1、    不同天氣條件下山西日光溫室內溫度特征分析    李海濤王志偉摘 要：選取2013年冬季12月至翌年2月時段，運用watchdog b102紐扣式溫度記錄儀，連續觀測、記錄天鎮、榆次和運城的6座日光溫室內部不同空間（北、中、南）、不同層次（0.5 m、1 m和1.5 m）下的氣溫，在統計、分析氣溫數據的基礎上，深入分析、研究了溫室內外氣溫變化的相關性、溫室內氣溫在時間和空間尺度上的變化。研究結果表明，在不同的天氣條件下，溫室內外的溫度日變化趨勢比較一致。晴天時，溫室內外溫度的差異最大，曇天次之，陰天最小。運用數理統計方法分析可知，在不同的天氣條件下

2、，溫室內部、外部的日平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫都具有顯著的相關性，相關性都通過了0.01的顯著性檢驗。另外，溫室內氣溫從北到南依次遞減，從上到下依次遞減。這個結果為農戶合理安排蔬菜種植提供了參考。關鍵詞：溫度；天氣類型；日光溫室；大棚：s625 ：a doi：10.15913/ki.kjycx.2016.18.017目前，關于日光溫室的研究多集中在溫室結構性能、建筑材料、采光、保暖、供熱、通風、平衡施肥、節水灌溉和病蟲害防治等方面。對日光溫室內溫度環境的研究也時有報道，孫治強等曾研究過黃淮改良型日光溫室內不同部位氣溫的日變化情況；劉克長等曾研究了日光溫室溫度分布及其變化；魏瑞江等曾研究對連陰

3、天氣塑料日光溫室內外溫度的關系和調控；周緒元等曾研究過晴轉陰天氣日光溫室內氣溫的日變化；鄒志榮等曾分析日光溫室的溫度變化和熱量狀態；李志偉等以溫度為主控參數對日光溫室綜合環境控制系統進行了研究。但是，對日光溫室內氣溫特點及其隨時間而變化的規律和空間變化規律的統計、研究報道則相對比較少。1 試驗設計和研究方法1.1 試驗設計調研了山西主要設施農業種植區域，考慮到氣候、種植分布等因素，將運城（鹽湖區）、晉中（榆次區）和大同（天鎮）3個地點作為主觀測點，它們分別代表了我省北部、中部和南部的氣候特征，選擇了當地具有代表性或示范性的溫室大棚（土墻和磚墻各一座）作為不同類型日光溫室小氣候資源的普查點。總體

4、來看，所選擇的觀測地點代表性強，可以反映山西設施農業生產的實際情況。6座大棚的基本情況如表1所示。在日光溫室中央剖面處，在1.5 m和0.5 m處安裝6臺watchdog b102紐扣式溫度記錄儀（儀器型號：3621wd，測量范圍：-2070 ，精確度：0.1 ，產地：美國）來測量大棚內的溫度變化，數據采集時間間隔10 min。本試驗的時間范圍為2013-12-012014-02-28，溫室內通風、灌水、施肥和噴藥等生產管理要嚴格按照園藝場的操作方法和程序進行。天氣類型分為晴天（日照時數大于8 h）、 曇天（日照時數大于3 h，小于等于8 h）和陰雨天（日照時數小于3 h）。1.2 研究方法觀

5、測資料是用microsoft excel 2000軟件集成的，運用數理統計方法，分析溫室內外平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫和平均相對濕度的相關性，采用回歸分析法建立相應的回歸方程。2 結果與分析2.1 室內氣溫變化及其與外界氣溫的關系2.1.1 溫室內氣溫變化山西天鎮、榆次和運城6座大棚內的最高氣溫和最低氣溫會隨著外界氣溫的變化而變化。2013-122014-02，整體上呈逐漸下降的趨勢，2月中旬后有回升的趨勢。天鎮、榆次和運城的土墻的最高氣溫分別介于7.639.6 、15.841.5 、17.247.5 之間，而天鎮、榆次和運城的磚墻的最高氣溫分別介于7.133.9 、8.139.4 、10.

