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农业气象学原理Agrometeorology南京信息工程大学应用气象学院教材及参考书教材：农业气象学原理，气象出版社，1991，冯秀藻、陶炳炎主编。参考书：[1]农业气象学，科学出版社，1982，北京农业大学农业气象专业编。[2]中国农业气象学，农业出版社，1999，中国农业科学院主编。标题绪论第一章§1农业气象学的重要性§2农业气象学及其主要内容§3农业生产与气象条件§4农业气象学及其事业的发展本章重点●什么是农业气象学●农业与气象的关系●农业气象学的主要内容§1农业气象学的重要性国情：人口多、耕地少、水源缺、设施差、气象灾害频繁、生态环境恶化粮食、食品安全形势严峻农业是基础，是头等大事。复杂性：农业生产复杂，类型繁多；农业生产各环节均与气象条件密切相关；天气、气候千变万化，千差万别；一般性的气象服务并不能涵盖所有的农业气象问题学科特点：农业气象学问题远比天气、气候学问题复杂研究和解决农业气象问题难度大由于农业气象问题复杂，农业气象学重要；农业气象服务有别于一般性气象服务。所以气象工作者为了工作需要，必须懂得一些农业气象知识，关注农业气象问题，了解农业气象工作的重要性和必要性。气象法:气象法明确规定气象台站要开展农业气象预报情报工作。实际情况:老一辈的气象学家重视农业气象。聪明的气象台站能抓住农业气象问题，日子好过。目前，农业气象课题、项目很多。§2农业气象学及其主要内容●什么是农业气象学●农业气象学的研究对象●农业气象学的目的●农业气象学的主要内容一、什么是农业气象学农业气象学是研究农业生产与气象条件相互关系及其规律的科学。•实用性科学（根据需要，揭示和解决问题，趋利避害，促进农业发展）；•边缘学科；•大气科学的重要分支。二、农业气象学的研究对象农业气象学的研究对象是生物有机体与气象条件两者相互作用或影响及其规律。一方面要研究农业生产对气象条件的要求和气象条件对农业生产的影响；另一方面也要研究农业生产对气象条件的影响。三、农业气象学的目的从农业生产实际出发围绕农业现代化中出现的农业气象问题为趋利避害提出科学的气象依据和措施促进农业生产“高产、稳产、优质、高效”可持续发展。四、农业气象学的主要内容1、农业气象基本方法与理论研究（基础）农业气象监测及试验研究方法研究农业气象仪器研制农业生产与气象条件关系研究（重点）农业气象指标研究（关键）农业气象模式研究（趋势、方向）2、农业气候资源分析及其合理开发利用研究与服务3、农业气象情报、预报方法研究与服务4、农业气象灾害规律及防御措施研究与服务5、农业微气象学研究与服务另外，从农业生产对象角度又可将农业气象学分为：●作物气象●林业气象●畜牧气象●渔业气象………§3农业生产与气象条件●影响农业生产的外界自然条件●气象条件对农业生产影响的主要方面●农业生产中应该重视的几个气象问题●“土壤—植物—大气”系统（SPAS）一、影响农业生产的外界自然条件主要包括：土壤：土壤性质（沙、壤、粘）、PH值土壤肥力—有机质、氮、磷、钾地形地势：海拔、坡度坡向、小地形、水体生态环境：生物多样性、植被、下垫面天气、气候：光、热、水、气二、气象条件对农业生产影响的主要方面1、提供必需的能量与物质。2、农业生物的生命过程不可避免地直接受到有利和不利气象条件的影响。3、气象条件通过其它外界环境条件的作用间接影响农业生产。4、在气象条件中，光、热、水、气诸因子既不能互相代替，又互相制约，综合地影响着农业生产5、气象条件决定农业生物的分布三、农业生产中应该重视的几个问题1、发展农业生产必须“因地因时制宜”，所谓“时”，实际上是指气象条件，即因气象条件制宜。