第五节 风与农作物
空气在水平方向上的流动就是风。空气流动,最基本的原因是地球表面上各个地方获得的太阳辐射不同。正因为各地获得的太阳辐射能不同,使得空气的增热程度具有显著的差别。气温较高的地方,空气的密度较小,空气的压力小些;气温较低的地方,空气的密度较大,气压也大些。同时,由于空气是一种可以流动的气体,当两个地方气压发生差异的时候,高气压地方的空气就会自然而然地向低气压的地方流去,就像水从高处往低处流动一样,因而产生了风。两地的气压差越大,风速就越大;反之,风速就越小。总之,地面上因气温分布不均匀所引起的气压分布不均匀,就是风的成因。
一、风的变化规律
风的变化规律可从时间和空间两方面来说明。
1.时间变化
在一天中,白天,尤其是午后风较大,晚上风较小。这是因为白天不同的地面增热不一致,使气压发生明显差异的了晚上,太阳下山了,这种差异逐渐减小,所以风逐渐变小到凌晨最小。另外,由于海陆分布和地形的影响,则有早晚风向恰恰相反的变化。
一年中,在大陆与海洋之间,风向常常随着季节的改而发生周期性变化。夏季,大陆上的气温高气压低,海上的气温低,气压高,风从海洋吹向大陆;冬季则相反,从大陆吹向海洋,这就是季风。我国位于东亚大陆东南部,东面和南面濒临太平洋、印度洋,季风气候很显著,不但沿海地区,就是内陆广大地区也受季风的影响,所以夏季多吹东南风或西南风,冬季多吹西北风。
2.空间变化
由于受到局部地形的影响而产生的风称为地方风。季风也是一种大范围的地方风。除此以外,还有几种较小范围的地方风;如海陆风、山谷风、焚风等。
海(湖)陆风这种风出现在海(湖)的沿岸区域,是陆地和海(湖)面在一昼夜内增温和冷却的程度不同而引起的。白天,陆地增温比海(湖)面多,气压比较低,因而风就从陆地吹向海(湖)。在低纬度地区海(湖)的沿岸,全年均有这种风发生,在天气好的日子里更为显著。在中纬度与高纬度地区,这种风通常只发生在温暖的季节里。
山谷风这种风出现在山区晴朗干燥的日子里。白天;山坡上的空气增温快,山谷里的空气增温慢,风从山谷沿山坡吹向山顶,形成谷风;晚上,由于相反的原因,风从山顶吹向山谷,形成山风。
焚风这是一种从山上吹下来的热而干燥的风。其原因是:在湿热空气团运行过程中,若遇到高大的山脉,被迫沿着山坡上升,空气发生绝热冷却,每升高100米,气温降低1℃,水汽迅速凝结,产生降水。当这团空气跨越山顶以后,便沿山坡下沉。这时,空气发生绝热增温,每沉降100米,气温升高1℃所以,下沉到山谷里的空气,不但温度高,而且湿度小。
二、风与农业生产的关系
风在农业生产中的地位,人们总是认为它成事不足,败事有余:暴风能拔树毁稼,断网翻船,使农业蒙受损失,使草原沙化……,例如1969年1月,在前苏联黑海东部地区,一场举其险恶的“黑风暴”,竟将150多万亩麦苗吹得满天飞扬,将棕黑色的耕作层土壤随风卷起,形成了长达数百公里的黑色雾浪。类似的狂风在世界各地时有发生,它对农业的无情袭击往往是惊天动地的,给人们留下深刻的印象。然而,风对农业的有利作用却是不垢不响,潜移默化地进行着,它的丰功伟绩一点也不逊色于其他四个气象要素。如果没有风,就没有绿色的原野,秀丽的川,农业的丰收景象。
农作物既要风,又怕风。微风对农作物的生长发育最为有利,它可以使作物群体内部的空气不断得到更新,改善植株周围空气的二氧化碳浓度,使光合作用保持在较高的水平上。有人估计,若水稻叶片,以0.02克/cm2分的速度进行光合作用,包围在叶片周围的二氧化碳,仅一分钟就可吸收殆尽。植物在光照条件下,之所以能够不断地进行光合作用,就赖空气的运动,给叶片源源不断地提供二氧化碳,否则光合作用就会停止。因此,作物田间必须通风透光。
作物群体叶片在风的作用下不停地摆动着,形成时间间隔极短的光暗交替,即周期极短的摇曳闪光。在自然条件下,这种闪光对光合效应比连续光更为明显和有效。对同化二氧化碳来说,闪光可以将光合作用的量子效率提高1倍,从而提高光合效率。实验表明,光闪动的周期在1分钟以上断续光,不仅不会提高光合效率,反而会使效率降低。而极短周期的闪光,才具有明显的农业意义。在周期为6~7秒的闪光下,萝卜增产200%,黄瓜增产50%,西红柿增产10%。
在强烈的日照条件下,风可以帮助植物的叶子加快蒸腾作用,降低叶温,避免日灼现象。在秋冬季节,当地面强烈辐射冷却时,风又可以把近地层的冷空气吹走,使庄稼免遭低温霜冻的危害。
风能帮助异花授粉作物进行授粉,提高结实率。有些植物开花时,风还能够帮助散播芬芳气味,招引昆虫为它开传授花粉。此外,风还帮助植物传播种子,如松树就是常常靠风力把种子传到远处,不断扩大生长繁殖的区域。
季风对农业生产带来极大好处。因为夏季从海洋上吹来暖湿气流,带来了丰富的水汽,加上温度高,日照充足,使农作物和动植物都能良好地生长。从这些意义上来讲,风和光、热、水、气一样,也是作物生长所必须的环境因素。但也应该指出,强大的风力或风速,可使作物倒伏,吹走土壤,危害结实。如华北的“干热风”,严重影响小麦产量;南方的“火南风”及“寒露风”则影响水稻结实,使空秕率高。大风和狂风常使农业生产遭受巨大损失。护田林的作用,就在于它能够减免这些损失。
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