第二章 土壤、水和空气温度习题

4. 试比较沙土和粘土、干松土壤和紧湿土壤温度变化的特点及其成因。

答：沙土和干松土在白天或增温季节，升温比粘土、紧湿土壤要快；在夜间或降温季节沙土和干松土降温比粘土和紧湿土也快。结果沙土和干松土的温度日较差比粘土和紧湿土的日较差大。这是因为沙土和干松土中空气较多，粘土和紧湿土中水分较多，而空气的热容量和导热率比水的要小的缘故。 5. 试述气温非周期性变化的原因及主要季节

答：主要是由于大规模冷暖空气的入侵引起天气的突变所造成，如晴天突然转阴或阴天骤然转晴。主要发生在过渡季节，如春夏或秋冬之交最为显著。 6. 空气块在作上升运动时会降温的原因是什么？

答：空气块作上升运动是绝热过程。当上升运动时，因周围气压降低，气块体积膨胀，以维持与外界平衡，对外作功，消耗能量。因为是绝热过程，所消耗的能量只能取自气块本身，所以温度降低。

7.什么是活动温度、有效温度？积温学说的要点是什么？

答：活动温度：高于生物学下限温度的温度。有效温度：活动温度与生物学下限温度之差。“积温学说”认为作物在其它因子都得到基本满足时，在一定的温度范围内，温度与生长发育速度成正相关，而且只有当温度累积到一定总和时，才能完成其发育周期，这个温度的总和称为积温。它反映了作物在完成某一发育期或全生育期对热能的总要求。

8.为什么在清晨逆温较强时，喷施农药防治病虫害效果更好？

答：这时喷药，使药剂不致向上乱飞，而均匀地洒落在植株上，防治病虫害效果更好。 9.引起土壤温度变化的主要因素有哪些，怎样进行土壤温度的调节？

答：太阳高度角、土壤湿度、土壤颜色、土壤机械组成和有机质、地面覆盖物、地形和天气条件等（2分），可通过覆盖、垄作、灌溉和营造防护林等来进行调节（3分）。 10. 为什么气温日变幅大的地区作物产量高、品质好？

答：气温日变幅大的地区白天温度高有利于作物进行光合作用，合成更多的有机物质(糖等)，（3分） 夜间温度度低抑制作物呼吸消耗，进而有利于有机物质的积累。因而气温日变幅大的地区作物产量高、品质好。（2分） 11.逆温现象在农业生产上有哪些应用？

答：(1) 冬季晾晒农副产品应置于距地面较高处；（1分）(2) 喷洒农药防治病虫害

应选择清晨最佳；（1分）；(3) 山区综合开发时，应注意“爬坡”种植；（1分）(4) 冬季熏烟防霜时，应防止对流发生。（2分） 12. 积温在农业生产中有哪些用途？

答：（1）是作物与品种特性的重要指标之一，可以为引种与品种推广提供科学依据；（1分）

（2）作为物候期、收获期预测、病虫害发生发展时期预报等的重要依据；（2分） （3）是热量资源的主要标注之一，可以根据积温的多少，确定某作物在某地能否成熟，并预计能否高产优质。（2分） 13.为什么高山冷，而平地热？

答：高山与平地冷热的差别，与太阳距离无关。由于地面吸收太阳光再辐射到空中后，才能使空气增温。（2分）在低层大气中，越靠近地面处，白天的气温升得越高，离地面越远，气温就越低。一般，平均海拔每升高 100 米，气温约降低0.6℃。（2分）由于高山高，空气较稀薄，增热少，风又比地面大，热量容易散失，所以高山冷，平地热。（1分）

14.简述土壤表面的热量收入和支出情况。 答案略。

15.土壤温度日变化的垂直分布有几种类型?它们各具何特征? 日射型：土壤温度随深度的加深而降低 辐射型：土壤温度随深度的加深而增加

过渡型：土壤上、下层温度的垂直分布分别具有日射型和辐射型的特征 16.为什么在晴天无云时，地面最高温度不出现在正午，而是出现在13时左右? 答：白天日出后地面开始得热多于失热，土壤中有热能不断贮存，温度上升。到12时左右地面贮存热量虽然很多，但不是最多，地温也不是最高。12时以后，太阳辐射开始减弱，但地面吸收的太阳辐射，与通过其他方式所得的热量之和，仍比支出的热量多，地面贮存热量还在增加，地温继续升高。到了午后一定时间以后，地面热量收支差额就会由于太阳辐射的进一步减弱和随着地面其他方式失热的增多，地面累积热量由正值变为负值，这时地面温度就开始下降。于是地面最高温度就出现在地面热量收支相抵的时刻，这个时刻通常出现在午后13时左右。 17.说明干绝热直减率比湿绝热直减率大的原因。

答案略

18.为什么水面比土壤表面温度变幅小得多? 因为水的比热大。

19.为什么气温日变幅大的地区作物产量高、品质好?

