农田小气候观测实验_农业小气候观测原理

2024-08-14 05:16:20

1.农业气象学的研究内容有哪些

2.农田小气候的二氧化碳

3.农业气象学的研究内容

4.小气候是什么意思

农田小气候观测实验_农业小气候观测原理

从事的工作主要包括：

（1）进行试验田的播种、田间管理和收获烤种；

（2）进行定期定点和面上的发育期、生长动态、气象灾害及病虫鼠害等农情状况调查，并进行田间工作记载；

（3）进行温度、湿度、土壤水分等基本农田小气候要素观测；

（4）提供农情测报、农业科研与生产管理的基础信息数据。

以下工种归入本职业：

农情测报员

农业气象学的研究内容有哪些

错综复杂的农田小气候常通过农田中不同作物群体结构内辐射、温度、湿度、风和二氧化碳等农业气象要素的变化反映其主要特征。在作物生长发育的盛期（如谷类作物的抽穗期），这种特征的反映往往更为典型。这是因为作物群体结构、农田活动层及其边界层到这时才得到充分发展，因而由蒸腾作用、光合作用、呼吸作用等生物学过程所引起的作物与土壤、空气之间的水汽、二氧化碳等物质交换，以及作物层辐射能、热能的能量转化等物理学过程，最为旺盛和突出。

光和辐射太阳光进入农田作物层中，受到茎叶层层削弱,有些被吸收，有些被反射，部分透过第1层叶片，进入第 2层之后又被反射和吸收，部分则经过从茎叶空隙直达地面。作物茎叶对太阳光能进行多次反射和吸收。透射的强弱程度与作物本身的生育状况和群体结构有关，后者也反过来影响作物的生长发育。

在作物生长发育的盛期，不同高度上单位体积内的茎叶表面积数量表现为上层多、下层少；上层茎叶密集，遮挡了大量的直射光透入下层。茎叶对光能的削弱作用，也是上层显著，下层较差。总辐射、直接辐射和漫射辐射的铅直分布趋势基本相似，都是从上往下递减，并且都在开始时递减缓慢，通过枝叶密集的作物群体上层时递减迅速，到了下层递减速度又减慢。晴天农田各个高度上太阳辐射的日变化基本一致，均为早晚弱而中午强；但是量值变化白天在各个高度上却存在差异；高度越高光照强度越大，反之则越小。

温度农田作物层中的空气温度，主要决定于作物群体结构内不同茎叶层透入太阳辐射和湍流交换（影响水汽和热量输送）强弱的对比关系。在作物群体密度大的情况下，由于作物群体内辐射被削弱，作物层内白天的空气温度与裸地比较相对较低，夜间则相对较高。如作物密度不大，则在其对湍流的削弱作用大于对辐射的削弱作用情况下，作物层中的温度在夜间就可能相对高些。由于不同作物和不同生育期农田小气候的物理学和生物学基础不一，农田上温度的铅直分布情况有相当的差异。

生长发育初期和后期在初期，作物茎矮叶小，植株覆盖面积少且分布稀疏，白天和夜间空气温度的铅直分布几乎与裸地一样，即白天呈温度由地面向上递减的日射型分布，夜间呈温度随高度增加而相应上升的辐射型分布。到作物成熟的生长发育后期，禾谷类作物茎叶枯黄，阳光透达地面，植株蒸腾减弱，农田空气温度的铅直分布又几乎回复到生长发育初期的状况。水平阔叶作物（如棉花地）的情况有所不同，白天空气温度铅直分布廓线的最高点并不出现在地面，而是在植株顶部的叶面附近，夜间温度廓线的最低点却仍在地面。

生长发育盛期这一时期,作物封行,枝繁叶茂，形成小气候的因子变化频繁，温度铅直分布情况也较为复杂，白天和夜间温度的分布曲线正好相反。在作物茎叶密集层的上部，亦即邻近外活动面之外，白天获得太阳辐射热量较多,而湍流较弱，蒸腾也较小,温度铅直廓线上的最高值就出现在这一部位。到了夜间，农田冷空气既不能停滞在作物顶部，也不会下沉到作物保护下的地面，而是积聚在作物层中某一高度上。这一高度既是作物层上表面下沉的冷空气汇集之处，又是株间空气受作物本身辐射最显著的地方。其温度是铅直廓线上的最低值，其向上、向下的温度都是递增的。白天农田内温度廓线上的最低值大多出现在茎叶密集层内，这是因为这个部位所得到的热量本来就不如上层多，且大量也消耗在作物蒸腾上，用于提高空气温度的热量相对较少。出现最高值和最低值的部位，一般都有位移现象，即随着植株高度和密度两者的增加相应抬升。

