第十一章 农业小气候

3、垄作
其小气候效应与松土相似 。另一方面使垄面凸起,增加 了土表与大气接触面积。白天增加对太阳辐射的总吸收面， 热量聚集在表层土壤，垄温比平作偏高，垄作地土壤温度日 变幅比平作大。土壤愈干燥，这种效应愈显著。 一般南北垄的东西两侧，土壤温度相关不大；而东西 垄的南北两侧温度有显著差异，南侧温度远高于北侧，就整 体平均来看，南北垄的土壤温度高于东西垄。 垄作地凸起,蒸发面加大，上层土壤干燥疏松，下导土 壤湿润。
累干物质。
太阳光能在植被中的分布 农田中总辐射强度、直接辐射强度和散 射强度的垂直分布，趋势是相似的，都从植
株顶部向下递减，并都是在开始时递减较慢，
在中间层迅速削弱，再往下递减速度又缓慢
下来。因此，过分密植的农田不利于下层透
光，培植适当的株型，对有效利用太阳能很
重要。
(二)农田中温度的分布
种植密度的气象效应
农田通风、透光性随密度的加大而减弱，农 田的空气随密度加大而增加。另外，另外密植皮 对气温有很大影响，白天或暖季，由于密植后得 到的太阳辐射减少，蒸腾耗热增加，所以作物层 中的气温随密度增大而降低；夜间或冷季，由于 密植能减小地面有效辐射，所以密度越大，气温 越高，密植皮有保温作用，以上气温的差别一般 在封行前较大，封行后阳光不易透入，各密度间 的气温差异就不明显了。
湿度较大，清晨、傍晚或夜间，茎叶密
集的区域有大量露或霜形成，绝对湿度
比较小。
• 作物生长后期，农田的绝对湿度分布又 和裸地几乎一样，即白昼随高度降低， 夜间相反。
2.农田中相对湿度的分布
决定于温度和绝对湿度的分布。
作物生长末期，白天相对湿度和生育 中期相近，夜间地表温度较低，最大
相对湿度又出现在地表附近。
一、农田小气候形成的基础
（一）活动面和活动层
1、活动面 活动面是热量和水分交换最显著的物体表 面。农田土壤、植物和大气各组成部分之间的物质输送 和能量转换，在小气候形成上起非常重要的作用。 2、活动层 实际上，对小气候形成起物理基础作用的不 局限于活动面，而是以发生在具有一定厚度的层次中， 这一发挥物理基础作用的层次称为活动层或作用层。
二、小气候的类型
小气候主要有独立小气候和非独立小气候两种类
型。独立小气候是指某种下垫面上形成的，相对
而言不受周围条件的影响形成的小气候；非独立
小气候是指既受本下垫面的影响，同时还受到相
邻地段其它下垫面的影响而形成的小气候。
三、小气候的特点
很稳定
小气候规律具有相对稳定性。由于
小气候尺度小，所产生的小气候差异不易被
一、小气候的概念
任何一个地区内， 由于其下垫面性质的不 同，从而在小范围内形 成一种与大气候不同特 点的气候，通称小气候。
• 小气候是在局地内，因下垫面条件影响 而形成的与大气候不同的贴地气层和土 壤上层的气候。 • 小气候主要表现在个别气象要素、 个别天气现象的差异上，如温度、空气 湿度、风、降水以及某些天气现象（如 霜、雾）的分布，但不影响整个天气过 程。
农田蒸发、乱流水汽交换强度的变化。白昼 空气乱流使水汽蒸发向上输送，夜间使水汽 流向作物层，并凝结为露或霜。
• 作物生长初期，作物蒸腾面不大，作物 的蒸腾量不是农田蒸散量的重要部分， 农田绝对湿度分布和裸地一样，白昼随 高度降低，夜间相反。
作物生育盛期，茎叶密集的区域是主要的 蒸腾面。午间靠近茎叶密集的区域绝对
混和。因此，各处小气候现象比较稳定，几
乎天天具有相同的规律性。但不同季节和天
气类型略有差异。
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差别大 从产生小气候现象来看，由于小 气候考虑尺度很小，局地差异不易被大
规模空气运动所混和，所以在垂直方向
或水平方向上的气象要素差异很大。
第二节 农业小气候的基本特征
农业小气候是指广义的农业生产所形成的各种 小气候。包括农田、果园、茶园、森林、草地、设 施农业、畜牧、水产养殖、地形等各种类型的小气 候。
三、栽培技术措施
种植行向的气象效应
夏季，东西行向的受照时间比南北行向要 行向对农田的通风状况有很大的影响。为 了使农田通风良好，在行向的选择上，除考 多，并且并且差别相当显著，冬季，日出、 虑光照条件外，还要使行向与作物生长盛期 日落方位偏南，东西行与南北行遮荫情况 出现最多的风向一致。 比较比较复杂，一般地，在高纬度地区在 行向的影响在平原地区最明显，而在地形 作物高度与行宽的比值较大时，南北行种 复杂的丘陵或山地，则往往因地形的影响而 受到干扰和破坏。 植较东西行种植受光有利。
