资源简介

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项目7
植物生产与农业气象
任务7.1 植物生产的气象条件
任务7.2 气候与农业小气候
主要内容
任务7.1 植物生产的气象条件
主要农业气象要素
主要农业气象灾害及防御
主要内容
国际标准单位：帕（帕斯卡 Pa）和百帕（百帕斯卡 hPa）
1hPa＝100Pa＝100N／m2
标准大气压（0℃，45°N／S，海平面上）
P0＝760mm汞柱＝1013.25hPa
一、主要农业气象要素——气压
气压（大气压强）P
大气受地球引力作用而具有的重量。
地球表面单位面积上所承受的大气柱的重量。
气压的单位
任务7.1 植物生产的气象条件
气压的变化——高度
海拔高度 （m） 气压
（hPa）
30000 12
16000 100
11000 250
5500 500
3000 700
1500 850
0 1000
气压
高度
时间变化：一天中，一般夜间气压高于白天，上午气压高于下午；一年当中，冬季（一月）气压高，夏季（七月）气压低。而当暖空气来临时，会引起气压下降；当冷空气来临时，则会使气压升高。
任务7.1 植物生产的气象条件
气压的水平分布通常用等压线或等压面来表示。
等压线是在海拔高度相同的平面上，气压相等的各点的连线。
等压面是指空间气压相等的各点组成的面。
气压的水平分布
等压面和等压线
任务7.1 植物生产的气象条件
指海平面图上等压线的各种组合形式。主要类型有：
低压：低压是由一系列闭合等压线构成的中心气压低、四周气压高的区域。等压面的形状类似于凹陷的盆地。
高压 高压是由一系列闭合等压线构成的中心气压高、四周气压低的区域。等压面形状类似凸起的山丘。
低压槽 低压槽是指从低压向外伸出的狭长区域，或一组未闭合的等压线向气压较高的一方突出的部分。槽线中的气压低于两侧，在空间形如山谷。
高压脊 高压脊是指从高压向外伸出的狭长区域，或一组未闭合的等压线向气压较低的一方突出的部分。脊中气压高于两侧，在空间形如山脊。
鞍形场 鞍形场是指由两个高压和两个低压交错相对而形成的中间区域。其空间分布形如马鞍。
气压的水平分布
气压系统
任务7.1 植物生产的气象条件
海平面气压场的基本形式（气压系统）
低压（低气压、气旋）
高压（高气压、反气旋）
D
逆时针旋转
向中心辐合
绝热上升
多阴雨天气
G
顺时针旋转
向四周辐散
绝热下沉
多晴好天气
槽（低压槽）
脊（高压脊）
D
G
高空气压场的基本形式（气压系统）
D
低压
逆
时
针
旋
转
高压
顺
时
针
旋
转
G
脊
G
脊线
脊前
脊后
槽线
槽
D
槽前
槽后
一、主要农业气象要素——风
概念
作用于空气的力
基本力（牛顿力）
视示力（外观力）
气压梯度力
地心引力
摩擦力
惯性离心力
地转偏向力
空气时刻处于运动状态，空气在水平方向上的运动叫作风，常用风向和风速表示。
风向是指风的来向；
风速是指单位时间内空气水平移动距离，单位为m/s。
风力等级
风级 名称 陆 地 上 地 面 物 征 象 实测风速（m/s）
0 无风 静，烟直上 0~0.2
1 软风 烟稍斜表示风向，但风向标不能转动 0.3~1.5
2 轻风 人体感觉有风，树叶有微响，风向标微动，旗动 1.6~3.3
3 微风 树叶及小枝摇动，旗帜展开 3.4~5.4
4 和风 吹起地面灰尘和纸，树枝摇动 5.5~7.9
5 清风 小树摇动，内陆河川水面起微波 8.0~10.7
6 强风 大树枝摇动，电线呼呼有声，撑伞困难 10.8~13.8
7 劲风 全树摇动，大树枝弯下来，步行有阻力 13.9~17.1
8 大风 能折断小树枝，步行难 17.2~20.7
9 烈风 烟囱及瓦屋屋顶受损，可折断大树枝 20.8~24.4
