高考地理拓展：认识气象因素 ，助力农业丰收！(气象要素对农业生产的影响)

高考地理拓展：认识气象因素 ，助力农业丰收！(气象要素对农业生产的影响) 常言道： “万物生长靠太阳，雨露滋润禾苗壮” 可见 气象条件对于农业生产的极其重要性 农业生产的季节性很强 不同的农作物要求的适宜气象条件不同 气象条件是农业生产不可脱离的自然环境 在气象条件中，光、温、水等因子的不同组合会对农业生产产生不同的影响，有利的组合必使 农业增产，不利的组合将导致农业减产，而最优的组合才有可能使农业生产实现高产、优质、高效。 1、光照与农作物 光照是农作物进行光合作用的主要能量源泉。 2、温度与农作物 温度是决定农作物能否正常生长、发育和成熟的先决条件。 3、水分与农作物 水分是作物生长发育和产量形成的重要保证。 另外，二氧化碳、氧气等气体则是农作物进行光合作用的必需要素。 今天 我们着重讲解“光、温、水与农业”的关系 光照对农作物的影响 农作物的气象条件之光 俗 话 说 ， “ 万 物 生 长 靠 太 阳 ” ， 光 照 对 农 作 物 主 要 有 三 个 作 用 ， 一 是 农 作 物 进 行 光 合 作 用 必 不 可 少 的 条 件 ； 二 是 产 生 热 能 ， 用 于 农 作 物 蒸 腾 作 用 ， 并 维 持 农 作 物 的 体 温 以 保 证 代 谢 过 程 的 正 常 进 行 。三 是 影 响 农 作 物 营 养 体 形 态 的 建 成 、生 长 发 育 及 叶 的 方 位 等 。 光照强度对农作物的影响不同植物对光照强度需求不同，大部分农作物都比较适应在阳光充足的地方生长，但有的作物 在较弱的光照条件下也能正常生长。因此，建议农民们注意： 喜光作物：如棉花、玉米、甘蔗等，适宜种植在阳光充足的开阔平地或向阳坡上； 耐阴作物：如茶、生姜、韭菜、莴苣等可种植在阳光较弱的背阳坡上； 双收有招：矮小的耐阴作物可以与高大的喜光作物进行间作、套作，充分利用光能和空间，使 两种作物优势互补，获得双丰收。如玉米分别与大豆、花生的间作，小麦与玉米的套作等。 光照时长对农作物的影响 植物的生长发育对昼夜长短产生不同反应，即光周期现象。例如，棉花、水稻等短日性植物， 只有光照时长短于一定阈值时才能开花；麦类作物、菠菜等长日性植物，只有光照时长长于某一阈 值时才能开花；甘蔗（部分品种）为中日性植物，在昼夜长短比例接近一定值时才能开花；番茄、 黄瓜等光期钝感植物，也称为日中性植物，受光照影响较小，在不同光照长度下都能开花。因此， 在作物育种过程中，可通过不同光照时间调节花期实现品种间杂交；可根据光周期反应调节播栽期， 使作物发育关键期躲避气象灾害的主要发生期。 光谱成分对农作物的影响 到达地球表面的太阳辐射主要分为紫外线、可见光和红外线。不同光谱成分对植物的生长发育 有着不同的作用。如集中在 219-315nm 的紫外线能加速植物发育；蓝紫光促进蛋白质和脂肪的合成； 红橙光促进植物的生长和干物质的积累；近红外线促进植物的伸长等。因此，根据不同光谱成分对 植物的影响，利用人工改变光质以改善作物的生长，从而增加作物产量，提高品质，高效地利用土 地资源。 温度对农作物的影响 农作物的气象条件之温度 温度是生物生存的重要条件之一，决定着植物的分布区域、生长状况、发育速度和产量高低。 在最适温度范围内，作物生长发育迅速而良好；低于最低温度或超过最高温度，作物就会受到低温 灾害和高温热害危害，甚至死亡。界限温度对农业生产具有普遍意义，标志某些物候现象或农事活 动的开始、转折或终止。 