雪峰山西側氣候資源垂直分層利用探討

吳重池, 金晨鐘

(湖南人文科技學院 農業與生物技術學院 湖南 婁底 417000)

雪峰山是中國地勢第二級階梯向第三級階梯傾斜的過渡區域，海拔1000-1900多米，像一把契子由西南向東北插入湖南省中部，把湖南省分為西南與東北兩部分，使雪峰山氣候隨山地海拔升高垂直變化明顯，由于山嶺重疊，地形地貌錯綜復雜而造成，氣溫低，日照少，降水多，冷害、濕害、病害嚴重，農業生產低而不穩，民諺：雪峰山高水冷氣候寒，要想吃飽飯難上難。長期以來，使雪峰山區處于貧困狀態之中。為了振興山區經濟，開發利用山區農業氣候資源。從1984年開始，氣象部門在雪峰山不同海拔、高度建立氣象站，進行氣象與水稻等農作物的平行觀測試驗研究，積累了30多年的氣象數據?，F根據觀測資料統計，作如下分析。

一、資料與方法

1984年開始在國家貧困縣溆浦、洪江的雪峰山的西側不同海拔高度171、290、500、760、1020、1405米設立氣象站進行氣象觀測，其中，171、1405米為國家氣象站，290-1020米4個氣象站，每站配備一個助理工程師進行氣象觀測。本文氣象資料為1984-2017年平均值。

按中國氣象局《地面氣象觀測規范》方法，每天進行觀測。積累氣象資料，關鍵時期再進行臨時考察對比觀測，補充資料。

二、結果與分析

(一)雪峰西側垂直氣候變化特點

1. 溫度

雪峰山西側的溫度變化總趨勢是隨海拔升高而降低。根據多年氣象觀測資料計算，年平均氣溫隨海拔升高而遞減，如海拔171米的洪江年平均氣溫17.0℃，海拔1405米的平山坪年平均氣溫10.4℃，海拔高度每上升100米，年平均氣溫降低0.53℃[3]，見圖1。

圖1 雪峰山西坡不同海拔高度年平均氣溫

2.降水

雪峰山西側降水量總的變化趨勢，是在一定海拔高度內(1020米以下)，降水量隨海拔上升而增加。如海拔171米的洪江年降水量1061.3mm，海拔1020米的栗子坪年降水量1736.9mm，海拔每上升100米，年降水量增加70.6mm，見圖2，但隨著海拔高度的再上升，1405米的平山塘年降水量僅為1625.3mm，比海拔171米多563.7mm，但比海拔1020米的栗子坪又少111.6mm[3]。根據不同海拔高度降水量觀測資料應用相關分析方法，擬合如下相關方程式：

Y年=1044.8071+0.5094H r=0.3537

式中Y為年降水量(mm)，H為海拔高度(米)。

圖2 雪峰山西坡不同海拔高度年降水量

3.日照

雪峰山西側日照時數變化很復雜，但是總趨勢是隨著海拔升高而減少。如海拔171m的洪江年日照時數1336.0h，海拔760m的產子坪年日照時數1017.0h，海拔每上升100米，年日照時數減少28.2h[3]。見圖3。

圖3 雪峰山西坡不同海拔高度年日照時數

4. 大霧

雪峰山西側的大霧日數隨著海拔高度的升高而增加，如海拔171米的洪江，年大霧日數37.2天，海拔1405米的雪峰山頂平山塘年大霧日數254.4天，海拔高度每上升100米，年大霧日數增加17.7天[3](見圖4)，根據不同海拔高度的大霧觀測資料擬合相關方程式如下：

Y=10.7742+0.1117H r=0.9854

式中Y為年大霧日數(天)，H為海拔高度(m)

圖4 雪峰山西坡不同海拔高度年大霧日數

(二)因高因地制宜，垂直分層利用農業氣候資源的建議

根據高山垂直氣象觀測與不同海拔高度及短期氣象考察資料綜合如下，見表1。

表1 雪峰山西側丘崗山地垂直農業氣候狀況[3]

對雪峰山西側不同海拔高度的山地垂直農業氣候資源保護與利用可分為五個層次。

第一層，海拔高度300米以下，為沿江河兩岸的階地及山間盆地，多為河流堆積，沉積第四紀的礫石層及粘土粉砂層而形成的沙壤土及山間盆地坡積土。土壤肥沃，氣候溫暖，年平均氣溫16.2-17.0℃，年極端最高氣溫39.0℃左右，年極端最低氣溫-5.0℃左右，年≥10.0℃活動積溫5100-5400℃，無霜期280天左右，年降水量1200mm左右，年日照時數1350-1400小時[3]。光、熱、水條件能滿足一年兩熟雙季稻生育需要，是本區糧食作物雙季稻高產的主產區。

