农业小气候测量的一般原则

农业小气候测量主要考虑以下几个方面：

1．制定测量计划 任何一种农业小气候观测都有一个明确的目的，即试图通过某种小气候观测探明或解决某些问题，由此决定选择必须的观测项目。如温室高产栽培的小气候研究，主要应考虑温度、光照、湿度等气候要素；要了解霜冻危险度分布，则需测定早春、初冬的最低气温和风力分布；研究密植农田的小气候效应，需测定植株内不同高度的太阳辐射强度，以便找出经济利用光能的种植密度。在确定测量项目时，要充分考虑依据预期目标所要解决的问题，以及与此相关的气象要素，选出最适宜的观测项目。其次是确定观测方法，根据测量的任务、技术力量、设备条件和经费投入情况，设置适宜的场地、选定适用的仪器、设备和最佳观测人员，确定具体观测方法、方式和路线。

2．采用平行观测 在农业小气候测量中，要对不同下垫面(土壤、植被、坡度、坡向)、不同农业措施(种植方式、密度、水、肥)、不同实验处理的农业小气候环境中的气象、生物及环境要素进行平行观测，这样才能有助于了解微环境因子与生物因子相互间复 杂的关系。如研究日光温室的增产效应，不仅要测定温室内和温室外(大气自然环境)的温度、湿度、光照分布和变化，还要测定作物的生长发育性状、生理特性(光合作用、蒸腾作用等)和产量构成，这样才能探明温室环境对作物生产影响的程度。

3．抓住关键期 农业小气候观测具有短期性和间断性的特点，大都集中在某一段或几段时期内进行，这就需要抓住关键期，才不致忽略有价值的资料。在农业小气候研究中，可选择作物几个主要生育期，以及影响作物生育和产量的重要气象因子进行测量；柑橘冻害的研究，则应选在冷空气活动频繁的初冬、早春季节，以测量低温和冬季风为主；日光温室的保温效果的探讨，应测量冬春季节的温度和光照；要探明套作田间小麦对玉米的影响，需在玉米苗期到麦收这段共生期进行农田小气候测量。因此，抓住了关键期，只要花费较少的人力、物力，就可取得较为满意的测量结果。

4．合理选定测点 在农业小气候观测中，测点的选定是很重要的，关系到所获取的资料是否真实地反映实际状况。测点一定要有代表性，即能反映所在地段的小气候平均状况。因此，应尽量使测点离开对该地小气候有严重影响的条件。在农田小气候观测中，要尽可能避开高大建筑屋、高压线、树丛、水池、小丘等，也不宜把测点设置在两个不同地段的交界外。另外，设置测点的高度和深度，既要考虑近地层气象要素的铅直分布特点，又要考虑作物不同的生长发育时期。一般情况下，越接近地表面，气象要素的垂直梯度变化越大。根据这一规律，测点应设置成不等距的高度(深度)，在贴近地表处间距应小些，远离地表处间距可大些，或按对数规律布点。如裸露农田上空的温度、湿度布点，可选取离地表5cm、20cm、50cm、150cm；在有作物的农田，可大致按照上述高度在植物冠层内、外布点，而且还要考虑增选作物作用面的高度，即2／3植株高度处设点(此点需随作物生长过程作相应的调整)。布点可视具体实验条件作适当增减，但是应注意保留150cm处的高度，因为这一高度与常规气象观测的百叶箱中温湿度传感器的高度相一致，利用 150cm高度处的短期小气候观测数据与长年大气候观测资料进行比较，这对分析小气候特性与大气候特征的关系是必不可少的。在研究农田感热通量、水汽通量、动量通量及其传输过程中，尤其要注意选择平坦、均匀的测量场地，必须要求有足够长的风浪(或称来流路径Fetch)区。即在上风方向需要保持相当距离的状态相同的表面，此水平距离至少应为最高测量高度的50倍，最好在100倍以上。这样才能确保所测高度范围内的气象要素分布能够代表该实验场地的真实情况，否则所测到的数据将受到实验区以外条件的影响。由此可见，合理布点是农业小气候测量中的一个重要环节。

5．设置对照 在农业小气候观测中，需在设定的观测(处理)区外围设置一对照点，以便进行对比观测。例如农田植被区和裸露区，温室或塑料大棚栽培区与露地种植区，地膜覆盖区与未覆盖区，灌溉区与未灌溉区或旱区，护周林网内与网外等，后者都作为对照。对照地段的条件应与研究地段外围环境大致相同，这样才能反映出研究地段小气候与外界生态环境的差异。另外，在控制条件下，可以对单要素或多要素(温、光、水、肥、种植密度、种植方式、播种期等等)进行调控(处理)与不调控(对照)的对比观测，能更直观地反映处理与对照区微环境及作物生理生态特性的差别。

6．合理选用仪器 为保证全国甚至全球观测资料的可比性，气象台、站的气象观测制定有观测规范，需要采用统一规格的仪器，严格依照规定的程序进行观测。而小气候观测则是根据各自的任务要求，结合仪器的性能作出合理选择。在选用仪器时，首先应根据观测任务的要求确定测量项目、仪器类别，选择在测量范围和精度方面能满足任务要求的仪器。农业小气候观测大都在野外进行，工作环境比较艰苦，应尽量选用小型轻便、便于携带、坚实耐用、操作简单的仪器；在户外观测还需注意仪器防晒、防水、防尘，尽可能避免因太阳光照射而引起的辐射误差。例如在一般农田温、湿度观测中，多选用防太阳辐射误差较好的通风干湿表，它有着双层防辐射罩，又加上强制通风，大大减少了辐射误差，精度可达0.2℃，能满足测量要求；在研究农田叶边界层能量传输的小气候测量中，最好采用热电偶测温，这是因为热电偶体积小，辐射误差小，灵敏度高，精度可达0.1～ 0.25℃；利用涡度相关法估算农田热量和水汽通量，则应选用超声温度仪和超声风速仪，其最小风速可测到0.005m／s。用于小气候梯度观测的仪器，主要测量各高度间气象要素的差值，其灵敏度和精度一般要高于常规气象观测的要求，温差要精确到0.01～0.03℃，测风的相对误差一般为0.3％～0.5％，比湿差要精确至0.02g／kg[102]。此外，为了确保仪器的测量精度，在观测开始前应对仪器进行检定(重新定标)或通过于行对比观测进行校准。

7．尽量不破坏原有的农业小气候生态环境 在设置测点和安装仪器时，尽可能少地破坏农田植被，观测人员应减少出入农田的次数，避免踩踏农作物或压实土壤，如有可能最好选用能满足测量精度要求的遥测或自记仪器，使获取的数据能真实地反映小气候自然特性。例如，要了解日光温室的保温性能，需要在水平空间和垂直空间进行多点温度测量，若用数支、数十支棒状温度表，或数台、数十台通风干湿表测温，不仅费时、费力，而且观测人员的走动，温室门的启闭，都干扰了原有小气候环境，所得数据的可信度受到影响，因此最好选用多点热敏电阻或热电偶温度仪，较远距离地定时自动采集数据，这样能较好地了解日光温室内温度的时空分布。