

3 气象要素与森林火灾关系分析

气象服务工作的主要作用就是预防和减轻自然灾害, 气象与森林火灾的有着非常密切的关系。森林中各种可燃物的着火点取决于气象条件的变化情况, 如湿度的大小、气温的高低、降水量的多少、风力的强弱等。晴朗、高温、大风天气, 森林中可燃物的含水量下降到40%以下, 加之定时风力的影响极易发生森林火灾[1]。

1) 空气湿度对森林防火的影响: 空气湿度的大小对森林中的可燃物中的水分的蒸发量起着重要的作用。一般空气湿度大森林中可燃物的蒸发量相对较小, 则反之。迭部地区冬春季的相对湿度与夏秋季的相比相对较小, 平均湿度为56% (2001～2006年) , 其中, 在期间的2-3月中有10天的湿度低于50%。经气象资料统计表明2001年11月-2002年3月, 湿度为55%;2002年11月-2003年3月, 湿度为53%;2003年11月～2004年3月, 湿度为56%;2004年11月～2005年3月, 湿度为59%;2005年11月～2006年3月降水为57%。根据甘肃省林业科研所的研究, 当空气湿度小于60%时, 就有发生森林火灾的可能。通过对迭部达拉4.15森林大火的分析可以看出, 2002年11～12月迭部地区的平均相对湿度为53%;2003年1～3月迭部地区的平均相对湿度为56%。

2) 温度与森林防火的关系:在气象条件中, 温度是火险天气中的关键因素。气温对森林火灾的影响是多方面的。温度越高, 可燃物中水分蒸发和变干的速度越快, 火灾发生的可能性越大。气温影响可燃物的可燃性, 高温还会促使火势更加猛烈。从气象资料上看, 迭部地区在防火期的平均日照时长为199.6h, 在迭部这样的较低海拔地区日照时间就会是气温增高, 林下可燃物中的水分蒸发相应增加, 使可燃物加剧脱水。

3) 降水量与森林防火的关系:降水量减少, 无雨 (雪) 日较长, 森林可燃物的含水量将不断下降, 森林火灾发生的可能性和严重性也随之增大。一般大雨 (雪) 过后, 三至四天之内不会出现火险。迭部地区冬春季平均降水量28.1mm, 只有年降水量的5%。根据迭部县气象局统计资料显示 :2001年11月～2002年3月, 降水量为36.4mm;2002年11月～2003年3月, 降水量为26.1mm;2003年11月～2004年3月, 降水量为24.6mm;2004年11月-2005年3月, 降水量为43.7mm;2005年11月～2006年3月, 降水量为9.8mm。降水量的减少相对湿度小可导致林下可燃物的蒸发量增加, 一般认为可燃物中的含水量在30%容易引起森林火灾。迭部的森林属天然原始森林, 形成历史几百年, 地表的可燃物厚度达10-20厘米, 一旦有火源就可能引发森林火灾。加之迭部地区的农牧群众有烧荒种地的习惯, 这对森林防火带来极大的隐患。

4 ) 风力大小与森林火灾的关系:风力的大小与森林火灾的发生关系尤为密切。风不仅能把植被吹干, 有助于燃烧, 而且在火灾发生后, 还能使火源得到充分的氧气供应, 加速燃烧, 同时使火花飞溅, 影响火灾的形状, 延伸火灾的外形, 扩大火灾面积, 使地面火变为树冠火。迭部地区在防火期定时3级以上风力平均为58天。据迭部气象资料统计显示:2001年11月～2002年3月, 定时风力在三级以上的为50天;2002年11月～2003年3月, 定时风力在三级以上的为50天;2003年11月～2004年3月, 定时风力在三级以上的为56天;2004年11月～2005年3月, 定时风力在三级以上的为59天;2005年11月～2006年3月, 定时风力在三级以上的为56天。2004年迭部林业局达拉林场的4·15森林大火就属这种情况, 当天定时风力达到5级以上, 迅速地使地面火变为树冠火, 致使4 000多公顷的原始森林过火。

5) 日照时间与森林火灾的关系: 日照时间的长短同样也与森林火灾有着密切的关系, 日照时间长就会引起蒸发量的加大, 林下可燃物的含水量减少, 容易形成地表火, 一般平均日照时间超过100h就比较容易引发森林火灾, 从统计资料上来看迭部地区防火期的日照时间平均在199.6h。据迭部县气象局统计资料2001年11月-2002年3月, 月平均日照时数为199.6h;2002年11月～2003年3月, 月平均日照时数为196.1h;2003年11月～2004年3月, 月平均日照时数为205h;2004年11月～2005年3月, 月平均日照时数为196.7h;2005年11月～2006年3月, 月平均日照时数为200.4h。

6) 蒸发量与森林防火的关系:蒸发量的大小主要取决于降水、日照、风力、湿度等因素, 在防火期内当蒸发量大于70%时林下可燃物的着火点就会增加。迭部地区冬春季的蒸发量平均为81.1mm。据迭部县气象局统计资料2001年11月～2002年3月, 蒸发量为82.9 mm;2002年11月～2003年3月, 蒸发量为83.5 mm;2003年11月～2004年3月, 蒸发量为86.9 mm;2004年11月～2005年3月, 蒸发量为77.3mm;2005年11月～2006年3月, 蒸发量为75 mm 。

7) 森林火灾发生的次数和危害程度以春季最多, 最严重。由于每年气象条件变化的明显差异, 火险期的早晚、长短也会出现不同的情况, 例如冬季降雪量偏少, 春季气温回升快, 大风日数多, 火险期会相应提前;若雨季开始晚, 春旱持续时间长, 火险期则会相应延长。如果降水量比常年偏多, 冷空气活动频繁, 气温降低, 火险期则会相应推迟或缩短。

