1、第八章 農(nóng)業(yè)氣候,農(nóng)業(yè)氣候資源 農(nóng)業(yè)氣候相似理論 農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃,第一節(jié) 農(nóng)業(yè)氣候資源,一、基本概念和特征二、主要數(shù)量指標(biāo)三、農(nóng)業(yè)氣候生產(chǎn)潛力四、中國(guó)農(nóng)業(yè)氣候資源和生產(chǎn)潛力的分布,一、基本概念和特征 農(nóng)業(yè)氣候資源：對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有利的溫度、光照、水分、氣流和空氣成分等條件及其組合是一種可再生的自然資源。 特征： 1.農(nóng)業(yè)氣候資源是一種可再生的資源。 2.具有明顯的時(shí)空變化規(guī)律。 3.農(nóng)業(yè)氣候資源要素的整體性和不可取代性。 4.有限性和可改造性。,二、主要數(shù)量指標(biāo) 1.光能資源 2.熱量資源 3.水分資源,三、農(nóng)業(yè)氣候潛力分析 1.光合生產(chǎn)潛力 單位面積、單位時(shí)間內(nèi)，由當(dāng)?shù)靥?yáng)輻射所決定的產(chǎn)量上限為光

2、合生產(chǎn)潛力。 2.光溫生產(chǎn)潛力 單位面積、單位時(shí)間內(nèi)，由當(dāng)?shù)靥?yáng)輻射和溫度所決定的產(chǎn)量上限。,3.氣候生產(chǎn)潛力 單位面積單位時(shí)間內(nèi)，由當(dāng)?shù)靥?yáng)輻射、溫度和水分等氣候因素所決定的產(chǎn)量上限為氣候生產(chǎn)潛力。 4.我國(guó)農(nóng)業(yè)氣候生產(chǎn)潛力的分布,四、中國(guó)農(nóng)業(yè)氣候資源 （1）光能資源豐富 （2）熱量資源豐富 （3）東南季風(fēng)區(qū)水份充沛，雨熱同季 （4）西北干旱區(qū)干燥少雨 （5）地形復(fù)雜，氣候多樣，災(zāi)害頻繁 （6）氣候?yàn)?zāi)害頻繁是農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要障礙因素,（一）光能資源,1.光合有效輻射：,我國(guó)除四川盆地和貴州高原外，其余都在209千焦厘米-2年-1以上。青藏高原生理輻射特強(qiáng)，大部分地區(qū)都在293千焦厘米-2年-1

3、以上。黑河至拉薩一線以西可達(dá)377千焦厘米-2年-1以上，高出東部四川盆地一倍。 秦嶺淮河以南、南嶺以北的長(zhǎng)江流域和浙閩兩省是一個(gè)低值區(qū)，一般不足230千焦厘米-2年-1。特別是四川盆地和貴州高原，不足209千焦厘米-2年-1。嘉陵江和烏江兩河流域則更低，不到188千焦厘米-2年-1，成為全國(guó)的低值中心。,日照的作用:促進(jìn)生物機(jī)體的新陳代謝;防病;殺菌;供熱;立體。 建筑對(duì)日照的要求：是根據(jù)建筑的不同使用性質(zhì)而定,2h;3h。,2.日照時(shí)數(shù)的分布：,拉薩的氣候特點(diǎn)為：輻射強(qiáng)，日照時(shí)間長(zhǎng)，年日照時(shí)數(shù)在3000 小時(shí)以上，有“日光城”之稱；平均氣溫低，日溫差大，6月平 均氣溫為15.7，平均最高氣