2、不能认为只有气象条件影响农业生产，作物特别是农业生产过程中的农业技术措施也会反过来影响气象条件。3、精细农业或精耕细作等多项农业技术措施功能的发挥，几乎无一不与天气气候条件有关。4、农业气象规律=农业生产对象生育规律+天气气候变化规律它会对农业生产产生有利或不利影响。因此，要发展农业生产，必须掌握农业气象规律。四、“土壤—植物—大气”系统（SPAS）“农业气象系统”“土壤-植物-大气”系统，也可称之为“农业气象系统”。系统的上边界距离地面最高不过20～30米左右，下边界深入土壤中在30～50厘米以至几米上下。农业气象系统内各个变量及其相互关系，蒙蒂斯（J.L.Monteith）等用“土壤—植物—大气”系统示意图来表示。面对该系统，农业气象学的任务：•了解该系统内部机制、状态与过程；•描述、刻画输入与输出—数值模拟•利用、调节和改造“农业气象系统”，获得高产、优质农产品。§4农业气象学及其事业的发展●回顾历史●深入思考●展望未来介绍《我与新中国气象事业》中国气象学会编气象出版社朱自玺：“农业气象学发展历程的回顾与展望”王馥棠：“50年来我国农业气象科学的发展”李湘阁：“我国农业气象事业的发展”回顾历史●中国古代的农业气象●中国近代农业气象学的发展●中国现代农业气象学的发展●国外农业气象学的主要进展一、中国古代的农业气象1、中国古代丰富的农业气象经验与知识记载有关知识的古籍主要有：《吕氏春秋》（战国）《氾胜之书》（西汉）《齐民要术》（北魏）《农书》（宋、元）《农政全书》（明）《二十四节气》••••••2、中国古代的农业气象成就主要体现在：●农时、节令、授时、农候占验“顺天时，量地力，则用力少而成功多，任情返道，劳而无获。”——《齐民要术》（北魏）“伎儿鸟春来则种禾，秋去则种麦。”——《宋本太平寰宇记》（宋）●农田小气候利用与改良技术“冬雨雪止，辄以蔺之，掩地雪，勿使从风飞去，后雪复蔺之；则立春保泽，冻虫死，来年宜稼。”——《氾胜之书》（西汉）●农业气象灾害防御技术“凡五果花盛时，遭霜则无子，…。天雨新晴，北风寒切，是夜必霜；此时放火作煴，少得烟气，则免于霜矣。”煴音yún，意思是没有火焰的暗火。——《齐民要术》（北魏）二、中国近代农业气象学的发展二十世纪初，中国传统的农业气象观念逐渐被近代农业气象知识所代替。但在当时及其以后的历史背景下，中国农业气象事业发展是非常缓慢的。新中国成立前的半个世纪农业气象仅有40余篇论文和1本著作管相恒的“稻作于气候”（1915）；司芹的“农作物的冻害”（1916）；竺可桢的“气象与农业之关系”（1922）；陈遵鼐的《农业气象学》（1935）；蒋丙然的“研究农业气象之目的与方法”（1940）；方正三的“创立我国农业气象研究刍议”（1944）；涂长望的“农业气象之内容及其研究途径述要”（1945）；三、中国现代农业气象学的发展初创期（1949～1957）：1953年竺可桢倡议华北农科所成立农业气象组；1954年中央气象局设农业气象科、处；1957年部院局合作成立农业气象研究室，建立9个农业气象试验站；开展农业气象技术方法和作物霜冻、早稻烂秧、橡胶北移试验研究过热期（1958～1960）：全国农业气象试验站211个；中央气象局农业气象研究室10人增至108人，服务-管理-科研一体化全国台站开展农业气象调查，编写农业气象服务手册；农科系统纷纷成立农业气象研究机构；开展林、牧业气象实用研究与服务；科学院系统进行气候资源考察、农业气候区划、农林小气候研究。