《农业气象学》第9章农业小气候基础
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• D水田，由于紧贴水面的一薄层， 白天蒸发耗热 多，夜间冷却慢，所以，和旱地情况相反，白昼 为辐射型的温度分布，而夜间却为日射型分布。
• 3．湿度
• 湿度分布和变化，与温度、蒸发和乱流有关。
• A绝对湿度：与温度相似
• B相对湿度 生长初期，不论昼夜RH都是随高度而降低的。 生长盛期，白天RH在茎叶密集的区域附近最高， 地表附近次之；
•
• 5 CO2 • CO2分布与近地气层CO2被固定和释放的情况有关。植被和大气层在日夜间作
为CO2的汇和源，并进行交替作用，形成群体内CO2浓度垂直分布的特殊性， 从玉米地的CO2浓度廓线图。 •
• 1光合型：白天光合作用旺盛，CO2被大量固定，离作用面越近，CO2浓度越 低； 2呼吸型：夜间光合作用停止，越近作用面，CO2浓度越大； 3过渡型：早晨和傍晚。
第七章 农业小气候基础 第一节 小气候形成的物理基础 第二节 农业小气候一般特征 第三节 地形、水域小气候 第四节 农业措施的小气候效应 第五节 温室小气候 思考题 推荐阅读文献
• 第一节 小气候形成的物理基础 • 一、概念 • 二、小气候形成的基本原理 • 三、活动面和活动层
• 一、概念
• （一）小气候：小范围地区由于下垫面性质和状 况的不同，在近地面空气与土壤层中出的局地气 候。如地形小气候、水域小气候、作物小气候、 果园小气候、温室小气候、保护地小气候等。
对热量需求突出的秋播作物，应考虑NS行向， 对光照要求较高的春播作物，采取EW行向均能获得较 好的透光条件。
• （2）种植密度
•
生育初期，影响不大，随着植株的长大，密度增加
－＞郁闭程度随之增加－＞光强减小。
对温度的影响：白天明显，密－＞温度降低，－＞农田 消耗水分量增多，土壤湿度降低，空气湿度上升。
Hale Waihona Puke Baidu
• 1．农田中的太阳辐射和光能分布
• （1）反射、透射和吸收 两个吸收带：A生理辐射(约在可见光范围)部分，可吸 收85%的入射辐射；B长波辐射部分
• （2）分布 beer-lambert's law
• Sy为植物下任-高度上的辐射强度， S为入射辐射的强度， a为植物消光系数，与植物群体结构特征量有关。 F(y)为由植被上表面向下累积的叶面积指数(每单位面积 向下的总叶面积)。
• 实质：在土壤、水或植物表面喷一层单分子或 多分子膜，起到增温或降温作用。
• 增温剂：封闭了土壤毛细管出口，抑制蒸发， 减少耗热
• 三 活动面和活动层
• 凡能借以辐射作用吸收释放热量，从而调节 邻近空气和土壤的温度湿度状况的表面。它 是物质面与物质面的交界。
• 土壤：表面；水面，上方， • 农田：内外活动面
• 第二节 农业小气候一般特征 • 1．农田中的太阳辐射和光能分布 • 2．温度 • 3．湿度 • 4．风的分布 • 5 CO2
• 二．灌溉措施
• （1）灌溉影响农田的辐射和热量平衡。
• （2）改善灌溉地农田水分状况，对贴地气层中 的水分状况也产生较大的影响。
• （3） 农业意义：在寒冷季节可以提高最低温度， 防御作物低温冷害和冻害。在盛夏高温干旱季节， 灌溉可以降低土温和气温，提高空气湿度，利于 作物生育。
• 三．喷洒化学制剂
• 第三节 农业措施的小气候效应 • 一．种植措施 • 二．灌溉措施 • 三．喷洒化学制剂 • 四．覆盖
• 一．种植措施
• （1） 种植行向
• 夏半年，随纬度增高，日照时间也愈长，沿东西行向株 间的照射时间比沿南北行向株间要长，东西行向株间透
光率除中午外均比南北行向高－＞东西向株间气温＞南 北行向。冬半年的情况正好相反。结论：
夜间气温都比较低，在所有高度上 RH都比较接近。 生长末期，白天RH和生育中期的相近，
夜间地面温度较低，最大RH又出现 在地表附近。 水田：不论昼夜a都是随高度升高而降低；RH白 天随高度降低，夜间则有增加的趋势。
• 4．风的分布