4、溫為22.9，是一年中溫度最高 的月份，1月平均氣溫為-2，平均最低氣溫-9.7，是一年 中最低的月份，多年極端最高溫度為29.6，極端最低氣溫- 16.5，分別出現(xiàn)在6月和1月，夏季無(wú)高溫，是夏季的避暑勝 地；干濕季明顯，雨季降水集中，多為晝晴夜雨的天氣。,四、中國(guó)農(nóng)業(yè)氣候資源 （1）光能資源豐富 （2）熱量資源豐富 （3）東南季風(fēng)區(qū)水份充沛，雨熱同季 （4）西北干旱區(qū)干燥少雨 （5）地形復(fù)雜，氣候多樣，災(zāi)害頻繁 （6）氣候?yàn)?zāi)害頻繁是農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要障礙因素,（二）熱量資源,對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)熱量資源的鑒定，通常采用的有年平均溫度、最熱月平均溫度、最冷月平均溫度、年絕對(duì)最低溫度，以及農(nóng)業(yè)界限溫度的通

5、過(guò)日期和持續(xù)日數(shù)。此外，還有活動(dòng)積溫和霜凍特征等。 1.界限溫度 凡指示農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的溫度，通稱為農(nóng)業(yè)界限溫度。通用的有日平均0、5、10、15等。 通常把日平均溫度穩(wěn)定在0以上的持續(xù)期，稱為農(nóng)耕期。我國(guó)農(nóng)耕期隨著地理緯度和海拔高度的不同，差異很大。,2.無(wú)霜期分布東南沿海無(wú)霜期超過(guò)10個(gè)月。長(zhǎng)江流域約7個(gè)半月。華北平原和黃土高原約6個(gè)月。東北約4個(gè)月。 總括起來(lái)，北部無(wú)霜期短于南部，內(nèi)陸短于沿海，地勢(shì)高的短于低地。 3.日均溫 10的活動(dòng)積溫 大體以青藏高原和東北大興安嶺及內(nèi)蒙古東部為最小，均在2000以下，但大部分河谷低地仍可種春小麥。 雷州半路和海南、臺(tái)灣兩島是全國(guó)最多的地區(qū)，均在8000以

6、上是我國(guó)栽培熱帶作物的地區(qū)。 南嶺以北，杭州灣、皖南和長(zhǎng)江中游以南，在50006000之間，副熱帶植物得到普遍種植.,南嶺以南到南海沿岸在70008000之間，熱帶植物雖亦可以種植，個(gè)別冬季受到冷害也是有的。 四川盆地近似南嶺以北的贛南湘南地區(qū)，在55006000之間，副熱帶植物受到凍害較長(zhǎng)江中游為少。 云貴高原的大部和南疆在4000以下。 在杭州灣、黃山一線向北直達(dá)燕山，太行山、豫西、鄂西山地以東，整個(gè)江淮平原、黃淮平原和河北平原，除山東半島在4000以下，其余均在40005000之間。 北疆、河西走廊、隴東和山陜高原均在3000以下。,四、中國(guó)農(nóng)業(yè)氣候資源 （1）光能資源豐富 （2）熱量資

7、源豐富 （3）東南季風(fēng)區(qū)水份充沛，雨熱同季 （4）西北干旱區(qū)干燥少雨 （5）地形復(fù)雜，氣候多樣，災(zāi)害頻繁 （6）氣候?yàn)?zāi)害頻繁是農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要障礙因素,（三）水分資源,所謂水分資源可以用降水量和干燥度來(lái)表示。關(guān)于我國(guó)年和季的降水量，以及陣水性質(zhì)等，見(jiàn)本章第二節(jié)。這里介紹有關(guān)干燥度問(wèn)題。 干燥度的概念：干燥度又稱干燥指數(shù)，它是以一地最大可能蒸發(fā)量與降水量的比值來(lái)表示的。,干燥指數(shù)： K=,式中，K為干燥指數(shù)（稱干燥度），為平均氣溫10期間的活動(dòng)積溫，r為同期降水量。,干燥度的地理分布如圖所示,我國(guó)干燥度的地理分布,年干燥度16.0等值線與我國(guó)荒漠邊緣分布一致，故可作為極干旱區(qū)和干旱區(qū)的分界指標(biāo)。,

