董思平 王占良 趙麗芬 黃初龍 耿瓊 鄧祥 胡衛(wèi)芬
摘 要:農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,是以生態(tài)經(jīng)濟(jì)科學(xué)為基礎(chǔ),因地制宜地調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的一個(gè)循序漸進(jìn)的長(zhǎng)期過(guò)程。對(duì)地處昆明北部的尋甸縣來(lái)說(shuō),氣候資源非常豐富,氣候立體,氣候類(lèi)型較多,氣候?qū)r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的影響極大。利用尋甸多年氣象觀測(cè)資料,對(duì)尋甸縣光能資源、熱量資源、降水資源進(jìn)行詳細(xì)分析,從而為尋甸縣農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)調(diào)整及特色農(nóng)業(yè)發(fā)展提供一些可供參考的建設(shè)性意見(jiàn)、建議,是一項(xiàng)有意義的基礎(chǔ)性工作。
關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè);氣候資源;分析
尋甸縣位于東經(jīng)102°41′~103°33′,北緯25°20′~26°01′,在昆明市東北部,橫跨金沙江、南盤(pán)江兩流域之間。東臨馬龍縣、沾益縣、會(huì)澤縣,有公路穿山越嶺相連;西與富民縣、祿勸縣相依;北與東川、會(huì)澤縣接壤,有東川鐵路相通;南接嵩明縣,川原平衍。全縣土地總面積3598平方公里,從東到西縱距80余公里,由南至北綿延60余公里。由于地形高差大,氣候?qū)俚途暩咴撅L(fēng)氣候,冬春兩季受平直西風(fēng)環(huán)流控制,大陸季風(fēng)氣候明顯,干旱少雨;夏秋季主要受太平洋西南或印度洋東南暖濕氣流控制,海洋季風(fēng)突出,多雨,涼爽潮濕。5~10月為雨季,11月至次年4月為旱季。尋甸回族彝族自治縣是首批“云南省高原特色農(nóng)業(yè)示范縣”和“昆曲綠色經(jīng)濟(jì)示范帶”縣區(qū)農(nóng)業(yè)大縣之一。全縣在冊(cè)耕地面積49.85萬(wàn)畝,占國(guó)土總面積的28.56,耕地面積全市第一。2012年全縣人口543767人,其中:非農(nóng)業(yè)人口48535人,農(nóng)業(yè)人口495232人,農(nóng)業(yè)人口占91.07。尋甸要跨越,關(guān)鍵在農(nóng)業(yè)。豐富的氣候資源對(duì)尋甸縣農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局、結(jié)構(gòu)調(diào)整、特色發(fā)展至關(guān)重要。
一、光能資源
“萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)”,太陽(yáng)光是地球上一切生命活動(dòng)的源泉。
1.日照時(shí)數(shù)和日照百分率
各地日照時(shí)數(shù)長(zhǎng)短與地理緯度、地形、山脈的遮蔽和陰雨日數(shù)多少等有密切關(guān)系。尋甸日照時(shí)數(shù)全年平均為2059.8h。與尋甸接壤的東川、祿勸、富民、嵩明日照時(shí)數(shù)全年平均分別為:2191.0h、1988.2h、2129.5h、1867.5h。
2.太陽(yáng)總輻射
尋甸大部地區(qū)的海拔高度在1500米~2000米之間,日照比較豐富。雨季多為陣性降雨,太陽(yáng)散射輻射強(qiáng),太陽(yáng)總輻射量也較大。理想大氣的太陽(yáng)輻射量以夏季所占比例最大,春季次之,尋甸縣實(shí)際上地面獲取的太陽(yáng)總輻射量是春季最大,為1442 MJ/㎡,占全年太陽(yáng)總輻射量的33%;冬季次之,為1068MJ/㎡,占全年太陽(yáng)總輻射量的24%;夏季僅為1032 MJ/㎡,占全年太陽(yáng)總輻射量的23%;秋季最少,為898MJ/㎡,占全年太陽(yáng)總輻射量的20%。年總輻射量的月季分布是:3月最大,為524 MJ/㎡,4月次之,5月居第三,最小出現(xiàn)在10月和11月,一般在300MJ/㎡以下,年內(nèi)其余7個(gè)月的總輻射量介于300~400MJ/㎡之間。
