氣象在林業生產中的地位與作用

[摘要] 本文主要從林木生長的基本氣象條件（主要是溫度、日照、降水、風速）、森林氣象災害的預測預報（主要是森林防火、病蟲害）、氣候變化與森林生態氣候的影響等方面進行了深入分析研究，充分論述了氣象在林業生產中的重要地位和作用，為氣象服務在林業系統的進一步應用拓展了一條新途徑。

[關鍵詞] 氣象；林業生產；氣候

林業生產與氣象各要素密切相關。研究林業生產和氣象條件的相互關系對于科學發展林業生產具有十分重要意義。

一、林木生長對氣象條件的基本要求

林木生長與許多氣象要素密切相關，但最主要的是取決于溫度、降水、日照和風速。

1.溫度

林木對溫度的要求也有很大差別，在不同地區，主要樹種間差別也很大。一般在衡量林木對溫度的要求時，廣泛使用溫量指數，林木的分布與溫量指數WI有密切的關系。

WI＝∑（Tm-5）式中，Tm為月平均氣溫（℃），WI為植物生長期間5℃以上的月平均氣溫的累積值。

溫度是影響地球上森林植被組成及分布的重要因素，按積溫和最低溫度區分不同的熱量帶，都有其相應的樹種和森林類型。自然植被分布表現出明顯的緯度地帶性和垂直地帶性：由熱帶（或低海拔）的多種樹種的組成逐漸變為寒帶（高海拔）的單純樹種植被的高度界線，從低緯度的高海拔地帶向高緯度的低海拔地帶有規律地降低。

2.降水

森林常分布在水分條件良好的區域，至少要求降水量大于蒸散量。由于水分的淋溶作用，森林土壤常為偏酸性。土壤與底土中水分貯存量是最為重要的，降水的季節分布相對來說較為次要，相近群系的樹種在降水均勻分布與高度季節性分布的地區中差別不大。樹木除要求較多降水與土壤水外，還要求較高的空氣濕度，因為樹木的蒸騰表面—葉片分布在較高的空中，那里的空氣常比貼近地表層更干。濕生型樹種常要求空氣平均相對濕度在80％左右，只能短時間（幾個小時）處于相對濕度60％以下。旱生型樹種則要求較低的濕度。中國森林分布在年降水量400mm以上的地區，生長季節內相對濕度若小于65％，天然林難以形成。

3.光照

樹種的耐蔭程度分為三類：

（1）陽性樹種：只能在全光照條件下正常生長發育，最不耐庇蔭。如落葉松、白樺、樟子松、馬尾松等。

（2）陰性樹種：能忍受庇蔭，當光照達到一定強度后，光合作用反而下降，光補償點低，光飽和點也低。如魚鱗松、云杉、杉木、毛竹等。；

（3）中性樹種：介于陽性樹種和陰性樹種之間。隨年齡、環境條件不同，表現不同程度的偏陽性或偏陰性。一般在幼年能耐一定的庇蔭，隨著年齡的增大，耐蔭能力逐漸減小，對光照要求越來越大，如紅松、椴木、水曲柳等。

一般地，在接近某樹種分布區的南界時，表現更為耐蔭，相反，接近北界時表現較為喜光；在山區，海拔低處表現較耐蔭，海拔高處較喜光；土壤肥沃時較耐蔭，土壤貧瘠時較不耐蔭。不同樹種對日長也具有不同的適應性，分布在高緯度的樹種常具有對日長較高的敏感性，分布在低緯度的樹種對日長不太敏感。

4.風

風能增加林木的蒸騰作用。當風速在0.2～0.3m/s時，可使蒸騰作用加強3倍，但風速過強，耗水過多，葉子氣孔便會關閉。風力愈強，林木的生產力就愈低。據觀測，當風力經常在10m/s時，林木的直徑生長要比5m/s時小一半。冬季的干風對森林危害極大，它與極端最低溫度是限制森林向極地發展的主要因子。

二、林業生產的主要氣象災害及防御

1.森林火災

森林火災是世界上最嚴重的自然災害之一。全球每年被燒的林地面積達幾百萬公頃，約占世界現有林地面積的0.1%以上，有上千萬人遭到傷亡. 1987年5月發生的我國大興安嶺特大森林火災，燒毀森林面積101萬hm²，其中有林地面積70萬hm²，受災群眾5萬多人。

（1）森林火災與氣象條件的關系。森林自然溫度下不會起火，至少要有高溫可燃物質才會燃燒。這樣的高溫只能來自林外。

影響火災的氣象因素很多，但主要是降水、氣溫、風速和濕度等。

降水能降低林區燃燒性，使林地面積可燃物吸水達到飽和狀態，較難發生火災。而在高溫無降水時，使火險等級很快升高。

相對濕度影響森林火災發生，當相對濕度達到大于70%時，不易發生火災。但如果長期不下雨，即使短期內相對濕度達80%，也可能發生火災。據調查，日平均相對濕度大于75%不發生林火；55%～75%時，可能發生火災；小于55%時，可能發生大火災；小于35%時，可能發生特大火災。如果相對濕度和溫度都低時，也不易發生大火災。