第十一章 小气候与农业小气候
要求深刻理解和熟练掌握的重点内容： • 小气候的基本知识 • 农业小气候的基本特征 • 农业技术措施的小气候效应 要求一般理解和掌握的内容： • 保护地小气候 • 地形和水域小气候 • 森林和园林小气候 难点： • 农业小气候的基本特征
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第一节 小气候的基本知识
温室内的蒸发和湿度状况 •温室内的水汽来源于土壤的蒸发和作物的 蒸滕。温室内的蒸散量在很大程度上决定于 进入室内的太阳辐射的多少，由于室外干空 气的流入，所以室内蒸散加快。 •温室内的相对湿度，一般比室外大，它于 室内蒸散量和通风状况有密切关系：当蒸散 量增加、通风减少时，相对湿度增大；反之 则减少。温室内的相对湿度有明显的日变化， 夜间往往可达100﹪，而在白天时减小，晴 天时减小得尤其明显。
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第三节 农业技术措施的小气候效应 一、 耕作措施的小气候效应
耕翻土壤疏松，孔隙度增大，土壤热容量和导热 率减小。 白昼和夏季，热量积集表层，在耕翻层，温度 比未耕地的高，具增温效应，下层温度较低，具降 温效应。 夜间或冷季，深层向土表输送的热量较小，耕 层的温度比未耕地的偏低，具降温效应，下层则较 高，具增温效应。
入株间的光和 辐射增多。农
田的温度分布，
与生育初期相
近，最高和最
低温度，出现 在地面附近。
•温度在水田上的分布情况和旱地有异
水田的温度分布，紧贴水面的一薄层，白天蒸发耗热多，夜 间冷却慢，所以与旱地情况相反，白昼为辐射型，夜间为日射 型的温度分布。
(三)农田中的湿度分布 1.绝对湿度分布
• 农田中的湿度分布和变化，决定于温度、
二、农田小气候的基本特征 (一)农田中辐射和光的分布
植物对太阳辐射的反射、透射和吸收
太阳辐射到达农田植被上表面时，一部分 植物对太阳光的透射能力与反射能力相当，即植 被植物叶面反射，一部分被叶面吸收，一部分 物反射强的太阳光谱部分，其透射能力也强。 穿过植株空隙或透过叶面深入到下面各层直至 绿色叶片对太阳光谱有两个明显的吸收带，一个 地面。对于不同作物，或者同一作物不同的生 在生理辐射部分，可吸收85%的入射辐射；另一个在 长波辐射部分。 育期，其对太阳辐射的反射、吸收和透射能力 植物通过叶片吸收生理辐射，进行光合作用，积 不同。
• 作物生长初期，相对湿度的分布与裸地 相同，不论昼夜相对湿度都是随高度而 降低。
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作物生长盛期，白天相对湿度在茎叶密集 区域附近最高，地表附近次之；夜间气 温都较低，株间相对湿度在所有高度上 都比较接近。
3、水田中湿度垂直分布
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。
1、松土
（1）使土壤疏松，增加土壤的透气性和透水性，提高土壤的 蓄水能力，对下层土壤来说，有保墒效应； （2）使土壤热容量和导热率减小，削弱上下层土壤间热交换， 增加土壤表层温度的日较差； （3）低温季节，松土层有降温效应，下层有增温效应，高温 季节，松土层有升温效应，下层有降温效应。
2、镇压
（1）减小土壤透气性和透水性，增加土壤的毛管量，加速土 壤水份蒸发； （2）增加土壤的热容量和导热率，减小土壤温度的日较差； （3）在土壤干燥时，镇压可以保持土壤水分。
• 农田中温度的分布，决定于农田辐射差额
和农田乱流情况。不同作物、不同生长期和
栽培措施下，温度分布是不同的。
•生长发育初期 谷类作物在分蘖以前，因茎叶 幼小，与裸地情况基本相同，即白昼盛行日 射型，夜间盛行辐射型的温度分布。
• 作物的生长盛期，茎高叶茂，株间和株顶以上的空气 • 作物发育后 交换大为降低。温度垂直分布：午间最高温度和夜间 最低温度出现在作物层中的茎叶最密集的部位（外活 期，茎叶枯黄 动面）。 脱落，太阳投