10 狂风 拔树毁屋，陆地上不常见 24.5~28.4
11 暴风 陆地上少见，有则建筑物等必受重大损失 28.5~32.6
12 飓风 陆地上罕见，海上巨浪滔天，其摧毁力极大 32.6以上
一、主要农业气象要素——风
季风
冬季大陆气温低于海洋气温，温度下降使气压升高，风从大陆吹向海洋；夏季则相反，风从海洋吹向大陆。
季风是指以一年为周期，随季节的改变而改变风向的风。
通常指的是冬季风和夏季风。
我国的季风很明显，夏季吹东南风或西南风；冬季吹偏北风，北方多数为西北风，南方多数为东北风。
一、主要农业气象要素——风
热成环流
A
B
A
B
温度高气压低
温度低气压高
A
B
气压低
气压高
A
B
气压低
气压高
A
B
温度高气压低
温度低气压高
A
B
温度高气压低
温度低气压高
A
B
温度高气压低
温度低气压高
A
B
温度高气压低
温度低气压高
气压高
气压低
A
B
温度高气压低
温度低气压高
气压高
气压低
A
B
温度高气压低
温度低气压高
气压高
气压低
A
B
温度高气压低
温度低气压高
气压高
气压低
A
B
温度高气压低
温度低气压高
气压高
气压低
A
B
A
B
温度高气压低
温度低气压高
A
B
气压低
气压高
A
B
气压低
气压高
A
B
温度高气压低
温度低气压高
A
B
温度高气压低
温度低气压高
A
B
温度高气压低
温度低气压高
A
B
温度高气压低
温度低气压高
气压高
气压低
A
B
温度高气压低
温度低气压高
气压高
气压低
A
B
温度高气压低
温度低气压高
气压高
气压低
A
B
温度高气压低
温度低气压高
气压高
气压低
A
B
温度高气压低
温度低气压高
气压高
气压低
一、主要农业气象要素——风
地球上各种规模大气运动的综合表现 。
大气环流
单圈环流
单圈环流
一、主要农业气象要素——风
海陆风
海陆风
海陆风
白天：陆温＞海温
海陆风
白天：陆温＞海温
风向：海洋→陆地
海陆风
白天：陆温＞海温
风向：海洋→陆地
夜晚：陆温＜海温
海陆风
白天：陆温＞海温
风向：海洋→陆地
夜晚：陆温＜海温
风向：陆地→海洋
白天：陆温＞海温 风向：海洋→陆地
夜晚：陆温＜海温 风向：陆地→海洋
一、主要农业气象要素——风
山谷风
白天：坡温＞谷温
风向：山谷→山坡
山谷风
白天：坡温＞谷温
风向：山谷→山坡
夜晚：坡温＜谷温
风向：山坡→山谷
山谷风 白天：坡温＞谷温 风向：山谷→山坡
夜晚：坡温＜谷温 风向：山坡→山谷
山谷风
一、主要农业气象要素——风
焚风：气流跨过山脊时，在山的背风面，由于空气的下沉运动产生了一种热而干燥的风。
焚 风
一、主要农业气象要素——风
风对植物光合作用的影响
风对蒸腾与叶温的影响
风对植物花粉、种子及病虫害传播的影响
风对植物生长及产量的影响
风与植物生产
一、主要农业气象要素——风
二、主要农业气象灾害及防御
农业气象灾害类型
极端温度灾害
旱灾
雨灾
风灾
其他灾害
极端温度灾害
低温灾害
寒潮
霜冻
冻害
冷害
热害
高温逼熟
日灼
低温灾害
寒潮
概念
寒潮是在冬半年，由于强冷空气活动引起的大范围剧烈降温的天气过程。
受冷空气侵袭，24小时内降温10℃以上或48小时降温12℃以上，同时最低气温降至5℃以下。
标准
冬季：剧烈降温。
春季：普遍的大风和降温。
寒潮危害
农业
晚春：使幼嫩的作物和果树遭受冷害或晚霜的冻害。
秋季：初霜往往使作物的收成受到影响。
冬季：使我国大部分地区的越冬作物和果树受到不
同程度的冻害。
畜牧业 北方大风雪使牧区牲畜遭到冻饿和死亡。
渔业
在海上，由于寒潮常形成风力6级以上的大风和浪高3m以上的大浪，使渔业生产不能正常进行。
有益方面
低温和大雪对于冬小麦的越冬和消灭病虫害是有利的。