温度在水田上的分布情况和旱地有异。这种差别在贴近水面的气层内，表现得最为明显。在水田中，白天铅直分布的特点同旱地一样，也有一个温度铅直分布的最高点处在某高度上。在此高度以上，温度铅直分布趋势同旱地基本相似，也呈日射型分布，但在此高度以下，由于水体蒸发耗热和对太阳辐射的减弱作用，温度呈辐射型分布，类似裸地夜间温度分布情况。夜间，植株上层空气虽然较冷，而贴近水面的空气温度仍较高，温度铅直分布的形式恰与白天相反，即下部呈日射型，上部略呈辐射型。

湿度农田中的空气湿度状况主要取决于农田蒸散(即土壤蒸发和植物蒸腾之和)和大气湿度两个因素。农田作物层内土壤蒸发和植物蒸腾的水汽，往往因为株间湍流交换的减弱而不易散逸，故与裸地比较农田中的空气湿度一般相对较高。

绝对湿度绝对湿度铅直分布情况同温度近似。在植物蒸腾面不大、土壤或水面蒸发为农田蒸散主要组成部分的情况下，农田中绝对湿度的铅直分布，均呈白天随离地面高度的增加而减少，夜间则随高度而递增的趋势。在作物生长发育的盛期，作物茎叶密集，植物蒸腾在农田蒸散中占主导地位，绝对湿度的铅直分布就有变化。邻近外活动面的部位，在白天是主要蒸腾面，因而中午时分绝对湿度高；到了夜间，这一部位常有大量的露和霜出现，绝对湿度就低。

相对湿度农田中相对湿度的铅直分布比较复杂，它取决于绝对湿度和温度。一般在作物生长发育初期，不论白天和夜间，相对湿度都是随高度的升高而降低。到生长发育盛期，白天在茎叶密集的外活动面附近，相对湿度最高，地面附近次之；夜间外活动面和内活动面的气温都较低，作物层中各高度上的相对湿度都很接近。生长发育后期白天的情况期相近，但夜间由于地面气温低，最大相对湿度又出现在这里。

水田中湿度铅直分布相对比较简单，不论白天和夜间绝对湿度都随高度增加而降低；相对湿度在白天和绝对湿度的分布一致，夜间则相反。

风农田中的风速与作物群体结构的植株密度关系很大。由于植株阻挡，摩擦作用使农田中的风速相对较小。从风速的水平分布看，风速由农田边行向农田中部不断减弱，最初减弱很快，以后减慢，到达一定距离后不再变化。从铅直方向看，风速在作物层中茎叶稠密部位受到较大削弱；顶部和下部茎叶稀少，风速较大；离边行较远的地方的作物层下部风速较小。

二氧化碳农田二氧化碳的状况，决定于农田湍流交换强度、大气中二氧化碳含量和土壤释放二氧化碳数量 3方面的因素。作物层内二氧化碳浓度在叶面积密度最大层次附近为最低。在白天，农田二氧化碳由作物层上部向下和由地面向上输送。

农田小气候的二氧化碳

农业气象学是研究农业生产与气象条件之间相互关系及其规律的科学。农业科学的基础学科之一，气象学科中应用气象学的重要分支。农业气象学研究的目的在于围绕农业的发展与现代化，不断认识和解决生产中的气象问题，提出促进农业生产的最优气象条件和措施。

农业气象学的研究领域

现代农业气象学的主要研究领域有：作物气象、畜牧气象、林业气象、病虫害气象、农业气候、农田小气候和小气候改良、农业气象预报、农业气象观测和仪器等。

作物气象

作物的生长、发育和产量形成，同气象条件有密切的关系，农作物光合作用和生长发育的全部能量来自太阳辐射。光对植物的作用有三个方面，即光合作用、光周期效应和向光性效应。不同波长的辐射对植物有不同的影响。太阳光谱中决定植物光合作用的主要是0.38～0.71微米波段的可见光，称之为光合有效辐射，光合有效辐射一般占总辐射的45～53%。

