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第三节气象灾害
一、霜冻
我国大部分地区处于温带和副热带纬度，地形复杂，春秋季节天气多晴朗少云，气温日较差大，冷空气活动又较频繁。因此，在我国霜冻极易发生，是一种严重的气象灾害。
（一）霜冻的定义
霜冻是指春、秋植物生长季节里，由于土壤、植物体表面以及近地面气层的温度骤然降低到0℃以下，致使植物受害，甚至死亡的现象。
出现霜冻时，如果空气中水汽饱和，植物表面有霜；如果空气中水汽未达饱和，不出现霜，但温度已降到0℃以下，植物仍受伤害，这种霜冻称“黑霜冻”。
霜冻是出现在春、秋季节的短暂降温现象。春季正值林木发芽期，秋季苗木或新梢尚未全部木质化，这时出现霜冻危害严重。
初霜冻（Early frost injury）
每年秋季第一次出现的霜冻称初霜冻（又称早霜冻）。
终霜冻（Late frost injury）
春季最后一次出现的霜冻称终霜冻（又称晚霜冻）。
无霜冻期（Frost-free season）
春季终霜冻至秋季初霜冻之间的持续期为无霜冻期。无霜冻期与无霜期不一定相等。霜冻对植物的危害是由低温造成的。一般来说，0℃以下的低温可使细胞之间的水分形成冰晶，它们不断地从邻近细胞中夺取水分并冻结，冰晶逐渐增大，使细胞受到机械压缩，同时也导致原生质的胶体物质凝固，细胞死亡。
不同植物及其所处的生长发育阶段不同，它们对低温的抗御能力也不同。一般来说，植物营养器官的抗寒能力比繁殖器官强。花蕾，尤其是雌蕊的抗寒力最弱，气温在0～-2℃即受害。此外植物幼苗期的抗寒力也比较弱。
（二）霜冻类型
在气象上通常按其成因把霜冻分为三类。
1、平流霜冻（advection frost injury）
我国位于北半球冷中心的边缘，冷空气常以冷锋和冷高压的形式向南爆发，侵袭我国。春、秋过渡季节，冷空气活动十分频繁。每当冷空气爆发南下，使温度急剧下降到0℃以下而出现霜冻，这种霜冻称为平流霜冻。
显然，平流霜冻的强弱、范围与冷空气的强弱和范围有关。一般来说，因为冷空气侵袭的范围较广，霜冻区域及造成灾害的地区也较大，影响也较严重。
2、辐射霜冻（radiation frost injury）
在寒冷、晴朗、无风（或微风）的夜晚，地面和植物层表面辐射冷却至0℃以下，也可发生霜冻，称为辐射霜冻。这种霜冻日出后即消散。
3、平流辐射霜冻（frost injury of advective radiation）
这种霜冻是受冷空气平流及辐射冷却双重作用产生的。产生这种霜冻时，先是冷空气侵入，使气温下降，然后冷锋过后，天气转晴，在晴朗、无风、干燥的冷高压控制下，辐射冷却，使温度再度下降，并达0℃以下时，形成霜冻。每年的初霜冻和终霜冻多属平流辐射霜冻。这类霜冻范围广，强度大，持续时间长，对植物危害最严重。
（三）影响霜冻形成的因子
1、地形因子
地形对霜冻的形成、强度和持续时间都有关系。
盆地、洼地和谷地中，地势低洼，冷空气易于下沉堆积。这里的霜冻比较重，尤其是冷空气通道，霜冻更严重，人们常说的“雪打高山霜打洼”就是这个道理。如北疆准噶尔盆地内的霜冻期比周围地区长，每年200天以上。
