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干热风详解

作者:地理人来源:未知 时间:2023-12-20 阅读: 字体: 在线投稿

  一种农业气象灾害。可分两种类型,主要的一种是作物在生长发育期间,因同时受高温,低湿和一定风力影响而减产称为高温低湿型干热风;另一种是由于雨后高温,使小麦青枯称为雨后热枯型干热风。在中国华北平原地区,农民一般称它为“火风”、“旱风”或“热南风”,主要危害小麦;在长江中下游地区,农民称为“南洋风”,主要危害水稻。苏联称为“干旱风”(суховей),在其欧洲部分的南部、东部和中亚细亚等地经常发生。美国称为“干风”(dry-wind)。干热风出现时温度高、湿度小、蒸发量大大增强。一次干热风天气过程前后的温、湿度有很大的突变,在短时间内给作物造成伤害。

  研究历史

  中国北方麦区历史上比较严重的干热风平均十年一、二遇,20世纪的1913、1930、1941、1953、1958、1960、1961、1964、1968、1974、1978、1980年是本地区重干热风危害年.每一个干热风年的危害面积多在两亿亩以上。在长江中下游地区,1959、1962、1972、1978年的盛夏季节都出现过较严重的干热风害。中国从1954年开始对北方小麦的干热风害进行系统地研究。苏联农业气象学家А.И.沃耶伊科夫从1912年开始即研究干热风形成的天气学原因,他指出这是气旋前方的一种类似焚风的下沉气流。30~50年代И.Е.布钦斯基、Е.А.楚别尔比列尔和А.Н.巴布什金等人研究了乌克兰、中亚细亚、西伯利亚森林草原地区的干热风指标、进行了区划,提出了防御措施。日本在40年代研究过水稻的干热风害,发现水稻在抽穗期间,如果遇到相对湿度小于60%的干风,就会出现白穗现象。美国中西部地区常遇的干热风威胁,由于40年代以来从北达科他州到得克萨斯州建起了近3万公里的防护林带,而得以减轻。

  危害
  包括危害症状、时期、影响因子和危害机理。
  作物受害症状
  受干热风危害的小麦颖壳发白,有芒品种芒尖干枯或炸芒,叶片、茎秆和穗变黄,在雨后暴热的条件下,茎叶青枯,受害的麦粒干秕、种皮厚、腹沟深,千粒重一般下降1~3克,严重的下降5~6克(见彩图97)。水稻受干热风危害后,穗呈灰白色,秕粒率增加,严重者整穗枯死,不结实。
  危害时期
  干热风危害小麦多在乳熟中、后期。在此以前,因植株生活力较强,尚能抵抗轻型干热风危害。乳熟期以后,灌浆过程已基本完成,即使有很强的干热风,对产量也不会有重大影响。水稻抽穗扬花期遇到干热风,会使柱头变干,影响授粉;在灌浆成熟期遇到干热风则导致子粒逼熟、粒重下降。

  如果植株前期发育不良,也会加重干热风危害。在同一类型干热风条件下,有两类春季天气会使危害加剧,一是降雨过多的春季,二是干旱的春季,两者都会使植株发育不良,生长瘦弱,降低抗逆力。从土壤条件来看,一般通气性良好的轻壤土能减轻植株受害程度,砂土、低洼地的盐碱土则会加重受害程度。高岗丘陵地和沿河砂滩地的作物均易受干热风的危害。

  危害机理

  干热风通过影响植物的蒸腾作用、光合作用和细胞膜透性使植物受害。①高温、低湿和风加强了植物蒸腾,使叶片含水量减少,根系活力降低,导致植株水分平衡失调。②干热风破坏了叶片的光合作用。③干热风破坏植物细胞膜的透性,影响植物体的物质运输。在高温条件下,细胞膜发生相变,由液晶相变为固相,膜的透性受到损伤,造成细胞内电解质外渗。高温可以使植物筛管细胞原生质发生解体,产生一种由多糖构成的胼胝质,堵塞筛孔,从而影响有机质的输送,使植株的灌浆过程趋于停止。高温还会促使原生质蛋白质分解,使植物体内积累有毒的中间代谢产物,如氨。

  中国的干热风

  包括气象指标、气象成因、时空分布和气候区划。
  气象指标

  根据作物受害程度与温、湿、风三要素相配合的情况,中国北方小麦的干热风危害可分为轻重两级,不同级别干热风日的指标见表1。在长江中下游地区,对于水稻来说,连续三天以上日平均气温≥30℃、14时的相对湿度≤60%,即被认为是干热期,在干热期内14时的风速≥5米/秒,即作为一个干热风日。

