基于GIS的重慶氣候分區(qū)及評(píng)價(jià)

李朝艷，王 力

(重慶交通大學(xué) 河海學(xué)院，重慶 400074)

0 引言

生態(tài)環(huán)境是對(duì)生物生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖，行為和分布以及對(duì)人類(lèi)生存和發(fā)展有影響的環(huán)境因子的綜合[1]。它主要包括水資源、土地資源、生物資源以及氣候資源。因此生態(tài)環(huán)境受地形、氣候、土壤、植被和人類(lèi)活動(dòng)等諸多因素的影響[2]。隨著重慶市的直轄，城市迅速發(fā)展的同時(shí)也造成了生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞。因此，重慶市生態(tài)環(huán)境及其變化特點(diǎn)的研究越來(lái)越受到重視。氣候資源是生態(tài)環(huán)境的一個(gè)重要因子，其評(píng)價(jià)結(jié)果不僅可用于資源與環(huán)境的評(píng)價(jià)、生態(tài)系統(tǒng)的變化和管理、生態(tài)系統(tǒng)模型建立、植被生產(chǎn)力計(jì)算和生態(tài)區(qū)劃等方面的研究，還可以為生態(tài)學(xué)、地學(xué)、資源與環(huán)境等學(xué)科的發(fā)展提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[3]。

由于重慶各區(qū)縣之間的地理?xiàng)l件有所差異，因此為提高評(píng)價(jià)精度，需對(duì)重慶進(jìn)行分區(qū)，在分區(qū)的基礎(chǔ)上對(duì)各區(qū)分別進(jìn)行評(píng)價(jià)。本文以聚類(lèi)分析法進(jìn)行重慶氣候指標(biāo)的分區(qū)，以各區(qū)縣的經(jīng)度、緯度、高程和氣候指標(biāo)值作為區(qū)劃影響因子[4]。氣候評(píng)價(jià)的方法很多，如：綜合模式法、層次分析法、主導(dǎo)因子法、加權(quán)評(píng)價(jià)模型法等[5-7]。

1 研究區(qū)域概況

重慶市，簡(jiǎn)稱(chēng)巴或渝，別稱(chēng)山城、渝都、霧都、橋都等，是中國(guó)的中央直轄市之一，位于中國(guó)內(nèi)陸西南部、長(zhǎng)江上游地區(qū)，地跨東經(jīng)105°11'-110°11'、北緯28°10'-32°13'之間的青藏高原與長(zhǎng)江中下游平原的過(guò)渡地帶。地界渝東、渝東南臨湖北省和湖南省，渝南接貴州省，渝西、渝北連四川省，渝東北與陜西省和湖北省相連(圖1為重慶市的行政區(qū)劃圖)。

圖1 重慶市行政區(qū)劃圖

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)

氣候數(shù)據(jù)來(lái)自重慶市統(tǒng)計(jì)年鑒，包括10年的重慶市各區(qū)縣的氣候基礎(chǔ)資料，包括年均日照(d)，年降水量(mm)，積溫和各區(qū)縣的經(jīng)緯度坐標(biāo)(。)、高程(m)等。

2.2 方法

2.2.1 分區(qū)

應(yīng)用SPSS軟件，采用聚類(lèi)分析法對(duì)重慶進(jìn)行分區(qū)，各縣區(qū)的經(jīng)度、緯度、高程和氣候指標(biāo)值為區(qū)劃影響因子，氣候指標(biāo)值分別為年均日照，年均降水量，積溫。

(1)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化：由于每個(gè)樣本中有4個(gè)變量(經(jīng)度、緯度、高程和氣候指標(biāo))，而不同要素的數(shù)據(jù)往往具有不同的單位和量綱。因此必須對(duì)聚類(lèi)要素進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化把樣本中每個(gè)變量的值轉(zhuǎn)化為無(wú)量綱的值[8]：

(2)評(píng)價(jià)分區(qū)

區(qū)劃影響因子(經(jīng)度、緯度、高程和氣候因子)標(biāo)準(zhǔn)化。采用SPSS軟件對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的氣候因子數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類(lèi)分析。分類(lèi)結(jié)果如下圖所示。

