人工小氣候

人工小氣候是指採取各種人為措施控制或改變的局地氣候環境。主要是通過改變下墊面的輻射特性、溫濕狀況和動力條件等使其有利於人類活動和動植物生長。如綠化城市，綠化荒山，建造住房、水庫、玻璃溫室、塑膠大棚、地膜覆蓋，設定風障，營造護田林帶等。

中國人民很早就在園藝和花卉的促成栽培上利用地形小氣候和創造人工小氣候，從而部分地突破自然界季節的限制和地域的限制，生產“非時之物”。

在人工小氣候系統中，生物與環境之間不斷地進行物質和能量的交換傳輸，從而生物本身得以生長發育，為人類生產產品。

基本介紹

• 中文名：人工小氣候
• 外文名：artlficial microclimate
• 目的：改變局部氣候環境
• 採取：各種認為措施
• 改變：下墊面的輻射特性等

簡介

人工小氣候採取人為措施控制或改變小空間環境所形成的氣候。通過人為措施，調節小空間內的溫度、濕度、氣流、光照條件，甚至充入某些氣體成分，使該小空間具有人類所企盼的氣候特點，為某些科學試驗提供良好環境。在小空間內啟用空調設備，減免外界極端氣候條件影響，以適應人類居住或動植物在其中正常生長，也屬人工小氣候措施。它與氣候導變的區別在於後者是通過對生態環境因子的改變，誘導各因子啟動相互作用的調節能力，使氣候向人類需求的方向轉變，而人工小氣候則是對氣候要素直接調控。

歷史套用

人們無法改變自然界的大氣候，但卻可以利用自然界特殊的地形小氣候，並進而按照人類的需要造成某種人工小氣候。中國人民很早就在園藝和花卉的促成栽培上利用地形小氣候和創造人工小氣候，從而部分地突破自然界季節的限制和地域的限制，生產出各種“非時之物”來。

早在秦始皇時代，人們已在驪山山谷溫暖處取得冬種甜瓜的成功。唐朝以前，蘇州太湖洞庭東西山人民利用當地湖泊小氣候種植柑橘，成為中國東部沿海最北的柑橘產區。唐代官府利用附近的溫泉水培育早熟瓜果。王建《官詞》說：“酒幔高樓一百家，宮前楊柳寺前花。御園分得溫湯水，二月中旬已進瓜”。

漢代成帝時，中國已有溫室雛型。《漢書·召信臣傳》載：“太官園種冬生蔥、韭，菜茹，覆以屋廡，晝夜燃蘊火，待溫氣乃生’。’這說明早在漢代中國農民就已經掌握了蔬菜生長的溫度。為了使冬季能夠生長蔬菜，採用室內栽培，並燃火加溫，滿足蔬菜生長所需要的溫度。

又如《王禎農書·百穀譜集之三》講種韭黃： “冬至，移根藏於地屋陰中，培以馬糞，暖而即長，高可尺許，不見風日，其葉黃嫩，謂之‘韭黃’"。這是關於以馬糞中有機物分解放出的熱量滿足韭黃生長所需溫度，室內培育韭黃的記載。

人工小氣候不但可人工加溫，還可人工降溫，以滿足作物生長所需要的小氣候條件。《齊民要術·種姜第二十七》載： “六月作葦屋覆之。不耐寒熱故也”。《王禎農書·百穀譜集之三》講種姜：“六月用枝葉作棚，以防日曝。姜性不耐寒熱故爾”。姜既不耐寒，也不耐熱，為了防止夏季暴曬，用葦子或枝葉，搭棚遮陽，以降溫度，使姜得以順利生長。另外，在果樹、蔬菜種植中出現的風障、陽畦等，都是人工小氣候在農業中的套用。

類型劃分

在農業上，由於不同的作物種植、動物養殖和農業生產過程中進行的人工干預而形成的一種獨特的小氣候，稱為農業小氣候。農業小氣候構成了農業生物活動最重要的環境，它直接影響作物的生長發育及產量、品質等，也影響病蟲害的發生與蔓延危害。

農業小氣候與農業生產密切相關，一般可分為農田小氣候、溫室小氣候、保護地小氣候、果樹及園林小氣候、農業設施小氣候、畜舍小氣候和水域小氣候等。這些都是農、林、牧、漁業生產的實際環境，在農業生產中有著極其廣泛的套用。各種暴露的自然表面，如平坦的地面、水面、植被表面等，稱為活動面，因這些面處於大氣層的下面，常稱為下墊面。由於下墊面的差異，就形成了不同類型的小氣候。