例如： 0℃：土壤冻结与解冻、农事活动开始或停止、冬小麦等越冬作物秋季停止生长，春季开始生 长，春季 0℃至秋季 0℃之间的时段即为农耕期；5℃：早春作物播种、喜凉作物开始生长、多数乔木开始生长，春季 5℃至秋季 5℃之间的时段 为冬作物或早春作物的生长期； 10℃：春季喜温作物开始播种与生长，喜凉作物开始迅速生长，秋季水稻开始停止灌浆，棉花 品质与产量开始受到影响。开始大于 10℃至开始小于 10℃之间的时段为喜温作物生长期； 15℃：水稻、棉花、花生开始生长，初日为水稻适宜移栽期，棉花开始生长期，终日为冬小麦 适宜播种期，水稻内含物的制造和转化受到一定阻碍。初终日间的时段为喜温作物的活跃生长期； 20℃：初日为热带作物开始生长时期，水稻分蘖迅速增长，终日对水稻抽穗开花开始有影响， 往往导致空壳，初终日之间的时段为热带作物的生长期，也是双季稻的生长季节。 植物完成一定发育阶段及作物从播种到成熟需要一定的积温。积温反映了温度强度和持续时间 的综合结果，可以根据积温指标和温度预报结果进行物候期、播种期和收获期等预报，也可以根据 杂交育种、制种的父母本花期相遇的积温指标推算播种期。 水分对农作物的影响 水是植物维持生命及生长发育所必需的自然资源。水保持作物植株茎叶挺直，影响作物的光合 作用与体内营养物质的吸收和转运；同时，水分赋予植物蒸腾作用，用以调节体温和整个生理过程。 农田水分状况不仅直接影响作物的生理活动，并通过影响土壤肥力以及农田小气候等影响作物。 因此，作物“有收无收在于水，收多收少在于肥”是对水分在农作物生长发育与产量形成中所起作 用的最好诠释。 作物需水量主要受气象因素的影响，此外也受植物、土壤因素，以及灌溉、排水和耕作栽培技 术等人为措施的影响。 气象因素，包括空气温度、空气温度、太阳辐射、日照和风速等，是影响作物需水量的主要因 素。农业种植影响最大是气象因素 它决定了该地的农作物品种和耕作制度 同时气象灾害的发生 直接影响着农作物产量的多少 因此，农业生产离不开气象服务那么，农业灾害的气象服务都包含哪些方面呢？ 农业灾害的气象服务是什么？有哪些？ 通过人工观测与调查、仪器自动观测、卫星遥感等技术监测，获取自然界的物候、农业生产对 象的生育期、长势及其所处的环境气象要素、土壤墒情等信息的基础上，通过数据分析、指标判断、 模型运算等，结合天气气候预报预测结果，为农业决策部门、农业企业以及普通农户提供不同类型 的服务，服务内容主要有：农业气象灾害监测预报、农用天气预报、农作物产量预报、农业气候资 源评价、农业气候区划、农业气象灾害风险区划、农业保险气象服务、农林病虫害发生发展气象预 报。此外，还有人工增雨、消雹等农业减灾服务。 1.农业气象灾害监测预报 农业气象灾害监测预报主要包括霜冻预报、冻害预报、寒露风预报、低温冷害预报、干热风预 报、土壤干早预报及作物病虫害预报等。我国地处季风气候区，气象灾害频发，气象灾害的发生会 导致作物减产，品质下降，一并带来经济损失，对农业可持续发展和国家粮食安全构成威胁。气象 人士提取气象灾害指标，并结合气象监测和农作物生长信息，通过多媒体平台发布农业气象灾害预 警信息，将预警信息送达农户手中，这一举措对于减轻或避免气象灾害损失具有重要意义。 2.农用天气预报 针对农业生产需要编发的天气预报，从农业生产角度出发，采用天气分析与统计分析等手段， 预测未来天气条件对农业生产的影响。编制农用天气预报的方法主要有两种： （1）采用天气图和单站气象要素演变分析方法，或采用卫星和雷达图片分析方法，根据当时 影响本站的天气系统及其未来演变作出，此法主要用于短期的农用天气预报。 （2）借助统计学，选择较好的相关因子，通过建立起一定的预报方程或模式作出预报，此法 主要用于中长期农用天气预报。 