农业气象学nongye qixiangxueagrometeorology研究气象条件与农业生产相互作用及其规律的一门科学。农业生产既决定于生物本身的特性, 也决定于气象、土壤等环境因素。而气象条件又是影响农业生产的诸多环境因素中最活跃的因素。它不仅为生物提供基本的物质和能量,构成生物发育和产量形成的外界条件;而光、热、水、气等气象条件的不同组合又强烈地影响着土壤、水的物理特性和状况, 不同程度地影响着农业生产。因此, 农业气象学的形成与发展是与农业生产密切相联的。它是农业科学与气象科学相互渗透的边缘学科。农业气象学一方面研究农业生产对气象条件的要求和反应,研究气象条件对农业生产的影响;同时也研究农业对象对气象条件的影响, 从而不断地揭示和解决农业生产中存在的气象问题, 以谋求农业取得高产、优质、高效益。因此, 它又是应用气象学的一个重要分支。 农业气象学的发展 恩格斯说:“科学的发生和发展从 一开始就是由生产决定的”。许多古老的农业国,早在农业气象学建立之前, 就积累了大量的农业生产与气象条件关系的知识和经验。如中国战国时期的典籍就反映出中国传统的重农时思想。中国的《诗经》和《礼记》等典籍中载有农事和物候的知识; 《吕氏春秋》论述了“凡农之道, 厚(候)之为宝”; 《逸周书》记载了七十二候及相应的物候现象; 《淮南子》中更有完整的二十四节气与农事活动的记载;《氾胜之书》强调了“凡耕之本, 在于趣时”。后来许多大型农书中都有授时、占候专卷, 其中有不少农业气象内容。如《齐民要术》详细讨论了防霜的方法, 史书、地方志等也记载了各地的旱、涝灾情。这些早期的农业气象经验与知识,对中国古代农业的发展起过重要作用。 近代农业气象学起始于19世纪后半叶。1881年,美国在华盛顿召开了各州气象局代表会议, 讨论了一些果树和小麦生长期间的气象条件。俄国学者А.И.沃耶伊科夫于1884年制定第一个农业气象观测计划;1897年,П. И.伯罗乌诺夫创立了对作物和气象进行平行观测的研究方法, 研究了一些主要作物不同生长发育阶段所要求的气象要素值, 这被认为是农业气象成为一个学科的标志。到20世纪初, 欧美一些国家和日本先后成立了农业气象机构, 开始组织农业气象观测站网, 积累观测资料。通过这些对关于农业气候资源的鉴定、农作物栽培计划的制定, 以及近代农业气象学的发展, 都起到了促进作用。20年代, 随着气象学的发展, 太阳辐射仪器的发明和热量平衡测定方法的改进, 推动了微气象学的发展。微气象学和对小气候研究的许多成果很快应用到农业气象学的试验研究中,提供了更精确的测定手段和多种多样的研究方法。意大利学者G.阿齐在农业生态学研究中,开始将农业气象学与农业生态学联系起来, 认为必须使外界因素(环境)与内部因素(生产能力与适应性)彼此协调, 才能获得农业高产。 50年代前后, 农业气象学者和作物生理学者对主要作物的生长发育过程与气象条件的关系作了更加深入的研究, 使农业气象学开始向广度与深度发展。热量平衡法和空气动力学方法开始应用于研究农田水分平衡, 并逐渐推广到农业气候鉴定和灌溉水量计算等方面。从60年代起开始了多学科的协同研究和对土壤—植物—大气系统的试验研究, 并更多地采取了生态学的观点。研究工作还伸展进人工控制和模拟环境条件的领域, 并深入植物群体中物质和能量的交换、传输过程以及CO2的收支等方面。在这期间特别是与农业气象密切相关的植物生理、生态、农业气候灾害及林业、牧业气象的研究得到了加强, 使农业气象学的理论与应用都提高到一个新的水平。70年代以来,随着计算机技术和卫星技术以及测试技术的进步, 使得农业气象学研究从资料获取、数据处理和理论模式计算等方面都进入一个崭新的发展阶段。 农业气象学研究内容 农业气象学的主要研究内容可分为: 农业气象监测, 农业气候资源的开发、利用与保护, 农业小气候的利用与调节, 农业气象灾害规律及其防御, 农业气象情报、预报和农业气象基础理论的研究等六个方面。 农业气象监测 包括仪器的研制、站网设置和观测、监测方法等, 是发展农业气象学事业的基础工作。许多要素和作用, 如太阳辐射、地温、土壤水分含量、蒸发、蒸散、空气成分及CO2含量等的测定, 需要研制性能良好、易于推广的仪器。而为了对生物的生长发育进行平行观测, 除采用一般的物候学方法外, 也要运用现代生物生理学、生态学的各种测量和分析仪器。