农田小气候是农田土壤-植物-大气所构成的连续体（或称 SPA系统）中各组成部分之间物质输送和能量转换的*终体现。在这个连续体（或系统）中，作物的生长发育和农业技术措施作用的充分发挥，需要有适宜的农田小气候条件；同时，作物的生长发育状况和农业技术措施也反过来影响农田小气候。农田小气候它们互为条件、互相制约。这就决定了农田小气候形成和变化有其本身特有的物理学和生物学基础。
物理学基础
农田辐射输送和湍流交换两者因地、因时、因天气条件和大气物理状况而发生的变化，是导致农田热量平衡各分量相应改变，从而引起农田小气候变化的基本原因。参与农田辐射输送的有太阳辐射和大气辐射的各种辐射形式，在输送过程中不同形式的辐射收支差额,构成农田辐射平衡,相应地决定了农田热量平衡，并影响到农田中的空气温度与湿度、土壤温度与湿度，以及二氧化碳浓度等多种农业气象要素的量值。农田湍流交换的起因是热力和动力共同作用的结果。一般在晴天的白昼，是热力因素起主导作用，而在夜间和冷季有大风的阴天，则动力因素的作用占首位。农田中的湍流交换，不仅与大气湍流有密切关系，更与作物层中的温度和风的分布息息相关，而其中涡旋体的大小、形状、强度还决定于作物群体结构的特点。它对作物层中热量、水汽、二氧化碳等的输送，起决定性作用。不同的湍流结构，可形成作物层中温度、湿度（见空气湿度、土壤湿度）、二氧化碳（见二氧化碳与农业）等分布的特殊性。此外，湍流交换对农田微粒如花粉、孢子和污染物质等的输送也有重要影响。
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