8) 森林火灾的危害相当严重, 它不仅会烧毁林木, 降低木材资源的数量和质量, 造成大量动植物死亡, 火灾后也会影响林内野生动物的生存, 破坏大自然的生态平衡, 而且还会引起森林小气候的变化, 使林区局部地区温差增大, 水分蒸发增加, 温度降低, 无霜期缩短[2]。

4 森林防火与气象服务的关系

近几年来迭部地区森林火灾呈多发频发趋势, 森林防火形势异常严峻。目前依据气象与森林火灾的关系, 划分森林火灾等级, 发布森林火险等级预报。

1) 森林中各种可燃物的着火点取决于气象条件的变化情况, 如湿度的大小、气温的高低、降水量的多少、风力的强弱等。气象部门分析防火期的气象资料做出比较准确的预报, 及时的向林业主管部门通报可能发生的森林火灾程度, 确定火险等级, 起到预警的作用。

2) 随着季节气象条件的变化, 火险的隐患也随之变化。降雨 (雪) 稀少、空气干燥、风力较大等气象条件容易诱发火险出现, 同时恶劣的天气给扑灭火灾也带来很大困难[3]。气象部门可以在防火期依照气象条件变化的实际情况, 分时段分阶段向林业部门提供短期趋势预报, 精心做好森林火险等级预报, 每天按时发布;遇有火点监测信息, 气象部门应当在第一时间向森林防火指挥部报告, 减少森林火灾发生机率, 最大限度减轻火灾造成的损失。

3) 通过气象信息如卫星遥感资料、气象要素资料的分析, 及时掌握天气变化趋势, 预测森林火险的危险程度, 在气象条件变化, 火险等级较高的时期, 积极向上级部门报告, 请求采取适时的人工增雨 (雪) 等有针对性的预防措施, 以降低森林火险的等级, 防止森林火灾的发生[4]。

4) 在扑救森林火灾时, 及时掌握火灾现场的气象条件使之得到充分利用, 必将对指挥扑救森林火灾非常有利, 依据火灾地区的气象条件实施人工降雨 (雪) 作业扑灭火灾, 用最安全、最小的代价最大限度地减少森林火灾带来的损失。

5) 为有效应对森林火灾, 减轻灾害损失, 林业和气象部门应当从森林防火事关森林资源和生态安全、事关人民群众生命财产安全出发, 加强合作, 发挥各自的优势, 履行职责, 共同做好森林防火气象服务工作。

4) 由于迭部林区山大沟深, 容易引起局部的小气候, 这对气象预测带来新的困难, 因此、可由林业部门在容易引起小气候变化的地区设立区域天气观测站, 及时的掌握因小气候变化可能带来的火险。

5 气象服务与森林防火

本着预防为主、积极扑救的原则, 根据林业、气象部门基础条件, 应做好信息、技术等方面的合作。

1) 技术信息合作 气象、林业两部门应充分利用各自的信息渠道和优势, 对森林防火和相关气象信息在数据、资料等方面实行共享, 随时通报、定期交流。

2) 监测合作 气象、林业两部门联合对全县林区 (特别是火灾易发的地区) 火险及时进行监测, 气象部门充分利用气象卫星遥感技术做好火险的监测工作, 并及时发布预警预报。林业部门的了望点在发现火险时要及时通知当地的气象部门, 以便双方联合对扑灭火情做出应急响应。

3) 技术攻关合作 从森林防火与气象条件的相应关系入手, 两部门共同确定有针对性的研究方向和重点, 落实课题, 争取项目, 组织人员开展攻关、研究。

4 ) 建立联防协调机制 气象、林业两部门每年春秋两季各召开一次气象与森林防火工作会议, 总结部署全年工作, 研究解决工作中的重大问题。在实际工作中遇有急需解决的问题, 可随时召开会议予以协调。

5) 建立会商机制 进入森林主要防火期前, 有政府牵头加强防火期的天气气候变化会商, 气象局提供气候背景的分析和预测结果, 启动卫星遥感监测系统, 发现情况及时通报。林业部门依据气象信息做好火险等级的确定及预防的各项措施。

6) 建立交流机制 双方充分发挥各自优势, 注意掌握对方重要业务工作, 有关业务会议可互派专家和业务人员参加, 并就共同推动的工作进行部署, 不断深化森林防火气象服务工作。

6 小结

1) 在迭部地区森林防火期内, 降水、蒸发、定时最大风力、日照等气象因子的变化对森林火灾事故的发生关系密切, 特别是降水、风力、湿度直接影响着森林防火工作的开展, 当降水量小于40%, 空气相对湿度在60%以下, 并有3级以上风力的晴好天气状况下, 容易发生森林火灾事故。

2) 加强气象与林业主管部门的合作与交流, 发挥各自的优势, 合理利用现有的气象观测设施及林业部门的了望哨, 可以及时的在防火期内更好地预报森林发生的机率, 减少森林火灾的发生, 降低森林火灾的损失。

摘要：通过对迭部地区森林防火期的气象要素变化特征分析, 以及气象要素与森林火灾的关系分析, 从中找出气象要素值达到某一标准值时, 就容易引发森林火灾;而当气象要素值达到另一标准值时时, 森林火灾事故明显降低。同时, 通过对迭部地区森林防火关键期的相对湿度、降水量、气温、平均日照时间、蒸发量、风等气象要素进行分析, 从而得出易引发森林火灾和不易发生森林火灾的可能性。为做好森林火险等级预报和进一步完善林业气象服务工作打下基础。

关键词：气象要素,森林防火,关系

参考文献

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[2]薛俊刚.浅论长白山保护区森林防火现状[J].森林防火, 2006, (1) :66-72.