防御
牧区
采取定居、半定居的放牧方式，搭建塑料棚。
农业 采用露天增温、加覆盖物、设风障、搭拱棚等方法
保护菜畦、育苗地和葡萄园。
对越冬作物除选择优良抗冻品种外，还应加强冬前管理，提高植株抗冻能力。
改善农田生态条件，如冬小麦越冬期间可采用冬灌、搂麦、松土、镇压、盖粪（或盖土）等措施，改善农田生态环境，达到防御寒潮的目的。
霜冻
定义
因气温度降到0℃以下，植物遭到伤害甚至死亡的现象。
类型
根据霜冻发生的时期，可分为早霜冻和晚霜冻两种。
早霜冻（秋霜冻、初冬霜冻、初霜冻）：
晚霜冻（春霜冻、晚冬霜冻、终霜冻）：
是由温暖季节向寒冷季节过渡时期发生的霜冻。
是由寒冷季节向温暖季节过渡时发生的霜冻。
根据霜冻发生的天气条件，可分为平流型霜冻、辐射型
霜冻和平流辐射型霜冻三种。
白霜
空气湿润情况下发生霜冻时常可在地面物体上看到白色冰晶，称为“白霜”。
黑霜
北方春秋季空气干燥，发生霜冻时往往水汽不足，没有出现白霜，但地面或作物表面温度同样降到零度以下，仍然可对植物形成伤害，农民称之为“黑霜”。
主要受害的作物
小麦、玉米、谷子、高粱、马铃薯、油菜、芝麻、烤烟、棉花、蚕豆、果树、蔬菜等数十种。
时空分布
纬度和海拔越高，春霜结束越迟，秋霜开始越早。
白霜
黑霜
防御
避霜
选择气候适宜的种植地区和适宜的种植地形。
根据当地无霜期长短选用与之熟期相当的品种和选择适宜的播（栽）期，做到“霜前播种，霜后出苗”。
用一些化学药剂处理作物或果树，使其推迟开花或萌芽。
采取其他避霜技术：树干涂白；果树修剪去掉下部枝条；葡萄枝条高架等。
抗霜
减慢植株体温下降速度，使日出前不出现能引起霜冻的低温：覆盖法、加热法、烟雾法、灌溉法、防护法。
提高作物的抗霜冻能力：选择抗霜冻能力较强的品种；科学栽培管理；北方大田作物多施磷肥，生育后期喷施磷酸二氢钾；在霜冻前1~2天在果园喷施磷、钾肥；在秋季喷施多效唑，翌年11月采收时果实抗冻能力大大提高。
防御
避霜
树干涂白、葡萄枝条高架。
防御
抗霜
覆盖法、加热法、烟雾法、灌溉法、防护法。
冻害
定义
植物在冬季或早春处于0 ℃以下低温，引起体内结冰，影响正常生理活动，甚至造成死亡的现象。
类型
根据冻害发生的时间可以将其分为初冬冻害、严冬冻害和早春冻害三类。
地区分布
中国发生冻害最多的是北方及长江中下游地区，个别年份华南地区也有出现。
受害作物
长江流域及其以南地区：越冬作物和经济林果木
华北、黄土高原和新疆北部：冬小麦
华北南部和黄淮平原：油菜
东北、华北：大白菜
江南丘陵：柑橘
长城沿线：苹果等北方果树
防御
合理布局 确定合理的冬小麦种植北界和上限。
适时播种，提高植株抗性 选用适宜品种，适时播种。
改善农田生态条件 冬前松土、镇压；适时浇上冻水，以稳定地温；黄土高原旱地、华北平原低产麦田和盐碱地上可采用沟播。
防御
冬前松土、镇压；适时浇上冻水。
冷害
定义
冷害是指在农作物生长因气温明显偏低而影响生长，或有碍生殖过程导致显著减产的现象。
类型
根据低温对作物危害的特点及作物受害的症状，可将冷害分为障碍型冷害、延迟型冷害和混合型冷害。
障碍型冷害
作物孕穗、抽穗开花期内遇低温使作物难以受精结实而减产。
延迟型冷害
作物生长期间因长期低温而导致热量不足，使作物发育期延长、粒重降低而减产。
混合型冷害
障碍型冷害和延迟型冷害同时发生的冷害。
冷害的时空分布
春季冷害（倒春寒）
春季发生在长江流域的低温烂秧死苗。
秋季冷害（八月低温、寒露风）
秋季，长江流域及华南地区双季晚稻抽穗扬花期遇到的低温冷害。
东北低温冷害（夏季冷害）
东北地区在6—8月出现的低温危害。
寒害
在华南许多热带作物遇10℃以下、0℃以上低温可使植株枯萎、腐烂或感病，直至死亡。在当地被称为寒害。
防御