尋甸一年中,3月份日照時(shí)間最長(zhǎng),平均為243.4h;9月份日照時(shí)間最短,平均為115.9h。年日照百分率為47%,3月份最高,平均為66%;7月份由于陰雨天氣的影響,日照百分率最低,平均為29%。按照各種植物生育條件對(duì)光照要求,日照百分率在60%以上為“高照”,45%~60%為“中照”,因此,6~10月份尋甸平均日照百分率歸為“低照”,不過(guò)均在20%以上,且平均日照時(shí)數(shù)合計(jì)為629.8h,能滿足煙葉、水稻、馬鈴薯、玉米等大春作物干物質(zhì)沉淀至成熟收采。
3.光能生產(chǎn)潛力
光能生產(chǎn)潛力是指理想的作物群體在水、熱、肥等其他農(nóng)業(yè)條件充分滿足作物需要的前提下,光能利用率達(dá)到一定水平時(shí)所能形成的農(nóng)作物最大產(chǎn)量。光能生產(chǎn)潛力,可根據(jù)公式Y(jié)=14.99×∑Q×E計(jì)算。Y為光能生產(chǎn)潛力(千克/畝),∑Q為太陽(yáng)輻射量(MJ/㎡), E為光能利用率。若取光能利用率為1%,則尋甸縣平均光能生產(chǎn)潛力為666千克/畝。尋甸縣以49.85萬(wàn)畝總耕地面積計(jì)算應(yīng)生產(chǎn)農(nóng)作物的干物質(zhì)3.32億斤,取經(jīng)濟(jì)系數(shù)0.4計(jì)算,可生產(chǎn)糧食1.328億斤,這個(gè)數(shù)字與實(shí)際產(chǎn)量相比,尋甸縣的太陽(yáng)輻射能的利用率是相當(dāng)?shù)偷摹?jù)《云南農(nóng)業(yè)地理》介紹,目前全省光能利用率在水稻上只有0.2%~0.7%,小麥上僅有0.1%~0.4%。與國(guó)內(nèi)和世界上一些光能利用率已達(dá)3%的高產(chǎn)區(qū)相比,尋甸縣農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的潛力巨大。
二、熱量資源
熱量是一切農(nóng)作物不可或缺的主要?dú)庀髼l件之一。通常用各種溫度指標(biāo)來(lái)表述溫度高低、變化規(guī)律和積溫多少。熱量直接影響農(nóng)作物的發(fā)育生長(zhǎng)和產(chǎn)量高低。尋甸縣熱量資源較為豐富,日平均氣溫≥10℃的年積溫介于4330~5648℃之間,一般均能滿足亞熱帶、溫帶糧食及經(jīng)濟(jì)作物正常生長(zhǎng)發(fā)育的需要。冬季年平均最低氣溫為2.2℃,年極端最低氣溫平均值為-4.8℃,作物越冬條件較好,對(duì)于增加農(nóng)業(yè)復(fù)種指數(shù),提高作物產(chǎn)量,發(fā)展名、特、優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品特別有利。用溫度作標(biāo)志的熱量資源有:四季溫度、平均氣溫和極端氣溫、農(nóng)業(yè)指標(biāo)溫度、低溫及凍土、無(wú)霜期等。
1.四季溫度
根據(jù)尋甸縣自然生態(tài)系統(tǒng)特征、農(nóng)事活動(dòng)、物候現(xiàn)象,選用日平均氣溫≥20℃為夏季,≤10℃為冬季,10~20℃的升溫階段為春季,20~10℃的降溫階段為秋季,以此來(lái)衡量作物生長(zhǎng)季的長(zhǎng)短。尋甸縣春季起止日期多年平均為2月11日至6月13日,歷時(shí)123天,占全年天數(shù)的34%;夏季起止日期多年平均為6月14日至7月21日,歷時(shí)38天,占全年天數(shù)的10%;秋季起止日期多年平均為7月22日至11月19日,歷時(shí)121天,占全年天數(shù)的33%;冬季起止日期多年平均為11月20日至2月10日,歷時(shí)83天,占全年天數(shù)的23%。為便于統(tǒng)計(jì)分析和比較,統(tǒng)一以2~5月為春季,6~7月為夏季,8~11月為秋季,12~次年1月為冬季,以此描述尋甸縣四季氣候特征。尋甸氣候正可謂:夏無(wú)酷暑、冬無(wú)嚴(yán)寒、春意盎然、秋高氣爽。
2.平均氣溫和極端氣溫
