凤阳山区农业气候区划及述评

2010-05-30 07:59蔡建池黄昌鹍丁土南
浙江农业科学 2010年3期
关键词:凤阳海拔高度积温

蔡建池,黄昌鹍,丁土南

(1.浙江省龙游县气象局,浙江 龙游 324400;2.缙云县气象局,浙江 缙云 321400)

农业气候区划是根据农业对气候的特定要求,作出能够阐明气候与农业生产关系的一种区域空间上的分类[1]。农业气候区划的编制通常是根据一定的、对主要农业生物的地理分布、生长发育和产量形成有决定意义的农业气候指标,遵循气候分布的地带性和非地带性规律以及农业气候相似性和差异性原则,采用区划有关基本方法,将某个区域划分为不同等级的区域单元,为决策者制定农业区划和农业发展规划,充分利用气候资源和防御气候灾害提供科学依据[2-4]。

凤阳山区位于浙江省西南部,行政区域包括龙泉、庆元、云和、景宁4个县 (市),面积7 000 km2,位于27°27′~ 28°17′N、118°46′~ 119°56′E。凤阳山区地处中国东南沿海的闽浙丘陵区,地形地貌复杂多样,既有高山、低山和丘陵,又有盆地、河谷,地形起伏较大,凤阳山主峰海拔高度1 929 m,为浙江省最高峰。由于海拔高度起伏大,气候多样,农业气候资源丰富,森林面积大,茶叶、经济林木、食用菌、水果、中草药品种多,为山区经济发展提供了有利条件,在我国南方有一定的代表性。为了合理利用山区的农业气候资源,对凤阳山区的农业气候资源进行区划,以期为合理开发山区气候资源,发展山区经济提供依据。

1 材料与方法

1.1 资料来源

采用1971年以来龙泉、庆元、云和、景宁4县 (市)1个国家基本气象站和3个一般气象站及22个气象哨、中尺度自动气象站观测资料 (利用差值法订正延长气象哨、中尺度自动气象站的资料年限)。选取的站点在空间上有较好的代表性,区划结果可在一定程度上体现凤阳山区的基本气候特征。

1.2 方法

原则。针对凤阳山区水平纬度差异小,气候的水平差异较小,小气候差异主要由海拔高度、地形特征造成的特点,因此,农业气候区划的原则是,着重揭示海拔高度、地形特征造成气候条件的差异,突出生产针对性,结合农业实际,注重开发应用。

办法。山地气候是复杂的,除了有水平地带性和垂直层次性以外,各地气候还受山脉走向、坡向坡度、四周开阔程度等地形特点的影响。多种多样的地形气候又造成了各种农作物熟制、农时安排和林木生产的差异。其中海拔高度对光、热、水等气候因子的影响起主导作用。山区的气候变化和农林生产分布呈阶梯式层次分布。在山区很难用平面图详细划分农业气候区、层,即使勉强画出也只能是无数个大小不一、形状各异的块块,甚至条条、点点,因此根据山林垂直层次和地形气候条件采取“区层结合,以层为主”的办法。

依据。气候资源在空间上有明显的区域差异,气象站点的数据虽然能部分地反映所在区域内农业气候资源的分布情况,但由于这些资料来源于气象台站的观测网,不能全面反映区域立体的农业气候资源分布,为了客观地反映区域内农业气候资源的立体分布特征,必须建立空间分析模型[5]。在经纬度跨度不大于1.5°时,各气象站点观测数据服从正态分布[6],因此可用最小二乘法估计建立气候要素的多元回归模型[7]。

以干燥度作为气候带划分的水分指标[8],即干燥度≤0.99为湿润、1.00~1.49为亚湿润。按光照、热量、水分等指标进行区划。

根据凤阳山区26个气象站、哨资料,结合经纬度、海拔高度、地形开阔指数、坡地指数和日照开阔度拟合得到活动积温、年降水量、太阳总辐射的有关地形气候分布方程式 (1) ~(3)式,经检验各式均达到极显著水平。

采用大范围划分气候带的温度、干燥度等指标,结合山地气候模拟分布方程式,可得到凤阳山区不同海拔高度主要地形的各项气候要素。依照以上各项气候要素的分布特征,对凤阳山区进行农业气候区层划分。

