徐靜

（秦皇島市氣象局，河北秦皇島066000）

秦皇島地區(qū)氣候資源及農(nóng)業(yè)氣候資源特征分析

徐靜

（秦皇島市氣象局，河北秦皇島066000）

利用近50a秦皇島氣象資料，對(duì)該地區(qū)氣候資源及農(nóng)業(yè)氣候資源特征進(jìn)行了分析總結(jié)。結(jié)果表明：秦皇島地區(qū)年降水量650～700mm左右，呈減少趨勢(shì)。全年80%保證率的降水量為425mm，存在供需矛盾。蒸發(fā)量較降水量明顯偏多，直接決定了該地區(qū)土壤在自然狀態(tài)下絕大部分時(shí)段處于干旱狀態(tài)。年平均氣溫10℃左右，呈上升趨勢(shì)。平均年太陽輻射總量為5154MJ/m2，太陽輻射資源較豐富。秦皇島地區(qū)農(nóng)時(shí)較長(zhǎng)，氣溫穩(wěn)定通過10℃期間歷時(shí)192d，可以實(shí)行短生育期作物一年二熟或套作二熟。

秦皇島；氣候資源；農(nóng)業(yè)氣候資源；降水；溫度；日照

氣候資源是人類賴以生存和發(fā)展的基本條件，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高離不開對(duì)氣候資源的開發(fā)利用。當(dāng)今世界的能源消耗主要以化石能源為主，人類正在消耗地球億萬年來積累的有限能源資源。根據(jù)《中國(guó)新能源與可再生能源1999白皮書》估計(jì)[1]，我國(guó)煤炭、石油、天然氣等化石能源的剩余開采量分別不到100a、20a和60a。在當(dāng)今資源短缺、化石能源帶來嚴(yán)重環(huán)境問題的情況下，尋找、開發(fā)新的資源成為當(dāng)前的主要問題。氣候資源不僅是自然資源的重要組成部分，還能提供無污染的能源，是未來可開發(fā)利用的理想資源[2]。徐雁萍[3]指出，氣候資源對(duì)生產(chǎn)生活有很大的影響，它的可再生性、普遍性、清潔性，決定了其在可持續(xù)發(fā)展中的作用和地位。趙春森[4]指出，面對(duì)大自然，目前人類雖然不能大范圍控制氣候，但卻可以根據(jù)地區(qū)氣候特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化利用，因地適時(shí)，改善作物和作物生長(zhǎng)環(huán)境，最大限度地將氣候資源轉(zhuǎn)化為作物產(chǎn)量。因此，科學(xué)分析本地氣候資源特征、合理開發(fā)利用氣候資源，具有特別重要的意義。

1 氣候資源及其特點(diǎn)

氣候是自然環(huán)境，是人類生產(chǎn)和生活無法離開的自然條件。氣候資源是指光、熱、水、風(fēng)及可開發(fā)利用的大氣成分，是人類各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)必不可少的主要自然資源，在一定的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件下為人類提供物質(zhì)和能量。

氣候資源同其它自然資源（如礦產(chǎn)、土地等）相比較有相同點(diǎn)，也有不同點(diǎn)。

相同點(diǎn)：首先，都存在開發(fā)利用的技術(shù)，在缺乏相應(yīng)的技術(shù)時(shí)，它們都不能發(fā)揮資源的作用；其次，作為資源，其數(shù)量都是有限的，人類可以提高資源的利用效率，卻難以改變它的總量。

不同點(diǎn)：首先，氣候資源遍布于地球表面，其它資源并非如此，因此，氣候資源開發(fā)利用的廣度具有超行業(yè)性和超地區(qū)性，氣候是各行各業(yè)都必須利用的一種資源；其次，氣候資源具有再生性，可以年年利用；第三，氣候資源不是獨(dú)立的資源，它的資源價(jià)值反映在多種資源的綜合上，例如農(nóng)業(yè)氣候資源只有和土地資源、生物資源結(jié)合起來，才能進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，這3種資源缺一不可。同時(shí)，氣候資源本身也是復(fù)合的概念，對(duì)農(nóng)業(yè)而言，光、溫、水這3種氣候資源也是缺一不可的。

