7气候资源解析课件

第7章气候资源

意义：气候资源是人类赖以生存和发展的条件，气候资源研究在农业管理、农作物产量和质量的确定、建筑业、能源开发、水利工程、城镇规划等方面有着广泛的应用。在农业方面，气候资源对土地利用、作物布局、水利排灌以及品种改良等方面都有重要影响，倍受人们重视。内容：§7.1气候资源的特征与作用

§7.2农业气候资源综合评价

§7.3农业气候资源的改善与保护§7.4气候资源的生产潜力

第7章气候资源意义：1§7.1气候资源的特征与作用

一.概念：气候条件和气候资源是联系密切但又截然不同的两个概念。

气候条件是指人类生产生活中依赖的气候系统，它作为人类社会生产过程中的外部条件而起作用。如Ｏ３层对人类的保护作用，空气为人类提供氧气，降水为人类提供水源等。气候资源是指气候条件中进入生产过程而成为人类利用的那部分，以物质和能量进入生产过程，并产生经济效益。随着科学技术的发展，越来越多的气候条件变成了气候资源。如空气中的N等。组成：气候资源是由许多因素组成的复杂系统，一般说来，它包括太阳辐射(光)、热量(热)、降水(水)和空气(气)四大子系统，每个子系统又由不同的基本因素组成，这些子系统相互联系，相互制约，按照一定规律构成了气候资源系统。§7.1气候资源的特征与作用一.概念：2二、气候资源的特征1、时段有限性和无限循环性时段：一年、一天的太阳辐射总量是有限性(时段有限性)。比如:哈尔滨≥10℃积温低于3500℃，生长期只有211天，对亚热带植物和热带植物有着明显的限制作用。超长系列：年复一年，取之不尽，具有循环性，属于再生性资源。比如：3枚铜钱的故事。2、周期性变化和随机波动性昼夜变化和季节变化：气候资源中的光热资源也随着昼夜、季节更替而发生周期性和季节性变化，即昼夜变化和季节变化。短时间反常：如果时间较短，气候资源数量变化是迅速的，偏离年平均值，出现气候异常或反常，对工农业生产和人民生产带来多方面的影响。长时间随机波动：气候的波动是随机的，因此，在气候利用中应加强短期的统计预报，防止因气候波动造成的灾害性事故。二、气候资源的特征1、时段有限性和无限循环性33、空间上的区域差异性和相互依存性区域差异性：因地理位置、海陆分布、地形起伏和下垫面性质的影响，气候资源在不同地区具有区域差异，这种差异可概括为地带性和非地带性规律。相互依存性：而对于具体的一个区域，光、热、水等气候资源相互联系，相互依存，并且与土地资源和生物资源一起发挥其农业潜力。没有质量较好的土地或优良品种，气候资源潜力就难以发挥其应有的水平。4、相互制约和不可替代性气候资源系统内，光热水气等子系统之间，相互制约，各具其不同的功能，而且相互间不可替代。如降水与太阳辐射，对植物来讲都不可缺少，它们之间相互制约却又不可替代。5、利弊两重性气候资源同水资源一样具有利和弊两重特性。如东部地区的季风气候对农业生产就有利弊二重性：雨热同季有利于农作物生长，但降水变率大，易发生洪涝灾害则对农业生产不利。当然利弊二重性是相对的，我们可以通过兴修水利，营造防护林，形成各种有利于农业生产的小气候来改变其不利的一面，或者通过先进的科学技术，培育良种等，达到变弊为利的目的。3、空间上的区域差异性和相互依存性46、具有一定的生产力气候资源的与气候条件的显著区别之一，就在于它具有生产力，能够被人类转化为所需要的物质和能量。如农业的光合作用，工业上利用太阳能、风力发电、或者利用空气制N等。气候资源具有生产力的特征在农业生产上表现得尤为突出，这是通过植物的光合作用来实现：光合作用过程，需要经过两个阶段完成：第一阶段是光化反应阶段，是携带着能量的光子流激活植物体叶绿素的过程，太阳能为植物吸收ＣＯ２和Ｈ２Ｏ进行光合作提供了动力，CO２和H２Ｏ是原料；第二阶段是生化反应阶段，经过一系列酶的作用，植物将ＣＯ２与Ｈ２Ｏ转化为碳水化合物，热能使化学反应速度加快。气候资源中的光、二氧化碳和水，形成了光合作用的原料，也就是说气候资源具有生产力。6、具有一定的生产力气候资源的与气候条件的显著区别之一，就在5三、气候资源的作用与意义1、气候与人类气候资源在人类生态系统中具有两个主要功能：其一，气候资源是一种生态资源，在生态系统中起到重要作用。其二，气候资源具有旅游的功能，多种多样的气候丰富了人们的日常生活，并成为吸引人们旅游的重要因素。2、气候与工业直接功能：指工业直接利用气候资源，如工业耗氧，利用空气制N２和H２，太阳能和风能发电等；间接功能：指工业间接地利用气候资源，如工业用水主要来自江河湖井，而这些大部分又来自降水，还有酸雨对工业的影响，尘埃对机器的磨损等。3、气候与交通气候资源在交通方面的作用，既有害、也有利。如气候的周期变化影响到航运、灌溉、养殖等生产活动；洪水冲毁公路，台风影响海运，盛行风向有利顺风航运等。4、气候与农业作用尤为深刻。首先，农作物生产受制于气候资源，光照强度的高低，光照时间的长短，热量的多少，风力的强弱，降水的多少与分布情况等，都对农作物的种类与品种的分布、复种制度和农作物的产量与质量有重要影响。其二，气候资源影响着农业生产的结构和用地结构：水热关系在一定的土地配合下，影响大农业的结构；在大农业结构内部，农作物的种类、分布、质量、数量等都受水热组合特征的制约；同一种作物，也因不同的水热组合而要求有不同的用地和整地方式，以便有效地发挥气候资源生产潜力。三、气候资源的作用与意义1、气候与人类6§7.2农业气候资源的综合评价

