林冠对温度的作用是缓热或缓冷作用。缓热、缓冷作用的表现是：白天或暖季，由于林冠层的消光作用，使太阳辐射量减小，昼温低于旷野；夜间或冷季林冠阻挡地面的长波辐射，以及对风速或湍流的减弱，阻碍林冠上下间热量和水汽的交换，缓和了林内降温，因此夜温高于旷野。林内温度的日较差和年较差相应减小，因此林内温度变化比林外缓和。
一般情况下，中高纬度的林内，夏季具有降温效应，冬季具有升温效应。
林内土壤温度特征与气温相似，即在一般树林里，土壤温度日较差和年较差比裸地小。
（三）林内的湿度
林内水汽主要来源于林地土壤蒸发和植物的蒸腾，由于林内水汽来源充足，加上林内白天气温较林外低，风速小，湍流交换弱等，使林内无论是相对湿度还是绝对湿度都较林外大。另外树冠能截留降水，所以在林内观测到的降水记录比林外少，其中15%～40%的降水被林冠截留，随即蒸发到空气中，其余则落到林地及沿树干流入土中，使林内地表径流减少，雨水慢慢渗入土中，增加了林内湿度。
（四）林内的风
林木对空气运动具有阻碍作用，当风吹向树林时，一部分气流沿林缘上抬越林冠而过；另一部分气流进入林内，受树干和枝叶阻挡和摩擦等作用，动能消耗，风速减弱。一般在距林缘2～4倍树高的上风向处，风速便开始减弱。气流愈进入林内，动能消耗愈多风速愈小。林内风速与离林缘距离的关系式：Vd=V0·e-kd（7.7）
式中d为林内到林缘距离；Uo为林外风速；k为与树种、树林结构等有关的常数，由于林地与周围空旷地的增热和冷却情况不同，在林缘附近产生一种热力环流，称为林风。白天，林内气温低于旷野，近地层空气从林地流向空旷地；夜间，林内冷却比旷野缓慢，形成与白天相反的环流，近地层空气从空旷地流向林地。林风通常只在晴稳天气里形成，而且风力较小（仅1米/秒左右），但它会影响林缘附近热量和水汽的水平输送和垂直扩散，对林地附近区域起到小气候调节作用。
（五）防护林带的小气候效应
营造防护林带（网），可利用防护林带（网）减低风速、增大湿度并起到增温防寒的小气候效应，为农业早产、丰产、稳产创造良好的生态环境。
1．林带的防风效应
防护林带最主要的小气候效应是防风，其原因是林带能降低风速，减弱大气湍流交换。防护林带防风效果取决于气流通过林带后，其动能消耗程度，而动能的消耗是与林带结构、风向与材带交角、材带宽度等因素有关。林带结构常用透风系数和疏透度表示。
透风系数：当风向垂直林带时，林带背风面材缘处，林带高度以下的平均风速与旷野同一高度的平均风速之比。
疏透度：林带垂直面上透光孔隙的面积与林带垂直面积之比。
根据上述指标可把林带划分为三种基本类型，即：紧密结构、疏透结构、透风结构。
（1）紧密结构。透风系数在0.3以下，疏透度在20%以下的林带为紧密结构。其特点是林带枝叶稠密，透光孔隙很小，看上去像一道绿色的围墙。绝大部分气流从林带上方越过，在靠近背风林缘处形成静风区，但距林缘稍远处，风速迅速恢复到原来状态，有效防风距离只有树高的10～15倍。这里所说的有效防风距离是指林后所保护的作物、土壤等不受由风害引起的生理危害或机械损伤的水平距离。
（2）疏透结构。透风系数在0.4～0.5，疏透度在30%～50%的林带为疏透结构。林带有均匀的透光孔隙，气流一部分从林带上方越过，一部分穿过林带，风速最小区在背风面3～5倍林高处。有效防风距离是树高的25倍左右。
（3）透风结构。透风系数在0.6以上，疏透度在60%以上，林冠部为紧密或疏透结构，下部树干的透光孔隙很大，这种林带为透风结构。当气流通过时，大部分从下部穿过，并在背风面扩散；少部分气流从林带上部越过。风速最小区在背风面5～10倍树高处，有效防风距离为树高15～20倍。
另外林带与风向垂直时，防风效果最好，防风距离也最大。所以在种植防护林带时，应把林带与当地主流风向之间夹角控制在45°～90°以内。
林带宽度一般有6～12m，种植4～8行树就能取得很好的防风效应。林带应选用高大的乔木，因为林带有效防风距离与树高成正比。林网的防风效果比单行林带好，小网格林网比大网格林网效果好，长方形林网比正方形林网好。
