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農業生態系統監測
    發布時間: 2019-04-18 13:21    

農業生態(Ecology)是研究農業生物(作物、 果樹、 蔬菜、栽培牧草和樹木、家畜、家禽、養殖魚類、食用菌等)之間以及它們與環境的相互關系的科學,如空氣、光照、水分、熱量和無機鹽類等的特殊需要。

農業生態系統監測

 

農業生態系統

農業生態(Ecology)是研究農業生物(作物、 果樹、 蔬菜、栽培牧草和樹木、家畜、家禽、養殖魚類、食用菌等)之間以及它們與環境的相互關系的科學,如空氣、光照、水分、熱量和無機鹽類等的特殊需要。

農業生態系統是在一定時間和地區內,人類從事農業生產,利用農業生物與非生物環境之間以及與生物種群之間的關系,在人工調節和控制下,建立起來的各種形式和不同發展水平的農業生產體系。農業環境因素一般包括光能、水分、空氣、土壤、營養元素和生物種群,以及人和人的生產活動等。生產者指自養型生物,主要是綠色植物,包括各種農作物和人工林木等。建立合理的農業生態系統,對于農業資源的有效利用、農業生產的持續發展以及維護良好的人類生存環境都有重要作用。

 農業氣象要素(條件):光照、氣溫、空氣濕度、降水、蒸發、風速和天氣現象,以及土壤上層的溫度、濕度等,是影響農作物生存、生長、發育和收成的重要條件,被稱為農業氣象要素(條件)

氣象條件與農業生產的關系              

 

l   提供了農業生物的重要生存環境和物質、能量基礎

l   提供了可供農業生產利用的氣候資源

l   氣象條件對農業設施和農業生產活動全過程產生影響

l   大氣影響著農業生產的宏觀生態環境和其他自然資源

l   農業生產活動對大氣環境的影響

農業生態監測研究的對象和任務

1農業生態監測研究的對象:

      (1) 農業生物和農業生產過程對農業生態條件的要求與反應

      (2) 農業生產對象和農業技術措施對農業生態條件的反饋作用

農業生態監測研究的任務:

      (1) 農業生態條件的特征和變化規律研究

      (2) 研究農業生物對氣象條件的具體要求,研究農業生物生長發育的農業生態指標

      (3) 根據農業生物的農業生態指標鑒定氣象條件對其生長發育和產量的影響

      (4) 農業生態災害發生規律及抗、避、防措施的研究

      (5) 農業氣候資源的綜合開發利用和農業小氣候的調節、利用和改造研究等

農業生態自動監測系統監測內容

觀測方向

觀測內容

觀測要素

監測農業用水水質變化趨勢

包含溫度、溶解氧、pH、電導、濁度、葉綠素、藍綠藻、氨氮等

監測農業種植區地表徑流、水位、灌溉量等變化趨勢

包括地表水位、地表徑流、地下水位、降水等

監測農業生態系統水平衡變化

包括降水、蒸發、地下水位

監測農業生態系統土壤環境的溫濕度廓線

包括多層土壤溫濕度、土壤含水率

監測局地小氣候環境

包括風向、風速、空氣溫度、空氣濕度、氣壓、降雨,以及溫室小環境包括溫濕度、二氧化碳含量等

監測農業系統碳循環

包括水汽通量、三維風等

監測農業系統熱量平衡

包括天空總輻射、天空長波輻射、直接輻射、散射輻射、反射輻射、長波反射、凈輻射、土壤熱通量、光合有效、日照時數、紫外輻射等

農業系統垂直空間環境監測

包括梯度溫度、梯度溫濕度、梯度風、梯度輻射、葉面溫度等

 

 

 

1、水文監測站

監測指標:地表水位、水質、流量等。

水文監測站系統主要用于無人值守、長期性、惡劣環境下的水文監測場合,依靠其高可靠性和高通用性等特點,水文監測站可廣泛應用于江河、溪流、水源地、生態濕地、大壩、污水處理、水產養殖等各種領域,系統的整體性能絲毫不會受監測環境的鹽堿度、污染程度等各類惡劣環境。

2、通量觀測站

通量觀測利用直接測算下墊面顯熱和潛熱的湍流脈動值,而求得植被蒸散量的觀測方法,可以進行原地長期連續觀測,并不影響和干擾植物冠層周圍的環境,相關技術在國外已廣泛應用生態領域物質和能量傳輸和交換的研究。