[3]王正旺.森林火险天气等级及火情监测应用[J].自然灾害学报, 2006, (5) :45-48.

气象与森林的关系 篇3

浙江省位于我国东南沿海, 地形复杂, 森林覆盖率达60.58%, 有七山一水两分田之说, 因此森林火灾也是危害浙江省的主要灾害之一。根据浙江省生态省建设规划纲要和省委省政府关于全面推进林业现代化建设的意见, 浙江着力建成比较完备的森林生态体系, 在全国率先实现林业现代化, 建立完善的森林防火体系是实现这一目标的重要保证, 森林火险气象等级预报作为森林防火体系中不可或缺的一部分也被提到了非常重要地位。随着气象观测技术、数值预报技术、计算机技术的长足发展, 为建立森林火险气象等级预报系统提供了可靠的技术保障。研究森林火灾发生和发展与气象条件的关系, 研制森林火险气象等级精细化预报预警系统, 制作和发布森林火险气象等级的预报, 为各级部门、群众提供中、短期预报服务, 对提高防御自然灾害能力, 预防和减少森林火灾的发生和降低损失具有重要意义。

1 系统总体设计

1.1 森林火险气象等级模型

本系统主要考虑短期内天气和气象要素的变化对森林和草原可燃物易燃性的影响, 并以此为依据划分火险等级。现阶段所采用的气象要素主要有:日最高气温、日最小相对湿度、连续无降水日数、预报日降水情况、日平均风速。其中日最高气温、预报日降水情况、日平均风速这三个要素的预报值主要是通过读取每日下午16:00的城镇报文, 前期无降水日数主要是通过自动站数据可得, 日最小相对湿度读取了WRF预报的值。目前产品的预报时效为72个小时, 预报范围为浙江省67个常规站。预报方法主要是根据火灾危险度HTZ=A+B+C+D-E, 计算HTZ的值对照森林火险天气等级标准, 可得相应的火险等级;其中A为日最高气温指标值, B为日最小相对湿度指标值, C为连续无降水日数指标值, D为日平均风速指标值, E为预报日降水情况的指标值。

该模型相较之前的森林火险等级预报主要做了两点改进。一是实现了从森林火险区域性大范围预报转换到空间上更精细的逐站点的预报, 并且预报时效增加到72个小时;其次是所读取的资料做了调整, 主要采用了城镇预报的气象要素值进行计算, 主观能动性得到了提高, 重点加强了预报日降水情况要素对森林火险作用的考虑。

1.2 系统体系结构

系统采用三层网络体系结构, 由数据层、运算传输层和显示层组成, 如图1所示。该结构的特点是各层分离, 数据层主要处理原始预报数据的获取、保存以及数据入原始数据库的功能, 运算传输层实现森林火险气象等级预报模型的运算以及结果的传输, 显示层主要实现用户查看结果, 采用WEB客户端方式。这种结构完全适合于森林火险等级预报系统的数据发布模式, 在数据传输效率、功能实现与网络维护上体现出了明显的优势。

2 系统开发和实现

本系统软件主要由森林火险气象等级运算子系统、人机交互订正子系统和预报产品WEB显示子系统三部分组成。

2.1 森林火险气象等级运算子系统

该子系统利用Microsoft Visual Studio 2008平台以及C#语言设计编译完成。后台系统数据库平台为Microsoft SQL Server 2005。森林火险气象等级指数运算的核心方程为:HTZ=A+B+C+D-E, 其中A指数为森林防火期每日的最高空气温度的森林火险天气指数, 读取的是各地市城镇报中预报的最高温度并计算的权重值。B指数为森林防火期每日的最小相对湿度的森林火险天气指数, 根据浙江省气象台WRF模式中的预报日最低RH值并赋予的权重值。C指数为森林防火期每日前期或当日的降水量及连续无降水日数的森林火险天气指数, 读取的是浙江省自动站气象数据库中开始计算日之前10天的降水量并计算的权重值。D指数为森林防火期每日的最大风力等级的森林火险天气指数, 读取的是各地市城镇报中预报的最大风速电码并计算的权重值。E指数为预报日降水情况对应的森林火险天气指数, 读取的是城镇报天气代码并计算的权重值。

2.2 人机交互订正子系统

为了克服奇异值、计算误差等各种情况的出现, 在森林火险气象等级预报对公众公布前必须由预报员根据预报资料和预报经验进行人工订正, 所以本系统必须开发一个供预报员使用的人机交互订正子系统。子系统分为三部分:GIS交互区、数据交互区和控制区, 具体如图2所示。

GIS交互区采用自我开发的具有GIS功能的气象信息显示控件MIDS, 该控件使用ATL开发的控件不依赖运行库, 尺寸较小, 能够以等值线、填色等值区域等方式显示数据, 支持数据分层叠加显示。支持以Http方式下载数据并显示。支持图层叠加, 支持通用的GIS地图格式, 支持地图放大、缩小、漫游操作。多图层叠加显示功能使用图层类实现, 首先建立一个HCLayer的基类, 该类有一个虚函数On Draw () 来实现图层的绘制。然后从HCLayer派生出HCStation Layer (站点资料显示图层) 、HCGrid Layer (格点资料显示图层) 、HCImage Layer (图像资料显示图层) 、HCUser Layer (用户自定义绘制图层) 。等值线的绘制是使用格点资料进行绘制的。具体分为等值点的计算、追踪连接、等值线标注、等值线填充等几个步骤。Gis地图的格式支持使用Tiny XML实现XML格式的GMP地图文件的读入。该区域可实现浙江1:50000地理信息的显示和消隐, 森林火险气象等级预报的叠加和修改, 预报数据的实时传输等功能。

