关于保护地小气候介绍

[拼音]：baohudi xiaoqihou

[外文]：microclimate of protected field

农业用地上采用覆盖物或风障等人工设施形成的小范围气候环境。利用覆盖物的光学和热学特性、密闭程度和空间控制，以及利用风障所产生的动力和热力效应，都可在不同程度上改变农田的辐射输送和湍流交换，形成适宜于农业生产的小气候条件。保护地小气候效应因保护地形式的不同而可大致分为下列3种。

温室小气候效应

温室的存在形成了一种特殊的物理环境，它改变了辐射输送和湍流交换的状况和辐射、热量平衡，从而使温室内的农业气象要素状况与一般农田有异。温室的类型、结构、材料和温室内作物的品种、生长发育期等方面的差别对效应也有影响。其特征是：室内光照较弱，温度高，湿度大，易出现辐射型的温度分布。其中，尤以辐射和温度的变化更具特殊性。

一般情况下，与室外比较，温室内太阳辐射收入的总量减少，但辐射平衡的收入相对增加，支出相对减少。影响温室内的辐射状况的原因主要有：

（1）由于覆盖物的遮挡，地面辐射（包括土壤、作物体表面和温室构架的长波辐射）受阻，很少逸出室外。如太阳辐射不断透入，而地面辐射不得逸出，辐射得热就不断积累，从而使温度不断升高，形成所谓温室效应。太阳辐射在进入温室前有部分被覆盖物的表面所吸收和反射，其比例与覆盖物材料的化学成分和厚度有关；透射率一般可达80～90％。此外，覆盖物上的水滴和微尘也影响透射率。

（2）温室顶面覆盖物对太阳辐射的光谱通过有选择性，只容许某种波长范围的光谱全部透过，另一些波长范围的光谱则有不同程度的减弱。如新玻璃能透过一小部分紫外光，而旧玻璃则完全不能。

（3）温室的方位和顶面角度对太阳入射角的影响。温室覆盖物本身造成的太阳辐射损失并不大，但因季节、时间不同而引起太阳入射角变化所产生的影响却相当大。在中纬度地区，冬季用坡度大的顶面有利吸收太阳辐射。

昼夜温度都高于室外。白天的增温程度、夜间的降温速度和温度的日变化，决定于温室的大小。温室大则比表面积（单位容积所具有的表面积）小，冷却效应也小，保温性能较好。有的温室白天最高温度可比室外提高20℃以上。当温度超过作物所能忍受的界限时，可用通风措施降低室内温度。顶面加盖草帘和室内设置小型覆盖，可提高室内最低温度。室内近地气层温度的分布，在日出后从一定高度起随高度增加而上升，到顶部附近温度最高；夜间仍呈上高下低的辐射型分布。

覆盖地小气候效应

农田地表面被某种物质覆盖后，其辐射平衡、热量平衡和水分平衡改变，从而使土壤上层和近地空气层小气候发生变化，形成特有的小气候环境。 常用覆盖物有细土、 砂土、马粪、堆肥、草木灰、秸草，塑料薄膜、保墒增温剂和降温剂等。地表对太阳辐射的反射率也由于覆盖物改变了地面的颜色和物理状况而有增加或减少。如用高岭土、石膏等制成降温剂，加水稀释，喷于地表或叶面使其变白，可使地表对太阳的反射率提高35％，从而可改善作物层中下部的辐射条件，增加叶片的光合强度，改善果实的着色和品质。用深色有机肥料等覆盖则能减小反射率，增加地面对太阳辐射的吸收，从而提高土壤温度。增温保墒剂喷于地面后形成一层厚约0.05～0.2 毫米的薄膜，封闭土壤毛细管，可抑制60～80％的大田蒸散，大大减少潜热消耗，使地面有较多热量传给下层土壤和贴地层空气。土壤增温效应可达20厘米深并随深度增加而递减。塑料地膜的作用类似增温保墒剂，但它完全隔绝了地面与贴地层空气之的湍流交换，能更有效地减弱显热交换和潜热交换。

风障小气候效应

风障减弱障内近地层的湍流交换、增加障内辐射总量，主要有防风和保温两种效应。

风障的存在使气流受阻，风速减低，并在风障前形成小涡旋，彼此摩擦，相互抵消，使湍流交换系数变小。离风障越近，风速减低越明显；风障越高，防风作用越大。风障的防风效应因风障的材料、结构而异。一般迎风面至障高2～3倍处、背风面至障高15倍处都有减低风速的作用。背风面至障高5～6倍处可使风速减低50％。风障与风向成直角时防风效果最大；二者的夹角减小到25°～30°时效果仍不弱；到11°时效果减半。

风障对太阳辐射的反射作用，使短波辐射发生重新分配。当障壁反射到地面的反射辐射超过风障所遮挡的散射辐射时，保护地上的太阳总辐射增大。当太阳辐射较强时，障内太阳总辐射显著增加，越近风障增加越多。风障对障内地面的有效辐射也有影响，距风障越近，被遮挡的天空部分越大，有效辐射减弱越显著。凡此都使辐射平衡得到增加，配以湍流减弱，晴朗白天障内近地层的空气温度明显高于障外，地表面温度和土壤温度也随之增高。晴夜则障内地面有效辐射和冷空气平流都比障外小，而逆温较强，近地层空气温度和地表温度一般仍比障外高。障内外温差随高度增加而减少，到0.5米以上已不明显。风障的保温效应同防风作用有关，一般防风效应大时，湍流减弱多，保温效应也大（见保护地栽培）。