因地制宜安排品种搭配和播栽期；
选择避寒的小气候生态环境，如地膜覆盖、以水增温；
选择适宜的复种指数和种植方案；
选择耐寒品种；
加强田间管理。
防御
热害
时空分布及对作物的影响
水稻热害：6、7月，华南和长江中下游地区。
小麦热害：春末夏初，河南、河北、山西、山东、
陕西、新疆、北京、天津、内蒙古、宁夏及
江苏北部、安徽北部等。
根茎灼伤：大多发生在西北和华北，特别是土壤中含沙量
多的地方。
蔬菜热害：发生的地区很广。
作物在生长期内遭遇高温天气，影响作物的生殖生长，逼熟催黄，导致空瘪粒增多而减产的现象。包括高温逼热和日灼。
水稻热害状
防御
夏季可采取灌溉和果园保墒等措施，增加果树的水分供应。
在果面上喷洒波尔多液或石灰水，也可减少日灼病的发生 。
冬季可采用在树干涂白以缓和树皮温度骤变；修剪时在向阳方向应多留些枝条，以减轻冬季日灼的危害。
改善田间小气候，加强田间管理，改善耕作制度，合理布局，选择抗高温品种等。
干 旱
干旱是因长时期无雨或少雨，空气和土壤极度干燥，植物体内水分平衡受到破坏，影响正常生长发育，造成损害或枯萎死亡的现象。
类型
按干旱发生的原因分类
土壤干旱
大气干旱
生理干旱
土壤干旱：
在长期无雨或少雨的情况下，土壤含水量少，土壤颗粒对水分的吸收力加大，植物根系难以从土壤中吸收到足够的水分来补偿蒸腾的消耗，造成植株体内水分收支失去平衡，从而影响生理活动的正常进行，植物生长受抑制，甚至枯死。
干 旱
土壤干旱：
大气干旱：
空气干燥、大气蒸发力强，促使植物蒸腾过快，根系从土壤吸收的水分难以补偿水分收支失衡而造成的危害。
生理干旱：
由于土壤环境条件不良，使根系的生理活动遇到障碍，导致植物体内水分失去平衡而发生的危害。
按干旱发生的季节分类
春旱
夏旱
秋旱
冬旱
季节连旱
大气干旱：
生理干旱：
春旱：
发生在3—5月份的干旱。
夏旱：
发生在6 — 8月份的干旱。
秋旱：
发生在9 — 11月份的干旱。
冬旱：
发生在12 —次年2月份的干旱。
季节连旱：
连续两个季节以上发生干旱。
防御
建设高产稳产农田 平整土地、修建梯田、小流域治理等。
合理耕作蓄水保墒 秋耕壮垡、浅耕塌墒 。
兴修水利、节水灌溉 根据作物的需水规律和适宜的土壤水分指标进行科学灌溉；采用先进的喷灌、滴灌和渗灌技术。
地面覆盖栽培，抑制蒸发 利用沙砾、地膜、秸秆等材料覆盖。
选育抗旱品种和抗旱播种 选用抗旱性强、生育期短和产量相对稳定的作物和品种。抢墒早播、适当深播、垄沟种植、镇压提墒播种、“三湿播种”（即湿种、湿粪、湿地）和育苗移栽等。
人工降雨
干热风
定义
高温、低湿，并伴有一定风力的大气干旱现象。
小麦：轻者使茎尖干枯、炸芒、颖壳发白、叶片卷曲；重者严重炸芒，顶部小穗、颖壳和叶片大部分干枯呈现灰白色，叶片卷曲，枯黄而死。雨后突然放晴遇到干热风，则使茎杆青枯，麦粒干秕，提前枯死。
水稻：穗呈灰白色，秕粒率增加，甚至整穗枯死，不结实。
危害
干热风
类型
高温低湿型 高温、干旱，地面吹偏南或西南风而加剧干、
热地影响。
雨后枯熟型 雨后高温或猛晴，日晒强烈，热风劲吹，造
成小麦青枯或枯熟。多发生在华北和西北地区。
旱风型 湿度低、风速大（多在3~4级以上），但日最高气温
不一定高于30℃。常见于苏北、皖北地区。
干热风
小麦干热风
干热风
防御
浇麦黄水 小麦乳熟中、后期至蜡熟始期，适时灌溉。
药剂浸种 播种前用氯化钙溶液浸种或闷种 。
选用抗干热风品种 根据品种特性，选用抗干热风或耐干热风的品种。
调整播期 根据当地干热风发生的规律，适当调整播种期，使最易受害的生育期与干热风发生期错开。
营造防护林带 可以改善农田小气候，削弱风速，降低气温，提高相对湿度，减少土壤水分蒸发，减轻或防止干热风的危害。
根本途径是改变局部地区气候条件，如植树造林、营造护田林网、改土治水。
