0004第三章 牧草地小气候2

况 、地形
3．植株温度：日照、风速 、白昼( 白高昼低)
许庆方 xqfsx@sohu.com 博士 教授 动物科技学院
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（二）辐射平衡和热量平衡
1．辐射平衡 2．热量平衡
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1．辐射平衡：作用面收入（吸收）的辐射能与支出 （反射）的辐射能的差值
3．降水指标体系 平均年降水量在250mm以下--干旱区，不能从事旱作（雨 养）农业，只能发展牧业和灌溉农业； 平均年降水量250～500mm--半干旱地区，可以从事旱作 农业，尤其在350～500mm的地区； 平均年降水量500～750mm--半湿润地区，优先发展农业 的最佳地区；
平均年降水量750～800mm以上--湿润地区，该地区解决 涝害是农业生产的最大问题。
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（二）合理密植与种植方式
密植是否合理用田间株丛密度表示，即单位面积内植物株 丛数。
合理的田间密度首先取决于植物种类，此与植物株高、株 型、叶形、冠幅和根幅有关。 当密度一定时，密植效果取决于种植方式，适当加大行距， 缩小株距，调节植物群体在田间的分布状况，可改善田间 小气候条件，达到充分利用当地气候资源的效果。
Biblioteka Baidu （三）镇压
镇压的结果是使土壤结构紧密，影响可达10cm。 由于导热率和吸热率增大，使得土壤温度状况发生变化， 高温时段镇压能降低温度，低温时段镇压能提高温度， 对夏季防热、冬季御寒有着积极作用。 由于土壤紧密使毛细管作用加强，引起下层水分上升， 导致上层毛细管持水量增加，反映到上层土壤湿度增大。
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四、灌溉效应
（一）旱区灌溉 （二）冬灌
（三）喷灌
（四）渗灌
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（一）旱区灌溉
在干旱和半干旱地区，牧草地小气候具有昼夜气温变化 剧烈、降水稀少、空气干燥等特点，经过灌溉可使土壤 变湿，热容量显著增大，蒸发到空气中的水汽增多，由 于蒸发吸收了潜热，从而使土壤温度和近地面空气温度 的昼夜变化趋于缓和，尤以地温下降明显。作用效果因 植物种类、季节、灌溉前后降水情况而异。
1．水源分布
海洋 97%以上
冰盖及冰川的冰雪 2% 地下水 0.6% ----1%靠近地表； 云、雾、水蒸气 0.001%----旱作雨养农业
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2．水分循环与平衡
蒸发
降雨
蒸发
降雨
河流 海洋 陆地
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（二）浅锄深耕
牧草苗期中耕浅锄除杂草，加大土壤日温差。一般浅锄 （4～6cm）可提高土层5cm处温度0.5～0.8℃。 深耕具有增温作用，增温效果持续时间长，可体现在全 年各个时期，而且这种作用随耕深的下延而增大。
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辐射平衡—Radiation balance 牧草地辐射平衡白天呈递减型，即由植被上部向下递减； 夜晚为递增型，即由植被上表面向下递增。 植被对辐射交换有削弱作用，在白天可起到降低温度的 作用，夜晚通过减少有效辐射而起到保持温度的作用。
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2．热量平衡—Heat balance，地球表面、大气 和地球-大气系统通过各种方式得到的热量和失去 的 热量之间的差值。
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三、间套作效应
（一）增产理论 （二）效应分析
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（一）增产理论
间套作又称间作套种，指在前作物未收获前在其行间种植后作物的方式， 属密植范畴，形式多种多样。 采用高、矮秆作物间套作，由于叶子层次多，加大了叶面积，增强了光合 效率，同时还可充分利用作物生长前期和后期的光照，从而提高了光能利 用率。矮秆作物生长的地方，可成为高秆作物通风透光的“走廊”，光线 通过这一走廊直射到高秆作物的中下部，同时由于矮秆作物的叶面反射， 田间漫射光也大大增加，从而发挥田间植物群体较多利用光能的效益。 另外，实行间套作延长了生长季中光合的有效时间，从而也提高了光能利 用率。 除改善田间小气候外，间套作尽量扩大了边际效应，争取了更多光照和通 风条件，使得作物形成更高产量。
植物群丛的光学性质：植物种类、叶片结构、叶
龄、叶色、叶片厚度等 植物群丛结构：群丛冠层结构、植株在地面上的 分布、叶片大小和方位、叶片数 量及叶片空间分布和相互遮荫情
况等
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通常情况下，植物群丛接受太阳辐射的最活跃 部位是在群丛高度的2/3处，此称为辐射的“作 用面”或“下垫面”。
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（二）牧草地水分状况 1.蒸发 2.近地面空气湿度 3.土壤湿度
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1.蒸发
牧草地总蒸发分为土壤蒸发和植物蒸腾两项支出，二 者比例与植被种类、密度和覆盖度有关。 苗期--土壤蒸发为主， 生长盛期--植物蒸腾占据主导地位。 有植物的牧草地总蒸发量高于休闲地。
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下垫面--underlying surface
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二、热量平衡
（一）温度分布规律
（二）辐射平衡和热量平衡
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（一）温度分布规律 1．群丛气温 --禾本科牧草 --最高温 --群丛高度2/3处 2．耕层土温：太阳辐射、土壤质地 、湿度 、土表状
