贵州农业气候资源配置系数研究

杨乐心，谷晓平，赵天良＊

（1．南京信息工程大学 中国气象局气溶胶－云－降水重点开放实验室，江苏 南京210044；

2．贵州省山地环境气候研究所，贵州 贵阳550002）

农业气候资源中的光、热、水等要素的分布和配置很大程度上决定一个地区农业生产的类型和生产潜力［1］。光、热、水等农业气候资源对农业生产缺一不可，且三者之间存在着相互依存、相互制约的关系，一个要素发生变化，其他要素也会随之发生变化，可能还会由此影响到气候资源总体功能的发挥。同时，不同农业对象对农业气候资源要求也不一样［2］。科学地对农业气候资源配置规律进行研究，并对配置状况合理区划，可以很好地评价各地区农业气候资源的优劣，为各地区农业气候资源的合理开发利用、避免和减轻不利气象条件的影响和为决策者制定农业发展规划提供科学依据。

前人对气候资源进行了量化评价，针对不同对象，研究手段不尽相同。田志会等［3］采用模糊综合分析法，分析北京山区农业气候资源系统。陈海等［4］运用GIS与RS技术评判了北方农牧交错带农业气候资源适宜度。胡利平等［5］采用农业生态气候适宜度的动态模型，对天水地区农业气候资源进行了量化分析和分类评价。王江山等［6］分类评价青海省的农业生态气候资源。王永平［7］利用西北地区（甘、宁、青3省区）165个气象台站的多年平均气候资料分类评价当地的农业生态气候资源。刘明春等［8］用多年酿葡萄不同生育阶段平均效能指数的模糊聚类将甘肃省武威市河西地区划分为4种生态气候资源并进行分类评价。纪瑞鹏等［9］用特尔斐法综合评价指标分析了辽宁省农业气候资源特点。刘引鸽［10］分析关中西部山区光、热、水农业气候变量的特征，并建立了山区气候资源的农牧分层发展模式。上述研究主要是针对不同生产对象的气候适应性进行的。对宏观农业而言，光、热、水同期在某种程度上可表征农业生产的风调雨顺。为此，笔者等提出了气候资源配置系数，用于描述光、热、水是否同期，并针对光、热、水同期的气候资源配置进行分析，以贵州为例，分析各地区气候资源的配置规律及其年际变化趋势，以期为贵州农业气候资源高效利用提供参考。

1 资料及方法

1．1 数据来源

选取贵州省84个气象台站1982—2010年的年日照时数、年平均气温和年降水量观测数据，并进行归一化处理。

1．2 配置系数计算

光、热、水同期是农业上风调雨顺的好年景，本研究中的配置系数是基于统计上的变异系数，用来定量描述光、热、水变化趋势的一致性，表达式为：

式中，A（i）为第i个站的配置系数，用于对各区域气候资源配置情况进行区划对比分析，反映在各种条件共同作用的气候资源配置，其值越大，各气候资源要素匹配越好，反之越差。B（i，j）为第i站第j年所对应的配置系数（共29 年）。CV（i，j）为光、热、水资源变异系数；σ（i，j）为全省光、热、水气候资源数据分别归一化处理后第i站第j 年光、热、水3要素的标准偏差，表示各因子的差异程度；x（i，j）为第i站光、热、水气候资源数据分别归一化处理后第j年的平均值；（3）式也可以用来单独计算某一气候资源的变异系数，以表征其多年来的稳定程度。

1．3 配置系数的分级指标

考虑各条件的共同作用后，计算出的A 变化于0～1 之间。因此，将A 划分成很差（A≤0．2）、差（0．2＜A≤0．4）、一 般（0．4 ＜A ≤0．6）、好（0．6＜A≤0．8）和很好（A＞0．85）5 个等级评价指标。

2 结果与分析

2．1 贵州省不同区域光、热、水资源的变异系数

变异系数可以表征某地气候资源的稳定程度，变异系数越大，对应的气候资源变化越大，反之越稳定。由图1a看出，日照时数变异以贵州省北部最大（0．34～0．52），其次是南部（0．26～0．34），变异最小的是西部地区（0．11～0．26）。平均温度变异（图1b）以贵州省西部最大（0．15～0．69），往东依次减小，中东部大片地区均在0．1左右变化，东北部和南部边缘地区最小（0．04～0．05）。年降水量变异（图1c），以贵州省西部地区最大（0．32～0．57），往东依次减小，中东部大片地区均在0．28左右，南部和北部地区的相对稍大（0．28～0．32）。

图1 贵州省不同区域光、热、水气候资源变异系数的空间分布Fig．1 Spatial distribution of variation coefficients of sunshine duration，temperature and precipitation indifferent regions of Guizhou

2．2 贵州省光、热、水资源配置系数的空间分布

归一化处理后的数据计算得出的配置系数，一定程度上反映的是气候资源光、热、水三要素的差异程度（标准偏差）。由图2看出，贵州省气候资源配置的空间分布大体呈西南部和中部地区好，北部和南部部分地区次之，西北部小部分地区较差的格局，无气候资源配置很好的区域。