数据交互区是预报数据通过网格的方式提供给预报员修改, 可实现按数值大小、地理位置排序, 可实现批量修改。控制区是控制基本文件操作、地理信息控制和数据传输控制的区域, 包含图片保存、地图放大缩小、数据传输等功能。

2.3 预报产品WEB显示子系统

通过C#ASP网页技术编写的森林火险预报产品WEB显示子系统用来将预报产品实时传输给相关部门和公众, 第一时间将预报信息服务到位, 做到及时提醒防御。具体如图3所示。

3 应用与评估

该系统2012年5月起正式业务化运行, 成为省级森林火险气象等级精细化预报预警核心系统, 每日16:00准时发布全省各县的森林火险气象等级预报和预警, 为全省的相关部门提供了重要的参考, 为防范森林火灾, 减少经济损失起到了重要的作用。

同时为了了解系统运行的效果, 本系统对发布的分县森林火险气象等级预报进行了检验评分, 以2012年6月为例, 全省共发布24小时、48小时、72小时全省 (67站) 分县森林火险气象等级预报30次, 准确的次数分别为24小时12.6次、48小时10.8次、72小时9.1次, 基本准确的次数分别为:24小时14.8次、48小时14.9次、72小时13.6次;基本准确以上得分24小时、48小时、72小时分别为91.4%、85.9%和76%, 预报效果达到优秀标准, 具体检验结果如表1所示。

4 结论

通过检验结果得出:

(1) 森林火险气象等级危险度与日最高气温、日最小相对湿度、连续无降水日数、预报日降水情况、日平均风速关系极为显著。森林火险气象等级危险度与日最高气温、连续无降水日数、日平均风速关系呈正相关关系, 与日最小相对湿度呈负相关关系。

(2) 本系统所建立的浙江森林火险气象等级精细化预报预警模型是科学有效的, 可以为全省相关部门提供正确的重要参考。

(3) 通过本系统所开发的软件可以科学地做出森林火险气象等级预报预警, 基于浙江森林火险气象等级预报模型, 可对预报的行政区域进行细化处理, 能够实现浙江省森林火险气象等级精细化预报预警。

摘要：本文以浙江省气象森林火险等级模型为基础, 采用自我研发的GIS控件MIDS为核心, 运用计算机和网络技术设计并建立了适合我省使用的森林火险气象等级预报系统。着重介绍了该系统的设计和开发的结构, 描述了从模型试验和建立、基础气象原始数据的获取、计算、结果存储、图形化显示和上网等过程。系统实现浙江67县森林火险的精细化预报和预警服务。

关键词：森林火险,气象,GIS,精细化预报

参考文献

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[3]牛若芸, 翟盘茂, 佘万明.森林火险气象指数的应用研究[J].应用气象学报, 2007, 18 (4) :479-488.

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[5]徐鹤鸣, 王东.多目标优化问题的求解框架[J].微计算机信息, 2009, 12-3:164-168.

气象与森林的关系 篇4

1 研究区概况

八五二农场距双鸭山市约100km, 农场位于北纬46°06′30″~46°37′30″, 东经132°18′~132°54′, 海拔50~100m, 地处黑龙江省东部, 完达山北麓, 挠力河中游, 三江平原上的宝清县内以东地区, 地处中高纬度, 属寒温带大陆性季风气候。全年平均气温2.3℃, ≥10℃的积温为2397℃, 平均无霜期124d, 全年平均日照时数达2200h以上。农场冬季虽然寒冷干燥, 但作物生长季节却雨量充沛, 热量充足, 日照时间长, 地势平坦, 土壤肥沃, 是发展农业生产的有利条件。

2 资料来源与处理方法

玉米的产量统计资料来自黑龙江省八五二农场, 包括1984~2006年的历年总播种面积、总产、单产等。气象资料采用黑龙江省气象局的有关数据库和八五二农场气象站的部分统计数据。

为了研究产量与气象因子的相关性, 利用产量分解气象统计模型, 将实际产量分解为趋势产量、气象产量和随机波动产量[4], 即Y=Yt+Yw +Ys, 式中Y为实际产量, Yt为趋势产量, Yw为气象产量;Ys为随机波动产量。趋势产量是由相对稳定的惰性少变因子 (主要是指农业技术因子) 决定, 表现为产量的正函数。对趋势产量进行处理, 就可以有效地去掉产量序列中那些由于农技措施的进步等自然与非自然因素影响的部分, 这样就可以突出有关气象因素的影响。因此, 对于趋势产量的处理是很重要的。

常见的分解方法很多, 其中利用直线滑动平均法模拟趋势产量[4]和正向多项式分解法[5,6,7]是常用的方法。本文选用调和权重的方法, 把产量进行分解, 分解出趋势产量。由于生产技术水平的提高, 粮食产量的生产水平不断提高, 气象产量的变化也在不断变大, 前后期不具备时序的可比性, 为了克服这个缺点, 为此做如下变换, Yw= (Y-Yt) /Yt, 式中Yw为相对气象产量, 本文选用相对气象产量与气象因子找寻相关关系[8]。