温度对光合作用强度的影响有两种效应：一方面温度增高时光化学过程加快而使总光合作用强度增加，另一方面温度增高时呼吸消耗增加。因此净光合产物在初期随温度增加而增加，而当超过最适温度以后，净光合产物则随温度增加而减少。

作物气象指标是反映作物生长发育或受害同气象条件关系的量值，它是评价气象条件的农业意义、开展农业气象预报和进行农业气候区划的客观标尺，因此研究和确定作物的气象指标是农业气象学的基础工作之一。作物气象指标主要为温度指标和水分指标，对于某些感光性强的作物，还应有光照指标。

温度指标是指作物生长发育的下限温度、最适温度、最高温度、致死温度和积温等。积温是作物生长发育阶段内逐日温度的总和，它是衡量农作物生长发育过程的一种标尺。农作物通过某一发育阶段或完成全部生长发育过程所需的积温为一个相对固定值。

水分指标是反映农田水分状况对作物生长发育的影响的指标，常用土壤湿度和蒸散量来表示。一般划分为过干、适宜、过湿三个等级，大多数早地作物的适宜水分指标为土壤相对湿度60～80%%。水分亏缺对产量影响十分明显，根据土壤水分的多寡影响作物生长和产量的程度，可确定作物早害或湿害的指标。

蒸散量是由作物叶面蒸腾和土壤表面蒸发造成的农田水分损失量。它是决定农田水分状况，作物光合作用和生长状况的重要因素。土面完全被植物覆盖和土壤充分湿润时的蒸散量称为可能蒸散。实际蒸散量是可能蒸散、土壤含水量和植被覆盖状况的函数。

研究同一个农业气候区域内，由于地形不同而形成局地的气候差异以及对农业的影响，也是农业气候的一个重要内容，这称为农业地形气候学。其研究方法一般是对典型的地形进行短时间的气象观测，并用物理模型进行计算或数理统计分析，确定地形影响气候条件的规律及其农业意义。

此外应用生态学的方法，根据自然景观、指示植物、自然物候等的差异推断不同地形的农业气候条件，也是农业地形气候学的一种常用的研究方法。

农田小气候和小气候改良

小气候是指由于地形、下垫面特征或其他因子引起的小范围的气象过程或气候特征。由于耕作措施和农作物群体动态变化的影响，改变了农田活动面状况和物理特性，导致辐射平衡和热量平衡各分量的变化，从而形成不同类型的独特的农田小气候。而农田小气候又反过来影响农作物的生长发育进程和产量形成。

小气候改良包括温室、阳畦、塑料大棚、塑料薄膜地面覆盖、风障、农田防护林、蒸发抑制和土面增温剂等。

温室气候是温室内的微气象过程和微气候特征，它是一种人工调节的小气候。由于玻璃对于入射的短波辐射的透过率大于向外的长波辐射的透过率，使得温室具有白天高温的特征。此外温室的结构、方位、屋面坡度、屋脊高跨比，以及使用的透光材料均对温室内的光照度和温度的分布及其变化有显著影响。

除了上述人工调节小气候的措施外，由于自动化技术的发展，完全由人工控制光、温等气象条件的人工气候室或植物生长箱已在农业研究中使用。在蔬菜和珍贵植物栽培方面，也已出现了人工调节气温湿度和二氧化碳浓度，并用无土栽培技术的自动化的植物生产工厂。

畜牧气象

农业气象的一个重要方面。主要研究气象条件与畜牧业生产之间的关系及其变化规律，包括气象条件对畜禽生育、引种、疾病防治、放牧和舍饲、牧草生长以及畜禽产品的储藏、运输、保鲜的影响等。畜牧气象的研究还可为制订畜牧气候区划提供依据。

