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农田小气候形成的一般规律 |
发布时间:2021-03-11 |
种植作物的农田里,土壤和作物的表面,能吸收太阳辐射热,同时又放出热量,从而调节邻近空气层和土壤的温度,这个表面称为作用面(作用层、活动面、活动层 作用面上的热量收入和支出的变化是十分显著的。对一般禾谷类作物来说,这个作用面约在植株高度三分之二的地方,因为这个高度枝叶分布最为密集。 作用面不仅对土壤和邻近空气层的温度变化起苕重要作用,而且还进行着水分的转化过程:通过蒸散(蒸发和蒸腾)把作用面上的水分由液态变成汽态,而空气中的水汽又通过在作用面上的凝霜、结露,变成液态或固态,从而影响近地面层和土壤的湿度。 因此,要搞清楚农田小气候的特点,就要研究作用面上热量和水分的变化过程。 作用面的热量源泉是太阳,但吸收热量的多少与作用面的反射和本身的辐射冷却有关。前者为热量收入,后者为支出。太阳辐射收入和支出的差额称为辐射平衡,也叫辐射差额,即为作用面上的净余辐射。作用面接受了净余辐射能以后转变为热能,再把这些热量主要通过三个方面与外界进行热量交换:一部分热量随着乱流交换作用由作用面 传向大气中(如作用面温度比大气温度低时,则作用相反);另一部分热量用于植物的 蒸腾和土壤的蒸发(如作用面水汽凝结,相反会获得热量);还有一部分是由作用面向下传递到土壤中(土壤下层温度高时,则相反向作用面传递)。一般把这三个方面的热 量消耗顺次称为乱流热交换、蒸散耗热(包括蒸发和植物蒸腾)和土壤中热交换。其实除了用于这三方面以外,植物进行的光合作用等还要消耗一些热量,不过和这三方面比较起来是一个很小的量,所以常常在讨论作用面热量支出时忽略不计了。 以上三个方面形成了农田小气候特性的物理基础,了解这些基础知识无论对理解小气候的特点、分布、甚至是改善农田小气候方面都起着重要的作用.例如我们可以改变 作用面的状况,使净余的辐射能增多,加深土壤的颜色,减少十壤的反射,便是使净余辐射能增多的措施之一,因而提高了土壤温度。另一方面当接收的净余辐射能一定时, 我们还可以由作用面的状况作小气候特点的正确解释,从而为改善小气候特性提出有力的依据。如在水稻田中由于水分充足,接受的净余辐射能绝大部分用于蒸散和热量向土壤中的传递,使其向空气中传递的热量大大减少,甚至还要吸收空气中的热量补充消耗的不足。因此,虽然在天晴的白天也全表现出逆温状况。又如干旱的沙漠中由于土壤水分的不足,蒸散耗热可视为零,因而它所获得的辐射热绝大部分是用于向空气中传递, 因此晴天的中午在沙漠中感到十分炎热, 为了便于了解农田小气候的基本特征,有必要简要介绍一下作用面上辐射能的收支 〈辐射平衡〉以及热量平衡的各个分量一乱流交换和土壤中热交换。 |