(農(nóng)業(yè)氣象學(xué)原理)第1章緒論課程簡(jiǎn)介農(nóng)業(yè)氣象學(xué)是應(yīng)用氣象學(xué)的重要組成部分，屬應(yīng)用氣象學(xué)專業(yè)的主干課程。本門課程從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象條件的關(guān)系入手，主要介紹農(nóng)業(yè)氣象要素（光、熱、水、氣）對(duì)農(nóng)業(yè)生物生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量形成影響的基本理論與規(guī)律，氣象條件調(diào)控技術(shù)，以及農(nóng)業(yè)氣象模式建立的基本方法，并為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。課程簡(jiǎn)介

根據(jù)課程特點(diǎn)及實(shí)際情況，本課程以理論教學(xué)為主，并適當(dāng)配以實(shí)習(xí)，以加深對(duì)課堂知識(shí)的學(xué)習(xí)，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求掌握有關(guān)基本概念與理論，并具備一定的分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配第一章

緒

論

第二章

太陽(yáng)輻射與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)第三章

熱量條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)第四章

水分條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)第五章

二氧化碳、風(fēng)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)教材及參考書(shū)教材：農(nóng)業(yè)氣象學(xué)原理，氣象出版社，1991馮秀藻、陶炳炎主編。參考書(shū)：[1]、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)，科學(xué)出版社，1982北京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)氣象專業(yè)編。[2]、中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象學(xué)，農(nóng)業(yè)出版社，1999中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院主編。教材及參考書(shū)參考書(shū)：

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中國(guó)的氣候與農(nóng)業(yè),

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[2]農(nóng)業(yè)氣象學(xué)

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成都科技大學(xué)出版社,

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[3]實(shí)用農(nóng)業(yè)氣象,

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參考期刊：

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中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象

[2]氣象

[3]中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)[4]Agric.（For.)Met.

[5]AgricultureEcosystemsandEnvironment

[6]J.ofApp.Met.第一章

緒

論§1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象條件§2農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的定義及其主要內(nèi)容§3農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的誕生與發(fā)展本章重點(diǎn)：

●農(nóng)業(yè)與氣象的關(guān)系

●農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的定義

●農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的主要內(nèi)容

§1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象條件一、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象條件1、影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的外界自然條件影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的外界自然條件主要包括：氣候、地形地勢(shì)、土壤等。氣候：光、熱、水、氣地形地勢(shì)：海拔、坡向、坡度、小地形、水體土壤：土壤性質(zhì)—沙土、壤土、粘土、PH值土壤肥力—有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀

附近下蜀黃土母質(zhì)上的黃棕壤剖面，土層深厚，90厘米以下呈棱塊狀結(jié)構(gòu)。它是黃壤與棕壤的過(guò)渡類型，集中分布于長(zhǎng)江兩岸的北亞熱帶地區(qū)。

2、氣象條件對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響的主要方面

a.氣象條件作為自然資源，直接或間接地為農(nóng)業(yè)生物的生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量形成提供必需的能量與物質(zhì)。b.農(nóng)業(yè)生物的生命過(guò)程既然是在外界自然環(huán)境中完成，就不可避免地會(huì)受到有利和不利氣象條件的影響。即使今后農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)達(dá)到了極高的水平，人們還是要根據(jù)以至于控制氣象條件來(lái)安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

提供的能量有：提供的物質(zhì)有：綠色植物光合作用光合作用的能源：條件：原料：O2、N2、CO2、水汽等太陽(yáng)輻射能、熱能、風(fēng)能、水能太陽(yáng)輻射CO2、水汽適宜的溫度CO2H2O太陽(yáng)輻射溫度C6H12O6氣象要素只有在一定的數(shù)值范圍內(nèi)才具有價(jià)值年降水量少于250mm的干旱地區(qū)，除有灌溉水源外，一般不能發(fā)展農(nóng)業(yè)。西歐是溫帶海洋性氣候：降水比較均勻，氣候較濕，太陽(yáng)輻射不足，農(nóng)作物不能成熟，所以只種牧草；2、西歐的人以肉類為主食，東亞的人以大米為主食的原因

