第四章 农业气候资源
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1 农业气候资源概述
? 1.1、气候与气候资源
? 气候:一个地区多年的大气状况、包括平
均状态和极端状。古时五日为候、三候为
气,一年二十四节气、七十二候、合称气
候。
1 农业气候资源概述
? 某一地区一定时间内各气象要素综合作用所形成
的天气状态成为天气,而多年的天气特征就是该
地区的气候。
? 这些要素包括,太阳辐射, 大气温度, 湿度 和 空
气运动 等。
? 气候资源也可分为 物质资源 和 非物质资源,例如
湿度和压力都是非物质资源,不能直接产生能量,
而 光, 热, 水 与 空气 则是可直接产生能量,被人
们直接利用的资源和物质。
1 农业气候资源概述
? 气候类型,根据地理特点所划分的具有一
定特色的气候类别,如海洋性气候,大陆
性气候,高原性气候,季风气候,地中海
气候等。
1 农业气候资源概述
? 气候资源是一个新的科学概念,约形成于
本世纪 70年代。, 世界气象组织第二个长
期计划草案 (1988- 1997),第一句就提出:
,气候既是有益于人类的一项重要自然资
源,又可能导致自然灾害 。”
1 农业气候资源概述
├气候资源不是孤立存在的,它同土地资源、
生物资源等密切结合在一起。
├鱼米之乡不同于沙漠是由于 降水量 的差别,
热带雨林不同于荒芜的冻原是由于 温度 的
差别。
1 农业气候资源概述
? 人类利用气候资源包括两个方面,一是直
接利用,即作为能源与物质的直接利用。
例如利用 太阳能、风能发电、供热,作为
机械动力,利用空气 制氧, 制氮 等;二是
间接利用,利用 绿色植物同化二氧化碳和
水,固定太阳能,生产有机物质 等。
1 农业气候资源概述
一部分气候要素含有重要资源量,按要素
分类是气候资源最基本的分类方法。
?太阳能资源
? 热量资源
? 降水资源
?风能
?二氧化碳
1 农业气候资源概述
? 1,2 气候是重要的农业自然资源
? 气候决定农业生物的地理分布:气候条件
对农业生物的地理分布起着很大的决定作
用(由赤道向两极,由海岸向内陆,随海
拔变化等,气候条件不同,则生物种类也
发生很大的变化,形成不同的生物带。)
由海岸到内陆推移,我国分别形成出现了
湿润、半湿润、半干旱和干旱的类型,也
由此形成了各气候区的农业生产类型。
1 农业气候资源概述
? 气候提供作物生长的一些物质:二氧化碳,
光热等
1 农业气候资源概述
? 可以说气候的不同,决定了一个地区的产
业结构和种植制度、栽培措施等。
?一个地区的气候能否进行人工调节?
?气候是可以通过土地利用方式的改变来改
变一个地区的气候条件!!!
1 农业气候资源概述
? 1,3 农业气候资源的特点
? 一定时空范围内的有限性和无限循环的可更新性
? 适度性和非线性:三基点温度,最低,最高,和
最适宜温度。
? 时空变异性:地区间不同,年内的差异。
? 气候要素之间相互影响、相互制约和共同作用:
? 相对性、匹配性、可塑性、潜在性和非商品性
1 农业气候资源概述
? 1,4 农业气候资源的度量
? 一般用单个指标来度量气候资源:如多年
平均温,10℃ 以上的积温,光照度等。是
在一定的生产水平下产生的对气候指标的
数学表达式。在第二节中有详细的论述。
2 农业气候资源的类型和作用
? 2,1 单项农业气候资源的分析
? ( 1)农业热量资源:
? 农业生物的生长发育必须在一定的温度条
件下才能进行。很多动物和植物,只有当
热量积累到一定的数量时才能完成一定的
生育过程
2 农业气候资源的类型和作用
? 界限温度和生长期长度,气候生长期,就
是指某一地区一年内作物可以生长的时间
长度,不同作物开始生长的和结束生长的
温度不同,这个开始和结束的温度被成为
界限温度。界限温度有 0度,5度,10度和
15度。
2 农业气候资源的类型和作用
? 热量的积累, 积温是气候生长期或作物某
一生长阶段内日平均气温的累积特征。
热量的积累程度用活动积温和有效积温
来表示:
? Ti为高于下限温度的日平均温度,ti为日
平均温度与下限温度的差值。
?