农业气候资源主要包括光、热、水、气四个方面。农业气候资源的综合评价可分两步走：第一步要弄清光热水气的数量、质量及时空分布和变化特征，即摸清“家底”；第二步是结合地域弄清它们之间的相互关系，进行综合分析评价，提出气候优势。§7.2农业气候资源的综合评价农业气候资源主要包括光、7一、光光，也就是太阳辐射，它是来自太阳的能量，是地表生物圈、水圈、岩石圈的能量基础。四个方面的指标。1、太阳辐射总量：是植物物质形成的基本因素，太阳辐射总量的大小，与光热利用率和植物的产量有关。我国太阳辐射总量在80～230千卡/厘米2.年，12×1018千卡/年，西部高于东部，高原多于平原。总体能满足作物需求.青藏高原160以上，拉萨188.1，称日光城，雅鲁藏布江－冈底斯山一带高达220；川盆、贵州、湘西<100，峨眉山<80，成都平原91.9。原因：云雨较多：冬：准静止锋；春：西南低涡；夏：西南季风与东南季风。光能利用率：世界平均0.3％；我国平均0.4％，个别高产地不超过2％。一、光光，也就是太阳辐射，它是来自太阳的能量，是地表生物圈、8——→我国太阳辐射资源丰富，完全可以满足农作物的生长——→我国太阳辐射资源丰富，完全可以满足农作物的生长92、日照（光照）强度与日照时数日照强度是指波长400～700毫微米的可见光的平均感觉(单位为勒克斯，即米烛光，简称照度)，它与农作物生长发育及作物产量有关，一般用日照时数来间接表示。光照越强，光合作用越强。日照时数与云量相关，云量越多，日照越短。我国年日照时数在1200～3400小时之间，分布与太阳辐射总量相似。青藏高原西北干旱区3000小时以上，冷湖最多3600小时，拉萨3000小时。川滇地区较少：峨眉山947小时，贵州道真1038小时→：“蜀犬吠日”，“天无三日晴”。东部地区，由南向北逐渐增加，广州1910，哈尔滨2650。2、日照（光照）强度与日照时数日照强度是指波长400～700107气候资源解析课件113、光照长度（日照长度、日长）光照长度是指一个地区日出至日落之间的可能日照时数，简称日长。对农作物的影响主要表现在：能否通过光照阶段，由营养期进入生殖期，从而开花结果；另外它对落叶，休眠期的开始以及块根、块茎等营养器官的形成也有影响。—→日长是引种工作中必须考虑的因素。我国日长随季节、纬度而变化：夏至日：南方12小时，北方18小时；冬至日：南方12小时，北方6～8小时。例如：北方秋季小麦不能成熟，与日长有关。3、光照长度（日照长度、日长）光照长度是指一个地区日出至日落124、光质光质是指不同的太阳光谱。包括紫外线(10～390mμ，毫微米=纳米=10-9米)可见光(390～770mμ)→农作物生长的意义最重要。红外线(770～106mμ)。紫外线多，有利于：果品（苹果）含糖量高。比如青藏高原、陕北、北山、洛川。油菜籽、核桃仁出油量高。如青藏高原。牧草茎部短，叶面小而营养丰富。如高原、高山牧场。4、光质光质是指不同的太阳光谱。13热量是农业生产中的关键因素，对农作物的种类和品种、分布、复种制度以及作物产量起着重要作用。热量是指太阳辐射中红外线所释放的热能。热量到达地面后，可以增热土壤和空气，加速光合作用过程。热量和气温是有差别的。从百叶箱测到的气温，只能反映热量的一部分，因此，热量不仅包括气温的多少与高低，而且包括其持续的天数和无霜期，温度对植物的影响，主要是对酶的活性施加的影响，进而影响到光合作用，其实准确的应以植物体温来表达。通常用积温与持续时间来表示，具体有4方面因子：二、热量热量是农业生产中的关键因素，对农作物的种类和品种、分布、复种14日均温≥0℃的积温——可以反映一个地区农业季节的总热量，或喜凉作物农事季节的总热量。≥0℃积温的持续日数——可代表农事季节的长短。无霜期——日最低气温≥0℃的持续日数，反映喜温作物生长期的长短。据研究，春季日平均气温稳定通过0℃时，北方土壤开始解冻，早春作物(如春小麦)开始播种，越冬作物(如冬小麦)开始返青，冬季0℃气温终止期大致与冬小麦停止生长期相当。由于大多数春播喜温作物遇到0℃温度时，就要受到霜冻危害，重者甚至导致死亡。因此用日最低气温≥0℃的持续日数(无霜期)反映喜温作物生长期的长短是比较科学的。

