于雷

摘要

采用野外定位觀測方法，對溫度、光照、濕度和風速等氣象因子進行了實地觀測，經過數據整理分析之后，總結出楊樹越冬傷害與大氣溫度、光照強度、大氣濕度、風速的關系。結果表明，并不是冷冬（負積溫較低）就一定發(fā)生越冬死亡，越冬傷害與低溫出現的時間有關，楊樹的抗凍度是一個動態(tài)的隨時間（季節(jié)）變化的值；白天陽面樹皮溫度高于陰面樹皮溫度和氣溫，夜晚陽面和陰面樹皮溫度基本持平但低于氣溫；樹皮溫度變化幅度遠大于氣溫變化幅度，且陽面溫度變化幅度大于陰面變化幅度；發(fā)生越冬傷害的2005～2006、2008～2009、2012～2013、2010～2011年12和3月的濕度均比較低，且前3個年份2和3月風速較大，可能與越冬傷害發(fā)生有關；越冬傷害調查表明，在風口等小氣候情況下，會發(fā)生寒風型凍害；光照、風速和濕度之間存在著聯系，風速大、光照強的月份濕度一般較低。

關鍵詞楊樹；越冬傷害；氣象因子；機理

中圖分類號S716文獻標識碼A文章編號0517-6611（2015）24-158-03

發(fā)生越冬傷害的楊樹品種廣泛，相同品種在不同地區(qū)表現不同。楊樹越冬傷害問題的解決首先依靠選育抗性強的優(yōu)良品種，其次還需要采取綜合防治措施；樹木的防凍方法有物理防護、施抗逆性肥料、施植物防凍保護劑三類方法。物理防護法包括蓋草簾子、覆土、設置防風障、熏煙法等，這些方法費時費力、成本高。施抗逆性肥料主要是施磷鉀肥，缺少定量研究。植物防凍劑一般包括防凍保護膜和植物生長調節(jié)劑，在林業(yè)生產中應用很少[1]。發(fā)生越冬傷害最容易想到的就是可能出現了極端氣象條件。因此有必要分析氣象因子與越冬傷害的關系。另外，氣象因子中最重要的溫度因子是空氣溫度，不能真實反應樹體的溫度，因此還需研究楊樹樹體表面的溫度與空氣溫度的關系，從而總結出環(huán)境因子與越冬傷害的關系[2]。筆者在此采用野外定位觀測方法，對溫度、光照、濕度和風速等氣象因子進行了實地觀測，經過數據整理分析之后，總結出楊樹越冬傷害與大氣溫度、光照強度、大氣濕度、風速的關系。

1材料與方法

1.1 試驗材料和儀器

以越冬傷害發(fā)生比較頻繁的凌海市為研究對象，于2008年1月在金城鎮(zhèn)原種場建立定位觀測站，儀器包括百葉箱、ZDR-1F風速風向儀、ZDR-20型溫濕度記錄儀、ZDR-14型照度記錄儀。樹皮陰陽面氣溫變化數據觀測。觀測品種為2根1干3016楊，采用儀器為DSR型雙溫度記錄儀和ZDR-20雙溫度記錄儀。

1.2 試驗方法和統(tǒng)計方法

觀測大氣溫度、濕度、風速、光照強度，每30 min記錄一次數據，并到凌海市氣象局2005年以來補充未測年份的氣象數據。選取每年1、2、3、11、12月數據，篩選出日最低氣溫低于-15 ℃的氣溫值及出現的日期，計算各觀測因子的日平均值、旬平均值、月平均值以及負積溫和日較差，用軟件EXCEL2007作圖。2007年11月～2008年3月、2008年11月～2009年3月，觀測樹皮陰面、陽面溫度和周圍環(huán)境氣溫，每30 min記錄1次溫度。選取日最高溫度、最低溫度數據計算日較差，計算日平均溫度和月平均溫度。

2 結果與分析

2.1大氣溫度與越冬傷害

由圖1可見，2008～2009年負積溫較高，是個暖冬，卻發(fā)生了越冬傷害；2011年1月負積溫較低，大樹無越冬傷害，苗木有越冬傷害發(fā)生；2012年1、2月最冷，卻沒有越冬傷害發(fā)生；2012年12月負積溫顯著低于常年，但1月負積溫在幾年來居中，越冬傷害卻很嚴重。說明負積溫與越冬傷害沒有明確的因果關系。

月平均氣溫也可以反映寒冷程度，8年來凌海市冬季氣候的變化趨勢是逐漸變冷（圖2）。

日較差反映了溫度的變化幅度，是反映樹木變溫脅迫的重要指標，與平均氣溫相結合可以反映凍融程度。由圖3可見，2010～2011年度12月中旬、1月中下旬、2月中旬、3月下旬日較差顯著高于常年，這一年春季發(fā)現苗木受越冬傷害；2012年1月上旬、2月下旬～3月下旬日較差明顯高于常年，這一年春季大樹和苗木均發(fā)生了越冬傷害；2012年1月下旬～2月下旬日較差顯著

高于常年，但這一年未發(fā)生越冬傷害；2008～2009年發(fā)生越

冬傷害，但僅11月下旬的日較差顯著高于常年，2月和3月日較差均不高。說明日較差的幅度與越冬傷害相關，但不足以確立明確的因果關系。日較差尤其是抗凍鍛煉期（11月）和脫鍛煉期（3月）多次大幅度的溫度變化（凍融）會使楊樹受到越冬傷害。從表1可以看出，不是極端溫度低就一定發(fā)生越冬傷害，如2009～2010年冬季溫度達-29.2 ℃，但當年并未發(fā)生大規(guī)模越冬傷害。