间作、套种的气象效应
间作比单作增大了全田的密度和叶面积，变平 面用光为立体用光，增加了光合面积，当太阳高 度角超过45度时，侧边受光面积增大，将强光度 变为中等光，提高单位面积的光能利用率。 套作既有延长光合作用的效果，又有增加光合 面积、改善通风透光的作用。交替地合理利用光 能，是套作的特点。它是解决季节不足，提高光 能利用率的一个重要途径。
温室内的温度状况
• 在不加温的密闭的温室内，白天室内气温比室外高 2℃以上，夜间一般比室外高1—4℃，有时反而比室 外低，因此昼夜温差相差大。
• 温室内温度的铅直分布和水平分布都不均匀 室内
各部位之间的温差最大可达5-8℃，密闭温室内部， 在上风侧常比下风侧温度高。室内白天地表温度低于 气温，温室中部地表温度比周围略高。在冷季，室内 覆盖地膜，或在温室四周设防寒沟，都能提高室内土 温和气温。
（二）农田小气候形成的物理基础
1.物理基础 农田辐射输送和湍流交换两者因地、 因时、因天气条件和大气物理状况而发生变化， 是导致农田热量平衡各分量相应改变，从而引起 农田小气候变化的基本原因。 2.生物基础 主要指作物叶片空间分布的形式，它 的变化对作物群体结构中太阳光和辐射的透入量、 空气温度和湿度等农业气象要素的垂直分布有很 大影响。
(四)农田中风的分布
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。从垂直方向看，风速在作物层中叶稠密部位受 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。
（五）农田中二氧化碳的分布
作物层内二氧化碳浓度在茎叶密度最大层次附近为最低。 从清晨到中午 ,作物茎叶密集的高度上二氧化碳浓度最低 ,午后可降至最接近地面的地方。夜间，从傍晚到清晨， 由于作物的呼吸作用放出二氧化碳，农田中二氧化碳的 浓度由下向上不断递减。
温室内的光和辐射状况
温室内的光照和长波辐射除决定于室外的自然光照 和辐射状况外，还跟温室透光面的材料、透光面的倾斜角 度、温室的方向等有关。 温室的方向和透光面的倾斜角度。主要影响阳光与 透光面的交角。 温室的方向，如果是在冬季使用，以东西向延长的 为好。 温室内地面和作物放出的长波辐射大部分被温室内 物体吸收或被反射回地面，很少有透出温室的。温室的这 种能让大部分太阳辐射透过，而很少让长波辐射透出的作 用，就是“温室效应”，因透光面的材料不同，温室效应 也就不同，以玻璃温室为最好。
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第四节 保护地小气候
（一）温室小气候 温室有三个活动面，即温室外覆盖表面、 室内作物面和地表面。在这三个活动面作用下， 温室内的辐射交换、热量交换和气体交换非常 在温室，覆盖内 复杂，使室内外小气候完全不同。在温室内装 部的辐射、温度、湿度 上环境调节设施后，使室内小气候更大程度上 等小气候要素的时空分 受人工控制。温室按顶形，可分为单斜面、双 布状况，称温室小气候。 层面、等边屋面、拱圆屋面等；按构造分单栋 和连栋温室等，因而各种形状的温室其小气候 也略有不同。
二、灌溉
灌溉可以提高土壤湿度，反射率降低，提高对 太阳辐射的吸收率；同时由于农田中地的蒸散加剧， 土壤温度降低，空气湿度加大，使地面有效辐射减 小，因而灌溉地的辐射平衡较大，但是由于灌溉后 蒸散量大增加,而且温度越高时增加越多，所以在午 后高温时间灌溉地上形成逆温，气温比未灌溉地低; 而在夜间低温时，灌溉地的气温较高。 灌溉后土壤热容量和导热率都较大，因此白天 土壤增温和夜间降温都比较缓慢，表层土壤的日较 差减小。
• 在冬季有微风的晴夜，有时温室内气温比室 外还低。在微风下，室外贴地层可以通过空气 的铅直乱流和平流，由上层或其他地方补给热 量。而温室内不仅不能得到这种热量补给，反 而由于温室强烈的辐射冷却，气温更低。因而 出现温室内比温室外温度更低的现象。如果在 温室上面采用保温覆盖，就能减小温室散热， 从而能提高夜间温度和日最低温度，不同保温 覆盖物的保温效果差异达2—10℃。 • 采用加温或降温等，是维持温室适温，避免 高、低温危害的重要手段。