貴州農業氣候資源配置系數研究

楊樂心，谷曉平，趙天良＊

（1．南京信息工程大學 中國氣象局氣溶膠－云－降水重點開放實驗室，江蘇 南京210044；

2．貴州省山地環境氣候研究所，貴州 貴陽550002）

農業氣候資源中的光、熱、水等要素的分布和配置很大程度上決定一個地區農業生產的類型和生產潛力［1］。光、熱、水等農業氣候資源對農業生產缺一不可，且三者之間存在著相互依存、相互制約的關系，一個要素發生變化，其他要素也會隨之發生變化，可能還會由此影響到氣候資源總體功能的發揮。同時，不同農業對象對農業氣候資源要求也不一樣［2］?？茖W地對農業氣候資源配置規律進行研究，并對配置狀況合理區劃，可以很好地評價各地區農業氣候資源的優劣，為各地區農業氣候資源的合理開發利用、避免和減輕不利氣象條件的影響和為決策者制定農業發展規劃提供科學依據。

前人對氣候資源進行了量化評價，針對不同對象，研究手段不盡相同。田志會等［3］采用模糊綜合分析法，分析北京山區農業氣候資源系統。陳海等［4］運用GIS與RS技術評判了北方農牧交錯帶農業氣候資源適宜度。胡利平等［5］采用農業生態氣候適宜度的動態模型，對天水地區農業氣候資源進行了量化分析和分類評價。王江山等［6］分類評價青海省的農業生態氣候資源。王永平［7］利用西北地區（甘、寧、青3省區）165個氣象臺站的多年平均氣候資料分類評價當地的農業生態氣候資源。劉明春等［8］用多年釀葡萄不同生育階段平均效能指數的模糊聚類將甘肅省武威市河西地區劃分為4種生態氣候資源并進行分類評價。紀瑞鵬等［9］用特爾斐法綜合評價指標分析了遼寧省農業氣候資源特點。劉引鴿［10］分析關中西部山區光、熱、水農業氣候變量的特征，并建立了山區氣候資源的農牧分層發展模式。上述研究主要是針對不同生產對象的氣候適應性進行的。對宏觀農業而言，光、熱、水同期在某種程度上可表征農業生產的風調雨順。為此，筆者等提出了氣候資源配置系數，用于描述光、熱、水是否同期，并針對光、熱、水同期的氣候資源配置進行分析，以貴州為例，分析各地區氣候資源的配置規律及其年際變化趨勢，以期為貴州農業氣候資源高效利用提供參考。

1 資料及方法

1．1 數據來源

選取貴州省84個氣象臺站1982—2010年的年日照時數、年平均氣溫和年降水量觀測數據，并進行歸一化處理。

1．2 配置系數計算

光、熱、水同期是農業上風調雨順的好年景，本研究中的配置系數是基于統計上的變異系數，用來定量描述光、熱、水變化趨勢的一致性，表達式為：

式中，A（i）為第i個站的配置系數，用于對各區域氣候資源配置情況進行區劃對比分析，反映在各種條件共同作用的氣候資源配置，其值越大，各氣候資源要素匹配越好，反之越差。B（i，j）為第i站第j年所對應的配置系數（共29 年）。CV（i，j）為光、熱、水資源變異系數；σ（i，j）為全省光、熱、水氣候資源數據分別歸一化處理后第i站第j 年光、熱、水3要素的標準偏差，表示各因子的差異程度；x（i，j）為第i站光、熱、水氣候資源數據分別歸一化處理后第j年的平均值；（3）式也可以用來單獨計算某一氣候資源的變異系數，以表征其多年來的穩定程度。

1．3 配置系數的分級指標

考慮各條件的共同作用后，計算出的A 變化于0～1 之間。因此，將A 劃分成很差（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 個等級評價指標。