風也是火災發生的重要因素，它不僅能把枯樹落葉吹干，有助于燃燒，同時還使小火擴大，使地面火災變成樹冠火，并能使死灰復燃。特別是火災發生以后，火勢主要向下風方蔓延，這時如果遇上大風，燃燒的火團往往向林區深處擴展，甚至綿延數十公里，數百公里，持續十天、半個月。

雷擊起火，雖然在我國只占1％。但在我市同樣也是火災發生的因素之一。雷擊起火多發生在每年4月-7月。春末常發生雷擊起火，與當時有較強的氣旋活動有關。

（2）防御辦法。冬春季一般是森林火災的多發季節。所以，一是要加大森林防火的宣傳力度，提高全民的防火意識；二是要加大森林火災的技術成因研究和信息傳遞。建立國內先進的專業森林防火網站，借助政府平臺，實現信息共享，改變森林防火的落后狀況。推進森林防火工作走上了科學化、網絡化、信息化的道路，凸顯了良好的社會經濟效益。三是要科學指揮火災的撲救。

2.森林病蟲害

森林病蟲害被稱為“無煙的森林火災”。森林病蟲害的發生、發展和傳播，最主要取決于氣象條件以及氣候的變化。比如：自從2001年入冬以來，我國大部分地區氣溫持續偏高，降水量偏少，這種暖冬加上干旱的天氣使食葉性森林害蟲繁殖加快，增加迅速，使我國森林病蟲害大面積暴發的威脅顯著增加。春季我國北方大部分地區降水偏少，氣溫偏高，相對濕度較低，有利于發生的主要森林害蟲是以楊樹為主的多種食葉害蟲，而南方大部分地區濕度大，風力較小，發生的是以松樹為主的多種食葉害蟲。還有，因受暖冬影響，害鼠種群繁殖加快，數量一直較高，對新植林及幼林仍是一大災害。這表明，鼠害發生的趨勢明顯上升。因此，預測和防御森林病蟲害，必須以氣象條件和氣候背景做科學指導。

三、氣候變化與森林生態系統

全球變暖是目前全球環境研究的一個主要議題。根據對100多份全球變化資料的系統分析，發現全球平均溫度已升高0.3～0.6℃。其中11個最暖的年份發生在80年代中期以后，因而全球變暖是一個毋庸置疑的事實。森林雖僅占陸地1/3的面積，但森林的年生長量卻占全部陸地植物年生長量的65%，因此，森林不僅是陸地上面積最大、分布最廣、組成結構最復雜、物質資源最豐富的生態系統，它也是自然界功能最完善的資源庫、生物基因庫，水、碳、養分及能源儲存調節庫，對改善生態環境，維護生態平衡具有不可替代的作用，而且是人類的一個巨大的可再生自然資源庫，是全球碳循環的重要組成部分。森林的固碳作用十分顯著，森林每生產10t干物質，便可吸收16t二氧化碳，森林碳儲量占陸地生態系統碳儲量的90％。據調查，在全球森林植被及土壤中碳儲存約11500億t，其中約37％的儲存碳在低緯度森林，14％在中緯度森林，49％在高緯度森林。目前，大氣中二氧化碳的含量在不斷增加，致使全球氣候變暖，而森林是一個重要的碳匯，因此它對抑制氣候變化起到重要作用。

氣候變化會導致光照、熱量、水分、風速等氣候要素的量值和時空分布發生變化，因而勢將改變森林的組成、結構及生物量；森林群落對氣候變化的響應是十分敏感的，氣候的微小擾動都可能對森林的結構和演替過程產生巨大影響。全球變暖速率加快，森林群落的生態將發生改變，造成群落類型的更替，同時原群落中各樹種的生物量水平也大為降低。

氣候變暖有可能使生物多樣性減少。氣候變暖后，各種植物的種植界限都要發生遷移，但物種的遷移決定于許多因素，包括物種本身的遷移能力、適應能力、可供遷移的適宜地距離、遷移過程中的障礙等

氣候變化將使森林分布格局發生變化。有關專家利用模型模擬了不同氣候情景下中國森林分布的變化，發現中國森林的高脆弱區約占中國森林面積的7.6%～18%，其最大可能分布于中國的西南、華中或華南等地，這些地區將是全球氣候變化對中國森林影響最大的地區。

大范圍的森林砍伐能夠導致降水的巨大變化，使土地荒漠化。如南美洲30°以北的森林被草地取代，降水將減少15％。如果半干旱地區出現大面積的植被減少，可以預計降水也將出現類似的減少趨勢。這些變化可能產生大范圍或毀滅性的影響，并將加速沙漠化進程。從上述可以看出，了解和研究氣候變化與森林生態系統之間的相互關系，趨利避害，對實現生態環境保護和經濟的可持續發展有重要的現實意義。