?
?
n
i
TiY
1
?
?
?
n
i
tiy
1
2 农业气候资源的类型和作用
? 热量的保证率,在作物的生长季节,年际
之间积温是有变化的,所以安排农业生产
时要考虑到积温多年的重现性,也叫热量
的保证率。
P( %) =m*100/n
通常一年生作物要求达到 80%,多年生果
树要求在 90%以上。
2 农业气候资源的类型和作用
? 日较差,一天中最高温度和最低温度的差
值。在一定的范围内可以减少呼吸对养分
的消耗,有利于有机质和糖的积累。但如
果太大,则会让植物无法生存。
2 农业气候资源的类型和作用
? ( 2)农业光照资源:
? 太阳辐射是植物光合作用的唯一能量来源和植物
环境条件的重要组成部分。太阳辐射波能量的
99%集中在 30.15微米和 4微米 的范围内。
? 这些辐射波在植物上反映为三种效应,热效应,
光合效应 和 光形态效应 。热效应是指植物将其吸
收的 70%的太阳辐射变为热能,为维持自身的体
温和蒸腾作用。光合效应是指利用太阳辐射形成
有机物质。光形态效应是指:植物自身形态建设
对光能的利用和对自身的保护。
2 农业气候资源的类型和作用
? 光照时间,由日照计测定。许多生物要完
成一定的发育阶段,必须经过一定的日照
长度,要求长日照长度的成为 长日性作物
(小麦,黑麦,玉米和甜菜,穗分化必须
接受较长时间的光照。),要求短日照成
为 短日性作物 (水稻,大豆和谷子)还有
对光不敏感的菜豆荞麦和一些蔬菜。有的
花卉必须经过一定的日照长度后才会开花,
所以可以通过人工调节日照,控制花卉的
开花时间。
2 农业气候资源的类型和作用
? 光照质量,用于光合作用的有效波段是
0.38~0.72微米,用来生产粮食的太阳辐射
数量少而且有限。
? 光照强度,单位时间内太阳辐射投射到单
位面积上的能量。用 J.m-2.s-1.在一定的范
围内光合强度随光照强度的增强而增强。
超过一定的范围,植物处于休眠状态,气
孔关闭。
2 农业气候资源的类型和作用
? 光能利用率,一定时期内单位面积光合作
用产物与同时期投入该面积的太阳辐射能
之比为农田实际光能利用率。世界上平均
为 0.2%。理论为 5~6%。全球植被的利用率
为 0.1%。
2 农业气候资源的类型和作用
? 农田光能利用率不高的原因是,光合面积
(高大作物品种的培育),光合时间 (对
弱光的利用),其他因素 (品种自身的特
点)。所以通过生物技术提高作物的光能
利用率是一个值得探讨的课题。
2 农业气候资源的类型和作用
? ( 3)农业水分资源:
一个地区的初级生产力主要受当地降水
量的影响。降水强度,单位时间内的降水
量。(暴雨微量降水的有效性很低),
蒸散量 和 干燥度系数 和 干燥度 。
K= 0.16∑t≥10/P
D= E/P
2 农业气候资源的类型和作用
? 4)农业风力资源
? 空气的流动形成 风,风可以调节农田的二
氧化碳的含量,湿度温度等,还可以帮助
作物传粉等。在干旱和半干旱区域会加剧
土地退化和沙化。
2 农业气候资源的类型和作用
? 2,2 农业气候资源的组合
? 各种资源组合在一起才能形成最大的生产
力。
? 课本李继由对农业气候资源的分区:
? 4-1水热光单项资源年总量的分级和生产力
指数,
? 4-2中国农业气候资源类型区的生产力
2 农业气候资源的类型和作用
? 2,3 气候生产力
? 按照各种指标进行计算:例如辐射、气温、
光照等因素进行生产力计算、预测,从而
为国家管理提供决策支持。
? 估算方法有,
辐射量估算,按辐射与气温估算,按辐射和
气温及作物的叶面积,按光照温度水分估
算,按辐射温度蒸散量及叶面积估算,用
空气动力学方法通过 CO2的吸收量估算等。
3 我国农业气候资源的分布和评价
? 3,1 我国的气候特点
? 典型的季风性和大陆性气候。全国大部分
