1、第十章 農(nóng)田小氣候,本章要點,1、小氣候的概念 2、小氣候的特點 3、小氣候的形成 4、幾種小氣候類型及氣象效應(yīng) 5、溫室小氣候的特點,第一節(jié) 小氣候的概念、特點及 形成的物理基礎(chǔ),一、小氣候的概念 1、定義：在小范圍內(nèi)，由于下墊面構(gòu)造和特性不同，使熱量和水分收支不一樣，形成近地層及土壤上層與大氣候所不同的特殊氣候，稱為小氣候。 2、小氣候的類型 農(nóng)業(yè)小氣候、地形小氣候、防護林小氣候、城市小氣候、保護地小氣候、 溫室小氣候等。,二、小氣候的特點,1、范圍小 (small range) 2、差別大 (large difference) 3、很穩(wěn)定(very stable),三、 小氣候形成的物理

2、基礎(chǔ),（一）作用面與活動層的概念(activity layer) 凡能籍輻射作用吸熱或放熱，從而調(diào)節(jié)鄰近氣層和土層（或其它物質(zhì)層）溫度狀況的表面，稱為活動面或活動層。,（二）活動層的熱量平衡 (thermal balance),1、活動層的輻射收支(radiation balance) 2、土壤熱交換(soil heat exchange) 3、活動層的亂流交換(turbulence exchange) 4、潛熱交換(latent heat exchange),輻射是小氣候形成的熱力（能量）基礎(chǔ)，亂流交換是小氣候的形成的動力基礎(chǔ)。,四、農(nóng)業(yè)小氣候的特征 (Features of farming

3、 microclimate ),（一）農(nóng)田中光的分布(photo distribution) 光照強度由植株頂部向下遞減,1、作物生長前期：光隨高度分布差別不大； 2、作物生長旺期：隨高度增加，光照增強； 3、作物生長后期：光隨高度分布差別不大。,（二）農(nóng)田中溫度的分布,最高、最低溫度出現(xiàn)在植株高度H的2/3處,h,2/3 H,白天,h,2/3 H,夜間,1、旱地中溫度的分布 作物生長前期和后期溫度分布同裸地相似。 2、水田中溫度的分布 同旱地相比，水田中，由于緊貼水面的一薄層，白天蒸發(fā)耗熱多，夜間冷卻慢，所以溫度分布情況相反：白天為輻射型分布，夜間為日射型分布。,（三）農(nóng)田中濕度的分布,（1

4、）農(nóng)田中絕對濕度的分布主要取決于 蒸發(fā)和蒸騰； （2）相對濕度的分布與水汽含量和溫度 有關(guān)。,（四）農(nóng)田中CO2的分布,一般情況下，白天，從清晨至中午，由于作物光合作 用吸收了CO2，使得在作物密集的高度上CO2的濃度最 低，午后可降至最接近地面的地方，這種變化在靜風 條件下尤為明顯。 夜間，從傍晚到清晨，由于作物的呼吸作用，釋放 CO2，因此農(nóng)田中CO2的濃度由下向上不斷遞減。,（五）農(nóng)田中風的分布,農(nóng)田中的風隨高度增加而增大：,作物高度H,風速,h,第二節(jié) 幾種類型小氣候的氣象效應(yīng),一、不同覆蓋的氣象效應(yīng) 如地膜覆蓋的氣象效應(yīng)為： 1、増溫(enhance temperature) 2、節(jié)

5、水(save water),二、噴灑化學(xué)藥劑的氣象效應(yīng),三、 防護林帶的小氣候效應(yīng) (Microclimate effect of windbreak zone),風速（）,0 4 8 12 16 20 24 28,樹高（H）的倍數(shù),100,20,40,80,60,風向,1、林帶的防風效應(yīng),Populus forest,2、防護林帶的作用,（1）減輕強風（臺風、寒潮大風）、 風沙、 平流霜凍等災(zāi)害； （2）防止水土流失、減少土壤蒸發(fā)； （3）改良土壤，凈化空氣，改善農(nóng)田 生態(tài)環(huán)境、改善城市氣候。,Forest web,四、地形小氣候,陰坡,陽坡,干、暖,濕、熱,濕、涼,最濕、最涼,五、水域岸邊

6、小氣候,水域岸邊的氣溫、 土溫日較差小， 溫暖、潮濕、多霧。,六、耕作措施的小氣候效應(yīng),1、耕翻的氣象效應(yīng) 耕翻使土壤疏松，增加土壤透水性和透氣性，提高土壤 的蓄水能力，對下層土壤有保墑效應(yīng)。 耕翻使土壤的熱容量和導(dǎo)熱率減小，削弱了上下層土壤間的熱時交換，增加土壤表層溫度的日較差。 在夜間或低溫季節(jié)，耕翻土層有降溫效應(yīng)，下層有增溫效應(yīng)；在白天或高溫季節(jié)，耕翻土層有升溫效應(yīng)，下層有降溫效應(yīng)。,2、鎮(zhèn)壓的氣象效應(yīng),鎮(zhèn)壓可以減小土壤的透氣性和透水性，增加土壤的毛管水量，加速土壤水分的蒸發(fā)。在土壤干燥時，鎮(zhèn)壓具有提墑作用。 鎮(zhèn)壓增加了土壤的熱容量和導(dǎo)熱率，加強了上下層土壤間的熱量交換，可減小土壤溫度日