农业气象站网如何分布才能对不同气候区、不同地形和海拔高度下的自然条件更具有代表性, 也是一项重要的研究课题。除了一般的气象站网外, 还须根据不同试验项目设计专门的观测网点。应用航天、航空遥感探测技术, 在大范围内对作物生长状况及土壤水分变化的观测和对产量的预测, 则是近十多年来才发展起来的一项新技术。 农业气候资源的开发、利用与保护 研究农业气候的主要目的是为了充分、合理地开发、利用气候资源。光能、热能、水分、大气中的CO2是植物生长所必需的能量和物质, 是重要的气候资源。气候资源的分布并不均衡, 各地区有显著不同的季节和年际变化特点, 应从开发、利用与保护的观点出发, 分析和说明一个地区的气候资源的多年平均状况和长期变化特点,为因地制宜地确定生产的类型、结构,改善种植制度,调整作物布局,引种和搭配品种等, 提供科学依据。 农业小气候的利用与调节 地形小气候、农田小气候、森林小气候、水域小气候以及各种人工影响措施(如风障、防风林、塑料薄膜覆盖、砂田等)的小气候效应的研究,对于改善植物的生长环境,选择小气候条件较优的地区种植经济价值较高的作物,预防不利气象条件,有着重要的作用。如中国南亚热带地区植胶小气候的研究、北亚热带的桔园小气候的研究等,都有很重要的经济价值。风障和防风林带的设置,对于提高保护区内的湿度、温度、减少风沙危害,有显著的效果。塑料薄膜覆盖可增温保墒,对延长作物生长期,克服热量不足的矛盾,具有多种实际效用, 已在许多地区推广。近年来重视农田能量平衡、农田温、湿、风分布规律等的研究,为提高光能利用率、经济合理用水提供了气候依据。研究和阐明近地面气层的详细状况与作物的相互关系,可为农业小气候的调节与改善提供依据和措施。 农业气象灾害规律的掌握及灾害防御 研究干旱、洪涝、暴雨、冰雹、台风、龙卷风、寒潮、低温、霜冻、高温、大风等灾害性天气对农业的影响,包括它们对农业生产对象的危害时期、危害指标与机制、危害规律以及各种防御措施的气象效应和经济效益等是自古以来一直要求解决的问题。根据这方面的研究资料,各地气象台站可以经常监视灾害性天气,及时发布预报和警报。 农业气象情报、预报 农业气象情报、预报是为农业生产服务的重要手段。其种类较多。主要有:❶农用天气预报。如干旱地区第一场透雨的预报、农田施肥、喷药的天气条件预报等。 ❷农业气象灾害预报。如霜冻、干热风、寒露风的强度和范围的预报,森林火险预报等。 ❸作物发育期预报。如播种期、移栽期、开花期、齐穗期及收获期预报等。 ❹根据有关气象因子编制产量预报。 ❺根据资源卫星获取的作物生长状况及气象条件等资料,估计大范围的某种作物的产量是富有成效的新课题。准确、及时提供各类农业气象情报和预报,在生产过程中正确使用,可以获得很大的经济效益。据世界气象组织农业气象委员会估计,在国民经济各部门中,农业是使用专业气象预报、情报获得最大经济效益的部门。 农业气象学基础理论的研究 这是农业气象学学科发展的重要条件,也是拓展服务领域,提高气象服务质量的重要途径。农作物产量形成的农业气象理论、气候资源生产潜力理论、农业气象系统中物质传输与能量转化过程及其模式、发展多种经营最优化的气象条件与措施等都是近年来农业气象基础理论加强研究的内容。 农业气象研究方法 农业气象学的研究方法可分为资料获得、资料处理和资料分析三个方面。资料获得的方法是整个研究工作的基础,所获资料的准确性与科学性对预期的研究结果有决定性的作用。资料获得的方法主要有:❶调查考察法,又可分直接调查考察法、物候学法、自然播种法等。 ❷田间试验法,又可分为简易对比法、分期播种法、地理播种法、地理分期播种法、地理移植法等。 ❸农业气象条件人工模拟法,又可分为人工气候室(箱、箱群)法、简易农业气象条件人工模拟法(例如采用暗室、温室)等; ❹遥感法。这些方法可单独使用,也可结合使用(见农业气象研究方法)。 资料处理的方法,主要包括资料的审核和订正、数学处理,如滑动平均、标准化等。资料分析的方法因研究目的和资料的情况而有不同。主要有统计学法、数值模拟法、系统分析法、模糊聚类法等,一般多采用遵守平行分析的原则。 农业气象学研究方法最初借用农学、气象学所采用的方法收集和处理资料,分析解决农业气象问题,后来在生产实践中, 逐渐形成自己的研究方法。