林业气象

农业气象学的一个分支。研究森林与气象条件间的相互关系。温度、水分、风等气象因子对森林的组成和分布有重要的影响：热带植被主要是热带雨林,寒温带植被主要是落叶松；在中国,年降水量大于400毫米的地区才有森林；风力直接制约着森林的蒸腾。反之,森林对大气也具有多重影响。它能调节气温、涵养水源、净化空气、改善局地小气候等

病虫害气象

从本质上说气象、气候条件是影响到防治的。例如天气条件特别适合病虫害发生，病虫害严重了，需要的不仅是预防性防治，甚至需要认真防治，可能防治几次；如果天气、气候条件不太有利于病虫害的发生，可能防治一次或者两次，也许还不取人为措施防治也没有问题。从这个意义上来说，天气、气候条件影响到病虫害防治的次数、时间和方法。

农业气候

农业气候是指与农业生产和农作物生长发育密切有关的气候条件。包括光、热、水分等作物生长发育不可缺少的因子；也包括旱、涝、霜冻、大风等不利气候条件。这些条件不仅影响农业生产的地理分布，也影响农作物产量的高低和质量的优劣。

农业气象学的研究内容

农田二氧化碳的状况，决定于农田湍流交换强度、大气中二氧化碳含量和土壤释放二氧化碳数量 3方面的因素。作物层内二氧化碳浓度在叶面积密度最大层次附近为最低。在白天，农田二氧化碳由作物层上部向下和由地面向上输送。

农田技术措施小气候效应

在自然条件下，小气候适合植物生长发育要求时植物长势良好，枝叶茂盛；但群体结构郁闭度也随之增大，达到一定限度后，通风透光和温湿度条件急剧恶化，植物生长发育受到抑制，病虫害随之滋生流行，常造成群体衰退、死亡。这种现象完全依赖 SPA系统的内部调节和适应过程。农田中作物群体的生育状况则除自然条件外，同时还受农业技术措施的影响,通过调节农田SPA系统中的某些环节，可以促进或延缓其中的物质交换和能量转化，从而改变由一定的大气候条件和作物群体所形成的农田小气候，改善作物生育环境。农田技术措施多种多样，所产生的小气候效应也因之而异。

小气候是什么意思

按农业生产对象，可分为作物气象、畜牧气象、森林气象、渔业气象、蚕业气象、养蜂气象等。由于这些分支的建立与发展有先有后，与气象关系的密切程度也各有不同，当前它们并不处在同一水平上。按农业气象学原理和应用的研究重点，还可分为农业气象学基本原理、农业气候、农业气象预报、农业小气候、农业气象观测试验等。

在具体实践中，农业气象研究工作大致有下列几方面：

①鉴定农业生产的对象和过程对气象条件的要求和反应，以及它们对气象条件的反馈作用，从而提出农业生产中的气象问题及其对策。

②研究、制订农业气候区划，为发展农林牧副渔各业、改革种植制度、引进优良品种以及实施重大农业技术改革等提供气象学依据。其中，农业地形气候的研究对开发山区、发展多种经营，水土保持，保护和改善生态平衡尤其具有重要意义。

③进行农业气象灾害规律及其防御措施的研究。主要是观测受害症状和受害时期，确定受害指标，探讨受害机制，分析灾害规律，发布灾害预报，研究防御措施的气象效应等。

④农业气象预报和农业气象情报。包括农用天气预报、产量预报、农田土壤水分预报等。其中，在应用遥感技术和电子计算机网络的基础上，与观测资料传输相结合，进行数值模拟并逐步建立农业气象服务自动化体系，已成为农业气象为农业服务的主要形式之一。

⑤农业小气候的研究。直接影响农业生产的实际上是生产对象所处的小气候环境，大气候的变化通过小气候环境才能影响农业生产对象的生长发育及其产量，农业小气候的利用、调节和改造，是农业气象研究工作中的一项长期的重要任务。

⑥进行农业气象观测仪器与试验研究方法的研究，以不断提高农业气象服务工作的质量和试验研究的水平。

分类: 教育/科学 >> 科学技术

解析:

由下垫面条件影响而形成与大范围气候不同的贴地层和土壤上层的气候，称为小气候。根据下垫面类别的不同，可分为农田小气候，森林小气候，湖泊小气候等等。与大范围气候相比较，小气候有五大特点：