农业技术措施：
雨灾
类型
按水分过多的程度分类
洪涝
湿害
洪涝：
由长期阴雨和暴雨、短期的雨量过于集中、河流泛滥、山洪暴发或地表径流大、低洼地积水、农田被淹所造成的灾害。
湿害（渍害、沥涝）：
连阴雨时间过长，或雨水过多，或洪涝灾害之后农田排水不良，使土壤水分长期处于过饱和状态，土壤透气不良，温度过低，作物根系缺氧受到伤害，造成作物生长发育受阻或死亡的现象。
洪涝：
涝害：
湿害（渍害、沥涝）：
按发生的季节分类
春涝
春夏涝
夏涝
夏秋涝
秋涝
春涝、春夏涝：
主要发生在华南及长江中下游一带。
夏涝：
主要发生在黄淮海平原、长江中下游、华南、西南和东北。
夏秋涝、秋涝：
主要发生在西南地区，其次是华南沿海、长江中下游地区及江淮地区。
洪涝灾害的危害
暴雨洪水灾害与水土流失有着直接的联系。
洪涝灾害能够严重破坏平原水系工程。
洪涝能够带来泥沙毁灭良田，加重土地沙化。
防御
治理江河，修筑水库 疏通河道、加筑河堤、修筑水库。
加强农田基本建设 田间合理开沟，修筑排水渠，畅通排水，搞好垄、腰、围三沟配套 。
调整种植结构，实行防涝栽培 选种抗涝作物种类和品种 ；适当调整播栽期 ；实行垄作 。
改良土壤结构，降低涝灾危害程度 深耕打破犁底层、增加有机肥 。
封山育林，增加植被覆盖 植树造林能减少地表径流和水土流失，从而起到防御洪涝灾害的作用。
加强涝后管理，减轻涝灾危害 及时清除植株表面的泥沙，扶正植株。进行中耕松土，施速效肥，注意防止病虫害，促进作物生长。
风灾
定义
以平均风力达到或超过6级或瞬间风力达到或超过8级，作为
发布大风预报的标准。
机械损伤 大风造成作物和林木倒伏、折断、拔根或造成落花、落果、落粒。
生理危害 北方春季大风可加剧土壤蒸发失墒，引起作物旱害，冬季大风会加剧越冬作物冻害.
风蚀沙化 造成土壤沙化，沙丘迁移，埋没附近的农田、水源和草场。
影响农牧业生产活动 在牧区大风会破坏牧业设施，造成交通中断，农用能源供应不足，影响牧区畜群采食或吹散牧群。冬季大风可造成牧区大量牲畜受冻饿死亡。
危害
风灾
大风
防御
植树造林 营造防风林、防沙林、固沙林、海防林等。扩大绿色覆盖面积，防止风蚀。
保护植被 调整农林牧结构，进行合理开发。在山区实行轮牧养草，禁止陡坡开荒和滥砍滥伐森林，破坏草原植被。
建造小型防风工程 设防风障、筑防风墙、挖防风坑等。减弱风力，阻拦风沙。
营造完整的农田防护林网 农田防护林网可防风固沙，改善农田的生态环境，从而防止大风对作物的危害。
农业技术措施 选育抗风品种，播种后及时培土镇压。高秆作物及时培土，将抗风力强的作物或果树种在迎风坡上，并用卵石压土等。此外，加强田间管理，合理施肥等多项措施。
防御
植树造林 营造防风林、防沙林、固沙林、海防林等。扩大绿色覆盖面积，防止风蚀。
防御
营造完整的农田防护林网 农田防护林网可防风固沙，改善农田的生态环境，从而防止大风对作物的危害。
雹灾和黑白灾
从强对流云中降下的冰雹，砸在农业植物、畜禽和农业设施上造成损伤和破坏的过程，称为雹灾。
雹灾的时空分布
中纬度地区以午后到傍晚降雹为主，四川盆地和湘西、鄂西受青藏高原影响，以夜间降雹为主。
时间分布
年变化
4—9月为降雹主要时段，占总数的84%
5—6月为高峰期，两月各占22%
冬季极少降雹。
日变化
雹灾的危害
冰雹的危害主要是由于它降落时的机械破坏作用，砸坏
农作物的叶片、茎秆、穗（荚、果），造成叶片破碎、
茎秆折断、植株倒伏、花果脱落，打伤畜、禽，打破大
棚塑料和温室玻璃。
使作物受到突然的低温胁迫和造成土壤板结，还可能由
此引起生物的各种生理障碍以及病虫害。
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