2 秦皇島地區(qū)氣候資源及其特點(diǎn)

2.1 秦皇島地區(qū)氣候概況

秦皇島市地處中緯度地帶，位于我國(guó)華北地區(qū)燕山東段南麓，渤海之濱，屬暖溫帶半濕潤(rùn)海岸帶大陸性季風(fēng)型氣候區(qū)，冬夏季風(fēng)明顯，具有四季分明、冬季冷而干燥、夏季潮濕涼爽、春秋溫暖適中的特點(diǎn)。

全市各地年降水量650～700mm左右，比處于同一緯度的西北地區(qū)多2倍，比華北地區(qū)南部也偏多近200mm，是水資源較豐富的區(qū)域，降水量主要集中在7月和8月。年平均氣溫10℃左右，比同一緯度的東北地區(qū)約偏高2℃，最冷月一般出現(xiàn)在1月份，最熱月一般出現(xiàn)在7月份，氣溫的年變化有冬暖夏涼的特點(diǎn)。一年中5-6月份日照時(shí)數(shù)最多，12月份日照時(shí)數(shù)最少。降水、溫度及太陽輻射的高值期重合，十分有利于一季作物生長(zhǎng)。

秦皇島市轄青龍、盧龍、撫寧、昌黎4縣和山海關(guān)、海港、北戴河3區(qū)，市內(nèi)地形大致可分為平原、丘陵、山地。由于地形的影響，可形成特殊的小氣候區(qū)，3個(gè)區(qū)域的氣候又各有優(yōu)勢(shì)，能夠各用其長(zhǎng)，開展綜合利用，構(gòu)成該市氣候的又一優(yōu)勢(shì)。

2.2 秦皇島地區(qū)氣候不足之處

秦皇島市氣候也有一些不足。溫度年變幅大，冬季氣溫低，不利于多年生作物越冬。冬季各地最低氣溫都在-20℃以下，青龍最低達(dá)-29.2℃。冬季時(shí)間南部達(dá)150d左右，北部達(dá)170d以上。但是冬季該市山區(qū)普遍存在逆溫現(xiàn)象，山區(qū)陽坡太陽輻射較強(qiáng)，如果地形掩蔽，也可以形成暖區(qū)，是一項(xiàng)值得開發(fā)的重要資源。

該市降水年際變化很大，多旱澇等自然災(zāi)害是氣候的又一不足。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，從1470-1970年，500年間共發(fā)生可查的水災(zāi)80次，較大的旱災(zāi)101次。近40余年，旱災(zāi)較嚴(yán)重的有1960-1961年、1968年、1980-1982年、2006年；澇災(zāi)嚴(yán)重的有1969年，該年秦皇島本站降水量達(dá)1273.5mm，比歷年平均多82%。

2.3 秦皇島地區(qū)氣候變化趨勢(shì)

隨著全球氣候變暖，秦皇島市氣候變暖也很明顯，從圖1可以看到，1961-2000年，呈10a上升0.5℃以上的趨勢(shì),從2001-2010年，氣溫回落，下降1.7℃，總體呈變暖趨勢(shì)。氣候變暖是以冬暖夏涼為特征的，氣候的這種變化對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)有利。但是與此同時(shí)，降水成逐年減少的趨勢(shì)。圖2可以看到，1955-1960年年平均降水量647.8mm，1961-1970年年平均降水量712.0mm，呈上升趨勢(shì)；1971-2010年年降水量呈逐漸下降趨勢(shì)，特別是夏季降水減少，強(qiáng)度減弱，造成水資源較缺乏，這對(duì)發(fā)展經(jīng)濟(jì)是不利的。

3 秦皇島地區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源及其特點(diǎn)

農(nóng)業(yè)氣候資源問題是氣候資源的根本問題，氣候的每一異常變化都給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)留下影響的痕跡。農(nóng)業(yè)氣候資源要素中，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)的3大要素為：水、熱、光。選取近50a秦皇島氣象資料，分析秦皇島地區(qū)水、熱、光資源的基本情況。

