修文縣氣候資源對農業的影響

任廣紅，易守坤，羅 梅，王立林，王 剛

(1.貴州省修文縣氣象局，貴州 修文 550200；2.貴陽市氣象局，貴州 貴陽 550000；3.貴州省氣象局農經網，貴州 貴陽 550000)

1 引言

農業氣候資源是指一個地區氣候對農業生產所能提供的自然物質和自然能量，主要包括作物生長發育所必需的光、熱、水等資源，在數量、程度上決定一個地區農業生產結構和布局、作物種類和品種、種植方式和栽培管理措施等，最終體現為氣候條件對農業生產發展的潛在能力[1]。

修文縣位于貴州省中部，地處東經106°22′～106°53′，北緯26°45′～27°12′，地勢東高西低，東西長51.8 km，南北寬48.5 km[2],為喀斯特地貌，地形復雜，西部邊緣河谷地帶切割破碎。全縣大部分地區海拔1200～1400 m，常年雨水充沛、年降水量1158.8 mm，屬于南溫帶、北亞熱帶季風濕潤氣候，具有高原季風濕潤氣候特點。本文通過修文縣氣象局1963～2010年的氣象觀測數據資料進行了綜合分析,提出了農業發展趨利避害措施，為修文縣發展特色產業，指導農業生產和資源利用等提供科學的氣象決策依據。

2 熱量資源

熱量資源是重要的氣候資源之一，與人類生活息息相關，研究熱量資源的變化與空間分布對農業經濟、農業種植業布局、農村農林牧漁業協調發展等具有重要意義[3]。

修文縣具有低緯度、高海拔的地理特點，各地的氣溫受地形和季節變化影響，熱量分布也不同，不同的作物品種和生育期需要不同的熱量，且積累到一定數量后，才能完成其生育期而獲得產量，在運用中把它作為農業資源的主要指標，所以，了解修文縣溫度的時空分布，無疑對當地安排農業生產是否恰當有著重要的意義和作用。

2.1 氣溫的地理分析

一般在近地面層空氣中氣溫是隨地勢的升高而下降的(該縣境內的溫度遞減率是海拔高度每升高100 m，氣溫約下降0.5 ℃)。所以，從上述論點得知：地勢高的地方，氣溫低，地勢低的地方，氣溫高。修文縣年平均氣溫在13.0～16.0 ℃之間，見表1。

表1 修文縣各代表點個月、年平均氣溫值 ℃

氣溫分布的總趨勢是西北高于東南，平坦、緩沖、河谷、槽地的氣溫高于山地。因而溫度的等值線嚴重受到地形、緯度、海拔高度的綜合影響，突出的影響表現于海拔高度。從表2中看出氣溫的垂直分布很明顯。地勢低凹的地區，即海拔高度低于1000 m以下有六廣鎮、大石鄉年平均氣溫在14.0 ℃以上，是修文縣氣溫的高值區。海拔高度在1000～1200 m左右的龍場鎮、小箐鎮、扎佐鎮年平均溫度在13.4～14.0℃左右，海拔高度在1250 m以上的六屯鎮、久長鎮年平均氣溫在13.4 ℃以下是修文縣氣溫的低值區。

表2 修文縣各代表點溫度隨高度的變化

積溫，指某一段時間內逐日平均氣溫≥10℃持續期間日平均氣溫的總和，即活動溫度總和，簡稱積溫。積溫代表可能提供農業利用的熱量，是評價某一地區熱量資源的重要指標之一[4]。修文縣積溫在4700～6000 ℃之間，平均為4970.1 ℃，年總積溫在各界溫間的分配見表3。綜上所述，修文縣的熱量條件比較優越，對發展農業生產、挖掘生產潛力較為有利，對農業產業結構調整提供決策依據。