1、過(guò)干、過(guò)濕都不利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)東亞地區(qū)是季風(fēng)氣候區(qū)：夏季高溫，冬季較冷，太陽(yáng)輻射強(qiáng)，晝夜溫差大，適合農(nóng)作物的生長(zhǎng)。

2、氣象條件對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響的主要方面

c.氣象條件還會(huì)通過(guò)其它外界環(huán)境條件如土壤、水文和地面覆蓋物的作用來(lái)影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。d.氣象條件中，光、熱、水、氣諸因子既不能互相代替，又互相制約，綜合地影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，其不同的組合對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)會(huì)有不同的影響。不利的組合將導(dǎo)致減產(chǎn)，有利的組合必使農(nóng)業(yè)增產(chǎn)，而最優(yōu)的組合才有可能使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效。3、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)該重視的幾個(gè)氣象問(wèn)題a.發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必須“因地因時(shí)制宜”，所謂“時(shí)”，實(shí)際上是指氣象條件，即因氣象條件制宜。b.不能認(rèn)為只有氣象條件影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，作物特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施也反過(guò)來(lái)影響氣象條件。c.精細(xì)農(nóng)業(yè)或精耕細(xì)作多項(xiàng)農(nóng)業(yè)技術(shù)措施功能的發(fā)揮，幾乎無(wú)一不與天氣氣候條件有關(guān)。d.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)象的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律與影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的氣象條件的變化規(guī)律相結(jié)合所形成的農(nóng)業(yè)氣象規(guī)律，會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生有利或不利的影響。因此要發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，必須掌握農(nóng)業(yè)氣象規(guī)律。二、土壤—植物—大氣系統(tǒng)（SPAS）簡(jiǎn)介

從農(nóng)業(yè)氣象學(xué)科考慮，作物及其生產(chǎn)過(guò)程是一個(gè)作用系統(tǒng)，即“土壤—植物—大氣”系統(tǒng)，或可稱之為“農(nóng)業(yè)氣象系統(tǒng)”。實(shí)際上，農(nóng)業(yè)氣象系統(tǒng)的垂直尺度并不大。其上部邊界層距離地面最高不過(guò)20～30米左右，下部邊界層深入土壤中也只在30～50厘米以至幾米上下。

農(nóng)業(yè)氣象系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)變量及其相互關(guān)系，蒙蒂斯（J.L.Monteith）等用“土壤—植物—大氣”系統(tǒng)示意圖（圖1.1）來(lái)表示。

由圖可以看出，農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的任務(wù)，實(shí)質(zhì)上就是要了解這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)制、狀態(tài)與過(guò)程的相互關(guān)系；從能量平衡和物質(zhì)守恒定律來(lái)研究、闡明農(nóng)業(yè)生物從系統(tǒng)外部的輸入項(xiàng)如何促使農(nóng)業(yè)生物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成；從能量轉(zhuǎn)換與物質(zhì)輸送觀點(diǎn)出發(fā)，按照需要，為采取各種有效措施，利用、調(diào)節(jié)和改造“土壤—植物—大氣”系統(tǒng)提供依據(jù)，最后為獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品，提供最優(yōu)的氣象條件和氣象措施。

§2農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的定義及其主要內(nèi)容一、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的定義及其研究對(duì)象1、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的定義農(nóng)業(yè)氣象學(xué)是研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象條件的相互關(guān)系及其規(guī)律的科學(xué)。它是根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，應(yīng)用農(nóng)學(xué)和氣象科學(xué)技術(shù)來(lái)不斷揭示和解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)業(yè)氣象問(wèn)題，以謀求合理利用氣候資源，戰(zhàn)勝不利氣象因素，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的實(shí)用性科學(xué)。

§2農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的定義及其主要內(nèi)容一、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的定義及其研究對(duì)象

2、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的研究對(duì)象農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的研究對(duì)象是生物有機(jī)體與氣象條件兩者相互作用的規(guī)律及其影響。一方面要研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)氣象條件的要求和氣象條件對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響；另一方面也要研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)氣象條件的影響。二、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的目的及其主要內(nèi)容

