第三节 森林气象学概述
一、森林气象学的定义
森林气象学是研究森林与气象或气候条件之间相互关系的科学，是气象学与林学之间的一门边缘学科。它研究的对象是一切木本植物生活在其中的、对林业具有重要意义的那些气象条件和林木生长对气象(包括气候和小气候等)条件的作用与影响。
二、森林气象学的研究内容与任务
（一）研究内容
森林气象学是森林学和气象学的之间的交叉科学，是应用气象学的一个分支。
森林在一定的气象条件下生长发育完成其生活周期。森林对陆地表面的太阳辐射、热量平衡、水量平衡、动力效应以及二氧化碳的垂直输送等，都有很大影响。森林不仅能影响气候，气象条件又直接制约森林的生氏发育和生物量积累。它主要研究森林和林木生长的气象条件以及森林的气象效应。研究气象或气候条件如何影响森林生物体，包括个体与群体，种与种群，以及森林生态系统。研究森林生物体对气象或气候条件反作用和影响。这是森林气象学的重要内容，是研究森林生态效应的重要组成部分，也是当今全球关心的热点问题。研究森林对气象或气候条件的影响，包括对局部的影响、区域性影响和全球性影响3个方面。所以，森林气象学对林业生产有重要的指导意义。
（二）研究任务
研究气象或气候条件对森林培育，形成稳定、高产、优质、高效和可持续发展森林生态系统的影响，以充分分发挥森林改善环境，满足人类生产和生活需要；研究各种类型森林对气象或气候条件的影响，研究森林净化大气土壤和水质的作用，森林与荒漠化防治；研究森林气候与人类健康、疗养休息娱乐和旅游的关系；研究生物物种保存和繁殖的气象或气候条件。
三、森林气象学发展概况
（一）国外的发展状况
国外林业气象研究始于18世纪的后半叶，真正系统研究则是在19世纪中叶以后，随着世界第三次产业革命在欧洲兴起，森林被迅速砍伐，于是德国、法国、瑞士、捷克、奥地利等在森林内外建立气象观测站，研究森林破坏对气候的影响。最早的林业气象学著作是Fernow和Harringtonl893年写的“森林的影响”一书。
德国对林业气象最早进行了系统研究。R．Geiger是近代林业气象学的奠基人，1927年他出版了《近地层气候》，从此，林业气象学开始形成为一门独立的学科。原苏联对林业气象研究也开展得较早，早在19世纪末，B．H．KAPAЗI／IH就发表了《森林与气象》的论文。美国从本世纪20年代才开始对林业气象进行系统研究。早期的研究偏重于林火气象，并在森林水分、防护林气象和年轮气候等方面进行了研究。60年代以来主要研究林冠气象学、森林气象灾害、森林的辐射、水分特性、林火气象、森林与大气污染、森林蒸散、林业气象模型分析等。日本的林业气象研究大致开始于30年代。从30年代起建立了不少林区气象站。目前，侧重于生理生态气象研究，十分重视蒸散与产量关系及气候生产力的估算和预测，也做了大量林副产品产量和质量与气象的关系以及森林与环境保护关系的研究。
法国主要研究林火气象、防护林气象、生物气象、森林水文、污染气象、森林效益评价等。英国注重林业气象的基础理论研究，如湍流扩散、蒸发散、能量二氧化碳流动以及光合作用的生理生态气象等。意大利对地中海地区针阔叶林的森林气候特征作过不少研究，近来又着重研究杨树生长与气象条件的关系。瑞士着重研究了生物气候，还对森林水文、年轮与气候、森林与大气污染等进行着研究。其他如澳大利亚、奥地利、瑞典、荷兰、比利时、印度也都在某些方面进行过研究。
当前由于欧洲、北美大气污染导致酸雨危害森林，热带和亚热带地区森林大面积砍伐带来全球气候变暖等，已成为各国林业气象界的研究中心课题。此外，林业气象学的研究手段、仪器、设备也正经历着一场革命、自动遥测、微电子化正不断引入林业气象研究领域。
（二）我国的发展状况