農田小氣候

農田小氣候是以農作物為下墊面的小氣候，它是農田貼地氣層和土壤上層與農作物群體之間生物學和物理學兩種過程相互作用的結果，因而不同的農作物有不同的小氣候特點。同一種農作物又因作物品種、種植方式、生育期、生長狀況和管理措施不同，形成相應的小氣候特徵。光照、溫度、濕度、二氧化碳等氣象要素隨著作物的生長而受到不同程度的影響，有時可能成為作物生長發育的障礙因素。如農田中二氧化碳的濃度直接影響農作物的光合強度和乾物質產量的積累，晴天的中午可使農田二氧化碳濃度降至最低，甚至可使植株處於二氧化碳飢餓狀態而影響產量。

溫室小氣候

溫室是一種人工控制小氣候條件的設施。用於溫室採光的透明玻璃或塑膠薄膜，能透過80%～90%的太陽光，同時又能阻擋大部分溫室內向外發射的長波熱輻射。溫室內氣候穩定，對避免一些農業氣象災害非常有利。在溫室內可以調節作物生長的溫度、濕度、光照、水分及二氧化碳等條件，有利於提高作物產量，改善品質。特別是在溫室內可以很好地解決大田生產中無法解決的二氧化碳短缺問題，大幅度提高作物產量。

營造方式

農業小氣候不同於大氣候的特殊性，決定了農業小氣候可以通過適當的農業措施加以調控和改善。了解農業小氣候的基本特徵和掌握農業小氣候觀測的基本方法之後，運用先進的研究手段和儀器設備，與其他相關學科緊密結合，通過必要的農業生產手段，對不同小氣候類型的主要氣象要素進行人工調控，使其向有利於農業生產的方向發展。如營造農田防護林、地面覆蓋，以及作物的壟作、灌溉，種植行向、種植密度的調整等，就是針對提高地溫、預防凍害、充分利用光能等小氣候要素的具體農業技術措施。

水產養殖業人工小氣候營造

1．進行池塘、養殖池的結構改造，改善水體生態環境條件。如：東西向的池塘接受日照時間較長，可促進水溫的提高和浮游生物的繁殖；面積適中的池塘溶氧量比面積小的池塘高；池水深度要適宜，深度過淺，水產生物生存空間小，水溫、水質不易穩定，也不利於對夏季高溫的調控，過深則引起下層缺氧，也不利於提高春季水溫。

2．發展立體化生態養殖。立體化生態養殖，是一種漁、禽、林(農)相互依存、互相促進，充分利用空間的光、熱、水、土資源的高效人工生態系統。湖北省新洲縣實行林一魚一鴨立體化生態生產，在池杉林中灌水養魚、鴨，創造良好的水域小氣候環境，同時形成鴨糞養魚、魚糞肥樹、樹葉肥水的食物鏈關係，組成一個較為完善的人工生態系統，提高了魚產量，也提高了林木蓄積量和養鴨收益。在珠江三角洲一帶廣泛採用的魚一家畜、家禽一作物聯合經營，更是多層次開發水陸立體種養體系的範例。

3．利用地熱水資源和工廠餘熱水資源，以及採用塑膠大棚和溫室進行熱量補償，發展水產養殖，尤其是溫流水養殖。

4．保護和營造沿海灘涂紅樹林，為魚、蝦、蟹、貝提供良好的產卵生活場所和適生環境。在內陸湖泊的沿湖地帶也應因地制宜地栽種蘆葦、茭瓜、水草、柳樹等多種植物，既可為魚類提供餌料和產卵、棲息、避敵的小氣候適生環境，也可提供副業原料。

影響

農業小氣候系統內人工調控的主要對象即為生物周圍的環境。生物周圍的環境是影響生物進化、生態反應和生長發育的所有外界條件的總和。自然界中的野生植物、野生真菌等被動性生物，不能自主選擇環境，只能適應環境，隨遇而安，自生自滅。而野生動物則可以四處活動，能比較主動地選擇相對較舒適的生活環境，如候鳥遷飛、北美馴鹿和紅大馬哈魚的遷徙等，這種習性與動物繁衍後代密切相關。人工飼養與栽培的動植物，則多被局限在某個環境之中，它們的生活、它們對環境的選擇，均受到一定程度的限制。

在農業小氣候系統中，生物與環境之間不斷地進行物質和能量的交換傳輸，從而生物本身得以生長發育，為人類生產產品。人類為了得到豐厚的生物產品，必須了解環境因素對於生物的重要性；了解環境因素的構成與分類；了解各個環境因素對生物生長發育的具體影響；了解多個環境因素對生物生長發育的綜合作用；了解生物生長發育所需的最佳環境因素指標等，這樣人類才有可能為生物創造最佳環境條件，促進生物生長發育良好，獲得優質高產產品。