3.农作物产量预报 根据农作物播种前及其全生育期内的气象条件，特别是关键发育阶段的气象条件利弊来预测农 作物产量的一种农业气象预报。图 2 农业气象产量预报系统业务数据流程 （来源：李民华等. 农作物产量气候影响动态评估与预报业务系统[J]） 4.农业气候资源评价 农业气候资源是指气候条件中可被利用于农业生产产生经济价值的物质和能量，是有利于人类 生产和生活活动的气候条件，包括太阳辐射、热量、降水和风等。为了合理利用某一地区气候资源， 需要进行正确的农业气候资源评价。 图 3 辽宁省农业气候资源综合评价指标体系 （来源：纪瑞鹏等. 农业气候资源综合评价方法研究—以辽宁省为例） 5.农业气候区划 为了因地制宜迅速发展农业生产，从农业生产需要出发，根据农业气候条件的地区差异进行的 区域划分。一般是在分析地区农业气候条件的基础上，采用对农业生产有重要意义的气候指标，遵 循农业气候相似原则，将一个地区划分为若干个农业气候区域，各区都有其自身的农业气候特点、 农业发展方向和利用改造途径。 表 1 河南省夏玉米精细化农业气候区划指标 （来源：余卫东等. 河南省夏玉米精细化农业气候区划研究[J]） 6.农业气象灾害风险区划 农业气象灾害是不可避免的自然现象，但可以通过风险分析和合理规划来尽可能减小农作物受 农业气象灾害影响的损失。因此，开展农业气象灾害风险区划，对于科学规划农作物种植格局、科 学引种等方面有着重要意义。图 4 江苏省设施农业气象灾害风险等级区划 （来源：蔡冰等. 江苏省设施农业气象灾害风险等级区划[J]） 7.农业保险气象服务 气象灾害是造成农业损失的最主要因素。因此，在农业保险中充分利用气象信息技术，开展农 业保险气象服务，具有重要意义。农业保险气象服务主要包括如下内容： 一是开展气象灾害风险评估，科学合理设计保险产品方案； 二是开展灾害损失评估，为提高勘灾理赔效率和效益服务； 三是开展气象灾害预测预警，为防灾减灾、减轻灾害损失提供服务。 表 2 2009-2014 年度参保面积、参保户数、已决赔款、受益农户明细 （来源：康向玉等. 翁牛特旗农业保险气象服务探讨[J]） 8.农林病虫害发生发展气象预报 农林病虫害发生发展气象预报主要依据农业病虫害发生发展所需的光、温、水、气等环境气象 条件，即病虫生理气象指标，研究害虫各生长发育阶段和病害发展流行期间的主要气象影响因子或 影响条件，利用现代数理统计方法分析、诊断和预测病虫害发生发展气象条件的适宜程度。图 5 9 月水稻稻飞虱发生发展气象等级预报 （来源：中国气象局） 9.人工增雨 人工增雨是指根据自然界降水形成的原理，人为补充某些形成降水的必要条件，促进云滴迅速 凝结或碰并增大成雨滴，降落到地面的过程。其方法是根据不同云层的物理特性，选择合适时机， 用飞机、火箭向云中播撒干冰、碘化银、盐粉等催化剂，使云层降水或增加降水量，以解除或缓解 农田干旱、增加水库灌溉水量或供水能力，或增加发电水量等。 图 6 人工增雨 （来源：滁州气象） ▼ 人工增雨▼1 2 10.人工消雹 人工消雹是采用人为方法对一个地区上空可能产生冰雹的云层施加影响，使云中冰雹胚胎不能 发展成冰雹，或者使小冰粒在变成大的冰雹之前就降落到地面。所采用的方法与人工增雨的方法类 似，只是要达到防御冰雹的效果，一般需要向云中播撒足够量的催化剂，以产生大量冰晶，迅速形成更多的水滴或冰粒，造成同雹胚竞争水分的优势，从而抑制雹块的增长。通常，人工消雹是用高 炮或火箭将装有碘化银的弹头发射到冰雹云的适当部位，以喷焰或爆炸的方式播撒碘化银，或用飞 机在云层下部播撒碘化银焰剂。 图 7 人工消雹 （来源：气象知识）