(1)年平均氣溫的時(shí)間分布。從尋甸1959~2014年尋甸年平均氣溫變化趨勢(shì)來(lái)看:1959~1991年間,尋甸氣溫跌宕起伏,這主要是全球變暖變化前期,冷暖年交替出現(xiàn),尋甸冬春兩季氣溫高低變化較大的原因。尋甸冬季溫度最高年與最低年可相差4.5℃,春季可相差4.7℃。夏季溫度對(duì)年均溫也有較大的正相關(guān)系數(shù),但夏季溫度自身變化幅度小,所以對(duì)年均溫的影響次于冬春。1992年后,全球變暖背景基本確立下,尋甸年均溫雖有小幅激蕩,但總體呈上升變暖趨勢(shì),年均溫上升率為0.185℃/y。
(2)氣溫日較差時(shí)間分布。氣溫日較差是指氣溫在一晝夜內(nèi)最高值與最低值之差。氣溫日較差反映了氣溫在一日之中的波動(dòng)幅度,其大小對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)有很大影響,也是判斷一地氣候是否為大陸性的指標(biāo)。一般以日較差10℃為大陸性氣候與海洋性氣候的分界。尋甸氣溫日較差的年變化特點(diǎn)總的是:1~4月平均氣溫日較差大于14℃,是全年的高值區(qū),其中3月最大,是15.4℃;6~10月平均氣溫日較差較小,各月均小于10℃,其中7月最小,是8.3℃;其余各月的氣溫日較差介于10~14℃之間。氣溫日較差大對(duì)于作物生長(zhǎng)是有利的,白天溫度高,有利作物光合作用的進(jìn)行。夜間溫度低,作物呼吸消耗少,有利干物質(zhì)的積累。
(3)極端氣溫。尋甸縣極端最高氣溫為34.6℃,出現(xiàn)日期為:1960年4月30日、1963年5月31日;極端最低氣溫為-13.9℃,出現(xiàn)日期為:1977年2月9日、1983年12月29日。年內(nèi)極端最高最大值出現(xiàn)在5月,一般在30℃以上。一年中最熱月為4~7月,平均極端最高氣溫均大于29℃。年內(nèi)極端最低最大值出現(xiàn)在12月,一般在—3.5℃以下。一年中最冷月為12月~次年2月,平均極端最低氣溫均在-1.5℃以下。多年平均極端最低氣溫的高低對(duì)引種和能否栽種熱帶和亞熱帶作物有重要意義。對(duì)尋甸冬春糧食作物有危害的低溫,主要發(fā)生在2~3月,2月1~11日是出現(xiàn)低溫的高頻階段,2月12日到3月11日是出現(xiàn)低溫的低頻階段,3月11日后尋甸縣出現(xiàn)對(duì)冬春作物有害低溫的幾率較小。
3.農(nóng)業(yè)指標(biāo)溫度
農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育,要求滿足一定的積溫和保證率。農(nóng)業(yè)指標(biāo)溫度,就是指對(duì)農(nóng)事活動(dòng)及農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育具有指標(biāo)性的溫度。當(dāng)春季日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)0℃以后,土壤開(kāi)始解凍,春天開(kāi)始,前期回暖;冬季日平均氣溫降到0℃以下,土壤開(kāi)始凍結(jié)。一年中,日平均氣溫高于0℃的持續(xù)期稱為“農(nóng)耕期”,這段時(shí)間的有效溫度都能被利用,也稱為“溫暖期”。春季當(dāng)日平均氣溫升到5℃時(shí),多數(shù)木本植物開(kāi)始萌芽生長(zhǎng);日平均氣溫高于10℃時(shí)期,農(nóng)作物進(jìn)入生長(zhǎng)階段,稱為“作物生長(zhǎng)期”;日平均氣溫高于15℃時(shí)期,農(nóng)作物的生育速度加快,稱為“作物活躍期”。 尋甸一年四季幾乎都為“溫暖期”。日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)10℃的作物生長(zhǎng)期,始于2月12日,終于11月27日,期長(zhǎng)289d,≥10℃積溫5005℃·d;。日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)15℃的作物生長(zhǎng)期,始于3月19日,終于10月16日,期長(zhǎng)212d,≥10℃積溫3896℃·d,日平均氣溫從10℃升到15℃間隔35天,這段時(shí)間適合大春作物的培育和移栽。
4.地溫和凍土