表3 年總積溫在各界溫(80%)保證率間的分配 ℃

2.2 四季

季節和農業生產有著極其密切的關系。天文上把春分、夏至、秋分、冬至分別作為春、夏、秋、冬四季的開始，但民間則在很久以前就習慣地把立春、立夏、立秋、立冬分別作為四季的開始。由于各地氣候環境，及地形、地勢、自然條件的不同，如統一采用上述辦法來劃分四季，顯然不符合修文縣農業生產的實際情況。為了結合修文縣農業生產的實際需要，便采用我國氣候學家劃分四季的標準，用氣溫對修文縣的四季進行劃分(表4)。其劃分標準：以氣溫等于10 ℃時為冷暖分界，22 ℃為暖熱的分界。即候平均氣溫小于10 ℃時為冬季，大于22 ℃時為夏季，10～22 ℃之間為春季或秋季。

表4 修文縣四季的劃分

統計結果得出：修文縣的冬季最長，歷時123 d，從11月14日開始，占全年天數的34%；夏季最短，僅有41 d，6月30日開始，占全年天數的11%；春秋兩季從3月16日、8月10日開始，分別歷時106 d、96 d。占全年天數的29%、26%。在各季節期間分配的積溫以春秋兩季最多；夏冬兩季最少。

為了掌握氣溫在一年中冷暖變化的氣候狀況，適時安排指導農業生產，統計出修文縣二十四節氣的平均溫度和積溫。從表5中得知，小暑的平均氣溫最高，是二十四節氣中最熱的階段，小寒、冬至的氣溫最低，反映出二十四節氣中最冷的時段。

綜上所述，修文縣四季的特點是：春遲、夏短、秋早、冬長；二十四節氣中小暑最熱，小寒、冬至最冷，具有典型的山區氣候特征。

3 水分資源

水分是農作物發育必須的、基本的、不可代替的因子，直接供給作物生長發育以及產量形成的需要—作為光合作用資料及維持生理活動所蒸騰的消耗，也是作為物體內輸送營養物質的重要媒介。且水分在植物體內占的比重較大，一般植物體內含水量常達整個植株重量的75%～90%，因而，水分是農作物有機體全部生命過程正常進行循環的保證。

3.1 降水量的地理、年際分布

3.1.1 地理分布

修文縣山體縱橫、地形復雜。境內的水庫、河流分布、森林覆蓋不均，各地降水量差別較大。由于修文縣受偏南暖濕氣溫影響的機會較多，降水量都在1069.1 mm以上，最多是東部扎佐地區1334.7 mm，為修文縣的降水中心。西南部的貓沖、紅板橋以及西北部一帶的雨量較少(表6)。降水的變化趨勢由西向北逐漸增多。在一定區域范圍內，暖濕氣流使迎風面的雨量多于背風面的雨量，海拔低的雨量少于海拔高的雨量，山麓的雨量多于壩子中心的雨量。

表6 年修文縣各雨量點歷年各月平均降水量 mm

3.1.2 年際分布

修文縣年平均雨量在1068.1～1330.7 mm之間,若單憑年降雨量是完全可以滿足作物的需水量。但降水的月季分配極不均勻。以龍場鎮為例：歷年平均降水量為1200.0 mm左右，農耗季節的降水量最少，為18.3～325.0 mm，占年平均降水量的4.2%，對夏收作物的生長很不利，也是造成影響夏收作物產量的關鍵性問題。5～6月份打田栽秧季節，降水量為210.9～248.5 mm，占年平均降水量的37.2%，若不遇干旱年月，搞好農田水利設施蓄好全年降水，其期間栽插用水是有保證的。冬半年(10月至次年3月份)降水量為272.5 mm，占年降水量的22.1%；夏半年(4～9月份)降水量962.7 mm，占年降水量的77.9%，近60年來夏、秋季呈減少趨勢，冬、春季呈增多趨勢，但均未通過顯著性檢驗[5]。

3.1.3 季節分配

冬季降水量為80.3 mm，占年降水量的6.3%；夏季降水量最多，降水量為562.3 mm，占年降水量的44.5%；其次是春季362.2 mm，占年降水量的28.6%，秋季260.8 mm，占年降水量的20.6%。