防护林带的最有效防风距离，在上风侧为-5H（H为树高，上风侧为负）至下风侧为20H（在下风侧为正）之间。最低风速发生在5H（1～10H）处。林网22H范围内平均风速为林前的59%，背风面2～6H范围内平均风速最小，为林前的29%～32%。林网内的大风区，一般出现在网格迎风方向的一个交角上。风向与主林带的夹角愈接近45°，则大风区愈向交角处接近，出现在林前2～3H处。网格内四边1～2H的范围内，是风速降低率最大的地方。若按风速低于2米/秒为有效防护面积，则林带高12～13m，林带宽12～22m，面积为2.67万m2的网格，当旷野平均风速为4～6米/秒时，它的有效防护面积为0.93～1.13万m2。
防风效能的因素主要有林带结构、林带高度、长度和宽度以及大气稳定度和风速大小等。从林带本身来看，防风效应决定于林带对风的阻力，即取决于林带结构和疏透度。风洞试验结果表明，对疏透结构而言，当疏透度为0，即起到紧密结构林带的作用时，有效防护距离和恢复风速的距离均很小。随着疏透度的增加，防风效能得到提高；当疏透度为50%时，有效防护距离和恢复风速的距离均达最大值，即疏透结构的林带最适疏透度为50%。对通风结构而言，最适疏透度减小为40%。
2．林带的热力效应
（1）林带对太阳辐射的影响，主要决定于林带的遮荫作用和反射作用。就有效辐射而言，林带的存在对地面长波辐射有减小的效能，愈近林带减弱愈多。林带影响有效辐射的距离一般为2倍树高左右。
（2）林带对温度的影响比较复杂，与林带的结构、天气类型、风速等因子有关。大量资料表明：在林带间距很大的情况下，网格内（林带附近除外）温度状况和旷野差异不大。晴朗白天，林带网格的上下层之间热量交换较弱，气温稍高于旷野。农田上的空气温度从日出开始逐渐升温，最大值出现在14时，随后逐渐降温，日出前出现最小值。夜间，林带的存在加强了辐射冷却作用，阻碍了上下层空气交换，林网内气温稍低于空旷地。冷平流天气条件下，林带网格内温度比空旷地高；暖平流天气条件下，则相反。
（3）林带对土壤温度的影响比对气温的影响更明显。网格内温度变化与风速密切相关，当风速减弱72%时，网格内20cm地温比旷野高0.4℃～0.8℃，风速减弱42%时比旷野高0.2℃～0.4℃，风速降低愈大，愈能提高网格内的地中温度。在林带不同侧向，受林带遮荫的影响，降低土壤温度非常显著，但随着深度的加深，这种影响减轻。
3．林带的水分效应
（1）林带对水面和土壤蒸发的影响。林带网格内湍流交换减弱，林网内水面蒸发比附近空旷草原低20%～37%。网格内平均风速降低30%时，蒸发减少20%。网格对防止水面蒸发的效能，小网格超过大网格。这种规律受空气含水汽量影响很大，在高湿季节，当空气相对湿度在80%以上时，无论网格大小，对于防止水面蒸发的效能均不显著。
林带在有效防护距离内，有降低土壤蒸发、保持土壤水分的效能。雨季土壤湿润状况下，若以林带前10m处的土壤蒸发量为100%，则林带后10m距离处的土壤蒸发为91.7%。林带前后不同距离土壤蒸发的变化，大致与林带前后水面蒸发相似。
（2）林带对空气和土壤湿度的影响。在林带防护距离内，由于总蒸发量增加，而风速、湍流交换弱，被蒸发出来的水汽比较不易扩散，所以相对湿度比旷野高。据国内研究，空气相对湿度比空旷地高1%～10%，而林带前后差异不大。林网内的土壤受林网保护，水分含量比较多。
林带的林木，通过蒸腾消耗土壤水分，因而，林带很近距离内土壤湿度减小、地下水位降低。
另外，林带还能增加积雪厚度，减少地面径流。因此，总的来说林带能改善农田小气候，对农业稳产、高产极为有利。
（第二节）农业气候资源
一、农业气候资源的涵义
资源，就是指可用于人类活动的自然物质和自然能量。从农业的观点来说，气候是农业生产中的重要资源之一，故称之为农业气候资源。