地溫即土壤溫度,他對(duì)農(nóng)作物的播種、生長(zhǎng)發(fā)育有直接的關(guān)系,地面和地中溫度的變化與氣溫基本相同,只是日變化小于氣溫,它受土壤性質(zhì)的影響較為明顯。如尋甸1960~2014年地面年平均溫度為17.6℃,比平均氣溫14.8℃高2.8℃。尋甸縣平均地面土壤溫度的年內(nèi)分布特征是:5~8月為高值期,其值在23~24℃之間,說(shuō)明春季(4~5月)地面土壤溫度的增熱速率是比較快的。從高值開(kāi)始期5月降至最低次年1月,經(jīng)歷了8個(gè)月的時(shí)間,其主要降溫時(shí)段在8~12月。5~8月土壤溫度的高值期有利于夏秋作物的栽種。尋甸各月地表溫度均大于大氣溫度,表明尋甸縣地表應(yīng)是一個(gè)熱源,尤以整個(gè)夏秋作物生長(zhǎng)期間的強(qiáng)度最強(qiáng),所以尋甸縣地氣間的湍流熱交換方向是由地表傳向大氣的,有利于補(bǔ)償尋甸縣夏秋作物生長(zhǎng)期內(nèi)的高溫不足。
5.無(wú)霜期
霜日:一日中近地層空氣會(huì)中的水汽在溫度≤0℃時(shí),地面或近地物體上凝華成的白色的松脆冰晶即為霜日。無(wú)霜期是指一年中從春季最后一次霜凍(終霜)結(jié)束到當(dāng)年秋季第一次霜凍(初霜)來(lái)臨的這段時(shí)間的間隔天數(shù)。由于各年的天氣狀況不同,初、終霜日有差異,因此通常所說(shuō)的無(wú)霜期是指從當(dāng)?shù)氐钠骄K霜日到平均初霜日之間的間隔天數(shù)。一年中的無(wú)霜期越長(zhǎng),喜溫作物可生長(zhǎng)的時(shí)間就越長(zhǎng)。尋甸縣的無(wú)霜日約319天,終霜期出現(xiàn)在3月,初霜期出現(xiàn)在10月份。
三、降水資源
大氣降水包括液態(tài)、固態(tài)兩種,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的重要自然資源。尋甸農(nóng)田、山地用水基本來(lái)源是大氣降水。因此,大氣降水的數(shù)量、分配特點(diǎn),決定著作物的種類(lèi)、配制、耕作、灌溉制度及農(nóng)作物產(chǎn)量的穩(wěn)定性。
1.降水量和分配特點(diǎn)
尋甸縣大氣降水量的年、季變化比較顯著。尋甸1959~2014年歷年平均降水量為998.7 mm,最多年降水量1352.2mm(1991年)是最少年710.7mm(1992年)的1.9倍。尋甸降水的月變化也較大,7月份平均最多,為202.8mm,占全年降水量的20.3%;而12月份平均最少,為11.7mm,僅占年降水量的1.2%,約等于7月份降水量的3/50。雨季5~9月降水量811.7mm,占年降水量的80.1%。主汛期6~8月降水量582.9mm,占年降水量的57.5%。
6~8月主汛期內(nèi),氣溫及降水量同時(shí)高值出現(xiàn),呈現(xiàn)雨熱同季特征,這一時(shí)期正是作物生長(zhǎng)旺盛、需水量最多的季節(jié),有利于農(nóng)作物、樹(shù)木、花卉、蔬菜等充分利用降水和熱力資源,光合作用明顯,生長(zhǎng)迅速。
2.降水的年際變率
由于季風(fēng)環(huán)流進(jìn)退有早有遲,持續(xù)時(shí)間有長(zhǎng)有短,影響程度有強(qiáng)有弱,使逐年降水極不穩(wěn)定。用降水頻率及各級(jí)降水量出現(xiàn)的次數(shù)來(lái)表示歷年降水量變化程度的大小,頻率相差越大,說(shuō)明年與年之間降水多寡的相差越懸殊,表示降水量穩(wěn)定性差。如尋甸1959~2014年56年的降水資料中,降水量901~1000mm的出現(xiàn)頻率最多,占到總數(shù)的39%,小于等于800mm的出現(xiàn)頻率最小,為5%,其余的介于14%~16%之間。值得注意的是,大于1200mm的出現(xiàn)頻率較高,說(shuō)明尋甸年降水量突增頻率較大。
3.最大降水量和降水日數(shù)
據(jù)氣象部門(mén)統(tǒng)計(jì),夏季降水量在10分鐘內(nèi)達(dá)10mm,一小時(shí)達(dá)30mm,一日達(dá)50mm以上,就定義為暴雨,對(duì)農(nóng)田土壤均有一定的破壞力。
四、氣候資源合理利用
1.光資源的利用