第二層，海拔300-500米，為丘陵崗地及山間盆地。氣候溫和，年平均氣溫15.5-16.5℃，年≥10.0℃活動積溫4800-5100℃，年極端最高氣溫35.0-37.0℃，年極端最低氣溫-5.0—-8.0℃，無霜期270-280天，年降水量1200-1300mm。年日照時數1350-1430小時[3]，開闊向陽的沿河階地及山間盆地，光、熱、水條件可滿足雙季稻生育需要。但在窄谷深溝及隘谷、峽谷等山體遮蔽嚴重的地方，光熱條件難以滿足雙季稻高產豐收的需要，因而本區是單、雙季水稻的混作區，水田冬季可種植油菜，是水稻油菜的主產區。旱土以玉米、紅薯、大豆以及辣椒、茄子、豆角、西瓜、南瓜等蔬菜作物為主。丘陵低山地區土壤為黃紅壤，土層較深厚，適宜于油茶、油桐、楠竹、梨、桃、楊梅、李果樹及茶葉生長，是油茶、油桐的生產基地[2]。

第三層海拔500-800米，為低山區，土壤為山地黃紅壤與山地黃壤，年平均氣溫14.0-15.5℃，保證率80%以上的年10℃以上活動積溫4000-4500℃，年極端最高氣溫340-35.0℃，年極端最低氣溫-5.5—-10.0℃，年降水量1300-1450mm，年日照時數1020-1430小時，無霜期250-260天[3]，熱量條件只能滿足一季稻安全高產的需要，是雜交水稻優質高產的主產區，旱地以玉米、紅薯為主，山地是發展杉木、松、檫等用材林的黃金地段。

同時此區域云多、霧多、濕度大、有利于茶葉優質高產，也適宜于魔芋、竹筍的優質高產，也是山地大蒜、生姜、辣椒等土特產的主產區[1]。

第四層，中山區海拔800-1400米，年平均氣溫14.0-11.0℃，≥10.0℃活動積溫3000-4000℃，無霜期220-250天，年降水量1450-1700mm，年日照時數1050-1250小時，平均相對濕度81%左右[3]，氣候溫涼，夏天無35.0℃以上高溫炎熱天氣，氣候具有天然涼棚效應[4]，也是炎熱夏季消炎避暑的大涼棚。水田以一季雜交稻早中熟品種為宜，1000米以下適宜秈型雜交稻優質高產，山地是發展度夏反季蔬菜和高山云霧茶、金銀花、杜仲、黃柏、天麻等中藥材的良好場所[5]。800-1000米為針闊林混交區。如華山松、金錢松、柳杉、甜櫧栲、鵝掌揪、銀木荷、黃稠、多脈青岡、光皮樺等樹木的適生區域。

第五層，中山山頂：山地矮林、草旬層，海拔1400-1900米，年平均氣溫低于10.0℃，≥10.0℃活動積溫在3000℃以下，年極端最低氣溫小于-15.0℃，年冰凍日數60天以上，年日照時數小于1200小時，無霜期在200天以下，年平均風速在5.0米/秒左右，年大風日數在30天以上[3]。風速大、氣溫低、濕度大，氣候條件惡劣，生態環境脆弱，水土流失嚴重。以封山育草、封山育林、保護生態環境為主，保護青山綠水，只有青山常在，綠水才能常流。中山頂部云霧多，氣象景觀變化萬千，有利于發展山地生態旅游。

三、結論

雪峰山西側氣候垂直差異明顯，自下而上可分為五層。分層利用雪峰山垂直氣候資源，因高制宜，發展特色農業，發揮山地氣候資源利用的生態、經濟、社會效益最合理化，300米以下氣候溫熱，是雙季稻主栽區，300-500米氣候溫暖，為油茶主栽區，500-800米氣候溫和，為杉木等速生豐產用材林最適宜黃金地段，800-1200米為金銀花等中藥材最適宜區，1300米以上的山頂多大風冰凍，以封山育林、育草、保持水土為主。

利用山地氣候涼棚效應，發展山地觀光旅游業。據研究，800米以上夏季無酷暑天氣，7月平均氣溫在24.4-20.0℃，好似春天一樣涼爽，最適宜消炎避暑，冬季有冰凍和雪花，是觀賞冰雪景觀的極好場所。因而，充分利用海拔800米以上的夏季氣候涼棚效應，大力發展山地觀光旅游業[5]，是振興山區經濟、使山區脫貧致富奔小康的一顆灼灼升起的新星。

四、討論

運用農業氣候相似原理，引種北方溫帶水果在北亞熱帶海拔高度區域地帶種植，可獲優質高產，以增加山區農產品花色品種。利用山地立體氣候特點，建立山地反季節蔬菜基地和雜交水稻、油菜、辣椒制種基地，既可優質高產，又可增加農民收入。