我国林业气象研究具有悠久的历史，如2000多年前的西汉时期《周礼•考工记》中云：“桔逾淮而北为枳”，那时人们已经认识到气候不同而引起树木的变化。本世纪以来，竺可桢、陈嵘、梁希等都有部分林业气象方面的论述。系统的林业气象研究工作，是在新中国成立以后才开始的。50年代有江爱良等在海南岛对橡胶林小气候和防护林小气候的研究；陈健等对河北冀西防护林气象的观测；王正非等在小兴安岭林区作长期定位观测；中国科学院沈阳应用生态研究所、中国林科院林业研究所、北京林业大学和黑龙江省林业厅对大小兴安岭和长白山林区的林火考察；宋兆民等在福建杉木林区建立森林水文气象站，研究人工林小气候等工作。1959年秋在四川成都召开了第一次森林防火和森林气象学术讨论会。
从60年代起，王正非、崔启武、朱劲伟、贺庆棠、朱廷耀等相继进行了林业气象物理基础的研究；马雪华等与四川林科所对川西半亚罗林区开展了森林小气候和森林对河川径流影响的研究；傅抱璞对林带动力效应和崔启武对林带附近水汽输送进行了理论分析；中科院地理研究所和云南热带作物研究所进行了橡胶小气候和霜冻预防的研究；中国林科院林研所和北京林业大学对甘肃兴隆山森林与降水做了调查研究；北京林业大学还对小兴安岭五营与鹤岗森林对降水的影响进行了探讨；洪启法作了马尾松林小气候研究等。这期间，北京林业大学和东北林业大学在小兴安岭林区都设立了林业气象研究站，沈阳应用生态研究所和黑龙江省林科院与水文总站都在小兴安岭建立了森林水量平衡观测场。沈阳应用生态研究所还研制了用于林业气象观测的温湿隔测仪、辐射平衡表等仪器；在森林雷击火方面，黑龙江省森保所和中国科学院大气研究所合作研制出了我国第一部三点交叉天电定位仪。1963年春在沈阳召开了第二次林业气象学术讨论会。
70年代以来，林业气象的大量研究工作主要围绕着生态学、环境学、林学为中心进行的，代表性的成果主要有：由王正非等编著出版了《森林气象学》；朱劲伟关于森林中光分布理论的数学模式研究；宋兆民、卫林、张翼等关于农田防护林体系的气象效应的研究；朱廷耀关于风洞试验和林带防风效应的数量化理论分析研究；高素华等对海南岛人工橡胶林生态系统的气象生态研究；曾庆波等对海南岛尖峰岭热带山地雨林水热状况、气候特征和开发对生态平衡的影响的研究；贺庆棠关于森林对局地、全球能量和水分影响及农林植物气候生产力的研究；陆鼎煌对城市绿化气象效应和森林公园环境效益的研究；恩和等关于林火气象预测预报的研究；迟文彬等关于东北林区森林水文和气象观测方法及规范的制定；蔡天麒关于南京树木净化大气的研究；王利溥等关于经济林气象的研究等等。并在1982年10月和1985年12月分别在江苏省江都县和云南省昆明市召开了第三次和第四次全国林业气象学术讨论会。1987年2月在广东省新会县召开了中国林学会林业气象专业委员会成立大会暨第五次全国林业气象学术讨论会。我国在林业气象研究方面已经形成了一支既有实践经验又有理论基础的科技队伍。
四、森林气象学的研究方法
森林气象学的研究必须采取理论联系实际的方法。要应用森林学和大气物理学的基本原理来研究森林气象学的理论，并使森林气象学的理论与林业生产实践相结合。应用近地层物的概念研究森林水热平衡、动力效应和冠层气象学，是森林气象学的理论研究方面；在森林学的基础上，研究气象因子与造林、森林经营、森林保护等的关系，是森林气象学的实用研究方面。这两个方面不是绝对孤立的，必须相互配合，相互促进。森林气象学的研究经历了很长的直观研究阶段，即收集野外观测资料，进行定性分析。随着近代技术科学特别是自动测试、遥感技术和电子计算机的发展，研究方法进入了室内模拟(如风洞、人工气候室)和数学模拟的新阶段，先通过实验建立物理模型，进行调查统计，积累资料，再根据概念抽象或逻辑推断，提出假设条件，最后建立数学模型，将数学模型用计算机求解得出数量招标。近年来，在森林生态系统和防护林气象效应的研究中，研究结果已用定量的数学模式表示。应该指出，野外观测和模拟实验必须相互配合，应用任何单一的研究方法都难以完成森林气象学中所要解决的问题。
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