山坡上的不同部位霜冻情况也不一样。一般来说，山腰处霜冻最轻，山顶次之，山麓处最重。
如河南省西峡县林科所于1979年引种了沪溪葡萄桐，有的栽植在林科所附近山麓平地上，有的栽植在田关的山坡上，两块试验地相距约2km。1982年春遇晚霜冻后，山麓平地上的葡萄桐幼林遭受危害，已萌动的顶芽冻坏，已展开的幼叶全部冻死呈黑褐色，新梢延迟抽发，当年没有开花结实，而种植在山坡地上的安然无恙，当年获得丰收。
此外，坡向不同，霜冻情况也有差别。北坡上的霜冻重于南坡，东坡和东南坡上的霜冻危害比西坡和西南坡严重。因为日出后，东坡上温度回升快，细胞间的冰晶迅速融化成水，这些水分常被蒸发而未能被细胞所吸收，受冻细胞又来不及从根系吸取水分，造成植物枯萎，乃致死亡。
江湖河海、水库和池塘等水体附近的水汽比较充沛，温度下降时，水汽凝结释放潜热，调节了气温，因此霜冻出现的机会少。
2、土壤因子
土壤状况对霜冻也有影响。
干燥而疏松的土壤和砂性土壤的热容量、导热率小，白天接受的太阳辐射聚集于表土层，夜间土壤表面热量散失极快，地面温度降低剧烈，导致气温和植物体的降温也多，容易出现霜冻，强度也大。潮湿土壤和粘土则相反。
（四）霜冻的预防
预防霜冻的措施按其性质可分两类：一是生物技术方法，另一类是物理方法。
1、生物技术方法
选育耐寒品种，合理布局，改进管理技术，如油桐在其可种植的北界栽植时，应选择背风向阳温暖适宜的小气候环境。
2、物理方法
（1）熏烟法
这是一种最古老、最简单、又被广泛采用的民间传统方法。
在防御霜冻的地区设置若干湿的柴草堆，或用红磷等化合物，点燃后，它们释放大量烟粒，形成烟幕。烟幕成为局部的人工阻挡层，阻挡地面长波辐射，增加大气逆辐射，减少地面有效辐射，使地面降温幅度减小；烟粒可促使水汽凝结，释放潜热，使气温上升；另外，燃烧时也直接放出一部分热量。据测定，这种方法可使气温提高1~2℃。熏烟时，要求接近临界温度时才开始点燃烟堆，并持续到日出后两小时左右，烟堆设置在作物上风方向。在逆温天气下，这种方法的效果更好一些。
（2）灌水法
在霜冻来临的前一天下午灌水，灌水量以土壤充分湿透为宜。
灌水后，土壤的导热率和热容量增大，使夜间降温缓和；土壤湿润后，蒸发强，近地面空气较潮湿，水汽易于凝结，释放潜热，增加气温，起了防霜冻作用。据测定，灌水后可增温2~3℃。
近年来，许多地区发展了喷灌，灌水均匀且省水。
（3）喷雾法
当气温接近0℃时，对植物喷雾，雾滴结冰时，放出潜热，可预防霜冻。在结冰过程中，冰的温度保持在0℃。
据试验结果指出，每小时喷3mm左右的水量，可预防-4℃的霜冻。喷雾必须持续到日出，温度上升，植物体上的冰全部溶解为止。过早停止，植物体吸收热量来溶冰，起不了防霜冻效果，反而受害。
（4）直接加热法
用加热器（各种加热炉）燃烧石油、天然气等，直接加热空气，提高气温。
在0.4hm2的土地上，需放置15-25个加热炉。这种方法多用于果园和苗圃地防霜冻，可使气温提高2℃，缺点是成本高。
（5）送风法（空气混合法）
在逆温情况下，可采用送风法。方法是将螺旋桨送风机安装在约10m高的铁塔上，送风机启动后，螺旋桨使近地层空气上下混合，提高了下层空气的温度，可防御霜冻。一台70马力的送风机，可保护3~4hm2作物地。在国外也有在霜冻到来之时使用直升飞机混合田地里的空气达到预防霜冻的目的。
