農(nóng)業(yè)小氣候系統(tǒng)
一、概述
農(nóng)業(yè)小氣候觀測是指農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,如農(nóng)田、果園、溫室、畜舍等,和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動環(huán)境,如曬場、噴藥、農(nóng)產(chǎn)品儲存等的氣候。這些小環(huán)境內的氣候與農(nóng)業(yè)生物和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關系密切,主要表現(xiàn)在它們之間的能量和物質交換。農(nóng)業(yè)小氣候的尺度是以農(nóng)作物所處的地點為起點,垂直方向約幾米(一般不超過10 米)的范圍內,水平方向上可以從幾米到上百米。
小氣候要素的日、年變化除了受外界天氣氣候背景的變化影響外,還受系統(tǒng)內生物的生命活動和群體變化的影響??臻g上分布也有很大差異。多種因素的疊加,增加了小氣候觀測設計的難度。因此,需要周密地選擇測點位置、高度,且需經(jīng)常用到遙測和隔測。
農(nóng)作物的種類繁多,分別處于不同的農(nóng)業(yè)小氣候系統(tǒng)內。構成農(nóng)業(yè)小氣候系統(tǒng)的實體不同,以及聯(lián)系這些實體之間的主要物理過程不同,從而區(qū)分出不同類別的農(nóng)業(yè)小氣候系統(tǒng),如農(nóng)田小氣候系統(tǒng)、田園小氣候系統(tǒng)、保護地小氣候系統(tǒng)、溫室小氣候系統(tǒng)、地形小氣候系統(tǒng)等。
在農(nóng)田觀測時需根據(jù)觀測目的和任務采用不同的方法,在有代表性的地段上選取若干觀測點,按照統(tǒng)一的觀測程度進行嚴格的平等觀測(同步或同時)。應選擇土壤性質、作物品種、農(nóng)業(yè)技術措施條件與當?shù)氐囊话銞l件相符合的地段。而且,小氣候要素的變化在垂直梯度上遠大于水平梯度,因此觀測高度和深度的確定非常關鍵,觀測層次從1層到7、8 層,甚至更多,高度可達百米以上。
我們的小氣候系統(tǒng)自動數(shù)據(jù)采集器,可以通過軟件按規(guī)定的時序進行觀測。由于采集速度快,各要素的觀測基本上可以達到同步進行。
農(nóng)田小氣候站風速的啟動風速要求不高,可以在0.5m/s 左右,距離常數(shù)不能太長,這是因為農(nóng)田較為開闊,風的同步性較高,下層空氣溫濕度應盡量接近冠層,并隨著冠層的高度調節(jié)高度。以地上2-3 米的觀測為主,可設地上1 到3 層。地下3到4 層直到植物根部。
二、測量要素介紹
小氣候的觀測就是對小氣候系統(tǒng)中的某些物理特征量進行測定,即小氣候要素。它包括:
1、輻射:包括輻照度、總輻射量反射輻射、凈輻射、光合有效輻射、光照度、光照時間;
2、熱量:如介質(空氣、土壤、水等)溫度、表面溫度和環(huán)境平均輻射溫度等;
3、氣體:如二氧化碳和氧氣等的密度、質量、濃度等;
4、水氣:如水氣壓、溫度、露點等;
5、風 :風速、風向等。
三、測量要素
1、空氣溫濕度;
2、風速風向;
3、降水;
4、輻射;
5、地溫 地濕;
可以增加以下要素;
1、ET0 的計算;
2、葉片濕潤度;
3、土壤水勢;
4、凈輻射;
5、PAR;
6、梯度設置;
7、兩層型;
8、冠層或冠層下;
9、冠層上1-2 米;
10、三層型;
11、采用疊代法計算冠層上兩層。