北方干寒地区日光温室小气候环境预测模型与数字化研究

摘要

在内蒙古自治区预算内基本建设农口重点项目“内蒙古数字化农牧业建设——精确种植、精确养殖技术示范[内发改农字(2008)1715号]”支持下，本文构建了适用于北方干寒地区日光温室小气候环境预测模型并进行了冬季试验研究。本文还对这一地区的日光温室小气候环境进行了数字化软、硬件系统设计。主要研究内容和结果如下：
　　 (1)根据北方干寒地区的气候特色，考虑作物光合与呼吸作用对日光温室内环境的影响，构建了适用于这一地区日光温室环境的太阳辐射预测模型，空气温度预测模型和空气湿度预测模型。用来预测每日室内太阳辐射通量、空气温度、土壤温度和空气湿度、土壤湿度环境参数随时间变化的趋势。通过内蒙古包头市土右旗萨拉齐镇的日光温室冬季试验验证了各模型的预测功能。结果表明每个模型的预测结果与实测结果都比较吻合，相关系数均超过0．85，相对误差平均值均低于15％。
　　 (2)在日光温室空气温度预测模型试验研究中发现，模型中的对流热交换系数αa-A、室内、外长波辐射热交换系数β、β1和通风量φleak几个参数取值对模型的预测准确度影响最大。经反复试验确定了适用于这一地区日光温室冬季环境的参数取值。
　　 (3)全而考虑作物光合、呼吸作用、土壤呼吸作用、通风量和CO2施肥对日光温室内CO2浓度的影响，构建了适用于北方干寒地区日光温室的CO2预测模型。经冬季试验研究发现，晴天和多云天气， CO2浓度预测值与实测值比较吻合，相关系数超过0．88，相对误差平均值低于10％。
　　 (4)将经过验证的适用于北方干寒地区日光温室冬季环境的太阳辐射预测模型、空气温度预测模型、空气湿度预测模型和0魄预测模型进行整合，构建日光温室小气候环境整体预测模型。模型以日光温室所在地的天气预报信息为使用前提，可预测每日日光温室内太阳辐射、空气温度、空气湿度、CO2浓度、土壤温度和土壤湿度6个环境参数24小时变化趋势。通过冬季试验研究发现。每个环境参数的预测值与相应的实测值都比较接近，相关系数均超过0．8，相对误差平均值均低于20％。
　　 说明日光温室小气候环境整体预测模型在北方干寒地区冬季是适用的。
　　 (5)构建了适用于北方干寒地区日光温室小气候环境的数字化软、硬件系统。
　　 硬件系统采用现场总线分布式环境监测系统模式，可实现室内、外环境参数的检测、转换并传输给中央控制计算机。软件系统除具备数据的显示、存储和远程传输等功能外，基于日光温室小气候整体预测模型，新增添预报与预警功能。

目录

1引言

2北方干寒地区典型日光温室环境冬季试验数据分析

3北方干寒地区日光温室太阳辐射预测模型构建与冬季试验验证

4北方干寒地区日光温室空气温度预测模型构建与冬季试验验证

5北方干寒地区日光温室空气湿度预测模型构建与冬季试验验证

6北方干寒地区日光温室CO2预测模型构建与冬季试验验证

7北方干寒地区日光温室环境整体预测模型构建和冬季试验验证

8北方干寒地区日光温室小气候环境数字化构建

9结论与展望

致 谢

参考文献

作者简介

论文说明:插图和附表清单

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