气候资源配置好的区域主要分布于西南部、中部和东部边缘大部分地区，以及北部部分地区。其中，西南部地区年日照时数、年平均温度和年降水量均较好；中部地区年日照时数、年平均温度和年降水量均比西南部地区相对较小，但光、热、水三要素之间的差异不大；东部边缘地区年日照时数较小，但年平均温度和年降水量较好，三要素相差不大。气候资源配置好的地区气候资源三要素差异较小，配合协调，配置系数较大。

图2 贵州省气候资源配置的空间分布Fig．2 Spatial distribution of climate resource configuration in Guizhou

气候资源配置一般的区域主要分布在西部部分地区、南部边缘地区和北部地区。其中，西部小部分地区年日照条件好，但年平均温度和年降水量相对较差；南部边缘地区年日照时数较差，但年平均温度和年降水量条件都较好；北部地区年平均温度较高，年日照时数和年降水条件较差。可以看出，气候资源配置一般的地区其气候资源三要素都存在一定差异，配置系数不高。

气候资源配置很差和差的区域都分布于西部边缘地区。其中，最西部气候资源配置很差的区域属全省年平均温度最低的地区，年降水量也较低，虽然年日照时数为全省最高，但三要素差异过大，得出的配置系数最小；再往东气候资源配置差的区域，为全省年降水量较小的区域，年平均温度相对东部地区较低，虽然该地区年日照时数相对较高，但三要素的差异很大，配置系数很小。

2．3 资源配置系数的时间变化特征

对贵州省5 个地区代表站点即西北部的水城县、东北部的德江县、西南部兴仁县、东南部的榕江县和中部地区的平坝县的气候资源配置系数变化特征分析（图3）可知，西北部水城县年日照时数较多，但年平均温度较低，年降水量也较小，配置系数0．6左右，气候资源配置一般，1982—2010 年三要素之间的差异在加大，配置系数呈变大的趋势。东北部的德江县年平均温度较高，年日照时数较少，年降水量适中，配置系数不高，气候资源配置一般，但三要素的差异在加大，配置系数呈变小趋势。西南部的兴仁县年日照时数较多，年平均温度较高，年降水量丰富，配置系数很高，气候资源配置好，且三要素的差异在不断变小，配置系数有变大趋势。东南部的榕江县年平均温度很高，年日照时数较少，年降水量也较小，得到的配置系数不高，气候资源配置一般，而三要素的差异在逐渐变大，配置系数呈变小的趋势。位于省中部的平坝县年日照时数适中，年平均温度较低，年降水量中等，多年配置系数平均值为0．734，气候资源配置好，但配置系数有变小的趋势。

图3 贵州省5个地区代表县气候资源配置系数的时间变化Fig．3 Time variation of climate resource configuration coefficients in the five counties of Guizhou

图4 贵州省1982—2010年气候资源配置系数的变化趋势Fig．4 Variation trends of climate resource configuration coefficients of Guizhou from 1982to 2010

2．4 气候变化背景下资源配置系数的变化趋势

由图4看出，1982—2010年贵州省气候资源配置系数呈增长趋势的站数为22 个，占总站数的26．2%，其中，通过显著性检验的站数4个，占增长趋势站数的18．2%。相比而言，气候资源配置系数呈减小趋势的站数为62 个，占总站数的73．8%。其中，通过显著性检验站数为20个，占减小趋势站数的32．3%。可见，全省气候资源配置大体呈现出下降趋势，其原因需进一步分析。

3 结论与讨论

1）贵州农业气候资源配置系数研究结果表明，1982－2010年，贵州省境内日照时数变异以北部最大，其次为南部，西部最小；平均温度变异以西部最大，往东依次减小，东北部和南部边缘地区最小；年降雨量变异以西部最大，往东变异依次减小。

2）贵州省西南部、中部和东部边缘大部分地区以及北部部分地区气候资源配置好，但大部分地区配置系数呈减小趋势；西部部分地区、南部边缘地区和北部地区气候资源配置一般，大部分地区的配置系数也呈变小趋势；西部边缘地区气候资源配置等级属于差与很差，但配置系数有变大的趋势。

3）在贵州省几个典型地区中，西北部的水城县气候资源配置一般，但配置系数呈增大趋势；东北部的德江县气候资源配置一般，且配置系数有变小趋势；西南部的兴仁县气候资源配置好，且配置系数有变大趋势；东南部的榕江县气候资源配置一般，配置系数有变小趋势；中部的平坝县气候资源配置好，但配置系数有变小的趋势。

4）在农业气候资源配置系数研究分析过程中，尚未将农作物的适宜程度考虑进去，有待在今后的研究中加强。

要使贵州省的气候资源得到充分的利用，不仅要了解全省气候资源配置的空间分布，还要认识其在全球气候变化背景下的发展趋势，以便能更好地开发利用和保护当地的气候资源。

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