1、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的目的目的是從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，圍繞農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化以及加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)林牧漁全面發(fā)展和科學(xué)種養(yǎng)等需要，不斷認(rèn)識(shí)和解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)的氣象問(wèn)題，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能夠充分而合理地利用氣候資源，戰(zhàn)勝不利的氣象因素，逐步提出促進(jìn)農(nóng)業(yè)“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效”和可持續(xù)發(fā)展的氣象條件和氣象措施。

二、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的目的及其主要內(nèi)容

2、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的主要內(nèi)容（1）、農(nóng)業(yè)氣象基本方法與理論研究a.農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測(cè)及試驗(yàn)研究方法研究b.農(nóng)業(yè)氣象儀器研制c.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象條件關(guān)系研究d.農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)研究e.農(nóng)業(yè)氣象模式研究運(yùn)用數(shù)學(xué)物理概念和方法描述作物生長(zhǎng)過(guò)程作物生長(zhǎng)動(dòng)力模擬模型從系統(tǒng)科學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，遵循農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)平衡和能量守恒原理及物質(zhì)能量轉(zhuǎn)換原理，以光、溫、水、土壤等條件為環(huán)境驅(qū)動(dòng)變量，運(yùn)用數(shù)學(xué)物理方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)作物生育期內(nèi)光合、呼吸、蒸騰等重要生理生態(tài)過(guò)程及其與氣象、土壤等環(huán)境條件的關(guān)系進(jìn)行逐日數(shù)值模擬，人為再現(xiàn)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程。

運(yùn)用數(shù)學(xué)物理概念和方法描述作物生長(zhǎng)過(guò)程它綜合了大氣、土壤、作物遺傳特性和田間管理等因素對(duì)作物生產(chǎn)的影響，克服了傳統(tǒng)的作物-天氣統(tǒng)計(jì)模型的缺點(diǎn)，是一種面向生長(zhǎng)過(guò)程，機(jī)理性和時(shí)間動(dòng)態(tài)性很強(qiáng)的模型，已成為農(nóng)業(yè)生態(tài)模型的發(fā)展方向。

總輻射光截獲LAI潛在總光合產(chǎn)物實(shí)際總光合產(chǎn)物干物質(zhì)莖葉貯存器官根生長(zhǎng)呼吸維持呼吸Ta/Tm降水根區(qū)土壤含水量滲透蒸發(fā)排水毛細(xì)管上升實(shí)際蒸騰最大蒸騰土壤水分平衡子模型溫度作物生長(zhǎng)模擬模型框架灌溉荷蘭deWit教授定義了從潛在產(chǎn)量到水分脅迫到營(yíng)養(yǎng)脅迫及病蟲(chóng)害限制產(chǎn)量的作物模擬四個(gè)水平或四個(gè)階段。目前已經(jīng)有至少100種不同的模擬模型，其中以小麥模型最多，其它如谷類、豆類、根莖類、塊莖類作物以及特殊作物如蔬菜和水果等的模型數(shù)十分有限。還有許多作物沒(méi)有模擬模型。主要的作物模擬模型（2）、農(nóng)業(yè)氣候資源分析及其合理開(kāi)發(fā)利用研究與服務(wù)（3）、農(nóng)業(yè)氣象情報(bào)、預(yù)報(bào)方法研究與服務(wù)（4）、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害規(guī)律及防御措施研究與服務(wù)（5）、農(nóng)業(yè)小氣候研究與服務(wù)另外，從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)象角度，又可將農(nóng)業(yè)氣象學(xué)分為：●作物氣象●林業(yè)氣象●畜牧氣象●漁業(yè)氣象研究方法分期播種法地理播種法田間實(shí)驗(yàn)法

植物人工氣候室法統(tǒng)計(jì)學(xué)方法數(shù)值模擬方法遙感法

§3農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的誕生與發(fā)展一、中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象工作的建立與發(fā)展1、中國(guó)古代的農(nóng)業(yè)氣象成就《呂氏春秋》（戰(zhàn)國(guó)）《氾勝之書(shū)》（西漢）《齊民要術(shù)》（北魏）《農(nóng)書(shū)》（宋、元）《農(nóng)政全書(shū)》（明）

