农业气象学

农业气象学是研究农业生产与气象条件之间相互关系及其规律的科学。农业科学的基础学科之一，气象学科中应用气象学的重要分支。农业气象学研究的目的在于围绕农业的发展与现代化，不断认识和解决生产中的气象问题，提出促进农业生产的最优气象条件和措施。^[1]

简介

农业气象学是研究农业生产对象和过程与气象条件之间的相互关系，以利用、创造有利并抗避不利气象条件为目的，为农业的高产、优质、低消耗而服务的一门边缘学科。农业生产对象包括农作物、深林植物、园艺植物（果树、蔬菜、花卉）、食用菌、牧草、牲畜、家禽、鱼类等大农业的各个方面；农业生产过程是系指各农业生产对象的生长与发育、产量与品质、农业技术实施、产后流程、农业气象灾害与病虫害的发生、发展变化以及防治等。气象条件指直接影响农业生产的光、温、水、气等基本要素的时空分布。农业生产对象和过程与气象条件之间的相互关系包括两个方面：一方面是与农业生产有关的气象条件的发生、变化和分布规律；另一方面是受气象条件影响和制约的有关农业问题及其解决途径。

农业主要是在自然条件下进行的生产活动，光、热，水、气的某种组合对某项生产有利，形成有效的农业自然资源；另一种不同的组合可能就会对农业生产有害，构成农业自然灾害。农业气象学的基本任务就在于研究这些农业自然资源和农业自然灾害的时空分布规律，为农业的区划和规划、作物的合理布局、人工调节小气候和农作物的栽培管理等服务；另外还要开展农业气象预报和情报服务，对农业生产提供咨询和建议，以合理利用气候资源。

一方面，农业气象学作为生态学的重要组成部分，通过定量观测、研究植物或动物的生长发育与环境气象因子的关系而发展起来。如1735年著名的列氏温度表创始人列奥米尔发现，可用积温来衡量植物的生长速度，这一学说至今仍是农业气象学的一个重要基础理论；另一方面，农业气象学又是作为地理气候学的一个重要分支而发展起来。如：俄国的沃耶伊科夫、奥地利的苏潘、德国的柯本、中国的竺可桢等人，对植被、动物、土壤与气候的关系以及地区分布进行了研究，为农业气候学和农业物候学的发展开辟了道路。但是农业气象学形成一门完整的独立的学科，并进行系统的研究则只是20世纪30～40年代以后的事。

研究领域

现代农业气象学的主要研究领域有：作物气象、畜牧气象、林业气象、病虫害气象、农业气候、农田小气候和小气候改良、农业气象预报、农业气象观测和仪器等。

作物气象

作物的生长、发育和产量形成，同气象条件有密切的关系，农作物光合作用和生长发育的全部能量来自太阳辐射。光对植物的作用有三个方面，即光合作用、光周期效应和向光性效应。不同波长的辐射对植物有不同的影响。太阳光谱中决定植物光合作用的主要是0.38～0.71微米波段的可见光，称之为光合有效辐射，光合有效辐射一般占总辐射的45～53%。

温度对光合作用强度的影响有两种效应：一方面温度增高时光化学过程加快而使总光合作用强度增加，另一方面温度增高时呼吸消耗增加。因此净光合产物在初期随温度增加而增加，而当超过最适温度以后，净光合产物则随温度增加而减少。

作物气象指标是反映作物生长发育或受害同气象条件关系的量值，它是评价气象条件的农业意义、开展农业气象预报和进行农业气候区划的客观标尺，因此研究和确定作物的气象指标是农业气象学的基础工作之一。作物气象指标主要为温度指标和水分指标，对于某些感光性强的作物，还应有光照指标。

温度指标是指作物生长发育的下限温度、最适温度、最高温度、致死温度和积温等。积温是作物生长发育阶段内逐日温度的总和，它是衡量农作物生长发育过程的一种标尺。农作物通过某一发育阶段或完成全部生长发育过程所需的积温为一个相对固定值。

水分指标是反映农田水分状况对作物生长发育的影响的指标，常用土壤湿度和蒸散量来表示。一般划分为过干、适宜、过湿三个等级，大多数早地作物的适宜水分指标为土壤相对湿度60～80%%。水分亏缺对产量影响十分明显，根据土壤水分的多寡影响作物生长和产量的程度，可确定作物早害或湿害的指标。

蒸散量是由作物叶面蒸腾和土壤表面蒸发造成的农田水分损失量。它是决定农田水分状况，作物光合作用和生长状况的重要因素。土面完全被植物覆盖和土壤充分湿润时的蒸散量称为可能蒸散。实际蒸散量是可能蒸散、土壤含水量和植被覆盖状况的函数。

研究同一个农业气候区域内，由于地形不同而形成局地的气候差异以及对农业的影响，也是农业气候的一个重要内容，这称为农业地形气候学。其研究方法一般是对典型的地形进行短时间的气象观测，并用物理模型进行计算或数理统计分析，确定地形影响气候条件的规律及其农业意义。