3 玉米各生育期气象因子对产量的影响

根据玉米的生育特点和生理特征, 参照东北地区春玉米的具体情况, 把玉米的发育分为4个阶段, 即苗期、拔节期、抽雄期和成熟期[1,2,9]。本文分别对4个阶段的气象因子和气象产量进行相关性分析, 获得不同阶段的气象因子相关系数, 确定主要气象因子, 为以后分析产量做好铺垫。

3.1 苗期 (4月下旬至6月中旬)

在苗期阶段, 历经种子的萌发、出苗及苗期生长。各个气象因子与气象产量的关系经过计算, 得知气象产量与积温和降水量的相关系数分别达到0.538和0.471, 是这个时期的两个主要气象因子, 而与日照时数和相对湿度则表现为中等相关性。这个时期降水能够促进幼苗出土, 在苗生长时期, 降水有利于前期壮苗和进行营养生长的能量储备;玉米是喜温作物, 适宜的温度有利于玉米的发芽、出苗[2,9], 积温是这个时期最主要的气象因子。

3.2 拔节期 (6月下旬至7月中旬)

在拔节期阶段, 玉米的生长速度加快, 光合作用加强, 植株生长量急剧增加。由于此阶段的温度很高, 叶面蒸腾作用强烈, 玉米的生理代谢活动旺盛, 耗水量进一步加大, 一般要占总耗水量的38%[2,9]。各个气象因子与气象产量的关系经过计算, 气象产量与积温、降水量、日照时数和相对湿度的相关系数分别达到0.304、0.316、0.362和0.313, 可以看出它们是这个时期的主要气象因子。

3.3 抽雄期 (7月下旬至8月中旬)

在抽雄阶段, 玉米要经过吐丝和灌浆的生理阶段, 自大喇叭口期至开花阶段是决定穗数、受精花数的关键时期, 若水分不足则会引起小花大量退化和花粉粒不能健全发育, 从而降低穗粒数;开花后进行子粒形成、灌浆阶段, 需要大量的水分和适宜的积温。在这个阶段中, 保证土壤水分相对充足, 为植株高效率制造有机物质并顺利向子粒运输, 实现高产创造适宜的条件。各个气象因子与气象产量的关系经过计算, 气象产量与日照时数的相关系数为0.429, 是这个时期的主要气象因子, 其它气象因子呈中等相关性。

3.4 成熟期 (8月下旬至9月下旬)

成熟期是玉米形成有效产量的关键时期, 日照充足、高温、少雨、晴好的天气条件有利于春玉米的安全成熟和收获, 若产区的降水偏少, 就会出现“秋吊”现象, 此阶段若遭受障碍型低温冷害, 对产量的影响更大。各个气象因子与气象产量的关系通过分析得知, 积温和日照时数是这阶段的主要气象因子, 与气象产量的相关系数分别为0.4266和0.421;降水量是次要气象因子, 相关系数为0.345。

4 对八五二农场玉米的单产分析

根据八五二农场提供的玉米有关资料, 在1985~2006年, 玉米产量总的趋势是逐年增长的, 符合农业生产的发展, 产量减产的年份是1991、1992、1993和2000年, 特别异常的年份出现在1993年和2000年, 其每公顷产量仅有1443.0kg和2395.5kg, 尤其是2000年与相邻各年的单产 (1999年每公顷产量为6952.5kg, 2001年每公顷产量为7365.0kg) 相差甚远, 导致减产的原因就是气象因子。

通过与正常年份 (1999年和2001年) 的气象因子进行比较, 可知降水量是最主要的影响因子。分析1991、1992、1993和2000年各生育期的降水量, 可知在苗期阶段, 降水量相差不多, 1993年的降水量略少, 比其它年份少100mm左右, 出现坏种和芽苗干枯现象, 2000年的降水量适宜;在拔节阶段, 1993年的降水量仅为289mm, 比同期的平均值少400mm左右, 2000年的降水量为412mm, 比同期的平均值少317mm左右, 玉米生长发育受到很大的影响, 尤其是1993年;在抽雄阶段, 1993年的旱情没有得到缓解, 降水量只有782mm, 比同期的平均值少488mm, 引起小花大量退化, 造成雌穗抽出困难, “卡脖旱”严重影响产量, 2000年的旱情得到极大的缓解, 降水量达到1705mm, 比平均量反而多480mm, 造成了涝情;在成熟期, 1993年的降水量达到1577mm, 比同期平均值多410mm, 造成了涝情, 对玉米的收获有一定的影响。

通过以上分析, 1993年玉米前3个生育期降水量严重不足, 成熟期又有涝情, 这些因素对玉米生长发育有很大的影响, 因此每公顷产量只有1443.0kg;2000年虽然只在拔节阶段出现干旱现象, 但是这阶段是玉米发育的重要时期, 干旱严重影响产量[3], 在抽雄阶段又发生水涝, 因此每公顷产量只有2395.5kg。

5 结论

a.在出苗期, 降水量和积温与气象产量呈较强相关性, 相关系数分别达到0.471和0.538, 是这个时期的主要气象因子。

b.在拔节期, 相对湿度、积温、降水量和日照时数与气象产量的相关性均为中等相关性, 这与玉米的生长、发育的需求一致。

c.在抽雄期, 日照时数与气象产量的相关系数为0.429, 其它因子呈中等相关性。

d.在成熟期, 积温和日照时数是这个时期的主要气象因子, 相关系数分别为0.4266和0.421;降水量呈中等相关性, 相关系数为0.345。

e.在1985~2006年, 产量发生异常的年份是1991、1992、1993和2000年, 特别是1993年和2000年, 经过分析统计计算, 是由于降水异常的原因而导致大幅度减产。

f.降水量在玉米出苗期和拔节期相当重要, 尤其是在拔节期。1993年和2000年的大幅度减产就是在拔节期发生了很大的旱情所致。

摘要：利用黑龙江省八五二农场玉米生长的有关资料, 分析不同生长阶段的积温、降水量、日照时数和相对湿度与气候产量的相关性。结果表明, 气候产量与积温在玉米的苗期和成熟期具有较强的相关性;降水量在玉米苗期是主要的气象因子之一;日照时数与气候产量在玉米的抽雄期和成熟期具有较强的相关性。玉米苗期和拔节期降水量的异常, 导致了八五二农场玉米1993年和2000年的产量大幅度减产, 通过相关性分析, 结果具有一致性。

