8.第七章农业气候与林业气候

农林业气候分析气候与植物的生产潜力农林业气候区划和气候资源的开发利用本章内容植物的可能生产力是在一定的气候条件下,植物单位面积每年可能生产的有机干物质量。在自然界,对于植物或植物群落的生产力起重要作用的因子是适宜的温度和充足的水分条件,但与地形和土壤肥力等因子也有关。由于各地气候条件不同,首先是热量和水分条件不同,决定植物的分布，并且影响作物的生长、发育及产量、品质的形成。例如新疆的棉花，瓜果主要是通过热量、光照、水分等气候要素去分析。气候条件是影响农业的重要因素。因而研究气候和改造气候条件对农林生产具有重要的意义。第一节农林业气候分析首先确定农林业气候指标，即进行作物的气候鉴定；其次根据气候资料，研究作物的地理分布及保证率，即进行气候的农业鉴定；气候分析完成后可进行农林气候区划。一、农林业气候分析的基本原则1.遵循生活因子同等重要性和环境因子非同等重要性的原则生活因子是指生物体的生命活动得以正常进行的必不可少的各种环境条件，又称生存因子或生存条件，例如光、热、水等，它们是必需的，同等重要，相互不可替代。环境因子是与生物体有直接间接关系的一切因子，主要包括气候因子、土壤因子、生物因子。2.遵循植物气候相似原理植物气候相似是指植物生长季内的气候条件相似1.气候指标的概念：二、农林气候指标分析在当地的气候条件和生产水平条件下，生产对象（如农作物、牲畜、森林等）和生产过程（农事活动）对气候条件要求和反应的数量指标。比如棉籽在自然条件下，11℃可以发芽…..2.确定气候指标的原则和方法（1）基本原则采用多个因素，具有较好的综合性经验和谚语的气候分析法（2）确定方法平行观测的对比分析法植物分布区域和界限的气候分析法植物产量。品质和气候条件的对比分析法有利于人类经济活动的气候条件、是自然资源的一部分。包括太阳辐射、热量、水分、空气，风能等。它是一种取之不尽，又是不可替代的。主要是指农业气候资源和气候能源。三、农林气候资源分析气候资源是一个新的科学概念，约形成于20世纪70年代。《世界气象组织第二个长期计划草案(1988－1997)》第一句就提出：“气候既是有益于人类的一项重要自然资源，又可能导致自然灾害。”气候资源则指能为人类合理利用的气候条件（如光能、热能、水分、风等）气候资源与其它资源不同，不能进入市场交易。在各种自然资源中，气候资源最容易发生变化，且变化最为剧烈。有利的气候条件是自然生产力，是资源；不利的气候条件则破坏生产力，是灾害。利用恰当，气候资源可取之不尽，但在时空分布上具有不均匀性和不可取代性。故对一地的气候资源要从实际出发，正确评价，才能得到合理的开发利用。（一）光能资源1.光合有效辐射：我国除四川盆地和贵州高原外，其余都在209千焦·厘米-2·年-1以上。青藏高原生理辐射特强，大部分地区都在293千焦·厘米-2·年-1以上。黑河至拉萨一线以西可达377千焦·厘米-2·年-1以上，高出东部四川盆地一倍。秦岭淮河以南、南岭以北的长江流域和浙闽两省是一个低值区，一般不足230千焦·厘米-2·年-1。特别是四川盆地和贵州高原，不足209千焦·厘米-2·年-1。嘉陵江和乌江两河流域则更低，不到188千焦·厘米-2·年-1，成为全国的低值中心。见图7-1见表7-1植物光合作用强度和二氧化碳CO2浓度的关系植物正常CO2水平下光合作用强度（CO2，mg/(dm2·h)增加CO2浓度后光合作用强度增加（%）玉米。高粱、甘蔗60-75100水稻40-75135棉花40-50100小麦、燕麦、大麦30-3566葡萄、柑桔、木本种10-2040日照的作用:促进生物机体的新陈代谢;防病;杀菌;供热;立体.建筑对日照的要求：是根据建筑的不同使用性质而定.2h-3h2.