农业气象学

农业气象学

农业气象学是研究农业与气象条件之间相互关系及其规律的科学，它既是应用气象学的一个分支，又是农学的一门基础学科。

农业主要是在自然条件下进行的生产活动，光、热，水、气的某种组合对某项生产有利，形成有效的农业自然资源；另一种不同的组合可能就会对农业生产有害，构成农业自然灾害。农业气象学的基本任务就在于研究这些农业自然资源和农业自然灾害的时空分布规律，为农业的区划和规划、作物的合理布局、人工调节小气候和农作物的栽培管理等服务；另外还要开展农业气象预报和情报服务，对农业生产提供咨询和建议，以合理利用气候资源，战胜不利气象因素，采取适当的农业胧 俳 ┮捣岵 档统杀荆 岣呔 眯б妗?

人类从狩猎、采集过渡到种植业以后，便逐步积累气象条件对农业生产影响的知识。中国早在春秋时代已知用土圭测日影的办法定季节，有了春分、秋分、夏至、冬至四个节气。在《诗经·幽风·七月》中已经有“八月剥枣，十月获稻”的物候记载。西汉初的《淮南子·天文训》一书中已有二十四节气的全部名称。

《逸周书·时训解》中将一年分为七十二候，每个节气为三候，每候五天，各有一相应的物候现象。这是中国最早形成的结合天文、气象、物候知识指导农事活动的历法，这可看作古代农业气象学的萌芽。温度表的发明并用于气象学和生物学研究之后，开始了植物生长

发育与气象条件定量关系的观察研究。随着气象观测网的建立，逐步开展了气候与农业关系的研究。

一方面，农业气象学作为生态学的重要组成部分，通过定量观测、研究植物或动物的生长发育与环境气象因子的关系而发展起来。如1735年著名的列氏温度表创始人列奥米尔发现，可用积温来衡量植物的生长速度，这一学说至今仍是农业气象学的一个重要基础理论；另一方面，农业气象学又是作为地理气候学的一个重要分支而发展起来。如：俄国的沃耶伊科夫、奥地利的苏潘、德国的柯本、中国的竺可桢等人，对植被、动物、土壤与气候的关系以及地区分布进行了研究，为农业气候学和农业物候学的发展开辟了道路。但是农业气象学形成一门完整的独立的学科，并进行系统的研究则只是20世纪30～40年代以后的事。

第二次世界大战之后，由于人口增长对粮食需求的压力，加之气候异常引起粮食生产的巨大波动，使各国政府对粮食生产极为关切，农业气象学在世界范围内受到重视。在农业科学和大气科学迅速发展的同时，农业气象学也得到相应的迅速发展。

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。

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，近年来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，并采用无土栽培技术的自动化的植物生产工厂。

从20世纪70年代以来，农业气象学在观测手段研究方面正逐步实现自动化、遥测和精确化。在作物气象条件研究方面，从过去单因子研究向多因子综合研究发展，其方法上突出的特点是开展数值模拟和模型实验。如作物-天气-土壤的各种统计模式和动态模式的试验研究，作物的生长发育和产量同气象条件的关系等。

在农业气候方面，应用聚类分析、模糊数学等近代数学方法，使农业气候相似研究和农业气候区划工作更加客观化和定量化；应用线性规划和统计决策等方法，使农业气候区划工作由只考虑单个生产对象发展到综合考虑多个生产对象在不同区域的最优配置。

农业气象学的发展，也促进了有关学科的发展，例如：同植物生理学的交又滓透，通过对植物的外界环境和内部生理过程关系的研究，发展了植物生理生态学。而同多学科的交叉综合，也促进了农业生态学和农业系统工程的发展。

研究气象条件与农业生产相互作用关系及其规律的一门科学。农业生产是由农业生物、农业环境、农业技术、农业经济等多方面内容