此外应用生态学的方法，根据自然景观、指示植物、自然物候等的差异推断不同地形的农业气候条件，也是农业地形气候学的一种常用的研究方法。

农田小气候和小气候改良

小气候是指由于地形、下垫面特征或其他因子引起的小范围的气象过程或气候特征。由于耕作措施和农作物群体动态变化的影响，改变了农田活动面状况和物理特性，导致辐射平衡和热量平衡各分量的变化，从而形成不同类型的独特的农田小气候。而农田小气候又反过来影响农作物的生长发育进程和产量形成。

小气候改良包括温室、阳畦、塑料大棚、塑料薄膜地面覆盖、风障、农田防护林、蒸发抑制和土面增温剂等。

温室气候是温室内的微气象过程和微气候特征，它是一种人工调节的小气候。由于玻璃对于入射的短波辐射的透过率大于向外的长波辐射的透过率，使得温室具有白天高温的特征。此外温室的结构、方位、屋面坡度、屋脊高跨比，以及使用的透光材料均对温室内的光照度和温度的分布及其变化有显著影响。

除了上述人工调节小气候的措施外，由于自动化技术的发展，完全由人工控制光、温等气象条件的人工气候室或植物生长箱已在农业研究中使用。在蔬菜和珍贵植物栽培方面，也已出现了人工调节气温湿度和二氧化碳浓度，并采用无土栽培技术的自动化的植物生产工厂。

畜牧气象

农业气象的一个重要方面。主要研究气象条件与畜牧业生产之间的关系及其变化规律，包括气象条件对畜禽生育、引种、疾病防治、放牧和舍饲、牧草生长以及畜禽产品的储藏、运输、保鲜的影响等。畜牧气象的研究还可为制订畜牧气候区划提供依据。

林业气象

农业气象学的一个分支。研究森林与气象条件间的相互关系。温度、水分、风等气象因子对森林的组成和分布有重要的影响：热带植被主要是热带雨林，寒温带植被主要是落叶松；在中国，年降水量大于400毫米的地区才有森林；风力直接制约着森林的蒸腾。反之，森林对大气也具有多重影响。它能调节气温、涵养水源、净化空气、改善局地小气候等

病虫害气象

从本质上说气象、气候条件是影响到防治的。例如天气条件特别适合病虫害发生，病虫害严重了，需要的不仅是预防性防治，甚至需要认真防治，可能防治几次；如果天气、气候条件不太有利于病虫害的发生，可能防治一次或者两次，也许还不采取人为措施防治也没有问题。从这个意义上来说，天气、气候条件影响到病虫害防治的次数、时间和方法。

农业气候

农业气候是指与农业生产和农作物生长发育密切有关的气候条件。包括光、热、水分等作物生长发育不可缺少的因子；也包括旱、涝、霜冻、大风等不利气候条件。这些条件不仅影响农业生产的地理分布，也影响农作物产量的高低和质量的优劣。

农业生产与气象条件的关系

农业生产过程主要是在自然条件下进行的，气候和土壤条件是最基本、最重要的自然环境I资源因素。而土壤的形成、水热状况和微生物活动等，在很大程度上又受气候条件的制约。可以说，农业是对环境气象条件最为敏感和依赖性最强的产业。不仅气象灾害给农业造成巨大损失，全球气候变化对未来农业可持续发展也带来巨大的威胁。

大气重要生存环境和物质能量基础

农业生产的对象是植物、动物、微生物等生命有机体，其生长发育和一切生命活动都离不开温度、水分、光照、气体成分、气流等气象要素。特别是绿色植物光合作用的基本原料和能源，主要来自大气环境，农业动物和农用微生物的物质能量转换过程又都建立在消费和分解绿色植物的基础上。

大气提供了可供农业生产利用的气候资源

农业生物顺利完成生长发育或完成预定农事活动郁需要一定的物质基础、能量积累或有利多境，其中有利的气象条件可称为农业气候资源。严重不利的大气环境条件往往形成农业气象危害，是导致农业生产波动的最主要原因。

气象条件农业生产活动的全过程产生影响

气象条件对温室、畜舍、仓库等农业设施的小气候及生产性能产生影响，对农机作业、化肥和农药等生产资料的使用和效率、农产品加工、运输、贮藏等产后活动有很大影响。

大气影响着农业生产的宏观生态环境

土壤、植被、水体等其他环境系统的形成演变很大程度上受到大气环境的影响和制约，土地、水资源、生物等其他自然资源的数量、质量及其与气候资源的相互配置关系到农业生产类型分布和经济效益，特别是人类活动产生的温室效应导致的全球气候变化及其应对措施直接关系到人类社会、经济的可持续发展。

世界古代文明发源地积累了农业生产与气象相互关系的知识和经验。古埃及根据雨季时间型安排尼罗河流域作物播种与收获。中国商代甲骨文有天气与灾害影响收成的记载，西汉已形成完整的二十四节气并广泛应用于农业生产。公元前1世纪的《汜胜之书》记载了区田法和耕作保墒技术。清代大型农书《授时通考》标志着根据农时与气象安排生产的知识已系统化。

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