（6）泡沫法
国外制作了一种“农业泡沫精”，加20倍水稀释，并压缩到泡沫发生器中，与空气混合后，喷到作物上。喷出时质软，过一定时间后变硬，形成一层薄膜包在植株外面，保护作物免受外界低温危害。薄膜可以维持8至24小时，口出后自行崩溃。
（7）覆盖法
用草帘、麦秸、杂草、牛皮纸、塑料薄膜等物覆盖在作物地上，珍贵树木或果树可作单株包扎，这些均属于覆盖措施。在覆盖物保护下，减少了地面或植株的长波辐射热损失，由于植物体与外界隔离，自身温度不会降低，达到了防御霜冻的目的。覆盖法的热效应常比其它方法更好些。
我国北方地区，在苗床上喷洒土面增温剂，也有预防霜冻的作用。
二、低温冷害
在植物生长季节里，温度降低到植物当时所处生长发育阶段的生物学最低温度以下（高于0℃），使植物生理活动受到障碍或植物某些组织受到危害的现象称为低温冷害或低温寒害或冷害。
如橡胶树的生物学最低温度是5℃，生长季节如果气温降低到4℃，树干基部常因低温而溃烂，即出现烂脚病，使产量减少。因此，在西双版纳种植橡胶，应选择海拔200m以上，经常出现逆温的地段或西南坡中部，在其它坡向上，冬季时则应采用防寒罩、单株包扎等措施防御低温寒害。
三、冻害
冻害是指在严寒季节，越冬作物和果树等，因为温度过低，使根系、茎秆和枝条等被冻坏，以致死亡的现象。在我国热带和副热带地区，有些林木越冬时容易遭受冻害。例如温州蜜桔，冬季遇-7.0—-9.0℃低温就会严重受害，植株大量死亡。据统计，浙江沿海，大约每隔六年遭受一次冻害。
四、日灼
（一）定义
幼苗或树木因强烈日射和高温而产生的灼伤现象。
（二）分类和预防方法
根据其灼伤部位，可划分为两类。
1、根颈灼伤（干切）
幼嫩苗木与高温表土相接触，使根颈部的输导组织和形成层被灼伤，造成苗木植株死亡。根颈灼伤的部位在距表土上下2mm之间，形成环状“卡脖”。
根颈灼伤与苗木的木质化程度、土壤水分以及植株受光照的时间长短等因素有关。木质化后细胞壁硬度增厚，对日灼具有一定的抗性；土壤水分较多时，夏季土壤表面温度不致升得很高，常不会发生日灼现象；苗木受光照时间越长，土表温度越高，受灼伤也越严重。
预防方法
喷水降温：喷水的时间应开始于最高温度出现之前一段时间，并一直持续到下午4点。如最高温度出现时才喷水，骤热骤冷会加速苗木死亡。
遮荫：搭建荫棚，插遮荫枝条，遮草和遮灌木树叶等。
适时早播：可以延长苗木的生长期，提高苗木木质化的程度，增加对灼伤的抗性。
2、树皮灼伤
由强烈阳光照射所造成的。阳光灼射高温能引起细胞原生质凝固，破坏新陈代谢作用，使活组织死亡。灼伤树皮常出现斑点状死亡或片状脱落，轻微者的灼伤为病菌入侵创造了条件，严重的灼伤使树叶干枯、凋落，也会造成整株树木死亡。
树皮灼伤与树木的种类、年龄、所在林地的位置等有关。光滑的薄皮树种，特别是耐荫性树种，突然暴漏在阳光下受高温辐射，很容易受到灼伤危害。林缘、林墙处地树木以及孤立木也易受到灼伤。
预防方法
注重造林树种的选择
怕灼伤的树木一般为耐荫树种，造林时应与喜光树种混交搭配，其混交方式以带状混交方式为准。以便第一层喜光速生树种为第二层耐荫树种创造遮荫条件。
林缘、林墙树木或孤立木可采用刷白，以降低树皮温度，避免灼伤危害。