• 风的分布，除随作物生长密度和高度发生变化外，还与栽培措施 密切相关。 粗糙高度：在垂直方向上，裸地风速为零的高度Z0离地面很近， 而在农田中，株间风速分布状态有两层。粗糙高度会升高。 Ⅱ层中，风速随高度增加，呈指数状态增大 I层中，建立模式困难，有近似的指数规律。
• A 与大气候的关系
• B 中气候LOCAL CLIMATE，城市小气候、森 林小气候
• C 农业小气候：以植物为下垫面
• （二）小气候的特点
• （1）范围较小 （2）差别大 （3）稳定性强
• 二、小气候形成的基本原理
• （一）太阳辐射对小气候形成的作用
• （1）辐射分布：A平地，坡地B森林内部或农作 物中 （2）反射率：主要取决于其颜色、湿度和粗糙 度、太阳光入射角等 （3）有效辐射：与低温和霜冻害等有关。 （4）辐射平衡：小气候差异的主要原因。与反 射率差和有效辐射差有关。 通常谷类作物完全覆盖：反25－30%，吸50-65%， 透10-12%； 稻田：1.2%－＞有机质，其中穗53%，茎31， 叶13，根2，残叶1
• (3)特点：初期：上下差异不大 封行后：要求适中，以得群体优势。 后期：只要保证上部光照。
• 2．温度
• A分蘖前或植物稀疏，与裸地情况基本相同，即 日射型和辐射型。
• B封行后，外活动面形成，空气交换大为降低。 温度的极植出现在外活动面上。
• C后期，茎叶枯黄脱落，又和生育初期相近，温 度的最高和最低又出现在地面附近。
（二）热量平衡RT＝LE＋M＋B
（1）地气层的乱流交换 M 1作用：各高度上的热量、水分、动量都进行交换，使上下层间原 有的温度差异、湿度差异和风速差异减小。还对植物花粉和种子的 扩散、大气污染物的扩散产生重要的影响。 2原因： 动力，由温差引起，主导作用 热力，冷季，大风天气 3边界层：流速受下垫面影响的区域，受粘滞力影响片流亚层流速 为0 （2）地表层蒸发耗热LE 在地表面热平衡中占有重要地位，特别是对湿润地面和水面。 （3）传导B 指地表面与下层土壤的热量交换，这是一种分子导热，与土壤导温 系数和温度梯度有关。 农田中，光合作用点RT8%，M占B的10－20%，B点RT的10%，所 以LE是主导作用，尤其是在水田中，LE可占90%以上。
• 3．湿度
• 湿度分布和变化，与温度、蒸发和乱流有关。
• A绝对湿度：与温度相似
• B相对湿度 生长初期，不论昼夜RH都是随高度而降低的。 生长盛期，白天RH在茎叶密集的区域附近最高， 地表附近次之；
•
• 5 CO2 • CO2分布与近地气层CO2被固定和释放的情况有关。植被和大气层在日夜间作
为CO2的汇和源，并进行交替作用，形成群体内CO2浓度垂直分布的特殊性， 从玉米地的CO2浓度廓线图。 •
• 1光合型：白天光合作用旺盛，CO2被大量固定，离作用面越近，CO2浓度越 低； 2呼吸型：夜间光合作用停止，越近作用面，CO2浓度越大； 3过渡型：早晨和傍晚。
第七章 农业小气候基础 第一节 小气候形成的物理基础 第二节 农业小气候一般特征 第三节 地形、水域小气候 第四节 农业措施的小气候效应 第五节 温室小气候 思考题 推荐阅读文献
• 第一节 小气候形成的物理基础 • 一、概念 • 二、小气候形成的基本原理 • 三、活动面和活动层
• 一、概念
• （一）小气候：小范围地区由于下垫面性质和状 况的不同，在近地面空气与土壤层中出的局地气 候。如地形小气候、水域小气候、作物小气候、 果园小气候、温室小气候、保护地小气候等。
对热量需求突出的秋播作物，应考虑NS行向， 对光照要求较高的春播作物，采取EW行向均能获得较 好的透光条件。
• （2）种植密度
•
生育初期，影响不大，随着植株的长大，密度增加
－＞郁闭程度随之增加－＞光强减小。
对温度的影响：白天明显，密－＞温度降低，－＞农田 消耗水分量增多，土壤湿度降低，空气湿度上升。
Hale Waihona Puke Baidu
• 1．农田中的太阳辐射和光能分布
• （1）反射、透射和吸收 两个吸收带：A生理辐射(约在可见光范围)部分，可吸 收85%的入射辐射；B长波辐射部分