农业气候资源是由太阳辐射、温度、降水、风等气候要素组成。气候要素在农业生产中的数量、组合与分配状况，在一定程度上决定了一个地区农业类型的结构、农业生产率和农业生产潜力。因此需要掌握各地区农业气候资源状况及其时空分布规律，充分合理地利用农业气候资源，发挥各地区的农业气候优势，防避不利气候条件，科学地为农业生产区域化、专业化提供气候依据，为商品经济的发展和农业现代化服务。
二、我国的农业气候资源
我国的农业气候资源丰富多样，具有明显的地域性、季节性和不均衡性，在农业上利弊不一。主要特点如下：
（一）太阳辐射利用潜力大
1.年总辐射量
我国太阳年总辐射量大体在33×108～83×108J·m-2之间。60×108J·m-2等值线起于内蒙古自治区东部向西南至青藏高原东侧，将全国分为两大部分。西部年总量较高，在53×108～83×108J·m-2之间。青藏高原除其东南部阴雨较多，年总量较少外，高原大部分地区均在70×108J·m-2以上。最大值在高原西南部，可超过83×108J·m-2。东部年总量较低，在33×108～60×108J·m-2之间。低值区在川黔等地，年值在40×108J·m-2以下，最低值仅有33×108J·m-2。长江中下游及其以南地区年总量在42×108～50×108J·m-2之间。东北地区为45×108J·m-2左右。西北地区和黄河流域年值在50×108～65×108J·m-2之间。
2.年光合有效辐射量
我国年光合有效辐射量与年总辐射量分布相似。年总量西部多于东部，山区多于平原。高值区在青藏高原，大部分地区年值在30×108J·m-2以上。低值区在川黔等地，年值在18×108J·m-2以下。西部地区由于降水少，阴雨影响小，其值分布主要随纬度变化，由南向北减少，南部为34×108J·m-2，北部仅有24×108J·m-2。东部地区由于阴雨天数南多北少，使得年总量南北差异小，除川黔、东北北部量值较小外，其他大部分地区在20×108～24×108J·m-2。
3.年日照时数
我国年日照时数的分布，从东南向西北增加。年日照3000小时的等值线起于内蒙古自治区东部，经呼和浩特、西宁，止于西藏西南部。线的西北均在3000小时以上，是我国日照时数最多地区。局部地区可在3400小时以上，青海冷湖高达3554小时。仅有天山、阿尔泰山、北疆西部山区在2600～3000小时之间。线的东南部都在3000小时以下。华北和东北南部在2200～3000小时之间。秦岭淮河以南，云南高原东坡以东，除台湾岛中西部和海南岛尚可达2200～2600小时外，其余均在2200小时以下。长江中下游及以南，南岭以北的广大地区在2000小时以下。四川盆地、贵州北部和东部不足1400小时。四川盆地西南、黔西北、鄂西南为我国日照最少的地区，在1000～1200小时，峨嵋仅有946.8小时。
我国辐射资源丰富，绝大多数地区的辐射量对农作物的生长发育和产量形成是充裕的。惟有水热资源较丰富的东部地区辐射量较少，而辐射量丰富的西部地区却水热资源不足。反映了我国辐射资源的地区分布以及辐射资源与水热资源的配合不够理想，限制了辐射资源的充分利用。因此，问题在于提高辐射资源的利用率。按照平均亩产200～250公斤的粮田计，辐射的利用率仅有0.4%～0.5%；一季高产作物（小麦、玉米）亩产超500公斤，利用率也不超过1%；南方三季水稻高产田，亩产1500公斤，利用率也不过2%。可见提高辐射资源利用率的潜力很大，如何提高辐射资源的利用率是农业生产中的一重大研究课题。
（二）丰富的热量有利于多熟种植
在进行农业气候资源分析时，通常用稳定通过0℃、10℃界限温度的积温、最热月平均温度、无霜期等指标反映热量的多寡。
1.日平均气温0℃
日平均气温稳定通过0℃的初日、终日、持续天数和活动积温在我国东部，其分布如下表。
稳定通过0℃的初、终日及活动积温
地区初日终日≥0℃活动积温（℃）
东北平原北部3月以后南部3月北部11月以前南部11月2500-30003000-4000
华北平原北部3月上南部2月中北部11月中南部12月中3500-40004000-5500
淮河至长江流域1月中12月中5500-6500