灰霾导致太阳辐射变化的田间开放模拟装置设计及其效果

摘要：

灰霾天气导致到达地面的太阳总辐射下降及散射辐射比例增加，从而影响作物生长和产量。为研究灰霾导致的太阳辐射变化对作物的影响，设计了田间开放式灰霾模拟装置。以空气质量等级做为灰霾严重程度的标准，根据不同程度灰霾条件下太阳辐射变化情况，确定了轻度、中度、重度霾下太阳总辐射和散射辐射比例。测定不同聚乙烯（PE）塑料薄膜的光学特性（透光率和散射特性及其覆盖下不同光质的光占总可见光比例的空间分布），选择光学特性满足模拟不同程度灰霾条件下太阳辐射状况的PE塑料薄膜作为覆盖材料。根据作物生长季节太阳高度角和方位角变化范围，确定了保证上午10：00到下午14：00遮荫面积达到4 m2的最小处理小区面积为20 m2，南北向边长为4 m，东西向边长为5 m。在2013－2014年水稻生长季利用所设计的试验装置进行田间模拟不同程度灰霾导致的太阳辐射变化处理试验，对太阳辐射和冠层微气候进行了持续观测。结果表明：该研究设计的灰霾模拟装置可以模拟中度及重度灰霾导致的太阳辐射变化情况。灰霾模拟装置在改变辐射状况的同时，保持了不同光质的光占总可见光比例的空间分布与自然灰霾条件相比没有显著变化。并且处理与对照小区的作物冠层温度及环境温湿度没有显著差异。该研究所设计装置可以较好地模拟不同程度灰霾条件下的太阳辐射变化，为研究灰霾对作物生长和产量的影响提供了有效的田间试验手段和技术支持。

关键词：太阳辐射、作物、气候变化、灰霾、田间开放式灰霾模拟装置、散射辐射比例、可见光谱空间分布比例、冠层微气候

分类号：S162(农业气象学)

资助基金：国家公益性行业农业科研专项200903003

在线出版日期：2015-07-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：199-206