农业生态系统监测

农业生态系统

农业生态（Ecology）是研究农业生物（作物、 果树、 蔬菜、栽培牧草和树木、家畜、家禽、养殖鱼类、食用菌等）之间以及它们与环境的相互关系的科学，如空气、光照、水分、热量和无机盐类等的特殊需要。

农业生态系统是在一定时间和地区内，人类从事农业生产，利用农业生物与非生物环境之间以及与生物种群之间的关系，在人工调节和控制下，建立起来的各种形式和不同发展水平的农业生产体系。农业环境因素一般包括光能、水分、空气、土壤、营养元素和生物种群，以及人和人的生产活动等。生产者指自养型生物，主要是绿色植物，包括各种农作物和人工林木等。建立合理的农业生态系统，对于农业资源的有效利用、农业生产的持续发展以及维护良好的人类生存环境都有重要作用。

 农业气象要素(条件)：光照、气温、空气湿度、降水、蒸发、风速和天气现象，以及土壤上层的温度、湿度等，是影响农作物生存、生长、发育和收成的重要条件，被称为农业气象要素(条件)

气象条件与农业生产的关系              

l   提供了农业生物的重要生存环境和物质、能量基础

l   提供了可供农业生产利用的气候资源

l   气象条件对农业设施和农业生产活动全过程产生影响

l   大气影响着农业生产的宏观生态环境和其他自然资源

l   农业生产活动对大气环境的影响

农业生态监测研究的对象和任务

1农业生态监测研究的对象：

      (1) 农业生物和农业生产过程对农业生态条件的要求与反应

      (2) 农业生产对象和农业技术措施对农业生态条件的反馈作用

农业生态监测研究的任务：

      (1) 农业生态条件的特征和变化规律研究

      (2) 研究农业生物对气象条件的具体要求，研究农业生物生长发育的农业生态指标

      (3) 根据农业生物的农业生态指标鉴定气象条件对其生长发育和产量的影响

      (4) 农业生态灾害发生规律及抗、避、防措施的研究

      (5) 农业气候资源的综合开发利用和农业小气候的调节、利用和改造研究等

农业生态自动监测系统监测内容

1、水文监测站

监测指标：地表水位、水质、流量等。

水文监测站系统主要用于无人值守、长期性、恶劣环境下的水文监测场合，依靠其高可靠性和高通用性等特点，水文监测站可广泛应用于江河、溪流、水源地、生态湿地、大坝、污水处理、水产养殖等各种领域，系统的整体性能丝毫不会受监测环境的盐碱度、污染程度等各类恶劣环境。

2、通量观测站

通量观测利用直接测算下垫面显热和潜热的湍流脉动值，而求得植被蒸散量的观测方法，可以进行原地长期连续观测，并不影响和干扰植物冠层周围的环境，相关技术在国外已广泛应用生态领域物质和能量传输和交换的研究。

测量要素：三维风、二氧化碳浓度、水汽浓度、湿度、温度

通量观测站直接测定观测区域的三维风、二氧化碳浓度、水汽浓度及湿度温度，从而获得各种陆地生态系统和大气之间CO2，H2O等物质的传输和能量交换相关数据，为土壤-植被-大气之间的物质、能量交换模型提供一种直接验证手段，为全球气候变化研究提供有效的通量观测数据。

3、小气候观测

目的在于通过观测，揭示各种小气候形成过程中的特点及其变化规律，如时空分布、能量收支和输送等，为利用、调节和改善各种类型的小气候特征提供依据。小气候观测按其测定方式可分为定位观测和流动观测、垂直梯度观测和水平分布观测等。

测量要素：温度、湿度、风向、风速、降水、 总、净、反、紫外、热通量、光合有效辐射、土壤温度

选用站型：小气候站

小气候站是针对农田、森林、草地、湿地、海洋、荒漠、城市等典型生态系统进行气候监测应用而设计的全天候自动监测设备。通过在不同生态特点地区建立对大气、水、土壤、辐射的监测站网，为气候变化监测预警预报提供基础数据，为天气气候生态评价及农林、城市气象服务提供科学依据。

4、常规气象观测

常规气象观测系统主要测量除包括常规的气象六要素外，还可以监测土壤含水量，土壤温度，土壤热通量（这些要素也可以形成独立的土壤观测系统）、能见度、蒸发等要素。

测量要素：温度、湿度、风向、风速、降水、 总、净、反、紫外、热通量、光合有效辐射、土壤温度

选用站型：气象服务站

气象服务站是针对农业、林业、牧业、建筑、能源等各类应用气象服务监测而设计的灵活组配的小型气象参数监测站。其安装设计结构根据需求的变化而针对性建模组合，可靠性高、模块标准化、性价比好、针对性强是行业气象服务的理想选择

5、土壤蒸散监测

蒸散量是影响生态系统的非常重要的因子,波纹比能量平衡法是从能量平衡的角度研究下垫面的蒸散作用，其理论基础是地面能量平衡方程与近地层梯度扩散理论。

测量要素：风向、风速、温度、湿度、降水、土壤温度、净辐射、土壤热通量

选用站型：土壤蒸渗站

安装方法：土壤温度计监测土壤2cm和6cm深度处的土壤温度； 土壤热通量板测土壤中8cm深度处的土壤热通量。

6、梯度监测站

除了全球气候变暖，造成湿地退化的原因还在于人类活动的破坏。不断的开荒，抽取湖水灌溉庄稼，在草原上放牧过多的牛羊，过度的捕杀野生动物等行为，成为湿地生命力的“终结者”。
一些环保人士认为，中国目前在湿地基础研究方面相当薄弱。家底不清、对湿地的许多特征尚不甚了解。

监测要素：负氧离子、紫外线、日照、光合有效、太阳总辐射等

选用站型：湿地生态站

湿地生态站通过对空气环境、全类型降水、日照和辐射、二氧化碳浓度等湿地生态环境关键指标的长期连续监测，数据化反应湿地对生态环境改变的大气组分调节功能、水分调节功能、净化功能和局部小气候调节作用，为气候生态环境评价及湿地生态环境监测服务提供科学依据。

7、     7  土壤温湿度廓线监测

森林与水的关系非常密切，森林水文学的迅速发展说明了人们对其间关系的重视。随着水危机的加剧，森林涵养水源的生态功能引起了高度关注。所谓的森林涵养水源，通常指森林生态系统对降水的拦截和滞蓄。森林涵养水源价值核算是森林资源核算组成部分之一，具有重要的理论和实践意义。 涵养水源监测主要是采集森林环境地下水位和土壤水分指标，对某些特定地点进行监测，就可以反映出整个森林环境涵养水源状况。

监测指标：地下水位、土壤水分

选用站型：涵养水源站

　　涵养水源站是北京龙控公司专门为森林、湿地等涵养水源地水土保持功能监测而设计的一款专用水文环境监测站。涵养水源站通过对地下水位、水质和土壤水势的长期连续监测，数据化反应涵养水源地的蓄水功能、调节径流功能、削洪抗旱功能和水质净化等功能指标及森林-水源-水土之间的生态环境变化。