答：温差大且光照较强的地区，有利于糖分的积累，白天温度适宜光照强，有利于植物光合作用，产生大量的有机物。夜晚温度降低后，植物的呼吸作用降低，减少有机物的消耗。所以温差大有利于糖分积累！提高昼夜温差可以提高植物的光合作用效率。 六、论述题：

1. 试述土温、水温和气温三者变化特征的异同。

答：三者温度日变化特征相似，都是一高一低型。温度日较差土面最大，水面最小，空气居中。极值出现时间土面最早，水面最迟，空气居中。三者温度年变化，在中高纬度地区，均为一高一低型。年较差土面最大，水面最小，空气居中。极值出现时间土面和空气相似，水面落后二者约一个月。三者随深度(高度)和纬度的变化，随深度(高度)增加白天土温(气温)温度降低，夜间则增高、日较差和年较差变小、极值出现时间推迟；随纬度增高日较差变小、年较差变大。水温随深度和纬度变化与土温相似，只是变化缓和，极值出现时间更加推迟。

2. 试述辐射逆温、平流逆温的成因，并举例说明逆温在农业生产中的意义。 成因：辐射逆温是在晴朗无风或微风的夜间，因地面有效辐射强烈而冷却，使近地气层随之降温，形成自地面向上随高度增加而增温的逆温现象。平流逆温是暖空气平流到冷的地面上，由于空气下层受冷地面影响而降温，形成自下而上随高度增加而增温的逆温现象。意义：逆温层的层结稳定，抑制铅直对流的发展，可利用逆温层出现时间进行喷洒农药防治虫害，施放烟雾防御霜冻，或进行叶面施肥等。冬季山区谷地或盆地因地形闭塞、夜间冷空气下沉常出现自谷底向上的逆温层，山坡处存在一个温度相对高的暖带，此带霜期短，生长期相对较长，越冬安全，有利于喜温怕冻的果树和作物越冬，是开发利用山区农业气候资源的重要方面。逆温对于空气污染的严重地方却有加重危害的作用。

3. 试述“积温学说”的内容和积温在农业生产中的应用及其局限性。

答：“积温学说”认为作物在其它因子都得到基本满足时，在一定的温度范围内，温度与生长发育速度成正相关，而且只有当温度累积到一定总和时，才能完成其发育周

期，这个温度的总和称为积温。它反映了作物在完成某一发育期或全生育期对热能的总要求。

应用方面：①用活动积温作为作物要求的热量指标，为耕作制度的改革、引种和品种推广提供科学依据。②用有效积温等作为作物的需热指标，为引种和品种推广提供重要科学依据。③应用有效积温作为预报物候期和病虫害发生期的依据，等等。 局限性：积温学说是理论化的经济方法。事实上在自然条件下作物的发育速度是多因子综合作用的结果。如作物的发育速度不单纯与温度有关，还与光照时间、辐射强度、作物三基点温度和栽培技术条件等因子有关。 七、计算题：

1. 某地在200米处气温为19.9℃，在1300米处气温为7.8℃。试求200～1300米气层中干空气块的大气稳定度。

解：据题意先求出γ：γ＝(19.9－7.8)/(1300－200)＝1.1/100米 再进行比较判断：γd ＝1℃/100米 γ>γd

∴在200～1300米的气层中，对干空气块是不稳定状态。

2. 某作物从出苗到开花需一定有效积温，其生物学下限温度为10℃，它在日均气温为25℃的条件下，从出苗到开花需要50天。今年该作物5月1日出苗，据预报5月平均气温为20.0℃，6月平均气温为30.0℃，试求该作物何月何日开花？所需活动积温及有效积温各是多少？

解：(1) 求某作物所需有效积温(A)：

由公式 n=A/(T－B) 得：A=n(T－B) 则 A=(25℃－10℃)×50=750℃ (2) 求开花期： 5月份有效积温为：

A5 = (20℃ －10℃ )×31=310℃

从五月底至开花还需有效积温：750－310=440℃ 还需天数n = 440 / (30－10)=22天，即6月22日开花 (3) 求活动积温与有效积温：

活动积温=20℃×31＋30℃×22=1280℃

有效积温=750℃

答：该作物于6月22日开花，所需要的活动积温和有效积温分别为1280℃和750℃。 3. 育种过程中，对作物进行杂交，要求两亲本花期相遇，已知杂交品种由播种到开花，母本不育系和父本恢复系各要求大于10℃的有效积温分别为765℃和1350℃，试问父本播种后，母本何时播种为宜？已知父本播种后，天气预报日平均温度为25℃。

解：A母 =765℃， A父 =1350℃， T=25℃， B=10℃ n＝(A父 －A母 )/(T－B)

=(1350－765)/(25－10)=585/15=39天 答：父本播种后39天母本播种。

4. 某作物品种5月1日出苗，7月31日成熟。其生物学下限温度为10℃，这期间各月平均温度如下表。试求全生育期的活动积温和有效积温。

月 份 月平均温度(℃) 5 21.3 6 25.7 7 28.8 解：已知：t5 =21.3℃，n=31天，t6 =25.7℃，n=30天，t7 =28.8℃， n=31天， B=10℃ (1) Y=Σt≥10 =n1 t1 ＋n2 t2 ＋n3 t3 =31×21.3＋30×25.7＋31×28.8=2324.1℃

(2) A=Σ(T－B) =n1 (t1 －B)＋n2 (t2 －B)＋n3 (t3 －B)=31×11.3＋30×15.7＋31×18.8=1404.1℃

答：活动积温和有效积温分别为2324.1℃和1404.1℃。

5. 离地面200米高处的气温为20℃。此高度以上气层的气温垂直递减率平均为0.65℃/100米，试求离地面1200米高处的气温。若1200米处空气是未饱和状态，当气块从此高度下沉至地面，其温度为若干？

解：已知Z1 =200米， Z2 =1200米， t1 =20℃ r=0.65℃/100米 rd =1℃/100米

设1200米处气温为t2 ， 气块下沉至地面时的温度为t。 (1) (t2 －t1 )/(Z2 －Z1 )=－r

t2 =t1 －r(Z2 －Z1 )=20°－0.65℃/100米×(1200－200)米=13.5℃ (2) (t2 －to )/Z2 =rd

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