关键词：八五二农场,玉米,生长期,气象产量,相关性

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植物病虫害与气象因子的关系 篇5

农作物病虫害的发生、发展和流行必须同时具备以下三个条件:一是有可供病虫滋生和食用的寄主植物;二是病虫本身处在对农作物有危害能力的发育阶段;三是有使病虫进一步发展蔓延的适宜环境, 其中气象条件是决定病虫害发生流行的关键因素。虫害与气象条件———害虫生长、繁育和迁移活动的主要气象要素有温度、降水、湿度、光照和风等, 特别是其综合影响对于虫害发生发展有重要作用。这些气象要素还通过对寄主作物和天敌生长发育与繁殖的影响, 间接地影响虫害的发生与危害。

温度:农作物害虫的活动要求一定的适宜温度范围, 一般为6~36℃。在适宜温度范围内, 害虫发育速度随温度升高呈直线增长, 害虫生命活动旺盛, 寿命长, 后代多。

湿度和雨量:湿度和降雨量是影响害虫数量变动的主要因素。对害虫生长繁育的影响, 因害虫种类而不同。喜湿性害虫要求湿度偏高 (相对湿度≥0%) , 喜干性害虫要求湿度偏低 (相对湿度<50%) 。例如, 春季雨水充足, 相对湿度高, 气候温和, 常有利于玉米螟的大发生。

光照:对害虫的影响主要表现为光波、光强、光周期三个方面:光波与害虫的趋光性关系密切;光强主要影响害虫的取食、栖息、交尾、产卵等昼夜节奏行为, 且与害虫体色及趋集程度有一定的关系;光周期是引起害虫滞育和休眠的重要因子。自然界的短光照会刺激害虫休眠。

风:风与害虫取食、迁飞等活动的关系十分密切。一般弱风能刺激起飞, 强风抑制起飞;迁飞速度、方向基本与风速、风向一致。病害与气象条件———病害发生发展的主要气象要素是温度、降水、湿度和风等, 低温、阴雨、干旱和大风等不利条件将明显影响寄主作物的抗病能力。

因此, 农作物病虫害与气象密切相关。掌握病虫害的发生与气象条件之间的规律, 用前期气象因子和病虫因子就可以预测未来病虫害的发生情况。

与气候变化造成的温度和降水异常相对应, 暖冬可造成主要农作物病虫越冬基数增加、越冬死亡率降低、次年病虫发生加重、全国大部地区病虫发生期提前、危害加重, 使农作物害虫迁入期提前、为害期延长。

做好病虫害预测工作病虫害气象预测与病虫害造成的严重危害极不相适应的是, 我国农作物病虫害的长期预测预报技术研究进展缓慢, 现有预报技术的准确性和可靠性离实际生产的要求尚有较大的距离, 其主要原因是对我国农作物病虫害发生流行的气候背景及其影响机制尚不十分清楚, 进而影响到模式预报因子的筛选。

为此, 为大力增强农作物病虫害的防灾减灾能力, 开展农作物病虫害气象预测工作已成为当务之急。在掌握病虫气象规律的基础上, 用前期气象因子和病虫因子可以预测未来病虫害的发生情况。仅以稻瘟病、稻纹枯病、稻飞虱, 白粉病, 玉米螟、棉铃虫等17种重要病虫害统计, 做好大发生年份的预测, 充分发挥现有防治技术的作用就可望多挽回30%~50%的损失。

因此, 做好农作物病虫害气象预测工作, 通过进行调控, 变成灾因素为防治因素, 就能遏制病虫灾害日益严重的势头。目前, 农作物病虫害的气象预测, 从内容上看, 主要有病虫害发生期 (流行期) 预测、发生量 (发生程度) 预测和流行程度预测;从预报时效上看, 有长期趋势预测、中期预测和短期预测;从预测范围上看, 有县、地、省或一个发生区的。预测对象不仅包括多种粮食作物、经济作物, 而且还对油料、果树、蔬菜、热带作物等的主要病虫害进行气象预测服务;从技术方法上看, 在以经验为基础的综合分析法基础上, 摸索出许多统计预报方法, 使病虫害的气象预测进入到以多种统计分析方法并举的阶段, 并向着数学模式化方向发展。

冰糖柚生长与气象要素的关系研究 篇6

关键词：冰糖柚,气象要素,研究

1 前言

冰糖柚的生长发育受到很多因素的影响, 土壤条件、管理水平等都是重要的影响因素, 其中尤以气象要素与农作物生长发育的关系最为密切。气象要素与农作物生长发育关系的研究与分析显得尤为重要。

2 冰糖柚生长与气象要素的关系分析

2.1 冰糖柚生长发育与光和热的关系

影响冰糖柚生长发育的诸多要素中, 光和热的影响是非常直接、显著的。首先看光对冰糖柚生长发育的影响。光是农业生态系统唯一的能量源泉。在光合作用实际过程中, 光照对于冰糖柚有机质的形成和积累具有重要的作用和意义。

