温室环境模型的回顾与展望.pdfVIP

第 18卷 农 业 工 学 报程 Supp 2002年 }9A1+1 Iran-sarrinnso f theCSAE 2002 57 VS.Ip.r1.8 一 ~ = 二一 二=一 一 =一 一 一 今 =二里一 =二一 一 二二一 -.-一 、 温室环境模型的回顾和展望 李树海，马承伟 〔中国农业大学) 摘 要:该文回顾r世界温室环境模型发展的轨迹，从静态摸型到动态模型 从质能平衡分析到坤经网络，从单- 的环境分析到环境一生物一经济的综合分析，展示了几十年来温室模型研究的趋势，指出了当今的研究热点和未 来研究趋势。最后对我国温室模型的研究提出了建议。 关铂词:温室;环境模型;数学模型 中圈分类号 S625.1 文献标识码,A 文章编号 1002-6819(2002)ZK-0057-06 解释模型) 1 引 言 2 国外温室模型的研究 温室是 」个复杂的物理一生物一经济系统。对 它的研究涉及到越来越多的学科，如建筑结构、材料 2.1 机理模型 科学、空气动力学、工程热力学、传热传质学、机械、 机理模型建立在诸如传热学、光学、流体力学、 电气、电r学等 将这 一系统进行准确、详尽的描述， 气象学等学科的基本规律上.根据不同目的选择不 以及将这 一描述作适当改造以用于环境控制、温室 同的输入输出量。当然，机理模型与黑箱模型的划分 设计、产品评价以至生产筹划是农业生物环境学科 只是相对的，许多所谓的机理模型也含有从实验数 的一项基本任务。 据中拟合的经验公式。许多黑箱模型也是在考虑温 模型是现实世界的一种主观反映，它或以实物 室系统的物理特性的基础上提出一定假设的。 的形式，或以符号概念的形式再现客观世界。数学模 2.1.1 静态模型 型则属于后者。它借助于数学的语言来描述客观事 早期的温室环境研究由于处于感性认知阶段， 物之间或内在的数量关系.通常，这种数量关系能够 试验研究占主导地位，所建模型多为温室设计之用 揭不出事物内在的本质规律 因而，数学模型已成为 的热环境静态模型川。这些模型假设温室热平衡状 人类认识事物的一种强有力的工具。用数学模型描 态的存在，在分析温室各组成部分的热流密度基础 述一个系统，常常从一些基本规律和基本假设出发， 上，对各部分建立热平衡方程，通过求解代数方程 通过填密的数学推导演绎，从而能够发现一些不是 组，可得各部分(土壤、空气、覆盖材料等)的温度。模 那么显而易见的数量关系，为一个复杂的系统勾勒 型描述了温室内外环境的基本关系，在较大的时间 出一幅清晰的图景，因而也就能够解释那些我们靠 尺度上能够满足工程设计需要(如计算冬季采暖负 感官和实验仪器观察到的表面上似不相关的现 荷)，而且简单易行，便于操作，在工程实际中得到了 象丙 普遍应用 但其局限性也是显而易见的:若将室外环 温室环境研究关注的是温室内温度、光照、相对 境因子的变化看成各个频率信号的叠加，则温室各 湿度和C():浓度等、影响这些环境因子的因素有: 组成部分就是一个个具有固定频率的缓冲器，它们 室外环境、温室结构和构造、控制设备以及室内作 对室外信号的减弱和延迟效应是静态模型无法