8、 1.6等值線為亞濕潤(rùn)和亞干旱區(qū)的分界指標(biāo),3.5等值線與我國(guó)旱作農(nóng)業(yè)區(qū)的北界一致。因此取年干燥度35為干旱區(qū)和亞干旱區(qū)的分界指標(biāo)。,從我國(guó)干燥度的地理分布可以看出：,四、中國(guó)農(nóng)業(yè)氣候資源 （1）光能資源豐富 （2）熱量資源豐富 （3）東南季風(fēng)區(qū)水份充沛，雨熱同季 （4）西北干旱區(qū)干燥少雨 （5）地形復(fù)雜，氣候多樣，災(zāi)害頻繁 （6）氣候?yàn)?zāi)害頻繁是農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要障礙因素,一、氣候相似理論 二、農(nóng)業(yè)氣候相似程度判斷 三、應(yīng)用舉例 四、理論應(yīng)用中要注意的問(wèn)題,第二節(jié) 農(nóng)業(yè)氣候相似理論,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐表明：任何作物的優(yōu)良品種都是在特定生態(tài)環(huán)境下生長(zhǎng)繁育的,都帶有原產(chǎn)地條件的烙印。 一個(gè)作物品種引種成功與

9、否是由多種生態(tài)條件綜合作用的結(jié)果,而在眾多的生態(tài)條件中,氣候條件是最基本的。,1998年，內(nèi)蒙古呼倫貝爾盟投資6000萬(wàn)元引種美國(guó)紫花苜蓿8萬(wàn)多畝的項(xiàng)目，在呼倫貝爾大草原上實(shí)施；,呼倫貝爾首次大面積引種紫花苜蓿以失敗告終！,造成苜蓿大面積死亡的什么原因是氣候因素： 2000-2001年冬季降雪少，氣溫低，春天牧草返青時(shí)，又遇倒春寒，苜蓿受凍而死。,3年后，當(dāng)這里的其它牧草茁壯生長(zhǎng)的時(shí)候，卻有近7萬(wàn)畝的紫花苜蓿死亡。,一、氣候相似理論,農(nóng)業(yè)氣候相似理論是在為尋找生物引種馴化的規(guī)律而提出的。,20世紀(jì)初，德國(guó)林學(xué)家H.Mayr在研究樹(shù)木引種時(shí)首先提出的。 木本植物引種要看原產(chǎn)地與引種地的氣候是否相

10、似，兩地氣候相似程度越大，引種成功的可能性就越大。 以溫度為主要指標(biāo)，進(jìn)行了氣候相似分析，正確地指導(dǎo)了德國(guó)的林木引種。,一般地,引種地與引種源地間氣象條件較為接近的,引種就容易獲得成功。,農(nóng)業(yè)氣候相似理論：,兩地氣候或農(nóng)業(yè)氣候的相似程度越大，引種成功的可能性就越大。相似程度的大小通常用相似距離來(lái)衡量。,研究方法：,表1 北京等地區(qū)年平均氣候指標(biāo),以地區(qū)主要年平均標(biāo)準(zhǔn)氣候值（19712000）為例計(jì)算地區(qū)間氣候相似距離。,1.相似距離計(jì)算,二、農(nóng)業(yè)氣候相似程度判斷,一維相似距計(jì)算：,烏魯木齊北京：5.4 北京濟(jì)南：2.4 北京廣州：9.7,烏魯木齊北京：285.6 北京濟(jì)南：100.8 北京廣州

11、：1164.2,氣溫相似距,降水相似距,二維相似距計(jì)算：,9.7,1164.2,1164.2,依此類推，M維變量的相似距為：,在氣象要素中，各要素的單位不一樣。計(jì)算相似距時(shí)，為使它們能在同一水平上進(jìn)行比較，需要進(jìn)行無(wú)量綱化處理。這里介紹一種最常用的標(biāo)準(zhǔn)化處理方法。,在有m個(gè)氣象要素作為判別因子，計(jì)算n個(gè)地區(qū)間的氣候相似距時(shí)，假設(shè)第k個(gè)氣候要素的數(shù)值為 (k=1,m),2.要素?zé)o量綱化處理,相應(yīng)地，變量標(biāo)準(zhǔn)化處理后，多維空間任意兩點(diǎn)相對(duì)距離可以計(jì)算如下：,3.標(biāo)準(zhǔn)化相似距離計(jì)算,考慮到在一組農(nóng)業(yè)氣候指標(biāo)中各因子所起的作用有所差異,因此對(duì)各因子距離應(yīng)進(jìn)行權(quán)重處理。設(shè)第k個(gè)因子對(duì)氣候影響的權(quán)重為k,