现在常按不同问题,综合采取气象学、农学以及数学、地理学、植物生理学、生态学等的研究方法,且与其他许多学科的协同研究日益发展。60年代以来许多学者从事植被与大气间相互作用的测定和分析,农业气象学家分析、研究气象如何影响产量;微气象学家研究近地面大气层的气象要素时、空变化的模式;生理、生态学家测定、研究决定植物生长发育速度的作用(如光合、光呼吸等),探讨这些作用与环境状态的联系及其模式。近年来一些微气象学家和生态学家共同工作,把物理学的和生物学的方法结合起来,对基本机制进行深入研究。这类多学科研究的发展,使农业气象研究工作者开阔了眼界,有利于提高专业水平。 农业气象学研究的目标,只有在农学家与气象学家之间、农业部门与气象部门之间充分合作才能达到。 农业气象学的分支学科 虽然现代农业气象学建立较晚,因结合生产较紧,成效显著,故发展较快,已逐渐形成了发展程度不同的若干分支,按所研究的专业气象范围来分,有:农业气象学基本原理、农业气象统计、农业气候学、农业气象预报、农业小气候和农业气象监测等。按所研究的农业对象来划分,有:作物气象、林业气象、牧业气象、园艺气象和渔业气象等。 作物气象 研究不同作物及其不同品种在全生育期和每个生育阶段中对光、热、水诸要素的不同要求。如:生长期的总热量能否满足要求,高温、低温对作物生长发育有何影响;整个生育期及关键需水期的水分能否满足需要,过干、过湿对作物生长有何影响;光照条件能否满足作物光合作用的要求, 各种作物对光周期有何要求, 在作物光照敏感阶段光照不足对作物有何影响; 以及这许多因素的单独或综合地作用,影响作物的产量和品质。研究光、热、水等气象因素对作物生育的影响及作物不同生育阶段作物对气象因素的不同要求, 以便使两者相互适应。根据气象条件进行栽培或引种相适应的作物, 或通过改善局地小气候条件以适应作物生长的要求, 以提高产量和产品质量, 是作物气象研究的主要目的。 畜牧气象 研究牲畜的繁殖、饲养、饲料生产等与气象条件的关系。其中牲畜繁殖、牧草的生长、牧场的载畜量与天气、气候的关系尤为密切。某些畜产品的生产过程受气象条件的影响较大, 例如奶牛的产奶量。草场退化的气象原因, 畜舍小气候的调节等也都是重要的研究课题。 林业气象 研究森林与天气、气候的相互关系和相互作用, 如: 育林与气象条件的关系, 森林砍伐对气候的影响, 森林火灾的发生与天气条件的关系, 根据气象条件预报森林火险的方法, 森林在一定地区内对水分平衡与能量平衡的影响以及森林小气候的规律等。 渔业气象 研究气象条件对渔业生产和渔业资源分布及数量变化的影响。如风对鱼类游动方向及水面营养物质分布的影响, 温度季节变化的迟早对渔场、渔量的变动、鱼汛迟早的影响, 以及预报灾害性天气为渔业生产服务。 上述专业气象还包括一些共同的内容, 即研究植物的病害、虫害的范围和数量, 动物疫病的流行以及空气污染对动植物的危害程度等与天气条件的关系。比如: 气象条件影响寄主对病原体的抵抗力, 影响细菌、病原体在其生活史中的演变, 影响病虫害消长的程度, 影响采取防治措施的时间、效果和经济效益。农业气象学研究这些关系, 并根据前期条件对病虫害等的发生地区和时间进行预测。 农业气象学研究的现况和展望 现代科学已进入到把自然界的事物作为整体系统来研究, 因而出现了多学科的相互渗透,协同研究的势态。作为土壤—植物—大气这个生态系统的一个组成部分的气象环境, 随着生产的发展和生物科学、农学、气象学的发展, 其研究范围日益扩大, 研究方法也愈加与生物科学、农学相互渗透而得以深入发展。 为使气象信息合理地应用于农业生产, 首先需要知道农业对象个体以至群体在全生育过程中受到哪些气象因子的具体作用, 并且要知道各农业区的气候特征。这些气象因子和气候特征与农业对象间的相互作用是以各种大小不同尺度在进行的, 农业气象问题也相应地属于不同尺度, 并涉及多种学科领域。近三十年来生态学、植物生理学和物理学对植物与环境间在多种尺度下的联系和耦合的研究逐步深入。最大尺度的气象过程: 全球大气环流和辐射、温度、雨量时空分布所控制的全球气候, 决定大的生物群落的分布,而大的生物群落反过来又影响气候。全球气候中所包含的地方、地区气候决定植物群落和它的群丛能否成活以及它们的生长速度。地方(区)气候与这些群落间的相互作用又造成一种小气候,它是群落中各个个体所处的环境, 直接影响其生长和产量。同样, 群落中各个个体与小气候间的相互作用又产生尺度更小的小气候, 只限于植物的器官(如叶、茎、花等)所贴近的空气层, 可称之为表面气候。表面气候的性质又影响植物内部(如细胞)的温度、细胞之间的CO2浓度等, 可以称之为体内气候。植物与大气间的这些不同尺度的耦合, 指的是它们之间的物质输送和能量交换。这些不同尺度的耦合关系和相互作用可作如下图示: 