表1 高温低湿型干热风指标

  在华北平原和西北的宁夏、甘肃地区,有时雨后遇到高温天气,使小麦发生青枯。即在小麦乳熟中、后期,一次降雨过程,雨量为5~10毫米,雨后日最高气温≥30℃,即发生青枯,称为雨后热枯型。
  气象成因

  春末夏初,中国北方气温迅速增高,但雨季未到,天气晴朗少云,太阳辐射强,地面增温快。5~6月华北、关中、汾河谷地月平均升温值为5~6℃,即每5~6天升高1℃。河套、河西走廊和新疆等地月平均升高6~8℃,每4~5天升高1℃。高温和干燥构成了北方麦区干热风的气候背景。

  从天气学上分析,北方麦区干热风形成主要有两种类型,一种是对流层中纬度暖性高压的暖空气入侵,其高空形势是青藏高原至新疆、内蒙古为一暖脊,有时西太平洋副热带高压伸向江南,暖平流较强,地面为一热低压,干热风危害区在低压北部。中国河西走廊的干热风多属于这一类(图1)。另一种是由于春夏之交极地大陆冷空气南下变性增温造成的。在高空暖性高压脊控制下产生强烈的下沉干暖气流,南下的冷空气也逐渐增暖变性,地面热低压南部吹西南风,表现为华北地区的干热风天气(图2)。

图1 河西走廊干热风过程各层天气形势图

图2 华北地区干热风出现时500百帕形势图

  长江中下游地区的干热风多出现在7月上、中旬。在500百帕图上通常表现为中国东部及海上为稳定的副热带高压控制,天气热而干旱;副高脊线常呈停滞状态,长江中下游地区维持较长时间的干热风天气。
  时空分布

  中国北方麦区的干热风主要分布在华北平原、河西走廊和新疆三个地区。华北平原因太行山的地势引起焚风增温作用,使冀中、冀南、豫东、豫北、鲁西和鲁西北成为重干热风区。汾河谷地由于地形的作用,形成了以临汾、侯马为中心的重干热风区。关中平原干热风次于汾河谷地。宁夏和内蒙古的河套地区除磴口外,均为轻干热风区。河西走廊由于受祁连山和沙漠的影响,使安西、敦煌盆地成为重干热风区。新疆吐鲁番盆地为全国特重干热风区,塔里木盆地以若羌为中心,向盆地四周和沙漠边缘减轻,准噶尔盆地以莫索湾为中心向四周减轻。由此说明,北方麦区的干热风危害规律是东西两头重、中间轻,并随着海拔的升高而减轻,干热风危害区一般不超过海拔1700~1800米。

  干热风出现的时间,一般从5月开始至7月为止,由东南向西北推迟。华北平原、汾渭河谷集中出现时段为5月下旬末~6月上旬,宁夏和内蒙古河套地区为7月上、中旬,河西走廊为6月上旬~7月中旬,南疆为5月中旬~6月中旬,北疆在6月中旬~7月中旬。
  气候区划

  以干热风年平均日数和天气过程年平均次数作主导指标,以干热风年型十年机遇作辅助指标(见表2),将北方麦区干热风危害区域划分为四级九区(见图3),即华北(包括华北平原中、北部和黄土高原东部)Ⅰ区(重区)、Ⅱ区(次重区)、Ⅲ区(轻区):河西走廊(包括黄土高原西部、宁夏及河套灌区)Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区,新疆Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区。第四级为无干热风区,分布在轻区的外围。

表2 干热风气候区划分区指标

图3 北方麦区干热风气候区划图

  防御措施

  ①浇麦黄水。可以改善农田小气候,延长灌浆时间,以减轻或消除干热风的危害。②营造防风林带。可以减弱风速,增加农田相对湿度,降低田间温度,以减轻干热风的危害。在风沙盐碱、土地瘠薄、灌溉条件差的地区,防风林的作用更为显著。③培育和选用抗干热风的优良品种。现有的高秆小麦品种比矮秆品种抗干热风能力强,大多数无芒或仅有顶芒的品种比有芒品种抗性差;抗寒性弱的品种比抗寒性强的品种对干热风的抵抗能力相对较强。在中国北方麦区早熟或中早熟品种一般都能避开干热风害。④喷洒化学药剂。用石油助长剂、氯化钙、磷酸二氢钾、硼、草木灰水等防御干热风害。⑤运用综合农业技术措施。如合理施肥,调整播种时期和播种方式,改革种植制度等。

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