3.2 降水日數和降水強度

在氣候資源中不但要考慮降水的多寡，也要考慮降水日數和降水強度。如降水強度相同的降水量，雨日不同降水對作物影響的效果也就不同，若降水均勻，雨日分散、強度不同，容易被土壤吸收，作物就能充分利用，相反若以暴雨的形式降落容易造成洪澇，水土流失，給生產造成不利；若遇春秋兩季連續低溫陰雨天氣，也容易給農業生產帶來危機。

修文縣的雨日較多，以龍場鎮為例：大于等于0.1 mm的降水日數(表7)4～6月份和8月份、10月份最多，平均降水日數均有8～21 d，歷年最多平均日數26 d，歷年最少日數為17 d。

表7 龍場鎮各月降水日數

大于等于50 mm最大暴雨日數以5～7月份雨日最多，6月份特多。而秋季出現暴雨的日數只有春季的26.3%，整個冬季未出現暴雨，因此、修文縣的暴雨大多數時間都集中在春夏兩季(表8)。

表8 龍場鎮大于等于50 mm降水日數

降水強度指單位時間內的降水量，是降水量與降水持續日數相結合的指標，同時也決定了當地降水量的利用價值，只有降水適中時才能被土壤充分吸收利用。由于修文縣的暴雨一般在春季和夏季，因而夏季的強度最大，春季次之，秋季最小。一日最大降水量以春夏兩季最大(表9)。最大一次出現在春季，如：1980年5月25日,降水量165.2 mm，其次是夏季，1996年7月3日，降水量為194.6 mm。

表9 各月一日最大降水量

3.3 季年際雨量變化及變率

季降水量在不同的季節對農業生產有著不同的意義。修文縣的年降水量在各季分配不均勻、變率大，容易產生旱澇天氣，給農業生產帶來困難。從表10可知，修文縣的封地雨量少54.3 mm，變率較大為正負52%；春雨降水量362.2 mm最大，變率最小為正負21%。

表10 各時段降水量

3.4 降水變率

降水變率可以表示降水量變化程度的大小，變率過大會引起旱澇災害，反之則有利于作物的吸收。凡變率大的地方，旱澇發生的概率性就大，對農作物的影響也就大。修文縣的降水變率見表11，東北部久長春季較小，西南部谷堡貓沖一帶夏季最小，谷堡鄉冬季最大。

表11 各雨量點四季降水變率 %

從各雨量點的降水量(表12)來看，地勢比較平坦緩沖丘陵的扎佐和低中山地勢的中寨地區變化較大，最多年降水量幾乎是最少年降水量的2倍還多，振幅變化最大的是扎佐，最多年是最少年的2.5倍，年平均降水量只有最多年雨量的55.8%。

表12 各雨量點(最多、最少)降水量值比較

4 光熱綜合資源

4.1 光熱綜合資源指標-光溫度和光溫積

一般影響作物生長發育的主要氣象因子溫度和光照，光照(指強度)在不大的區域里，差異并不顯著，溫度才難于改變。對于山區生產資源來說，光照時間的時間長短是不可忽視的問題，起著根本性的作用。修文縣各地高的差異并不大，但在耕作制度上以及作物的發育有著明顯的差異。如久長(海拔1330 m)與相鄰的扎佐(12.80 m)比較，兩地的高度和氣溫差別不大，≥10%的積溫(80%保證率)久長為3751.1 ℃，扎佐為3765.1 ℃，可是作物的生育期卻差5～10 d。因此，為了弄清和充分利用修文縣的氣候資源，引用了農業氣候綜合指數“光溫度和光溫積”來反映修文縣的光熱條件對農業生產的綜合作用及其潛力。

公式為：

(1)

(2)

式(1)、(2)中：T為光溫度，π為實地的日照時數(或時角W0)，T0為文可照時數(或天文時W0)，T0為平均溫度。

光溫度在某時段的逐日累計值，即光溫積，其公式可以表達為：

P=∑T

(3)