測量要素:三維風、二氧化碳濃度、水汽濃度、濕度、溫度

通量觀測站直接測定觀測區域的三維風、二氧化碳濃度、水汽濃度及濕度溫度,從而獲得各種陸地生態系統和大氣之間CO2,H2O等物質的傳輸和能量交換相關數據,為土壤-植被-大氣之間的物質、能量交換模型提供一種直接驗證手段,為全球氣候變化研究提供有效的通量觀測數據。

 

 

 

 

3、小氣候觀測

目的在于通過觀測,揭示各種小氣候形成過程中的特點及其變化規律,如時空分布、能量收支和輸送等,為利用、調節和改善各種類型的小氣候特征提供依據。小氣候觀測按其測定方式可分為定位觀測和流動觀測、垂直梯度觀測和水平分布觀測等。

測量要素:溫度、濕度、風向、風速、降水、 總、凈、反、紫外、熱通量、光合有效輻射、土壤溫度

選用站型:小氣候站

小氣候站是針對農田、森林、草地、濕地、海洋、荒漠、城市等典型生態系統進行氣候監測應用而設計的全天候自動監測設備。通過在不同生態特點地區建立對大氣、水、土壤、輻射的監測站網,為氣候變化監測預警預報提供基礎數據,為天氣氣候生態評價及農林、城市氣象服務提供科學依據。

4、常規氣象觀測

常規氣象觀測系統主要測量除包括常規的氣象六要素外,還可以監測土壤含水量,土壤溫度,土壤熱通量(這些要素也可以形成獨立的土壤觀測系統)、能見度、蒸發等要素。

測量要素:溫度、濕度、風向、風速、降水、 總、凈、反、紫外、熱通量、光合有效輻射、土壤溫度

選用站型:氣象服務站

氣象服務站是針對農業、林業、牧業、建筑、能源等各類應用氣象服務監測而設計的靈活組配的小型氣象參數監測站。其安裝設計結構根據需求的變化而針對性建模組合,可靠性高、模塊標準化、性價比好、針對性強是行業氣象服務的理想選擇

5、土壤蒸散監測

蒸散量是影響生態系統的非常重要的因子,波紋比能量平衡法是從能量平衡的角度研究下墊面的蒸散作用,其理論基礎是地面能量平衡方程與近地層梯度擴散理論。

測量要素:風向、風速、溫度、濕度、降水、土壤溫度、凈輻射、土壤熱通量

選用站型:土壤蒸滲站

安裝方法:土壤溫度計監測土壤2cm6cm深度處的土壤溫度; 土壤熱通量板測土壤中8cm深度處的土壤熱通量。

6、梯度監測站

除了全球氣候變暖,造成濕地退化的原因還在于人類活動的破壞。不斷的開荒,抽取湖水灌溉莊稼,在草原上放牧過多的牛羊,過度的捕殺野生動物等行為,成為濕地生命力的終結者。
一些環保人士認為,中國目前在濕地基礎研究方面相當薄弱。家底不清、對濕地的許多特征尚不甚了解。

監測要素:負氧離子、紫外線、日照、光合有效、太陽總輻射等

選用站型:濕地生態站


 

 

濕地生態站通過對空氣環境、全類型降水、日照和輻射、二氧化碳濃度等濕地生態環境關鍵指標的長期連續監測,數據化反應濕地對生態環境改變的大氣組分調節功能、水分調節功能、凈化功能和局部小氣候調節作用,為氣候生態環境評價及濕地生態環境監測服務提供科學依據。

7、     7  土壤溫濕度廓線監測

森林與水的關系非常密切,森林水文學的迅速發展說明了人們對其間關系的重視。隨著水危機的加劇,森林涵養水源的生態功能引起了高度關注。所謂的森林涵養水源,通常指森林生態系統對降水的攔截和滯蓄。森林涵養水源價值核算是森林資源核算組成部分之一,具有重要的理論和實踐意義。 涵養水源監測主要是采集森林環境地下水位和土壤水分指標,對某些特定地點進行監測,就可以反映出整個森林環境涵養水源狀況。

監測指標:地下水位、土壤水分

選用站型:涵養水源站

  涵養水源站是北京龍控公司專門為森林、濕地等涵養水源地水土保持功能監測而設計的一款專用水文環境監測站。涵養水源站通過對地下水位、水質和土壤水勢的長期連續監測,數據化反應涵養水源地的蓄水功能、調節徑流功能、削洪抗旱功能和水質凈化等功能指標及森林-水源-水土之間的生態環境變化。


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