圖2 聚類(lèi)結(jié)果圖

當(dāng)聚合水平取10時(shí)，可將重慶的氣候區(qū)劃為2類(lèi)。

一類(lèi)：長(zhǎng)壽—綦江。氣候?qū)賮啛釒駶?rùn)季風(fēng)性氣候區(qū)，四季分明、氣候溫和、冬暖春早、熱量豐富、降水充沛，有春早、夏熱、秋遲、冬暖特征。常年平均氣溫16℃～18℃，最高年20.4℃，最低年16.7℃。常年平均降水量1165.2mm。常年日照時(shí)數(shù)1245.1小時(shí)。

二類(lèi)：黔江—城口。地勢(shì)較為復(fù)雜，海拔高差大，地形性氣候獨(dú)特。氣候溫和，雨量充沛，四季分明，冬長(zhǎng)夏短。春季氣溫回升快，但不穩(wěn)定，常有“倒春寒”天氣出現(xiàn)；夏季降水集中，七、八月多干旱，伏前、伏后多洪澇；秋季降溫快，多連陰雨天氣；冬季時(shí)間較長(zhǎng)、氣溫低。

2.2.2 氣候評(píng)價(jià)模型

水分和熱量是氣候條件的重要指標(biāo)，應(yīng)用影響顯著并相對(duì)獨(dú)立的年均日照(S)、積溫(AT)以及年均降水量(P)這3個(gè)氣候指標(biāo)，建立重慶氣候評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。根據(jù)重慶農(nóng)業(yè)構(gòu)成特點(diǎn)、耕作習(xí)慣、重慶自然區(qū)劃和氣候資源概論等，將氣候指標(biāo)分為不同等級(jí)[9-11]。見(jiàn)表1。

表1 氣候指標(biāo)分級(jí)

3 分析結(jié)果

3.1 年均日照

重慶市的年均日照分為4個(gè)等級(jí)，等級(jí)越高，日照的時(shí)間就越長(zhǎng)。在示意圖中，顏色越淺說(shuō)明年均日照越大，顏色越深說(shuō)明年均日照越小。其中，年均日照時(shí)間最長(zhǎng)的是巫溪，年均日照達(dá)到將近1600小時(shí)，年均日照時(shí)間最短的是彭水，年均日照不到1000小時(shí)。年均日照在重慶市從東北向西南方向呈逐漸減小的趨勢(shì)(結(jié)果如圖3A所示)。

3.2 年降水量

年降水量分為5級(jí)，等級(jí)越高，降水越豐富。在示意圖中顏色越淺說(shuō)明年降水量越大，顏色越深說(shuō)明年降水量越小。重慶市年降水量各區(qū)縣都趨近。最多的地區(qū)是酉陽(yáng)，超過(guò)1000mm；年降水量最少的地區(qū)為潼南，大概處于1000mm左右。其他各地區(qū)的年降水量均在1000-1400mm之間。年降水量在重慶東北部主要是由西北部向東南部逐漸遞減；在重慶中部地區(qū)主要是由北向南先減小再增大，到南部山區(qū)時(shí)增長(zhǎng)到最大；在重慶西南部地區(qū)，年降水量主要表現(xiàn)為由北到南逐漸增大(結(jié)果如圖3B所示)。

3.3 積溫

積溫可以分為5級(jí)，在示意圖中，區(qū)域的顏色越淺，說(shuō)明此區(qū)域的積溫越大。反之顏色越深，積溫就越小。在重慶市主要表現(xiàn)為重慶市區(qū)的積溫要較周邊的山區(qū)、郊縣大，大致表現(xiàn)為由東到西先增大再減小，由南到北先增大再減小。重慶市市區(qū)積溫值最大，達(dá)到了6700℃左右；城口的積溫值最小，達(dá)到4300℃左右(結(jié)果如圖3C所示)。

圖3A 重慶年均日照分區(qū)示意圖

圖3B 重慶年降水量分區(qū)示意圖

圖3C 重慶積溫分區(qū)示意圖

參考文獻(xiàn)：

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