• （2）分布 beer-lambert's law
• Sy为植物下任-高度上的辐射强度， S为入射辐射的强度， a为植物消光系数，与植物群体结构特征量有关。 F(y)为由植被上表面向下累积的叶面积指数(每单位面积 向下的总叶面积)。
• 实质：在土壤、水或植物表面喷一层单分子或 多分子膜，起到增温或降温作用。
• 增温剂：封闭了土壤毛细管出口，抑制蒸发， 减少耗热
• 三 活动面和活动层
• 凡能借以辐射作用吸收释放热量，从而调节 邻近空气和土壤的温度湿度状况的表面。它 是物质面与物质面的交界。
• 土壤：表面；水面，上方， • 农田：内外活动面
• 第二节 农业小气候一般特征 • 1．农田中的太阳辐射和光能分布 • 2．温度 • 3．湿度 • 4．风的分布 • 5 CO2
• 二．灌溉措施
• （1）灌溉影响农田的辐射和热量平衡。
• （2）改善灌溉地农田水分状况，对贴地气层中 的水分状况也产生较大的影响。
• （3） 农业意义：在寒冷季节可以提高最低温度， 防御作物低温冷害和冻害。在盛夏高温干旱季节， 灌溉可以降低土温和气温，提高空气湿度，利于 作物生育。
• 三．喷洒化学制剂
• 第三节 农业措施的小气候效应 • 一．种植措施 • 二．灌溉措施 • 三．喷洒化学制剂 • 四．覆盖
• 一．种植措施
• （1） 种植行向
• 夏半年，随纬度增高，日照时间也愈长，沿东西行向株 间的照射时间比沿南北行向株间要长，东西行向株间透
光率除中午外均比南北行向高－＞东西向株间气温＞南 北行向。冬半年的情况正好相反。结论：
夜间气温都比较低，在所有高度上 RH都比较接近。 生长末期，白天RH和生育中期的相近，
夜间地面温度较低，最大RH又出现 在地表附近。 水田：不论昼夜a都是随高度升高而降低；RH白 天随高度降低，夜间则有增加的趋势。
• 4．风的分布
• 风的分布，除随作物生长密度和高度发生变化外，还与栽培措施 密切相关。 粗糙高度：在垂直方向上，裸地风速为零的高度Z0离地面很近， 而在农田中，株间风速分布状态有两层。粗糙高度会升高。 Ⅱ层中，风速随高度增加，呈指数状态增大 I层中，建立模式困难，有近似的指数规律。
• A 与大气候的关系
• B 中气候LOCAL CLIMATE，城市小气候、森 林小气候
• C 农业小气候：以植物为下垫面
• （二）小气候的特点
• （1）范围较小 （2）差别大 （3）稳定性强
• 二、小气候形成的基本原理
• （一）太阳辐射对小气候形成的作用
• （1）辐射分布：A平地，坡地B森林内部或农作 物中 （2）反射率：主要取决于其颜色、湿度和粗糙 度、太阳光入射角等 （3）有效辐射：与低温和霜冻害等有关。 （4）辐射平衡：小气候差异的主要原因。与反 射率差和有效辐射差有关。 通常谷类作物完全覆盖：反25－30%，吸50-65%， 透10-12%； 稻田：1.2%－＞有机质，其中穗53%，茎31， 叶13，根2，残叶1
• (3)特点：初期：上下差异不大 封行后：要求适中，以得群体优势。 后期：只要保证上部光照。
• 2．温度
• A分蘖前或植物稀疏，与裸地情况基本相同，即 日射型和辐射型。
• B封行后，外活动面形成，空气交换大为降低。 温度的极植出现在外活动面上。
• C后期，茎叶枯黄脱落，又和生育初期相近，温 度的最高和最低又出现在地面附近。
（二）热量平衡RT＝LE＋M＋B
（1）地气层的乱流交换 M 1作用：各高度上的热量、水分、动量都进行交换，使上下层间原 有的温度差异、湿度差异和风速差异减小。还对植物花粉和种子的 扩散、大气污染物的扩散产生重要的影响。 2原因： 动力，由温差引起，主导作用 热力，冷季，大风天气 3边界层：流速受下垫面影响的区域，受粘滞力影响片流亚层流速 为0 （2）地表层蒸发耗热LE 在地表面热平衡中占有重要地位，特别是对湿润地面和水面。 （3）传导B 指地表面与下层土壤的热量交换，这是一种分子导热，与土壤导温 系数和温度梯度有关。 农田中，光合作用点RT8%，M占B的10－20%，B点RT的10%，所 以LE是主导作用，尤其是在水田中，LE可占90%以上。