7、較差。 鎮(zhèn)壓地夜間表現(xiàn)為增溫效應(yīng)，白天表現(xiàn)為降溫效應(yīng)。,3、壟作的氣象效應(yīng),壟作使土壤疏松，其小氣候效應(yīng)與耕翻相同。 壟作增加了土壤表面與大氣的接觸面積，白天增加對太陽輻射的吸收面，熱量聚集在土壤表面，溫度比平作高；夜間壟上的有效輻射大，壟溫比平作溫度低。 壟作使土壤的蒸發(fā)面增大，上層土壤干燥疏松，下層土壤濕潤；有利于排水防澇。 有利于通風透光。,4、種植行向的氣象效應(yīng),種植行向主要影響植株的受光時間和所得到的太陽輻射強度。 夏半年，沿東西行向的日照時數(shù)比沿南北行向的日照時數(shù)多； 冬半年，沿南北行向的日照時數(shù)比東西行向的日照時數(shù)多。 因此在高緯度地區(qū)，秋季播種時取南北行向，春季播種時東西行向為

8、宜。,5、種植密度的氣象效應(yīng),種植密度的大小影響作物群體的通風透光和溫度的變化。 當種植密度過大時，田間的通風透光性較差，株間溫度白天低于外界的溫度，夜間高于外界的溫度單株產(chǎn)量降低，會影響群體的產(chǎn)量。 當種植密度過小時，田間的通風透光性較好，株間溫度適宜，單株產(chǎn)量增高，但由于植株數(shù)量的減少，會影響群體的產(chǎn)量。 在生產(chǎn)實踐中，應(yīng)根據(jù)不同的作物進行合理密植。,6、灌溉的氣象效應(yīng),農(nóng)田灌溉后，土壤顏色加深，地面反射率減小，使得土壤吸收的太陽輻射能增加。 灌溉后，增大了土壤的熱容量和導(dǎo)熱率，土壤溫度日較差比未灌溉地小。 灌溉地因蒸發(fā)耗熱顯著增加，減弱了空氣的增溫作用，因此，白天、暖季有降溫效應(yīng)，夜間、

9、冷季有增溫效應(yīng)。,7、覆蓋的氣象效應(yīng),覆蓋減弱了空氣的亂流活動，可起到保溫、保濕的作用。 覆蓋可以防止雜草萌生。,第四節(jié) 溫室小氣候及其調(diào)控 (Greenhouse microclimate and its adjustment),溫室：采用透明或不透明的物體覆 蓋地面及其上空間的一種設(shè)施。,第一代節(jié)能型日光溫室,半拱圓形竹木結(jié)構(gòu)日光溫室 一坡一立式日光溫室（瓦房店琴式） 鞍II型日光溫室,遼沈 I 型日光溫室 熊岳第二代節(jié)能日光溫室 改進冀優(yōu) II 型節(jié)能日光溫室,第二代節(jié)能型日光溫室,鋼骨架,4分厚壁鋼管,1012圓鋼,8圓鋼,雙弦桁架式無柱結(jié)構(gòu),竹木骨架,用直徑810cm的 圓木做立柱、

10、拉桿、橫梁，立柱縱向每隔3m一根，橫向共設(shè)3排。,用直徑4cm的圓竹或5cm寬的竹片做拱桿，每隔6080 cm設(shè)一根。,鋼筋混凝土預(yù)制件與竹木拱桿混合骨架,柱、柁采用鋼筋混凝土預(yù)制件，拱桿仍采用竹片或圓竹。,8#鍍鋅鐵絲與竹木鋼筋混凝土混合骨架,立柱和柁為鋼筋混凝土預(yù)制件或圓木,縱向每個3540cm拉一道8#鍍鋅鐵絲，鐵絲上每隔70cm安一竹片或圓竹。,日光溫室常用建筑材料的熱工參考指標,墻體類型,溫室的特點：,（1）大量的短波輻射可以進入室內(nèi)， 很少的長波輻射逸出室外； （2）室內(nèi)與室外的亂流交換弱， 只有通過分子熱傳導(dǎo)來進行。,一、溫室小氣候的特點,1、溫室的光 室內(nèi)的光照強度比室外弱，不

11、同的材料，透光率不同。,寒冷季節(jié)光照強度弱，成為生產(chǎn)的限制因子； 由于保溫覆蓋，寒冷季節(jié)光照時數(shù)少； 光照分布南強北弱，上強下弱，東西山墻附近上午或下午有三角形弱光區(qū)； 室內(nèi)紫外線輻射強度比玻璃溫室高。,2、溫室內(nèi)的溫度 通常比室外高， 晴天時，T室內(nèi)=7.1+1.37T室外,氣溫常年高于露地，冬端夏長，保溫性能好的溫室可四季生產(chǎn)； 氣溫日變化規(guī)律與外接相同；晴天最低氣溫出現(xiàn)在揭苫后半小時，最高出現(xiàn)在1214時；陰天晝夜溫差小于晴天； 氣溫分布嚴重不均：白天氣溫上高下低，中部高四周低；夜間北高南低； 地溫相對穩(wěn)定，變化幅度小，中部高四周低，南底角處地溫最低。,3 溫室的濕度,室內(nèi)的濕度大于室外，常導(dǎo)致溫室內(nèi)植物易受病害。,空氣的絕對濕度和相對濕度均高于露地； 空氣相對濕度日變化大； 局部濕差大。溫室越大，RH日變化越小，局部濕差較大； 夜間作物沾濕現(xiàn)象嚴重，易誘發(fā)病害。,4 溫室的二氧化碳狀況 溫室內(nèi)的二氧化碳比室外小，若要增加作物產(chǎn)量，需要增加室內(nèi)的二氧