地区夏季西南风或东南风,冬季东北风。
主要表现在气温和降水上。与世界同纬度
相比气温夏季偏高,冬季偏低,年气温变
化也比同纬度地区大。降水则自东南向西
北逐渐减少,而且潜在蒸发量增大,全国
各地几乎所有的降水都集中在夏季。
3 我国农业气候资源的分布和评价
? 3,2 我国光、热、水等气候等农业气候资
源的分布状况
? 太阳辐射和日照时数:各个地区差别很大,
日照条件对作物品质有很大的影响,例如
我国的新疆地区由于辐射强度和日照丰富,
生产的棉花纤维长,水果的糖分含量高。
所以新疆地区的特色农业搞的很好。水的
问题限制了当地农业的发展规模。
3 我国农业气候资源的分布和评价
? 气温及热量资源,热量自南向北逐渐减少,
除东北北部、新疆北部、和青藏高原大部
分地区种植喜凉作物外,大于 10度的积温
在 2000度年,可以种植喜温植物。黄淮海
平原可以可以一年两熟,长江中下游稻麦
两熟。积温受地理位置的影响,例如新疆
的南部,年积温在 6000度以上。
3 我国农业气候资源的分布和评价
? 水分资源,400mm为干湿分界线,900mm
的分界线。大于 900可以不用灌溉。
? 淮河、伏牛山、秦岭一线为年降水量
900mm的分界线,以南以水田为主,以北
则为则为旱作区。而且灌溉对农业的高产
稳产十分重要。
3 我国农业气候资源的分布和评价
? 3,3 农业气候资源的评价
? 原则:确立最佳的生产结构和发展目标。
方法:区划法,以地域为单位进行规划管
理评价。
? 中国农业气候的综合评价:最优,优,良,
中,中下,差,劣(藏北高原和青海的南
部)
4 农业气候资源的开发利用
? 4,1 影响中国农业可持续发展的气候障碍
因素 (降水时空分布不均,南涝北旱在总体上有
发展加重的趋势;短缺气候要素制约着优势要素;
气候波动剧烈;人类活动对气候资源的不利影响;
全球气候变化带来的新的不稳定性和不利影响。)
? 4,2农业气候资源开发利用的方法与技术
4 农业气候资源的开发利用
? 4,3农业可持续发展的气候资源的开发利用对策
? ( 1)挖掘气候生产潜力,提高作物单产
气候因子的生产潜力是现有生产水平的 2~3倍
? ( 2)气候资源与其它农业自然资源的优化配置,
种植方法的改进和种植模式的改进,例如对不
适宜耕作的土地退耕还草,耕作地留茬种植。
? ( 3)根据气候规律安排农业生产,实现减灾增产
生长期长的作物保证率要在 90%以上,生长期
短的经济作物保证率也要在 70%以上。
? ( 4)开发利用气候能源,改良生态环境
利用太阳能做饭,进行农作物晒谷
4 农业气候资源的开发利用
? ( 5)利用气候相似原理引进优良品种
任何良种都适应一定的气候区域,引种过程必须十分谨
慎小心。
? ( 6)开发利用山区的立体气候
山区的风能,和不同位置资源的合理开发。主要是南方
的山区(交通)福建富西茶。北方的山区为石质山区。
? ( 7)根据气候资源的分布合理布局农业生产,实现区域
化、专业化生产
区域化专业化生产将是中国未来农业发展的一个趋势。
? ( 8)农业气候资源的开发利用必须突出重点
在西北地区采用人工措施,造成局部地区的光、热、
水资源的最佳配置。
主要掌握内容
? 气候、积温、热量保证率
? 气候资源包括那些方面(光热水气)
? 为什么说气候资源是重要的农业资源?
? 气候资源的特点?
? 太阳辐射的能量范围主要集中多少波段的
范围?
? 植物的光能利用率理论最大值为多少?实
际上是多少?(全球农田,全球植被的光
能的利用率)
主要掌握内容
? 农田光能利用率不高的原因是什么?
? 目前估算气候生产力的方法有哪些?
? 我国 400mm 和 900mm的降水分界线在那
里?
? 农业气候资源评价的原则?
? 影响中国农业可持续发展的气候障碍有哪
些?
? 农业可持续发展的气候资源开发利用的对
策有那些?