上述各种尺度间实际上是相互交错的。开展多学科的研究, 给不同尺度的农业气象学领域提供理论基础。虽然很小尺度的气候与作物的耦合研究还刚刚开始, 但它的发展将为深入研究较大尺度的问题提供条件, 使许多农业气象问题的解决有越来越坚实的生物学、物理学基础。与以上各尺度相对应的农业气象问题很多。与最大尺度相对应的有:农业气候带的形成、以气候为依据的作物生产潜力的全球分布、农业类型、结构及其分布等。与地方(区)相对应的有:种植制度、作物种类分布、作物引种的气候适应性以及地区的农业气候区划等。与小气候尺度相对应的有: 农业小气候和农业技术措施的小气候效应等问题。表面小气候虽然是生理、生态学家新近提出的更小尺度的研究对象,但农业气象已经接触到一些属于这一尺度的问题,如涂白剂、蒸发抑制剂等的气象效应以及果树日烧病等。而作物的抗旱性、小麦的冻害、水稻花器官所受冷害的气象条件则属于体内气候问题。从这些不同尺度的问题中,可以看出农业气象学已发展到广阔领域,也就要求具有生理学、生态学、农学、气象(候)学等的广泛基础; 同时还反映出农业气象学研究方法的多样性, 视问题所属的尺度而异。 农业现代化的进展, 科学技术的进步, 生产设施的改进, 能量的大量投入, 从许多方面改善了农业生产条件, 逐步减少农业对自然的依赖性。目 前许多作物已能在多种气候区内种植, 并能获得高产。对一些不利的气象条件已能采取相应的有效措施以减轻或避免其危害等等。中国的农业, 将是集约化经营的现代化农业,对环境条件的要求将愈来愈高,新的农业气象问题会不断产生,也更加要求农业气象学有相应的发展。农业气象学agrometeorology又称农用气象学。研究气象条件与农业生产相互作用及其规律的学科。属于应用气象学范畴。气象条件是影响农业生产的诸多环境因素中最活跃的因素。它不仅为生物提供基本的物质和能量,构成生物发育和产量形成的外界条件;而且光、热、水、气等不同组合又强烈地影响着土壤、水的物理特性和状况,因此,它是农业科学与气象科学相互渗透的边缘学科。它一方面研究农业生产及其对象对气象条件的要求、反应和影响,同时也研究气象条件对农业生产及其对象的影响,从而不断地揭示和解决农业生产中的气象问题,以便掌握其规律,趋其利,避其害,保证农业高产、稳收、优质、低耗。 农业气象学研究农业与气象要素和天气气候条件间相互关系及规律的科学。4000年前中国就积累了丰富的气象与农业关系的知识,20世纪30~40年代形成独立的系统学科,1953年中国开始系统的农业气象研究和业务,20世纪50年代后期是中国农业气象大发展时期。农业气象学科还包括农业气象预报、农业的气候鉴定和气候的农业鉴定及区划、农业气象观测、农业气象适用技术等。 农村气象手册/新编农业气象手册/辽宁农业气象实用手册/农业气象观测手册/农业气象哨观测手册/农村气象哨手册/农业气象员手册/苏联农业气象哨指导手册/中国农谚/中国农谚/注音农谚/农谚选/农谚选/农谚选/农谚选/民间测天谚语/测天谚语集/气象谚语浅释/华北农谚/内蒙古农谚选/内蒙古天气谚语/吉林农谚浅释/黑龙江农谚选/陕西农谚/宁夏农谚选辑/青海农谚/青海天气谚语/上海农谚/山东农谚/浙江的农谚/浙江天气谚语/浙江天气谚语/浙江天气谚语浅释/江西农谚/江西农谚/河南农谚浅释/湖北天气谚语/湖南农谚汇编/三湘农谚/广东农谚/四川天气农谚/贵州农谚/贵州天气谚语浅解/云南农谚散辑/云南天气谚语/西藏民间天象观测谚语 ☚ 水土保持技术手册 农村气象手册 ☛ 农业气象学研究农业生产与气象条件间的相互关系及其规律的学科。目的是在农业生产中最大限度地利用气象资源和克服不利的气象条件,促进农业生产的发展。根据生产对象不同,可分为作物气象学、森林气象学、牧业气象学、园艺气象学、渔业气象学等。 农业气象学agricultural meteorology
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