东北系指28°04′N,119°33′E为代表,西南27°37′N,119°04′E为代表。

2 结果与分析

2.1 平面差异的分区

因日平均气温10℃ 以上的天数及活动积温、最冷月平均气温和年、季降水量,及太阳总辐射,在平面分布上具有明显差异。如图1所指的东北区域,主要是云和、景宁2县大部和龙泉东部,日平均气温10℃以上的活动积温和年降水量都偏少。而在西南区域,主要是庆元县大部和龙泉西部,热量和年降水量则偏多。但在2区域之间,若以同一海拔高度相比的话,日平均气温10℃ 以上的有利生长期,平均相差5~6 d。10℃ 以上活动积温平均相差354℃,年降水量平均相差223 mm,其中4-6月的雨季相差182 mm。但是,7-9月的雨量又是东北部比西南部多,平均偏多42 mm。根据不同地理位置水热等条件的差异,对凤阳山区4县可划分为东北农业气候区和西南农业气候区。

图1 凤阳山区的分布

2.2 垂直差异的分层

2.2.1 垂直气候层的第1界限

在东北农业气候区,海拔高度400 m以下,日平均气温10℃ 以上的活动积温超过5 000℃,最冷的1月平均气温5℃ 以上,极端最低气温大于-10.0℃ (表1),能满足中亚热带的要求。而在西南农业气候区,因有凤阳山等山脉的屏障作用,加上位置偏南,热量条件比东北区优越,如海拔高度在600 m,日平均气温10℃ 以上活动积温也在5 000℃以上。但由于极端最低气温随海拔高度上升而迅速下降,除朝南坡地之外,海拔600 m的极端最低气温可达 -10.0~-12.0℃ 以下。所以,按活动积温和最低气温一起衡量,西南气候区划分中亚热带的最高海拔高度,应该是500 m。

凤阳山区各地年干燥度都在0.62以下 (表2和表3)。其中春、夏、冬三季的干燥度较小,秋季较大。但秋季干燥度也都接近1.00或 <1.00。均达到了我国中亚热带里瓯江、闽江、南岭气候区的水分划分标准。

在凤阳山区,东北农业气候区的400 m以下,和西南气候区的500 m以下,是与全国气候图中的中亚热带瓯江、闽江、南岭气候区相衔接的区域。所以,东北气候区的400 m和西南气候区的500 m这个海拔高度是凤阳山区农业气候层划分的第1界限值。

事实上,在400~500 m这个海拔界限的上下之间,作物和林木的种类和长势都存在着显著的差别。在这个海拔界限以上,农田不适宜三熟制生产;而在界限以下的低海拔气候层里,盛夏往往有高温干旱,影响林木充分生长,使速生期中断,如

杉木出现春末和初秋2次生长高峰,发展造林种植的潜力和经济效益,显然比不上中海拔气候层。

表1 凤阳山区热量条件随海拔高度、地形及水平的分布

表2 凤阳山区水分条件随地形的分布

表3 凤阳山区太阳辐射资源随地形的分布

2.2.2 垂直气候层的第2界限

从表1可知,凤阳山区东北气候区的400~800 m中海拔层,和西南气候区的500~1 000 m中海拔层,日平均气温10℃以上活动积温在4 300~5 000℃,正好与北亚热带划分的活动积温指标相合。中海拔气候层的1月平均气温为4~6℃,多年极端最低气温高于 -13~-14℃,也符合北亚热带的气温指标。但是,依照全国气候带的纬向分布,凤阳山区的地理位置是座落在中亚热带中部,与南界在29°N的北亚热带没有任何接壤界线。可见,凤阳山地的中海拔气候层,只是热量条件与北亚热带相似,而并不能归属我国北亚热带这个气候区。

从表1还可看到,凤阳山区800~1 000 m以上的高海拔地区,日平均气温10℃ 以上活动积温已不足4 500℃,达不到亚热带活动积温的热量指标。由于热量有限,只够种植单季稻等1季作物;林木生长速度减慢,造林周期延长。森林林种组成与低海拔气候层有显著差别,如松木树种以短叶黄山松为主,而不是中低海拔的马尾松。

因此,把东北气候区的800 m和西南气候区的1 000 m,确定为凤阳山区气候区层划分的第2个界限值,是符合自然植被分布规律的,也与实际生产相一致。

2.3 区层划分及述评

根据气候条件在水平地域上的差异,凤阳山区分为2个气候区,即东北气候区和西南气候区,又依据山地气候垂直层次分布特征,并以第1、第22个阶梯相应海拔高度,划成3个气候层。各区层气候特征及利用可作以下简要述评。