2 結果與分析

2．1 貴州省不同區域光、熱、水資源的變異系數

變異系數可以表征某地氣候資源的穩定程度，變異系數越大，對應的氣候資源變化越大，反之越穩定。由圖1a看出，日照時數變異以貴州省北部最大（0．34～0．52），其次是南部（0．26～0．34），變異最小的是西部地區（0．11～0．26）。平均溫度變異（圖1b）以貴州省西部最大（0．15～0．69），往東依次減小，中東部大片地區均在0．1左右變化，東北部和南部邊緣地區最?。?．04～0．05）。年降水量變異（圖1c），以貴州省西部地區最大（0．32～0．57），往東依次減小，中東部大片地區均在0．28左右，南部和北部地區的相對稍大（0．28～0．32）。

圖1 貴州省不同區域光、熱、水氣候資源變異系數的空間分布Fig．1 Spatial distribution of variation coefficients of sunshine duration，temperature and precipitation indifferent regions of Guizhou

2．2 貴州省光、熱、水資源配置系數的空間分布

歸一化處理后的數據計算得出的配置系數，一定程度上反映的是氣候資源光、熱、水三要素的差異程度（標準偏差）。由圖2看出，貴州省氣候資源配置的空間分布大體呈西南部和中部地區好，北部和南部部分地區次之，西北部小部分地區較差的格局，無氣候資源配置很好的區域。

氣候資源配置好的區域主要分布于西南部、中部和東部邊緣大部分地區，以及北部部分地區。其中，西南部地區年日照時數、年平均溫度和年降水量均較好；中部地區年日照時數、年平均溫度和年降水量均比西南部地區相對較小，但光、熱、水三要素之間的差異不大；東部邊緣地區年日照時數較小，但年平均溫度和年降水量較好，三要素相差不大。氣候資源配置好的地區氣候資源三要素差異較小，配合協調，配置系數較大。

圖2 貴州省氣候資源配置的空間分布Fig．2 Spatial distribution of climate resource configuration in Guizhou

氣候資源配置一般的區域主要分布在西部部分地區、南部邊緣地區和北部地區。其中，西部小部分地區年日照條件好，但年平均溫度和年降水量相對較差；南部邊緣地區年日照時數較差，但年平均溫度和年降水量條件都較好；北部地區年平均溫度較高，年日照時數和年降水條件較差?？梢钥闯?，氣候資源配置一般的地區其氣候資源三要素都存在一定差異，配置系數不高。

氣候資源配置很差和差的區域都分布于西部邊緣地區。其中，最西部氣候資源配置很差的區域屬全省年平均溫度最低的地區，年降水量也較低，雖然年日照時數為全省最高，但三要素差異過大，得出的配置系數最?。辉偻鶘|氣候資源配置差的區域，為全省年降水量較小的區域，年平均溫度相對東部地區較低，雖然該地區年日照時數相對較高，但三要素的差異很大，配置系數很小。

2．3 資源配置系數的時間變化特征

對貴州省5 個地區代表站點即西北部的水城縣、東北部的德江縣、西南部興仁縣、東南部的榕江縣和中部地區的平壩縣的氣候資源配置系數變化特征分析（圖3）可知，西北部水城縣年日照時數較多，但年平均溫度較低，年降水量也較小，配置系數0．6左右，氣候資源配置一般，1982—2010 年三要素之間的差異在加大，配置系數呈變大的趨勢。東北部的德江縣年平均溫度較高，年日照時數較少，年降水量適中，配置系數不高，氣候資源配置一般，但三要素的差異在加大，配置系數呈變小趨勢。西南部的興仁縣年日照時數較多，年平均溫度較高，年降水量豐富，配置系數很高，氣候資源配置好，且三要素的差異在不斷變小，配置系數有變大趨勢。東南部的榕江縣年平均溫度很高，年日照時數較少，年降水量也較小，得到的配置系數不高，氣候資源配置一般，而三要素的差異在逐漸變大，配置系數呈變小的趨勢。位于省中部的平壩縣年日照時數適中，年平均溫度較低，年降水量中等，多年配置系數平均值為0．734，氣候資源配置好，但配置系數有變小的趨勢。