一般用日照時(shí)數(shù)、日照百分率間接地表示地面光能資源的狀況,但真正表示光能資源狀況的是太陽(yáng)輻射。尋甸縣歷年日照時(shí)數(shù)平均為2059.8h,大春作物生長(zhǎng)期需要的日照時(shí)數(shù)為1200h左右。尋甸縣年太陽(yáng)總輻射為4440 MJ/㎡,作物生長(zhǎng)期需要太陽(yáng)總輻射2900MJ/㎡左右。日照百分率是指某地某段時(shí)間內(nèi)實(shí)際光照時(shí)數(shù)占該地在該段時(shí)間內(nèi)可照時(shí)間的百分比,它可以反映天空狀況(云、塵等現(xiàn)象)對(duì)光照時(shí)數(shù)的影響。總體講,尋甸縣光能資源是豐富的,提高光能利用率的潛力很大。提高光合作用效率是尋甸縣農(nóng)業(yè)高產(chǎn)的一個(gè)重要途徑,主要措施有:一是要采取合理的栽培技術(shù)措施,主要是種植密度要適宜,使陽(yáng)光透過(guò)葉面間隙不因落到地上而白白浪費(fèi);必須水肥充足,使農(nóng)作物生長(zhǎng)旺盛。二是要充分利用生長(zhǎng)季節(jié),合理安排作物的茬口。采用田間套種和輪作耕種方法調(diào)整、改善農(nóng)田群體。
2.熱量源的利用
熱量因子一般用溫度表示,尋甸縣歷年平均氣溫為14.8℃,1959~2014年56年最暖年平均氣溫為16.3℃(2010年),最冷年平均氣溫為13.7℃(1971年),冷暖年相差2.6℃,一年中冷暖月相差16.2℃。各種農(nóng)作物在屬于過(guò)程中需要一定的熱量,所以只掌握溫度是不行的,如每年的熱量條件是不穩(wěn)定的,相差甚大,這就需要了解大于等于各界限溫度的積溫。尋甸全縣熱量資源基本能滿足大秋作物生長(zhǎng)發(fā)育需要,除土壤狀況對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育有影響外,其他條件均處于次要地位。因此,人為地調(diào)節(jié)土壤狀況很有現(xiàn)實(shí)作用,如采用灌溉、松土、鎮(zhèn)壓、襲作、鋪地膜、大棚、施增溫劑等方法調(diào)節(jié)土壤溫度,為作物生長(zhǎng)周期,對(duì)提高糧食產(chǎn)量有重要的保障作用。
3.降水資源的利用
尋甸縣的降水資源主要靠降水,多數(shù)年份的降水都不能滿足作物生長(zhǎng)發(fā)育的需要。如何把有限的降水利用起來(lái)?這是我們應(yīng)該探討的課題。從多年的氣象資料分析,得出半干旱區(qū)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的高低,主要取決于降水量多少盒降水時(shí)段的分布。但是,我們經(jīng)??吹?,絕大部分降雨白白地流掉了,農(nóng)作物僅僅利用了很少的一部分。即使是這樣,我們也要持續(xù)科學(xué)地蓄住地面的積水,以減少水土流失;同時(shí),也要設(shè)法增加降水量,從目前科學(xué)水平和經(jīng)濟(jì)條件看,是讓空中增加部分降水量(用火箭實(shí)施人工增雨);又要調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)期,讓其與降水高峰期相吻合,以提高單位面積產(chǎn)量,主要措施有:
(1)旱地搞低作,他水我用。低作就是在植物生長(zhǎng)的地方用人工挖溝或做墊渠,把高處的水借到低處,把其他地方不用或難以利用的水借給急需的作物。
(2)坡地搞壟作,前雨后用。目前尋甸縣土地大部分是坡地,坡地跑水嚴(yán)重,搞好坡地建設(shè),把水蓄住,使前雨后用,可供以后農(nóng)作物生長(zhǎng)。
(3)播種巧安排,付雨急用。要及時(shí)收聽(tīng)收看天氣預(yù)報(bào),掌握實(shí)時(shí)播種時(shí)機(jī),使作物需水高峰期與降水高峰期相吻合,從而滿足作物生長(zhǎng)對(duì)水分的需要。
4.降水資源的利用
根據(jù)尋甸縣氣候特點(diǎn),要繼續(xù)加強(qiáng)以抗旱為重點(diǎn)的農(nóng)田基本建設(shè),有水利條件的地方,搞好渠系配套,逐步做到旱能灌、澇能排,為農(nóng)作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)創(chuàng)造條件;同時(shí),根據(jù)尋甸縣降水時(shí)空分布不均的特點(diǎn),要培訓(xùn)抗旱耐旱良種,同時(shí)要擴(kuò)大抗旱耐旱作物的種植面積,走因地制宜的特色農(nóng)業(yè)道路。
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