6、042.8 之間。可以看出，這三個地區的土墻最高氣溫要高于磚墻。榆次大棚的最高氣溫高于天鎮，天鎮高于運城。天鎮、榆次和運城土墻的最低氣溫分別介于7.913.5 、5.013.6 、4.613.7 之間，而天鎮、榆次和運城磚墻的最低氣溫分別介于3.49.9 、-1.513.8 、2.414.1 之間。由此可以看出，這三個地區土墻的最低氣溫要高于磚墻。同時，運城土墻高于榆次，榆次高于天鎮；運城磚墻高于榆次，榆次高于天鎮。另外，榆次磚墻大棚在1月中下旬出現0 以下的氣溫，且持續5 d以上，直接導致溫室內蔬菜受凍死亡。這說明，該溫室是不能保證大棚蔬菜正常越冬的。天鎮、榆次和運城土墻的平均氣溫分別介于6

7、.320.6 、9.422.5 、9.923.8 之間，而天鎮、榆次和運城磚墻的平均氣溫分別介于4.722.7 、-1.222.2 、6.020.3 之間。由此可以看出，這三個地區土墻的平均溫度要高于磚墻。統計這六座溫室2013-122014-02的積溫，得到天鎮、榆次和運城土墻，天鎮、榆次和運城磚墻的積溫分別為1 285.6 、1 249.5 、1 045.7 、998.9 、918.7 、858.9 。溫度資源從大到小依次為，運城土、運城磚、榆次土、榆次磚、天鎮土和天鎮磚。天鎮、榆次和運城的土墻、磚墻大棚內最高氣溫和最低氣溫變化如圖1所示。內最高氣溫（左）和最低氣溫（右）變化2.1.2 溫

8、室內外氣溫的相關性分析運用數理統計的方法分析冬季的晴天、曇天和陰天溫室內外的日平均氣溫、日平均最高氣溫、平均最低氣溫的相關性。結果表明，它們都通過了信度為0.01的顯著性相關檢驗。這說明，溫室內外氣溫的關系顯著，同時，還建立了相應的一元回歸方程，具體如表2所示。2.1.3 溫室的增溫效果比較對于增溫效果來說，不論是土墻，還是磚墻，天鎮好于榆次，榆次好于運城。天鎮土墻的溫度比榆次高4 多，比運城高8 。對于磚墻來說，天鎮磚墻的溫度比榆次高近1 ，比運城高5 。總體來說，土墻增溫效果好于磚墻，增溫幅度差值在58 之間。6座日光溫室增溫效果如表3所示。 2.2 室內氣溫時間尺度變化圖2表明，在不同天

9、氣條件下，6個試驗點日光溫室內逐日氣溫變化規律基本一致，即不論是晴天、陰天，還是曇天，6個溫室內的氣溫都是在凌晨8點左右出現最低值。在清晨揭開不透明覆蓋物后，日光溫室氣溫迅速升高，到下午13：0014：00之間出現最高值，之后緩慢下降，15：00以后下降速度加快，蓋不明覆蓋物后氣溫下降速度又變換，直至次日揭開不透明覆蓋物之前降到最低。夜間氣溫下降的數值不僅取決于天氣條件，還取決于保溫措施。晴天下，a（土）、b（土）、c（土）、a（磚）、b（磚）和c（磚）的最高氣溫分別在14：00達到最大，氣溫分別為29.6 、26.1 、31.6 、30.1 、40.1 和36.7 。由此可以看出，土墻的最高

10、氣溫高于磚墻，同時，運城的增高幅度大于榆次，榆次大于天鎮。曇天的情況與晴天類似，但是，最高氣溫值小于晴天。陰天的情況有所不同。陰天下，溫室內的最高氣溫一般在11：0012：00之間出現，最高值遠低于晴天。統計2013-122014-02不同天氣條件下的氣溫變化規律時發現，逐日氣溫變化規律與圖3所示內容相同。2.3 室內氣溫空間尺度變化圖3表明，日光溫室內氣溫在水平方向上分布不均勻，且與天氣和時間有關。在東西方向上，受山墻和太陽角度的影響，晴天，上午西部氣溫略高于東部，下午東部氣溫略高于西部；陰天，東西部氣溫差不明顯。對于土墻而言，在南北方向上，晴天，在1.5 m的高度處，北部氣溫高于中部，中部