调整期（1960～1972）：机构、人员压缩，工作停滞进入低潮；随经济形势好转，中央气象局又提出气象服务以农业为重点，农业气象开始复苏；科学院建立物候观测点，气象部门组织自然物候观测，1964年观测点达614个开展大规模的农业气候区划科研工作；农业气象灾害研究取得系列成果；“文化大革命”农业气象工作停止；1970年中央气象局归总参建制，绝大多数农业气象机构撤销，人员流失。恢复重建期（1973～1978）：1973年中央气象局重新单独设置,重提加强农业气象工作,把为农业服务放在首位。全国陆续重建农业气象机构，农业气象试验站达45个，85%的地市、县配备专职农业气象人员；开展低温冷害、寒露风、干热风、赤霉病、引种改制、间作套种、杂交稻制种等气象问题的研究；气科所农业气象组扩建为室;农科系统恢复、重建农业气象研究机构稳步发展时期(1979～1985)选338个站建农业气象观测网,重编农业气象观测方法；基层台站逐步恢复农业气象情报业务；1983年开始编发《全国农业气象旬（月）报》，各级气象部门启动农业气象预报业务。1982年对我国粮食产量气象预测预报进行了全面系统地研究，形成业务方案；《农业气候资源综合利用研究及农业气候区划》课题取得一系列重要成果；1983年开展我国亚热带东部丘陵山区农业气候资源及其合理利用研究。与现代农业结合期(1985～至今)1986年编写，1994年执行新的《农业气象观测规范》；1987进行我国热带、亚热带西部丘陵山区农业气候资源及其合理利用研究；农业气象产量预报实现业务化；1989年省区建立农业气象中心、数据库；1991-1995年建成国家、省级农业气象服务系统，联网；农业气象实用技术的开发研究有了很大进展；主要作物农业气象模拟模式研究形成特色；气候变化对我国农业的影响研究取得丰硕成果；四、国外农业气象学的主要进展1、国际组织世界气象组织（WMO）农业气象委员会（CAgM）2、农业气象科学技术水平较高的国家俄罗斯、美国、加拿大、英国、荷兰、德国等3、发展趋势研究领域不断拓宽；研究层次进一步深化；试验研究方法与监测技术更加先进；应用水平进一步提高，服务能力明显增强。深入思考农业气象事业具有顽强的生命力！农业气象现代化建设是整个气象事业现代化建设的重要组成部分。“农业气象是那个部门的事？”的争论。农业气象科研与业务工作两者密不可分。农业气象科研与业务工作要不断开拓与创新。展望未来机遇：对农业气象业务和技术的需求增加；新情况下要求抓紧农业气候资源优化配置利用的研究，并在设施农业小气候调控技术方面有新的突破；西部大开发战略和生态建设，农业气象有许多工作要做；探讨面对气候变化的农业气象灾害和相应的对策；现代信息技术及相关学科的进展，有利于农业气象科研、业务；我国农业气象走向世界的时机逐渐成熟。困难：公益性难以创收，影响积极性；基础性研究和工作薄弱，难以适应当前的新形势；缺少较大的研究项目支撑；“以农业为重点”似乎在逐步淡化；发达地区对农业重要性的认识发生动摇；贫困地区基层台站经费紧缺，农业气象工作受到一定的冲击；农业气象对政府部门决策咨询的影响力下降。走向：最不理想的状况--导致农业气象再次出现低潮；最好的情景--采取措施扶植其发展；步履艰难地前进--为农业气象事业的发展艰苦奋斗、顽强拼搏。→不管怎样，前途是光明的！发展：根据规划，按照要求，从实现协调发展的思路出发，高度重视环境、资源和气象灾害三大问题，通过高新技术应用和与多学科融合，凝练农业气象学科发展方向，未来的研究重点：农业气象监测、预测体系研究；农业应对气候变化研究；农业气象防灾减灾研究；农业气候资源高效利用研究；设施农业的气象技术研究；作物模型和遥感耦合技术的研究；