日照时数的分布：拉萨的气候特点为：辐射强，日照时间长，年日照时数在3000小时以上，有“日光城”之称；平均气温低，日温差大，6月平均气温为15.7℃，平均最高气温为22.9℃，是一年中温度最高的月份，1月平均气温为-2℃，平均最低气温-9.7℃，是一年中最低的月份，多年极端最高温度为29.6℃，极端最低气温-16.5℃，分别出现在6月和1月，夏季无高温，是夏季的避暑胜地；干湿季明显，雨季降水集中，多为昼晴夜雨的天气。见图7-2（二）热量资源对于农业生产热量资源的鉴定，通常采用的有年平均温度、最热月平均温度、最冷月平均温度、年绝对最低温度，以及农业界限温度的通过日期和持续日数。此外，还有活动积温和霜冻特征等。1.界限温度凡指示农业生产的温度，通称为农业界限温度。通用的有日平均0℃、5℃、10℃、15℃等。通常把日平均温度稳定在0℃以上的持续期，称为农耕期。我国农耕期随着地理纬度和海拔高度的不同，差异很大。2.无霜期分布东南沿海无霜期超过10个月。长江流域约7个半月。华北平原和黄土高原约6个月。东北约4个月。总括起来，北部无霜期短于南部，内陆短于沿海，地势高的短于低地。3.日均温≥10℃的活动积温大体以青藏高原和东北大兴安岭及内蒙古东部为最小，均在2000℃以下，但大部分河谷低地仍可种春小麦。雷州半路和海南、台湾两岛是全国最多的地区，均在8000℃以上．是我国栽培热带作物的地区。南岭以北，杭州湾、皖南和长江中游以南，在5000—6000℃之间，副热带植物得到普遍种植.南岭以南到南海沿岸在7000—80001℃之间，热带植物虽亦可以种植，个别冬季受到冷害也是有的。四川盆地近似南岭以北的赣南湘南地区，在5500—6000℃之间，副热带植物受到冻害较长江中游为少。云贵高原的大部和南疆在4000℃以下。在杭州湾、黄山一线向北直达燕山，太行山、豫西、鄂西山地以东，整个江淮平原、黄淮平原和河北平原，除山东半岛在4000℃以下，其余均在4000—5000℃之间。北疆、河西走廊、陇东和山陕高原均在3000℃以下。（三）水分资源所谓水分资源可以用降水量和干燥度来表示。关于我国年和季的降水量，以及阵水性质等，见本章第二节。这里介绍有关干燥度问题。干燥度的概念：干燥度又称干燥指数，它是以一地最大可能蒸发量与降水量的比值来表示的。干燥指数：K=rt16.0式中，K为干燥指数（称干燥度），为平均气温≥10℃期间的活动积温，r为同期降水量。干燥度的地理分布如图所示我国干燥度的地理分布★年干燥度16.0等值线与我国荒漠边缘分布一致，故可作为极干旱区和干旱区的分界指标。★1.0等值线为亚湿润和亚干旱区的分界指标★4.0等值线与我国旱作农业区的北界一致。因此取年干燥度4.0为干旱区和亚干旱区的分界指标。从我国干燥度的地理分布可以看出：1.意义：(1)农业气候区划是综合农业区划的一个重要组成部分，是为制定农业生产计划和农业长远规划服务的。(2)农业气候区划是在农业气候分析的基础上，以对农业地理分布有决定意义的农业气候指标为依据，遵循农业气候相似原理和地域分异规律，将某一地区划分为若干个农业气候条件有着明显差异的区域。第三节农业气候区划和气候资源的开发利用一、农业气候区划①概述。阐明区划的目的、自然地理特点、气候成因和概况、农业生产结构,解释农业生产中出现的农业气候问题。②根据区划的任务,进行必要的农业气候分析。③综合分析。在分析的基础上提出区划指标,阐述指标的农业意义和依据。④进行区划及分区评述。由于区划的类型多种多样,所采用的方法也不尽相同,因此没有统一的格式来表达。2、农业气候区划的内容第一级区划：农业气候大区，包括东部季风农业气候大区、西北干旱农业气候大区、青藏高原农业气候大区第二级区划：农业气候带也称农业热量区，15个农业气候带，其中东部10个、西部2个、青藏高原3个气候带。