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《农业气象学》课程笔记

第一章：绪论

一、农业气象学研究内容

1.农业气象学概念

农业气象学是介于农业科学和气象学之间的边缘学科，它研究气象条件对农业生产的影响，以及农业生产活动对气候的反馈作用。农业气象学的目标是理解和预测气象条件对作物生长、产量、品质以及农业生态环境的影响，为农业生产提供科学依据。

2.研究内容详细阐述

（1）农业气象条件对作物生长发育、产量和品质的影响

-研究不同气象因子（如温度、降水、光照、风等）对作物种子发芽、植株生长、开花、结果等各个生长发育阶段的影响。

-分析气象条件对作物产量形成和品质特性的作用机制。

（2）农业气象条件对农业生态环境的影响

-研究气象条件对土壤水分、土壤温度、土壤肥力等土壤环境的影响。

-探讨气象条件对农业生物多样性、农业病虫害发生与流行的影响。

（3）农业气象灾害的成因、规律及防御措施

-研究干旱、洪涝、霜冻、高温热浪、低温冷害等农业气象灾害的成因和发生规律。

-提出农业气象灾害的预测、预警和防御措施。

（4）农业气候资源的分析与评价

-分析不同地区的农业气候资源分布特征，如光、热、水等。

-评价农业气候资源的利用效率和潜力。

（5）农业气象预报与服务

-研究和开发针对农业生产的气象预报技术。

-提供农业气象信息服务，指导农业生产。

二、农业气象模式发展举例

1.经典农业气象模式

（1）瓦德-皮尔逊模型

-介绍模型的原理和主要参数。

-分析模型在作物生长模拟中的应用。

（2）蒙德-弗洛斯特模型

-阐述模型的构建方法和适用范围。

-讨论模型在作物产量预测中的作用。

2.现代农业气象模式

（1）作物生长模型

-介绍CERES、APSIM等模型的原理和结构。

-分析模型在作物生长发育模拟中的应用实例。

（2）农业气象灾害评估模型

-介绍干旱、洪涝等灾害评估模型的方法和步骤。

-讨论模型在灾害预警和损失评估中的应用。

三、农业气象学研究方法

1.观察法

-描述田间试验和观测的基本方法。

-讨论如何通过观察法获取农业气象数据。

2.实验法

-介绍人工气候箱、开顶式气室等实验设施的使用。

-分析实验法在研究农业气象因子影响中的应用。

3.数理统计法

-阐述统计学原理在农业气象数据分析中的应用。

-举例说明如何运用统计方法揭示农业气象规律。

4.模型模拟法

-介绍农业气象模型的构建和验证过程。

-讨论模型模拟在农业生产中的应用。

5.遥感与GIS技术

-解释遥感技术在农业气象监测中的应用。

-分析GIS在农业气象数据处理和分析中的作用。

6.生态学方法

-探讨农业生态系统与气象条件相互作用的生态学原理。

-举例说明生态学方法在农业气象研究中的应用。

第二章：太阳辐射与农业生产

一、植物的光学特性

1.植物对光的吸收

-叶绿素是植物体内最主要的色素，负责吸收太阳光中的蓝光和红光，而绿光则被大部分反射，这就是为什么叶片呈现绿色的原因。

-叶绿素a和叶绿素b对不同波长光的吸收能力不同，叶绿素a在蓝光区的吸收峰约为430nm，在红光区的吸收峰约为662nm；叶绿素b的吸收峰则分别位于450nm和642nm。

2.植物对光的反射和透射

-叶片表面结构会影响光的反射，光滑表面反射光较多，而粗糙表面则散射光较多。

-光的透射率取决于叶片的厚度和细胞结构，厚的叶片透射光较少，而薄的叶片则透射光较多。

-水分和叶片中的其他色素也会影响光的透射和反射。

3.光能的转换与利用

-光合作用是植物将光能转换为化学能的过程，主要通过光反应和暗反应两个阶段实现。

-光能利用率受到多种因素的影响，包括叶片的生理状态、环境条件以及植物的种类和品种。

二、光照长度对植物的影响

1.光周期现象

-光周期现象是指植物的生长发育和开花等生理过程受到日长影响的生物学现象。

-根据植物对日长的反应，可以分为长日植物、短日植物和日中性植物三类。

2.光周期对植物开花的影响

-长日植物：需要连续光照时间超过某一临界值才能开花，如小麦和菠菜。

-短日植物：需要连续黑暗时间超过某一临界值才能开花，如大豆和烟草。

-日中性植物：开花不受日长影响，如番茄和黄瓜。

3.光周期对植物休眠的影响

-一些植物在秋季短日条件下开始进入休眠状态，以适应冬季的不利环境。

-光周期还影响植物的生长习性，如一些植物在长日条件下生长迅速，而在短日条件下生长缓慢。

三、光照强度对植物的影响

1.光照强度与光合作用

-光照强度是影响光合作用速率的关键因素，光合速率随光照强度增加而增加，直到达到光饱和点。

-光补偿点是指光合速率等于呼吸速率时的光照强度，