4.2 光溫積與農作物生長發育的關系

如果單從熱量上看，全縣各地的作物分布，地區差異不大，平均年總積溫除大屯5943.6 ℃較多外，大多數地區在5000 ℃左右，最低是扯泥堡4745.2 ℃，比大屯少1198.4 ℃，而喜溫作物活躍生長期≥10 ℃以上的積溫，80%保證在3653.4～4892.2 ℃之間，振幅為1238.8 ℃，初始日數在201～241 d，振幅為30 d，如果光照，熱量兩因素綜合，差異表現得非常明顯年總積溫紅巖4067.4 ℃最低，六廣4755.0 ℃最高，振幅為687.6 ℃。同樣用扎佐和久長比較，海拔只差50 m，而兩地的農事季節差異卻很明顯，水稻同時可以在清明后5～10 d播種，成熟期卻要比扎佐做晚10 d左右，用小麥(或油菜加水稻加農耗；玉米加小麥(油菜)加農耗所需的積溫兩地只差18.4 ℃，而光溫積卻相差286.5 ℃，可見積溫差異不明顯是因為高度差不大，而光溫積的明顯差異是地形的遮蔽程度引起的。借以上說明久長的遮蔽比扎佐嚴重。再看全縣各地的具體數值，更進一步說明，差值的大小與地形地貌的遮蔽程度非常有關。

農作物在整個生育期間中對光溫條件有一定的要求，所以某地光積溫的多少，可綜合地反映出某地農業氣候光熱資源的豐富程度，各代表點光熱資源的比較?？梢姽鉁胤e可用來作農業區劃的指標(表13)。

表13 各代表點光熱資源綜合比較

5 氣候資源應用

氣候資源是指能為人類經濟活動所利用的光能、熱量、水分與風能等，是一種可利用氣候資源的再生資源，也是我國的十大自然資源之一。它包括太陽輻射、熱量、水分、空氣，風能等[6]。

目前修文縣熱量豐富、積溫高的地方，不等于施于農作物的氣候條件就豐富，更不等于光熱綜合資源條件好，產量不一定就比積溫低而光熱綜合條件的地方高產，即：按熱量條件可以種植雙季稻的地方，但產量卻不如一季高，這是因為山高谷深，日照遮蔽嚴重，光熱綜合條件差的緣故，這在農業生產中，是應注意和重視的問題。

修文縣氣候資源變化特征及其對農業生產的影響，對實時開展當地農業結構調整，合理利用氣候資源優勢，減輕和避免不利氣候條件的影響，促進農業可持續發展具有一定的參考作用[4]。

6 結論

隨著氣候資源的變化,對農業生產的正面和負面影響是同時存在的,只有適應這種變化,通過科學技術手段達到趨利避害。修文縣各地的氣溫受地形和季節的變化影響很大，熱量分布也不同。所以，了解修文縣溫度的分布，無疑對當地安排農業生產是否恰當有著重要的意義和作用。

(1)修文縣降水豐沛，但分配不均，所以要充分利用當地有利的氣候自然條件，才有助于農作物生殖生長。

(2)山體遮蔽度大，光照略有不足，導致光積溫分布少。

(3)氣候資源處于較大的區間，對當地農業發展影響較大，當地并沒有完成構建氣候監測站，只能夠采用鄰近鄉鎮資源變化為基準進行分析，主要是針對降水、氣溫以及日照，分析氣候各項資源的變化，有利于修文縣整體氣候資源特征規律掌握。

農業與氣候的關系十分密切，在較大的程度上受到天氣和氣候的制約、影響。摸清氣候規律，找出不利氣候條件的數據及其時空分布，使該縣的農業種植、作物布局和安排等與氣候變化規律相適應，為調整生產結構和生產布局以及農業現代化建設中因地制宜，並利用地區特點，為實現農業區域化、專業化提供可靠的數據和參考[7～9]。