概述
小氣候是指由於下墊面結構和性質不同,造成熱量和水分收支差異,從而在小範圍內形成一種與大氣候不同特點的氣候,統稱小氣候。
農業小氣候指的是以農作物為下墊面所形成的小氣候,即指農業生活環境(如農田、果園、溫室、畜舍等)和農業生產活動環境內(如曬場、噴藥、農產品儲運環境等)的氣候。這些小氣候與農業生產和農業生物有著密切的關係,主要表現為它們之間物質和能量的交換。農業小氣候的範圍,垂直方向大約為幾米,一般不超過10米,水平方向上沒有明確規定,從幾米到數百米以上 。
主要特點
農業小氣候與大氣候相比具有如下共同特點:
(1)不均勻性:系統占空間尺度小,系統內外物質和能量交換傳輸速度相差幾百甚至上千倍。農業小氣候氣象要素分布不均,水平和垂直方向均存在較大梯度。
(2)複雜性:大氣候和天氣背景的影響、系統內生物群落的生長發育和生理活動規律、土壤或水的物理化學特點、人工影響和圍護結構特性,這些因素綜合影響形成農業小氣候的複雜性。
(3)穩定性:在各成分和所處大氣候與天氣背景、外界環境不變的情況下,農業小氣候內部的小氣候特徵比較穩定。
(4)易調控性:在人為背景相同的情況下,為適應不同生物需要和達到不同的生產管理目標,可人為創造不同的農業小氣候環境。
(5)生物群落主導性:生物群落在農業小氣候系統中起主導作用,只有了解生物群落對農業小氣候的要求及其反饋作用,才能確定調整農業小氣候的方向和方法,使之適合生物需求,提高最終效益。
分類
農業小氣候按系統進行分類可分為:農田小氣候、園田小氣候、保護地小氣候、溫室小氣候、畜舍小氣候、農業地形小氣候和農業水域小氣候 。
(1)農田小氣候:包括沒有作物覆蓋的閒置地和有作物的農田。通常又按作物種類劃分為麥田小氣候、稻田小氣候和玉米小氣候等。
(2)園田小氣候:主要指菜園和果園,也包括花卉栽培地。此外,野生果林木多在山坡地帶無規則生長,不屬於園田小氣候。
(3)保護地小氣候:主要指農田或園田上,採用了一定的有益於改善小氣候條件的簡單保護措施。如地膜覆蓋小氣候、陽畦小氣候、涼棚小氣候、防風障小氣候、防護林小氣候等。
(4)溫室小氣候:主要是指冷季使用的植物種植室。包括大棚塑膠溫室、各種類型(單斜面、雙屋面、連棟式等)的玻璃溫室。此外,還有加溫溫室與不加溫溫室之分。
(5)畜舍小氣候:這裡的畜舍包括了禽舍。
(6)農業地形小氣候:包括尺度較小的,有一定種植意義的(單純的)山坡地、谷地、山前平地等農業場所。
(7)農業水域小氣候:包括具有一定養殖意義的湖、池塘、水庫、水池等水體以及鄰近水體的岸邊場所。
觀測要素和觀測特點
觀測要素
(1)表征輻射的各種特徵量:輻照度、輻照時間、總輻射量、光和有效輻射和光照度、光照時間以及輻射的光譜特徵。
(2)表征熱的各種特徵量:介質(空氣、土壤、水等)溫度、表面溫度和環境平均輻射溫度等。
(3)表征氣體成分(主要是二氧化碳、氧氣等)的各種特徵量:密度(質量濃度)、質量份額、摩爾濃度、摩爾份額和容積份額等。
(4)表征水汽的各種特徵量:水氣壓、絕對濕度、相對濕度、露點和飽和差等。
(5)表征空氣運動的各種特徵量:風速(水平流速)、垂直速度、風向(水平方向)、流線等。
觀測特點
(1)農業小氣候的氣象要素在空間上分布差異大,即水平方向和垂直方向上有較大的梯度。因此在觀測時需要周密的選擇觀測點的位置與觀測的高度。為了避免儀器和人員對觀測的影響,常使用遙測和隔測的方法。
(2)農業小氣候氣象要素的日變化和年變化特點除了受環境氣象要素日、年變化規律影響外,還受小氣候系統中農業生物生命活動和群落變化的影響,有時還受到其周圍設施、管理制度等因素的影響,觀測時為得到完整的時間變化規律,須考慮連續定時觀測。
(3)農業小氣候系統中各組成成分和系統所處的天氣氣候背景確定後,則該系統特有的農業小氣候特徵將比較穩定。因此,除非特殊需要,通常不必對農業小氣候系統進行長期持續的觀測,一般只在典型季節、典型天氣或農業生物、農業生產的關鍵時期進行觀測。農業小氣候觀測大多是多要素、多點的連續觀測【2】。