良好的光照对于冰糖柚植物体色素的形成、细胞原生质的粘度及其流动等有着重要作用。光照波度不同, 能够引发的反应也有所不同。对于冰糖柚来说, 年光照在1200~1500h左右为适宜, 最适宜光照强度以1.2万~1.5万lx为最佳。

需要注意的是, 光照并非越多越好, 光照超出了冰糖柚生长所需范围, 不仅不能促进冰糖柚生长发育, 甚至适得其反。在冰糖柚生长发育所需适宜光照范围内, 光照强度越大, 光合作用效果也越明显, 生长也就越旺盛。光照条件不足的话, 枝条生长受到严重影响, 枝小势软, 容易枯死, 影响花芽形成, 进而影响果实质量。

基于这样的认识, 实际栽培过程中, 就采取合适的措施, 对光照强度进行必要调整, 保证光照条件始终满足冰糖柚生长发育。常见措施有果园合理密植、幼年树合理间种、生草覆盖等。

2.2 冰糖柚生长发育与水和气的关系

水分与冰糖柚生长发育有着密切关系, 不仅是光合作用和碳水化合物合成的主要原料之一, 也是冰糖柚体内养分输送的重要载体。地区降水量高低会对冰糖柚生长发育产生影响, 相比之下, 土壤水分平衡状况影响更直接。

冰糖柚种植与栽培实际进程中, 要充分了解当地降水规律, 保证冰糖柚生长发育所需水分。逢干旱期话, 须及时灌水, 以达到提高果品产量和质量的目的。同时搞好果园水利设施建设, 避免干旱、涝灾对果树造成减产。

2.3 冰糖柚生长发育与气候、天气条件的关系

一个地区整体气候和天气条件综合影响对冰糖柚生长发育也有着重要影响。

气候通常认为是某一地区多年气象条件总体状况, 这种状况是相对稳定的;天气则指短时间或某一时段内的状况。无论气候条件或天气条件, 它们与冰糖柚生长发育的关系都有一定侧重面, 气候条件综合影响主要表现在冰糖柚生长分布地带性和种植制度区域性。

天气条件对冰糖柚生长发育影响主要表现为突发气象灾害。如某一年或某一时段天气条件出现异常, 如降水量突然增加或减少等可导致冰糖柚生长发育受到不同程度影响。冰雹、霜冻等灾害突然发生, 同样给冰糖柚生长带来不良影响, 甚至毁灭性的。了解天气条件变化采取有效措施做好应对, 尽量减少引发不良影响。

气象因素的变化不仅对冰糖柚生长发育状况及产量影响, 也对果实质量产生重要影响。冰糖柚糖分含量、果实色泽、香味及营养物质含量等都与其有密切关联。了解冰糖柚种植区域气候特点, 适时做出调整, 将光照、水分等控制在冰糖柚生长发育所需适宜范围尤为重要。

突发自然灾害, 得到相关部门引导和帮助, 做好防范措施, 确保冰糖柚正常生长发育。

3 结语

气候因素对冰糖柚生长发育有着重要影响。虽然气候因素有着诸多不可控性, 但了解当地气候特点, 做出有效调控极为重要。

怀化市属中亚热带季风气候区, 四季分明, 冬无严寒, 夏无酷暑, 光热资源丰富, 雨量充沛, 且雨热同步, 对农作物生长有利。

全市年平均气温16.4℃, 西南部山间盆地年均气温较高, 北部和南部岗地段低。年均无霜期为287天。境内光照较为充足, 平均年日照时数为1303.5~1519.2h, 为可照时数的28%~34%。

境内平均降雨量为1160~1450mm之间。东半部溆浦、鹤城、中方、洪江一线, 年均雨量在1300mm, 西半部麻阳、新晃、芷江、会同一线, 年均雨量低于1300mm, 最多年降雨量在北部沅陵和南部通道, 平均年降雨量在1400mm以上。由于冬夏季风的进退, 形成境内各个季节的天气气候特色。怀化市非常适宜冰糖柚的种植。

气象部门加强自身建设, 提升相关人员专业素养, 准确掌握气候条件情况, 对可能到来的灾害, 及时下发通知, 做好直通式服务, 让农户们做好应对措施, 将可能导致的损失降到最低, 以利冰糖柚栽培与种植的良好经济收益。

注意控制好种植园小区域气象条件, 做好日常种植与栽培, 注意加强水分管理, 以满足冰糖柚不同生长发育阶段对水分和光照等实际需求。需要种植户不断加强学习, 树立先进冰糖柚种植理念, 摒弃传统栽培中不合理的、粗放的管理方法, 实现冰糖柚栽培与管理的科学化、规范化与合理化。

参考文献

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气象与森林的关系 篇7

1 森林生态系统管理的含义及特性

森林生态系统管理是基于生态学、管理学、社会学、经济学等学科的基本原理上, 对森林生态系统的结构、组成、功能、过程进行科学的理解, 综合考虑生态需求、社会需求、经济需求, 通过制定目标、合理规划、科学研究、有效实践、有力监测等手段改善生态系统的管理工作, 以确保生态系统的整理性、多样性、可持续性, 提高身体系统的健康活力, 以保障森林能持续的获得理想状态和期望的产品服务。基于森林生态系统的基本含义, 森林生态系统的基本特性表现为整体性、可持续性、社会性、适应性和复杂性[1]。