§3農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的誕生與發(fā)展二十四節(jié)氣(農(nóng)事歷):春雨驚春清谷天，夏滿芒夏暑相連，

秋處露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。

中國(guó)古代的農(nóng)業(yè)氣象成就主要體現(xiàn)在：

●農(nóng)時(shí)、節(jié)令、授時(shí)、農(nóng)候占驗(yàn)

●農(nóng)業(yè)生物與農(nóng)時(shí)的關(guān)系

●農(nóng)田小氣候利用與改良技術(shù)

●農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害防御技術(shù)2、中國(guó)近代農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的發(fā)展

二十世紀(jì)初，中國(guó)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)氣象觀念逐漸被近代農(nóng)業(yè)氣象知識(shí)所代替。1922年竺可楨發(fā)表了“氣象與農(nóng)業(yè)的關(guān)系”一文,積極倡導(dǎo)開(kāi)展農(nóng)業(yè)氣象科學(xué)研究。1945年涂長(zhǎng)望“農(nóng)業(yè)氣象之內(nèi)容及其研究途徑述要”一文的發(fā)表,首次較詳細(xì)地論述了農(nóng)業(yè)氣象科技的4個(gè)主要研究?jī)?nèi)容的意義、任務(wù)和方法。中國(guó)近代農(nóng)業(yè)氣象事業(yè)的發(fā)展是非常緩慢的，對(duì)農(nóng)業(yè)的貢獻(xiàn)更談不上。

3、中國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象學(xué)的發(fā)展1953～1958年，初創(chuàng)探索時(shí)期；1958～1965年，發(fā)展—調(diào)整—穩(wěn)步發(fā)展時(shí)期；

農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)，農(nóng)業(yè)氣象區(qū)劃1966～1976年，停滯時(shí)期；1977年以后，重建發(fā)展時(shí)期農(nóng)業(yè)氣象基本觀測(cè)網(wǎng)，農(nóng)業(yè)氣候資源調(diào)查

二十多年來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)氣象科學(xué)技術(shù)水平得到迅速了提高，成為當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)氣象事業(yè)較為發(fā)達(dá)的國(guó)家之一，為我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展作出了積極貢獻(xiàn)。

“九五”期間農(nóng)業(yè)氣象科技“九五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目‘農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害防御技術(shù)研究’,歷經(jīng)野外試驗(yàn),科研攻堅(jiān),室內(nèi)集成組裝調(diào)試和大田示范推廣應(yīng)用等5年的艱苦努力,2000年底圓滿地完成了各項(xiàng)研究任務(wù)。“九五”期間農(nóng)業(yè)氣象科技華北農(nóng)業(yè)干旱綜合應(yīng)變防御技術(shù)研究、西北抑蒸集水防旱抗旱集成技術(shù)研究、農(nóng)業(yè)澇漬災(zāi)害防御技術(shù)研究、森林火災(zāi)防御和補(bǔ)救技術(shù)研究、人工增雨農(nóng)業(yè)減災(zāi)技術(shù)研究、農(nóng)作物低溫冷害綜合防御技術(shù)研究、人工防雹減災(zāi)技術(shù)研究霜凍災(zāi)害綜合防御實(shí)用技術(shù)研究“九五”期間農(nóng)業(yè)氣象科技‘氣候異常對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響評(píng)估模型的研究’是國(guó)家“九五”重中之重科技項(xiàng)目‘我國(guó)短期氣候預(yù)測(cè)系統(tǒng)研究’的第三課題。重點(diǎn)是研制氣候異常對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響的評(píng)估模式,與短期氣候業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)相嵌套聯(lián)接,建立可供準(zhǔn)業(yè)務(wù)運(yùn)行的評(píng)估系統(tǒng),并提出相應(yīng)的抗御不利影響的適應(yīng)對(duì)策?！熬盼濉逼陂g農(nóng)業(yè)氣象科技針對(duì)我國(guó)江南雙季稻、華北冬小麥、東