第三级区划：农业气候区，反应农业非地带性的农业气候类型。由55个农业气候区组成。详见图5-7中国植被在强盛的季风气候和东低西高地势的影响下，自东而西依次分布着森林、草原和荒漠。森林带在陆地上绵延约35个纬度，具有从寒温带到热带的各种类型，这在全球各大洲中是很少见的。因而中国东部是研究植被分布与热量相关性、探讨植被分布规律的理想地区，也是研究植被与气候变化相关性，预测全球变化对植被影响以及植被对全球变化响应的理想地区。3、中国森林植被气候区划在中国东部森林植被带的划分上一直存在着争论，以往争论的焦点是对过渡带的处理以及具体界线的划定。随着科学的发展和国际间学术交流的加强以及一些概念和方法的引入，不仅加剧了争论，而且又出现了一些新的意见分歧，分歧主要表现在∶①什么是暖温带植被?中国暖温带植被的界限在哪里?②常绿阔叶林是亚热带植被还是暖温带植被?亚热带植被的界限在哪里?③中国大陆有没有热带植被?如果有，它的界限在哪里?此外还有国际上常用的一些生物气候指标如何在我国应用的问题。根据中国的气候特征和森林植物的地理规律性及植物种类，将中国森林划分为森林植物气候区。见图(7-6)P182寒温带（北方）针叶林区域、温带针阔混交林区域、暖温带落叶阔叶林区域、北亚热带落叶、常绿阔叶混交林区域、南亚热带常绿阔叶林区域、热带雨林区域、青藏高原高寒针叶林区域、蒙新山地针叶林区域二、气候资源的开发利用一、农业与气候资源：不同的气候类型，农业用地类型、耕作制度、农作物品种不同；气候类型农业用地类型耕作制度主要农产品热带雨林、草原、季风气候耕地一年二熟和三熟粮食作物：水稻、玉米经济作物：橡胶、油棕、蕉麻、黄麻、甘蔗、咖啡、可可、剑麻等亚热带湿润气候水田一年两熟水稻（粮食）、油菜、茶叶、柑橘等地中海气候耕地油橄榄、柑橘、葡萄等温带季风、大陆性气候旱地一年一熟两年三熟春小麦、冬小麦、玉米、杂粮、棉花、苹果等温带海洋性气候草地多汁牧草、羊毛等二、城市建设与气候资源：1、为了保证居住区街道两侧所有建筑都有较好的光照条件，街道应与子午线成___________夹角；2、为了尽可能地减少工厂排出的烟尘、废气对居住区的污染，在常年盛行一种主导风向的地区，工厂应布局在__________________，在风向随季节变化的季风气候区，工厂应布局在_____________________，在盛行玫瑰风向的地区，工厂应布局在当地最___风频的风向的_______。30º~60º盛行风向的下风向与盛行风向垂直的郊外小上风向气候资源开发利用的重点任务是什么？★加强气候资源承载能力评估。对气候资源进行评估的目的主要是调查清楚某一地区气候资源的拥有状况（数量和质量）、可利用程度（最佳值与临界值）及影响气候资源有效利用的气候灾害类型和出现机率等。不仅要分门类描述和评估农业气候资源、风能资源、太阳能资源等，还要对各类气候资源的组成要素进行分析和综合。气候资源评估需要定期进行，以便及时了解资源的拥有量及其分布随时间的变化情况。★发展气候资源开发利用新技术。大力开发和推广光、热、水、风等气候资源应用技术，建立一批农业气候资源、森林与湿地气候资源、草原气候资源等开发示范基地和城市化发展气候资源合理开发利用示范基地。★根据农业区划、农业资源与环境数据库资料，对农业自然资源与环境进行分类、分区评估；根据各地不同的自然条件，加大太阳能直接和间接利用技术的开发力度；扩大风能利用规模，建立大型风力田，逐步提高风能、太阳能在我国能源结构中的比例，同时解决边远地区生活用电等问题。研究气候变化导致的农业病虫害；研究气候变化导致的全球或区域水循环变化；研究气候变化对人类健康的影响，包括全球变暖带来的寄生虫病以及病毒的变异与传播。空气资源是自然资源吗?