3.1 秦皇島地區(qū)水分資源

水分是農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成的主要條件，降水則是土壤水分的主要來源。因此，降水量的多寡及時(shí)空分布特點(diǎn)，決定了當(dāng)?shù)氐乃止?yīng)狀況。

圖1 1955-2010年年代際平均氣溫變化曲線

圖2 1955-2010年年代際平均降水量變化曲線

3.1.1 降水年際變化

從圖3中可以看出，近50a秦皇島年平均降水量為637.7mm，20世紀(jì)60-80年代為多雨期，降水最多年份為1969年，降水量達(dá)1273.5mm；進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來降水量一直減少，有3/4的年份年降水量少于歷年平均降水量，特別是1999年以后降水量明顯偏少，為明顯的少雨期，其中，1999和2001年年降水量?jī)H有350mm左右。降水量年際變化大，但整體呈減少趨勢(shì)，年降水量線性遞減率為3.38mm/a。

3.1.2 降水的年變化和季節(jié)分配

圖3 近50a秦皇島年降水量變化曲線

表1 各季、月降水量及其占年降水量百分比

選取秦皇島1954-2000年的降水量資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，降水的年變化為一峰一谷形式，降水量1月份最少，僅有2.7mm，占全年降水的0.4%；7月份最多，為197.9mm，占全年降水的30.2%，見表1。降水主要集中在7月和8月，且雨日集中，降水強(qiáng)度大，本地有諺語“7下8上（指7月下旬-8月上旬）”形容本地降水的這種特點(diǎn)。該特點(diǎn)導(dǎo)致地面徑流多，農(nóng)作物利用率低，低洼地帶易形成積水而造成淹害。8月份以后降水迅速減少。

3.1.3 不同時(shí)段降水保證率

降水保證率是衡量降水可靠程度的標(biāo)準(zhǔn)，就是指降水量在一定數(shù)值以上（或以下）出現(xiàn)的頻率。秦皇島全年80%保證率的降水量為425mm，存在供需矛盾。

3.1.4 蒸發(fā)量與降水量對(duì)比情況

蒸發(fā)量的多少與溫度有直接關(guān)系，溫度越高，蒸發(fā)量越大，蒸發(fā)量的多少直接影響土壤的干旱程度。秦皇島年平均蒸發(fā)量1528.4mm，年平均降水量為637.7mm。蒸發(fā)量較降水量明顯偏多，直接決定了該地區(qū)土壤在自然狀態(tài)下絕大部分時(shí)段處于干旱狀態(tài)。

3.2 秦皇島地區(qū)熱量資源

熱量是農(nóng)作物生育不可缺少的生存條件，只有當(dāng)熱量適宜時(shí)，農(nóng)作物才能正常生育并取得較高的產(chǎn)量。確定一個(gè)地區(qū)的熱量條件，一般用氣溫和地溫來衡量。

3.2.1 氣溫

近50a秦皇島年平均氣溫為10.5℃，其變化與年降水量變化相呼應(yīng)。從圖4中可看出，在20世紀(jì)60-80年代多雨期時(shí)段，絕大多數(shù)年份年平均氣溫低于歷年年平均氣溫，氣溫最低年份為1969年，為8.8℃；進(jìn)入20世紀(jì)90年代少雨期，同年降水量一樣，有3/4的年份年平均氣溫高于歷年年平均氣溫，氣溫最高年份為1998年，達(dá)12.5℃。年平均氣溫呈上升趨勢(shì)，線性遞增率為0.0236℃/a。氣候變暖成為人類關(guān)注的焦點(diǎn)，干旱日益突出。

圖4 近50a秦皇島年平均氣溫變化曲線

農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育是在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的，而且要求熱量條件必須積累到一定的程度才能完成從萌芽到成熟一個(gè)周期。不同作物、不同發(fā)育期對(duì)界限溫度的要求不同，通常把日平均氣溫高于0℃的持續(xù)時(shí)間用來衡量一個(gè)地區(qū)生長(zhǎng)季的長(zhǎng)短；把日平均氣溫穩(wěn)定通過10℃的初終日期、持續(xù)時(shí)間和積溫作為一個(gè)地區(qū)熟制選擇的決定性因子。從表2中可看出，秦皇島地區(qū)農(nóng)時(shí)較長(zhǎng)，春季3月7日穩(wěn)定通過0℃，秋季11月27日穩(wěn)定通過0℃，期間歷時(shí)266d，大于等于0℃積溫為4248.7℃；春季4月16日穩(wěn)定通過10℃，秋季10月24日穩(wěn)定通過10℃，期間歷時(shí)192d，大于等于10℃積溫為3829.0℃，能充分滿足大于等于10℃積溫在3000℃～4000℃地區(qū)可以實(shí)行短生育期作物一年二熟或套作二熟[5]。