11、高于南部；0.5 m處的氣溫空間規律與1.5 m處相同。對于1.5 m處的氣溫，不論北、中、南，都高于0.5 m處。曇天，在1.5 m的高度處，北部和中部的氣溫比較接近，都高于南部；在0.5 m的高度處，中部大于北部，北部大于南部。同樣，1.5 m高度處的氣溫高于0.5 m處。陰天，北、中、南的氣溫非常接近，且依然是1.5 m高度處氣溫高于0.5 m處。這說明，在同一高度，氣溫從北到南依次遞減，上層氣溫要高于下層。對于磚墻而言，在垂直方向上，上層的氣溫要高于下層。但是，在南北方向上，氣溫由北向南逐漸升高。3 結論和討論關于溫室內部和外部的氣溫變化相關性分析，相關人員都是從內部和外部溫度的相關性

12、分析入手，建立回歸方程研究，而本文的研究則區分了天氣條件，即分為晴天、曇天和陰天來對應研究。這樣，研究對象更加細化，研究結果更加準確。得到了不同天氣條件下內部和外部關系情況，結果顯示關系非常顯著，都通過了0.01的顯著性檢驗。對室內時間逐日變化規律的研究，不僅印證了學者們對溫室內逐日變化的認識，還初步分析了溫室內氣溫的最高、最低值及其與日照時數的關系。經過研究認為，日照時數決定了溫室內部氣溫的高低。該研究結果與學者們之前的研究結果一致。在研究室內空間逐日變化的規律時，分析了土墻和磚墻2種類型的墻體在日光溫室下的氣溫空間變化特征。結果顯示，土墻和磚墻的空間特征正好相反。這是因為土墻的保溫性能好，

13、因此，北部靠土墻的部分氣溫最高；而磚墻保溫性能差，南面能夠曬著太陽的部分氣溫最高，這與之前別人的研究不一樣。關于不同類型日光溫室的研究，選擇了山西北部、中部和南部3個地區6座溫室進行比較，不僅進行了空間上的比較，還進行了不同日光溫室類型的比較，結果更加全面和定量化。根據本文的研究認為，土墻溫室比磚墻的增溫效果好，保溫性能也好。因此，特提出2點建議：山西應該大力推廣土墻日光溫室的建造，而不應該推廣磚墻。從氣溫的空間分布來說，土墻的溫度資源分布為北高南低，所以，應該最大限度地利用日光溫室內部北部的空間，將人行道路留在溫室南面，而不是北面。這樣，可以極大地利用北面的日光資源，從而提高資源的利用率。參

14、考文獻1劉克長.山東日光溫室溫光性能的實驗研究j.中國農業氣象，1999，20（4）：34-37.2孫治強.黃淮改良型日光溫室的設計與性能研究j.農業工程學報，1997，12（a00）：41-47.3魏瑞江.連陰天氣塑料日光溫室內外溫度的關系及調控j.中國農業氣象，2001，22（3）：24-27.4周緒元，顧三軍.晴轉陰天氣日光溫室內環境因素日變化研究j.長江蔬菜，1997（5）：27-30.5鄒志榮.日光溫室溫度變化與熱量狀態分析j.西北農業學報，1997，6（1）：58-60.6李志偉.以溫度為主控參數的日光溫室綜合環境控制系統的研制與應用j.農業工程學報，2002，18（3）：68-71.7韓世棟.蔬菜冬暖型日光溫室建造和高效栽培技術m.北京：中國農業出版社，1996：11.8魏淑秋.農業氣象統計m.福州：福建科學技術出版社，1985：81-108.9孫潔，耿增鵬，史海峰，等.日光溫室環境的綜合調控管理j.山西農業科學，2008（7）：55-60.10高江林