2.2 光照與越冬傷害

從圖4可以看出，2009年2和3月光照強度很大。光照主要是通過調節(jié)樹木的光周期和影響樹體的溫度來影響樹木生長發(fā)育[3]。從樹皮陰陽面溫度與大氣溫度的關系的日變化（圖5）可看出，白天陽面樹皮溫度高于陰面樹皮溫度和氣溫，夜晚陽面和陰面樹皮溫度基本持平但低于氣溫，其原因是夜晚地面的溫度降低較慢發(fā)生熱輻射，熱量輻射到近地的大氣中，而使環(huán)境溫度得到某種程度的提高。從冬季各個月份樹皮表面溫度和氣溫的對比（表2）也可以看出，白天樹皮陽面溫度遠高于環(huán)境溫度，一般高出5～10 ℃，最大可高出15 ℃。

為使數據更加直觀，篩選出每日最高溫度與最低溫度進行比較。由圖6可見，在冬季樹皮陽面溫度最高可達23.8 ℃，最低可達-32.6 ℃，日較差于1月13日達最大值（42.3 ℃），平均日較差為26.1 ℃。由此可見，樹皮溫度變化幅度遠大于氣溫變化幅度，且陽面溫度變化幅度大于陰面變化幅度。

陽面因光照等輻射（包括地面輻射）使地面附近西南面樹皮的溫度升高，造成樹木局部發(fā)生脫鍛煉，抗凍能力降低，在夜晚降溫后發(fā)生越冬傷害，而多次凍融使樹木形成層造成嚴重越冬傷害。凍裂和破腹等越冬傷害現象多發(fā)生于樹木的西南面，說明樹干部越冬傷害（破腹型）與光照密切相關。僅以氣溫作為參考以及僅從低溫角度研究楊樹越冬傷害均不夠全面，而應進一步從凍融脅迫的角度深入研究[4]。

2.3大氣濕度與越冬傷害

濕度數據（表3）表明，發(fā)生越冬傷害的2012、2010、2005、2008年12月的濕度均比較低，可能存在因果關系。但1和2月濕度較低的2007～2008年冬季并沒有發(fā)生越冬傷害。2006、2009、2011和2013年的3月濕度也較低，發(fā)生了越冬傷害，但2008和2010年3月濕度同樣較低卻沒有發(fā)生越冬傷害。

2.4 風速與越冬傷害

一般認為，寒風可以使地面溫度降低，加深土壤凍結深度；可使木質化程度較低的樹梢風干失水。2013年2和3月的風比較大，顯著高于常年；2006、2009年2和3月的風也比較大。這3年冬季均發(fā)生了越冬傷害，可能與風大有關。越冬傷害調查表明，在風口等小氣候情況下，可以發(fā)生寒風型越冬傷害。光照、風速和濕度之間存在著聯系，風速大、光照強的月份濕度一般較低。日照強度、風和濕度也對越冬傷害有影響。

3結論

（1）冬季的絕對低溫低于楊樹的最大抗凍度，就會發(fā)生嚴重凍害，低溫可對越冬楊樹造成傷害，是限制因子。然而，并不是冷冬（負積溫較低）就一定發(fā)生越冬死亡，越冬傷害與低溫出現的時間有關，楊樹的抗凍度是一個動態(tài)的隨時間（季節(jié)）變化的值。大多數楊樹越冬傷害發(fā)生在脫鍛煉期間，連續(xù)的氣溫劇烈變化導致有效凍融多次發(fā)生，凍融傷害的累積超過抗凍融度，造成樹木死亡[5]。

（2）白天陽面樹皮溫度高于陰面樹皮溫度和氣溫，夜晚陽面和陰面樹皮溫度基本持平但低于氣溫。樹皮溫度變化幅度遠大于氣溫變化幅度，且陽面溫度變化幅度大于陰面變化幅度。陽面因光照和地面輻射影響，地面附近西南面樹皮的溫度升高，脫鍛煉進程加快，抗凍能力降低，在夜晚突然降溫后發(fā)生細胞結冰，白天冰晶再融化，連續(xù)多次凍融使樹木形成層造成嚴重越冬傷害。凍裂和破腹等越冬傷害現象多發(fā)生于樹木西南面，說明樹干部越冬傷害（破腹型）與光照密切相關。

（3）發(fā)生越冬傷害的2005～2006、2008～2009、2012～2013、2010～2011年12和3月的濕度均比較低，且前3個年份2和3月風速較大，可能與越冬傷害發(fā)生有關。越冬傷害調查表明，在風口等小氣候情況下，會發(fā)生寒風型凍害。光照、風速和濕度之間存在著聯系，風速大、光照強的月份濕度一般較低。

參考文獻

[1]

田洪順，陸學海，武力紅，等.遼西地區(qū)楊樹發(fā)生凍害原因及預防措施[J].防護林科技，2013（1）：100-102.

[2] 舒紅，屈年華，馮世強，等.遼寧省楊樹凍害現狀及防治對策[J].遼寧林業(yè)科技，2014（1）：59-60.

[3] 馮世強，柴曉東，王濤.遼寧省凌海市楊樹凍害原因分析及預防對策[J].林業(yè)實用技術，2014（10）：16.

[4] 楊成生，王芳，張亞軍，等.中林系列楊樹凍害調查研究[J].甘肅林業(yè)科技，2004（4）：61-63.

[5] 趙經周，楊運啟，黃居平，等.楊樹人工林凍害綜合防治技術的研究[J].林業(yè)科技，1996（3）：33-35.