3.2.2 地溫

作物生長(zhǎng)發(fā)育除氣溫外，還受到地溫的影響。不同作物的播種和苗期生長(zhǎng)對(duì)土壤溫度都有嚴(yán)格的要求。在生產(chǎn)上，通常以5cm地溫來衡量農(nóng)作物播種層的溫度。從圖5可看出，該地區(qū)5cm地溫歷年平均為12.1℃，土壤溫度對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)，尤其是對(duì)根系活動(dòng)影響較佳[6]。5cm年平均地溫呈震蕩上升趨勢(shì)，線性遞增率為0.0304℃/a。尤其是1996年以后，5cm年平均地溫均高于平均值。

表2 日平均氣溫穩(wěn)定通過各界限溫度日期及積溫

圖5 近50a秦皇島5cm年平均地溫變化曲線

3.3 秦皇島地區(qū)光能資源

太陽輻射是熱量的主要來源，也是綠色植物通過光合作用制造有機(jī)物質(zhì)的能量源泉。農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育過程通過光合作用完成，作物的生長(zhǎng)發(fā)育狀況和產(chǎn)量在一定意義上取決于太陽輻射能的數(shù)量。經(jīng)理論計(jì)算，1954-2000年期間，秦皇島平均年太陽輻射總量為5154MJ/m2，平均年日照時(shí)數(shù)為2695.7h，占可照時(shí)數(shù)的61%，太陽輻射資源較豐富。

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展司.中國(guó)新能源與可再生能源1999白皮書[M].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2000.

[2]溫敏，張人禾，楊振斌.氣候資源的合理開發(fā)利用[J].地球科學(xué)進(jìn)展，2004，19(6):896-902.

[3]徐雁萍.氣候資源的開發(fā)與可持續(xù)發(fā)展[A]//第26屆中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì)氣候資源應(yīng)用研究分會(huì)場(chǎng)論文集[C]，2009：338.

[4]趙春森.農(nóng)業(yè)氣候資源利用分析[J].中國(guó)農(nóng)村小康科技，2008（7）：68-72.

[5]匿名.世界的多熟種植[M].劉巽浩，韓湘玲，編譯.北京：農(nóng)業(yè)出版社，1980.

[6]中國(guó)氣象局.地面氣象觀測(cè)規(guī)范[M].北京:氣象出版社，2003:21-96.

Analysis on the Features of Climatic and Agricultural Climatic Resources in Qinhuangdao

Xu Jing
（Meteorological Bureau of Qinhuangdao,Qinhuangdao Hebei 066000,China）

This paper analyzed and summarized the climatic and agricultural resources in Qinhuangdao based on the meteorological data in recent 50years.The annual precipitation in Qinhuangdao is around 650～700mm and tends to decrease.With only 80%guaranteed,the precipitation is 425mm and is centralized,which can hardly meet the needs of the crops.The evaporation is much more than the precipitation,which determines that the soil in this area is mostly under a dry status.The annual average temperature is around 10℃and is still rising.The annual average total solar radiation is 5154MJ/m2.The farming season in Qinhuangdao is relatively long.The period over 10℃is about 192days.The crops are mainly available for two crops each year.

Qinhuangdao；climatic resources；agricultural climatic resources；precipitation；temperature；sunshine

P463.1

A

1008-813X（2011）04-0036-04

10.3969/j.issn.1008-813X.2011.04.011

2011-06-02

徐靜（1966-），女，河北省秦皇島人，畢業(yè)于南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)專業(yè)，工程師，主要研究短期預(yù)報(bào)及本地氣候。