2.3.1 东北区低海拔温暖湿润粮、果、茶、菜气候层

本区层主要是瓯江源头龙泉溪流域东部海拔300~400 m以下,和瓯江上游的小溪等支流域境内海拔400 m以下的山间盆地。包括龙泉、云和和景宁等县的城镇、城郊等区、乡 (镇)。这里占有凤阳山区1/2多农田,复种指数高,为浙西南山区主要粮区之一,也是茶叶、水果、蔬菜、畜禽、鱼蛋等重要产区。

本区层全年有利于作物和林木的生长期长达240~256 d,其中水稻等作物安全生长期有190~203 d。日平均气温10℃以上的活动积温5 000~5 600℃。年降水量1 500~1 700 mm,年总太阳辐射377~431 J·cm-2。在少雨的7-9月,除了部分开阔地及山岗、阳坡等地外,干燥度在1.00~1.20,其余都在1.00以下,全年平均水分条件呈现湿润状态。但在盛夏,因本区层降水量较少,时有炎热高温天气。年极端最低气温大都高于-8~-9℃,局部岙地或朝东北方向的风口也可达-10℃ 以下。

公路干线集中,交通方便,居民集中,这里的山林多被过量砍伐,造成旱季山溪水源减少,自流灌溉能力下降,受旱面积有扩大趋势,会影响种植业稳产、高产。除种植业潜力较大以外,还有浙南最大电站的紧水滩库区,水面养殖和沿库潜力也有待开发利用。

2.3.2 西南区低海拔温暖湿润粮、果、茶、菜气候层

本区层主要是瓯江上游龙泉溪流域西部海拔高度300~500 m的溪沿盆地,和庆元县境内流入闽江的竹口溪、松源溪等流域的海拔高度在500 m以下的山间盆地,包括龙泉市西南部和庆元县大部低海拔地区。这里山林农田多,粮食等种植潜力大。

本区层冬季气温较高,春季日平均气温稳定10℃以上始日全省最早。冬暖春早的特点使这里春花作物发育早,林木物候也偏早。这里全年有利的作物生长期长达240~260 d,日平均气温10℃以上活动积温5 200~5 600℃。年平均降水量1 700~1 800 mm。但是,多雨季与少雨季分明,4-6月雨量占年降水量的1/2多,可达800~1 000 mm;而7-9月的少雨季,平均只有300 mm多,有伏旱或秋旱。冬季冻害较轻,极端最低气温-8~-9℃。其中,最低气温低于-7℃ 的出现机率在10%~20%;出现-9℃的机率在5%。

这里适宜栽培柑橘等喜温果木。因此本区层也是凤阳山区粮、果、菜、茶、畜的重点产区。

2.3.3 东北区中海拔温和湿润林、粮、茶、药、油气候层

本区层主要包括龙泉市城镇向南,到景宁县与庆元县接壤一线以东,400~800 m的中海拔山地,这里除了山间狭小盆地或小溪沿岸狭长谷地以外,多数是山垄坡地,农田多为梯田。

本区层有利的作物生长期220~240 d,日平均气温10℃ 以上的活动积温4 300~5 100℃,极端最低气温可达 -10~-13℃。年降水量1 600~1 800 mm,其中4-10月,在农作物和林木主要生长期的雨量,比以上2个区层均匀,各月干燥度都在1.00以下,水分条件较为优越。

这里夏无酷暑,冬无严寒,杉木、厚朴、油桐、毛竹等林木的速生期长,茶芽采摘期也长。如1915年获得巴拿马博览会金奖的惠明茶,就产生在本区层景宁县赤木山上。同时,这里香菇子实体生长期长,适宜建立食用菌生产基地。但水稻安全生长期多数不到180~190 d,除了部分朝阳梯田以外,不宜发展双季稻生产,这里农田应以春花、单季稻等两熟制为主。

2.3.4 西南区中海拔温和湿润林、粮、药、油、笋气候层

本区层包括龙泉市的西部和庆元县境内海拔500~1 000 m的山地。这里坡度陡,山间水流急,农田面积少。与东北区中海拔气候层相比 ,除了年降水量偏多和1月平均气温偏高以外,其余气候要素大致相同。