（四）免耕留茬 免耕留茬是在保留上茬作物的情况下，不耕翻，在其行间种 植下茬作物的方式，这是现代农艺技术兴起的一种栽培方法。 保留残茬可减小风力，减弱能量交换 减少地面热量损失， 平缓田间气温变化，阻留积雪，这些作用对防御低温有着积 极作用，其作用效果随茬的增高而增强。另外，免耕留茬显 然比耕翻减少水分蒸发，从而有效保留了土壤水分。
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（一）生物圈中的光特性 1．可见光光谱组成：390～770nm
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2．辐射能量：
I0=每分钟每平方厘米8.12 J
I=I0*sinｈ
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（二）效应分析
通过合理布局田间作物，改善田间通风透光条件，形成有利于 作物群体生长发育的外界环境，最终达到增产目的。
其种植方式主要有两茬间套作和三茬间套种。
每年生长季都有两种作物共生，因各自所处生育期及生态特点 不同，造成对光、热、水、气条件的要求也不一致，从而在田 间形成一种既互相促进又互相矛盾的特殊小气候。 这种小气候除在光照和通风条件上得到改善外，尚有不利条件 形成，如上茬小麦对中茬玉米苗期的遮荫降低了玉米带中的地 温、气温和湿度，因而适当加大玉米带宽对保证玉米生长是非 常必要的。
（二）光辐射对植物的作用
1．个体作用
2．群体作用
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1．个体作用----植物个体
热效应----70% 光合效应----28%
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2．群体作用----植物群 丛 入射辐射的条件：直接辐射、散射辐射 地面的光学性质：植被密度及雪被状况等
牧草地总蒸发量与土壤湿度也有关，通常随着土壤湿 度下降而降低。
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2.近地面空气湿度
牧草地近地面空气湿度主要取决于空气湿度和牧草地总蒸发。 与休闲地相比，牧草地近地面空气湿度大，而且由地面向上 递减，这种递减幅度随株高和覆盖度的增加而缩小。
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一、耕作效应
（一）垄作 （二）浅锄深耕
（三）镇压
（四）免耕留茬
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（一）垄作
垄作是在整地时将耕作层筑起垄台和垄沟，而后在垄台上种 植作物，这是北方湿润寒冷地区常见的一种栽培方式。 垄作的主要效应是增温，这是因为其地画呈波浪形起伏状， 地表面积比平作增加了25%～30%，从而增大了太阳辐射的 接纳量，导致白天垄上温度比平作高2～3℃，而夜晚因散热 面积大比平作温度低，结果增大了土壤日温差，这样有利于 植物生长发育。 垄作还有降低土壤湿度和提高光照强度的效应，0～20cm的 耕作层土壤湿度平均比平作降低0.8%～3.0%，植株上、中、 下部光照强度比平作分别提高43.0%、50%、27.5%。
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三、水分平衡
（一）降水与蒸发
（二）牧草地水分状况
（三）植物体内的水分平衡
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（一）降水与蒸发 1．水源分布 2．水分循环与平衡 3．降水指标体系
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（三）植物体内的水分平衡
1.植物吸水 2.植物失水 3.植株体内的水分平衡
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四、风和二氧化碳状况 （一）风 （二）二氧化碳
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二、密植效应
（一）密植与小气候因子 （二）合理密植与种植方式
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（一）密植与小气候因子 合理密植为牧草造就了特殊的田间小气候，使小气候得到 最充分利用。 但过度密植会使牧草地小气候变劣，诸如削弱光照强度， 变劣通风状况，降低日间温度，降低土壤湿度，增加近地 面空气湿度，从而使牧草地小气候条件变得不利于植物生 长发育。
第三章 牧草地小气候
气候泛指由天文学因子和物理—地 理学因子共同作用而形成的地域性 天气状况，主要取决于其地理位置。
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气候控制范围 ：
大气候 --区域性 中气候 --地区性
小气候 --地段
植物气候 --植被范围 –牧草地
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3.土壤湿度 牧草地的土壤湿度因总蒸发量大和被植被截留降水 而降低，又因植被表面形成的露、霜及植被阻流降 水径流而增加，总的来看失去的水分多于得到的水 分，牧草地土壤湿度是要下降的。 但若植被很密，以致地面蒸发很少，植物蒸腾耗水 吸自较深土层，休闲地蒸发水分来自表层，则牧草 地表层土壤湿度反而高于休闲地。
第一节 第二节
自然效应 人工效应
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第一节 自然效应
一、太阳辐射 二、热量平衡 三、水分平衡 四、风和二氧化碳状况
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一、太阳辐射
（一）生物圈中的光特性 （二）光辐射对植物的作用
（一）风
1.风速差异 2.风的分布
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（二）二氧化碳
1.分布 2.利用
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第二节
人工效应
一、耕作效应
二、密植效应 三、间套作效应 四、灌溉效应 五、防风效应
六、覆膜效应
七、化学效应 八、防霜效应