圖3 貴州省5個地區代表縣氣候資源配置系數的時間變化Fig．3 Time variation of climate resource configuration coefficients in the five counties of Guizhou

圖4 貴州省1982—2010年氣候資源配置系數的變化趨勢Fig．4 Variation trends of climate resource configuration coefficients of Guizhou from 1982to 2010

2．4 氣候變化背景下資源配置系數的變化趨勢

由圖4看出，1982—2010年貴州省氣候資源配置系數呈增長趨勢的站數為22 個，占總站數的26．2%，其中，通過顯著性檢驗的站數4個，占增長趨勢站數的18．2%。相比而言，氣候資源配置系數呈減小趨勢的站數為62 個，占總站數的73．8%。其中，通過顯著性檢驗站數為20個，占減小趨勢站數的32．3%?？梢?，全省氣候資源配置大體呈現出下降趨勢，其原因需進一步分析。

3 結論與討論

1）貴州農業氣候資源配置系數研究結果表明，1982－2010年，貴州省境內日照時數變異以北部最大，其次為南部，西部最??；平均溫度變異以西部最大，往東依次減小，東北部和南部邊緣地區最??；年降雨量變異以西部最大，往東變異依次減小。

2）貴州省西南部、中部和東部邊緣大部分地區以及北部部分地區氣候資源配置好，但大部分地區配置系數呈減小趨勢；西部部分地區、南部邊緣地區和北部地區氣候資源配置一般，大部分地區的配置系數也呈變小趨勢；西部邊緣地區氣候資源配置等級屬于差與很差，但配置系數有變大的趨勢。

3）在貴州省幾個典型地區中，西北部的水城縣氣候資源配置一般，但配置系數呈增大趨勢；東北部的德江縣氣候資源配置一般，且配置系數有變小趨勢；西南部的興仁縣氣候資源配置好，且配置系數有變大趨勢；東南部的榕江縣氣候資源配置一般，配置系數有變小趨勢；中部的平壩縣氣候資源配置好，但配置系數有變小的趨勢。

4）在農業氣候資源配置系數研究分析過程中，尚未將農作物的適宜程度考慮進去，有待在今后的研究中加強。

要使貴州省的氣候資源得到充分的利用，不僅要了解全省氣候資源配置的空間分布，還要認識其在全球氣候變化背景下的發展趨勢，以便能更好地開發利用和保護當地的氣候資源。

［1］ 侯光良，李繼由，張誼光．中國農業氣候資源［M］．北京：中國人民大學出版社，1993：2．

［2］ 張養才，王石立，李 文，等．中國亞熱帶山區農業氣候資源研究［M］．北京：氣象出版社，2001：12．

［3］ 田志會，郭文利，趙新平，等．北京山區農業氣候資源系統的模糊綜合評判［J］．山地學報，2005，23（4）：507－512．

［4］ 陳 海，康慕誼，曹明明．北方農牧交錯帶農業氣候資源空間特征分析［J］．自然資源學報，2006，21（2）：204－209．

［5］ 胡利平，王潤元，張華蘭，等．天水地區農業生態氣候資源量化與評價［J］．干旱地區農業研究，2007，25（6）：16－21．

［6］ 王江山，顏亮東，李鳳霞，等．青海省農業生態氣候資源量化分析與分類評［J］．氣象科學，2003，23（1）：78－83．

［7］ 王永平．西北地區（甘寧青）農業生態氣候資源量化與評價［J］．自然資源學報，2000，15（3）：218－224．

［8］ 劉明春，呂世華．河西走廊釀酒葡萄生態氣候資源定量分析及評價［J］．中國沙漠，2006，26（6）：976－981．

［9］ 紀瑞鵬，陳鵬獅，馮 銳，等．農業氣候資源綜合評價方法研究——以遼寧省為例［J］．自然資源學報，2010，25（1）：121－130．

［10］ 劉引鴿．陜西關中西部山區氣候資源及其開發利用［J］．山地學報，2000，18（1）：84－88．