整体性是森林生态系统的最重要特性, 在生态系统管理中, 必须将生态系统的所有生物体和非生物体、生态过程等当作整体进行思考, 即要重视生态系统的等级结构, 维持生态系统的过程和格局, 保护生物的多样性, 要确定生态边界和合适的规模, 要仿效自认干扰机制。可持续性是森林生态系统管理的最终目的, 反映了生态系统动态的维持其组成、功能、结构的能力, 保持高的生产力和生物多样性, 能持续的满足人类的基本需要。社会性是指生态系统的组成具有社会性, 生态系统管理要考虑社会价值、组织协调、公众参与、社会系统与生态系统的协调等关系[2]。适应性是指将生态系统管理的民主原则、教育、法规学习和科学分析等有机的结合起来, 在不确定性的环境中可持续地管理资源。复杂性是指森林生态管理系统本身就是一个复杂系统, 表现在内部物质循环、信息流、能量转换等关系的复杂性。

2 森林生态系统管理与传统森林经营的关系

2.1 森林生态系统管理与传统森林经营的联系

传统的森林经营主要研究森林的永续利用和其在技术上的反映, 利用社会、经济、生态、科学的原则来管理森林产业, 实现经济目的[3]。传统森林经营的核心理论是“法正林思想”, 该理论是在传统的古典经济学和林业学有效结合的产物, 将森林、林地当中获取效益的资资本, 通过对森林和林地的集约化经营和管理, 不断提高其生长量, 并对林地进行出租获取收入, 增强其经济效益。这种经营管理理念是与工业经济发展相适应的, 过去的近20年中, 支配着整个森林经营活动, 其可持续思想的核心是以木材进行生产。而森林的生态系统管理正是起源于这种传统的林业资源管理和利用过程, 传统森林经营理念和方式的发展下, 对森林资源造成的巨大破坏, 推进了生态系统管理理念的产生, 促使人类对生态系统管理的认知度不断加深。可见, 传统森林经营是促使森林生态系统管理的前提和保障, 而森林生态系统管理是对传统森林经营的传承和发展, 两者具有相互影响、相互促进的联系。

2.2 森林生态系统管理与传统森林经营的区别

虽然传统森林经营是推进森林生态系统形成和发展的前提和基础, 但是其表现出来的弊端仍然很明显, 如传统森林经营违背自然规律和生态法则、结构简单、生物多样性较低、生态功能低下等。因此, 森林生态系统不仅是传统森林经营的传承和发展, 还是对传统森林经营的改革和创新, 两组具有本质区别。

2.2.1 核心理论的区别

传统森林经营的核心理论即为“法正林思想理论”, 该理论的基础是传统经济学理论, 主要目的是为了获取更大的经济效益[4]。而森林生态系统管理的核心理论上是现代生态学、经济学、管理学、社会学和系统理论的有效结合, 注重了生态系统、生态结构、生态过程的可持续性发展, 利用系统的理念和方法来解决森林的生态环境问题, 确保了人与森林自然生态系统之间的和谐, 维持了森林生态系统理想中的产品和服务。

2.2.2 管理目标的区别

传统森林经营的管理目的是以林产品的产品生产为核心, 将森林生态系统的其他产品和服务归置从属为主, 主要目的是为了通过向社会提供大量的木材及其他林产品, 获得最大化的经济效益。而森林生态系统管理的管理目标是从森林生态系统的整体作用出发, 以维持森林生态系统在社会和自然系统中的服务功能为核心, 向社会输送生态化的、可持续的产品和服务, 保障森林资源的可持续利用, 维护森林的生态安全。

2.2.3 经营对象的区别

传统森林经营的经验对象为以乔木为主的植物群落、森林自身的变化、森林资源实物量的保存和增长、森林生态系统物质产品的生产等。而森林生态系统管理的对象是森林生态系统, 具体包括了生物和非生物环境资源, 在生态过程中形成的自然生态系统、经济系统、社会系统, 整合生态系统内部再生能力要素, 注重系统的完整性和可持续性, 注重利用外部手段来调控森林资源、生态系统与社会经济系统之间的关系。

2.2.4 经营尺度的区别

传统森林经营是基于林班、小组的空间尺度产生的, 经营单位的生产组织方式为林场。而森林生态系团管理的经验尺度是景观尺度, 主要组织形式为社会化、区域化的管理形式。

3 基于生态系统管理的现代化森林经营策略

首先, 要构建一个时间尺度长、空间规模大的森林生态经营体系。对此, 管理工作者必须广泛的调查森林资源, 明确“景观”在社会和政治方面的具体含义, 要在短周期内对集约化的林业和长周期的林业中开展科学有效的实践, 完善生态过程, 要不断跟踪林地上和社会价值方面的数据, 进行分析后确定更为合适的经营体系。其次, 要转变思维方式, 进行系统性地思考。系统性思考与生态系统方法是一致的, 是学习型组织建立的核心基础, 在具体的管理中, 要转变传统的思维方式, 将管理重点放在整体发展和可持续发展上来。最后, 要提高每个职工的素质和专业技能。只有较高素质的职工才能明确系统内的各种关系, 针对自己认知的实际情况, 利用自己已有的知识结构和专业技能促使系统作用的最大化发挥, 实现森林生态系统管理的目标。

4 结语

森林生态系统管理是对传统森林经营的传承和发展、改革和创新, 吸收了传统森林经营永续经营的科学成分, 是将传统森林经营在生态系统管理理论中的整合和创新, 同时, 森林生态系统管理与传统森林经营在核心理论、管理目标、经营对象和经验尺度存在一定的区别。在现代人类可持续发展的共同目标推动下的森林经营管理必须通过森林生态系统管理来实现国家森林的健康、稳定、可持续发展。

参考文献

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