12、 則相應(yīng)的相似距離公式轉(zhuǎn)化為：,4. 影響權(quán)重分配和相似距離修正,為使相似距數(shù)量級(jí)較小，對(duì)以上相似距離進(jìn)行修正： 不同因子的影響權(quán)重應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)和作物品種特性綜合決定。,5.相似程度的判斷 根據(jù)相似距離進(jìn)行相似程度判斷和引種區(qū)劃。,7. 要素選取,北京溫帶大陸性季風(fēng)氣候 霍巴特溫帶海洋性氣候,例1. 太行山區(qū)引種日本甜柿,四、 應(yīng)用舉例,判別因子選?。簻囟?、降水和光照,相似距離計(jì)算,相似程度判別,太行山四個(gè)引種區(qū),既沒(méi)有一級(jí)相似的直接引種區(qū)，也沒(méi)有不相似的區(qū)域。引種試驗(yàn)也表明可以引種。,例2.長(zhǎng)春引種臺(tái)北甜豌豆,判別因子選?。簻囟群徒邓?表 臺(tái)北和長(zhǎng)春溫度條件（）,表. 臺(tái)北和長(zhǎng)春降

13、水條件（mm）,表7. 臺(tái)北和長(zhǎng)春水熱比較（mm）,氣溫相似距判斷結(jié)論：長(zhǎng)春是臺(tái)北甜豌豆的適宜引種區(qū)。 19901992年的試種成功的實(shí)踐也證明臺(tái)北甜豌豆引種長(zhǎng)春是可行的。,四、 應(yīng)用中要注意的問(wèn)題 1.選擇作物生長(zhǎng)關(guān)鍵時(shí)期的關(guān)鍵農(nóng)業(yè)氣候因子作為對(duì)比分析因子，這是引種成敗的關(guān)鍵。 2. 必須遵循先小面積試驗(yàn)，后大面積推廣的原則，確保引種成功。 農(nóng)業(yè)氣候相似理論不僅能科學(xué)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生物引種，而且在技術(shù)引進(jìn)、動(dòng)物植檢疫和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和區(qū)域規(guī)劃發(fā)展等領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。,第三節(jié) 農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃,農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃 指在農(nóng)業(yè)氣候分析的基礎(chǔ)上，以對(duì)農(nóng)業(yè)地理分布有決定意義的農(nóng)業(yè)氣候指標(biāo)為依據(jù)，遵循農(nóng)業(yè)氣候相似原理和地域分布規(guī)律，將某一地區(qū)劃分為若干個(gè)農(nóng)業(yè)氣候條件有明顯差異的區(qū)域。,農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃系統(tǒng) 一級(jí)區(qū)：農(nóng)業(yè)氣候大區(qū) 二級(jí)區(qū)：農(nóng)業(yè)氣候帶 三級(jí)區(qū)：農(nóng)業(yè)氣候區(qū) , 東部季風(fēng)農(nóng)業(yè)氣候大區(qū) 北溫帶、中溫帶、南溫帶、北亞溫帶、中亞溫帶等10個(gè)氣候帶 西部干旱農(nóng)業(yè)氣候大區(qū) 干旱中溫帶、干旱南溫帶 青藏高原氣候大區(qū) 高原寒帶、高原亞寒帶、高原溫帶,（1）北溫帶 50。N,活1700，500mm （2）中溫帶 東西北,活2700，雨差大 （3）南溫帶 淮河以北,活3500， （4）北亞熱帶 江蘇大部活4500， （