这里除了适宜杉木等主要用材林生长以外,还盛长木荷、厚朴、油桐等多种林木。同时这里还是浙江省笋干的传统产地。由于春暖比东北区稍早,秋冷稍迟,因此双季稻种植的海拔高度可达500~600 m,是浙江省双季稻种得最高的地方。

2.3.5 东北区高海拔和西南区高海拔温凉湿润林、菇、药、油、菜气候层

该2高海拔区层,东北区的海拔高度大致在800 m以上,西南区在1 000 m以上。这里林木和作物的有利生长期为220~225 d,日平均气温10℃ 以上活动积温4 200~4 300℃以下。

在浙南山区的高海拔地区,虽然日平均气温10℃ 以上的活动积温在4 000℃ 左右,与我国华北南温带气候区相似,但是,用全国气候分区的其他划分指标作综合比较的话,这2个相距几千米的地方气候特点是完全不同的。积温虽然相同,温度的年变化却相差很大。如本气候区层冬季不长,气温也不低,而夏季气温较低,具有冬暖夏凉的特点。同时在高海拔层地区雨量充沛,是南温带的3~5倍。气候特点的差别还造成植被分布的明显差别,在高海拔气候层能长得郁郁葱葱的常绿阔叶林等地带性植物,在华北南温带气候区就难以越冬。所以,单以年平均气温或活动积温相近,将南方高海拔气候层比作所谓华北暖温带显然是不适合的。假若盲目以年均温为引种指标的话,则会给生产带来不良影响。比如在高海拔气候区层引种北方苹果,由于阴雨多,日照少,湿度大,造成本地苹果果锈多,肉硬、质次难以形成商品价值。可见,高海拔区应根据其自然特点,因地制宜发展柳杉等用材林,和生产喜阴湿的食用菌、药材、油料和蔬菜等。

3 小结

中海拔气候层是凤阳山区黄金地带,只要这一层造林,育林、采伐结合一体,后续资源不断,全区经济就会有雄厚的物质基础。

低海拔气候层的农业生产则应围绕主食和副食等商品生产,粮、茶、菜、果、禽、鱼、畜协调发展。尤其要发挥粮食稳产高产的优势,这里多种1 hm2,高海拔气候层就能多腾出3~4 hm2农田发展效益高的经济作物,有利调整全局农业结构。

高海拔气候层则要有节制地开发森林资源,提倡木材综合利用。粮食生产不宜过分强求自给,适量发展经济作物,不断扩大森林的生态效益。

[1] 李世奎.中国农业气候区划研究 [J].中国农业资源与区划,1998(3):49-52.

[2] 王加义,陈惠,蔡文华,等,基于地理信息系统的闽东南柑橘避冻分区及防冻措施研究 [J].中国农学通报,2007,23(2):441-444.

[3] 郑小琴,杨金文,洪国平,等.台湾软枝杨桃低温冻害分析及防冻效果评估 [J].中国农学通报,2009,25(18):403-408.

[4] 娄伟平,陈华江,杨祥珠.早熟油桃在浙中的气候生态适应性表现 [J].中国农学通报,2007,23(8):283-286.

[5] 王建源,冯晓云,薛德强,等.GIS在泰安市板栗农业气候区划中的应用 [J].中国农业资源与区划,2003(5):47.

[6] 康锡言,高建华.山区农业气候区划中年平均气温空间序列的正态性研究 [J].气象科技,2005,33(2):185-188,192.

[7] Weisberg S.应用线性回归 [M].北京:中国统计出版社,1998:75-76.

[8] 韩锦涛,李素清.山西省农业气候资源的综合开发与区划[J].中国农学通报,2006,22(12):267-272.

猜你喜欢
凤阳海拔高度积温
不同海拔高度对柳杉生长及材质的影响
1981—2020年西藏“一江两河”主要农区负积温的时空变化特征
故障状态下纯电动汽车环境压力及海拔高度估算方法
湟源县30年0℃活动积温变化特征分析
新媒体时代凤阳民歌的传播探析
见证改革开放成果,探究凤阳农业产业变化
旧凤阳花鼓
1960—2013年中国≥10 ℃积温时空变化特征及其主导因素分析
凤阳乔涧子明代琉璃官窑遗址
界限内积温在三穗农业热量资源研究中的应用