1、日均温≥0℃积温、持续时间

与无霜期日均温≥0℃的积温——可以反映一个地区农业季节的总热量，或喜152、≥10℃的积温与持续日数

日均温≥10℃是一般喜温作物生长的起始温度，也是喜凉作物积极是生长的温度，故称活动积温。日平均气温出现10℃与绝大多数树种的发叶和枯萎大体相吻合，禾本科作物在＜10℃时不能结实，因此，用≥10℃持续期的积温来反映喜温作物生长期的热量状况。气候资源评价的一个最重要的指标。存在不等效问题，需用其他指标补充。日均温≥10℃的持续日数——反映喜温作物农事季节的长短。但没有无霜期更有效。地区日均温≥10℃的持续日数无霜期东北、内蒙160~210天100~150天华北、陕西270~300160~180华中300~365230~240(川盆300；贵260~270)华南全年全年2、≥10℃的积温与持续日数日均温≥10℃是一般喜温作物生16≥10℃的积温的不等效性

≥10℃的积温在一个较大区域内(如中国)具有在不等效性，即两地具有相同的积温，但效果不同，不一定种植同类农作物，不一定划入同一个热量带。例如：相同积温的不等效问题

表现：

昆明石家庄积温4479℃4433℃作物可种柑橘、四季花卉可种棉花气候特征四季如春冬冷夏热气候带中亚热带暖温带原因：海拔189250M降水1000~1500570季风东南、西南季风东南季风最热月均温19.826.7最冷月均温7~10-3.3极端最高温3242.7℃极端最低温-5-26.5℃无霜期300~330197天因此，在使用≥10℃积温及其持续日数时，必须同时参考最热月均温，最冷月均温和极端最高(低)气温。

≥10℃的积温的不等效性≥10℃的积温在一个较大区域内(如17相同持续日数的不等效问题

地点桂林成都昆明海拔162M506M1892M≥10℃589051024479持续日数260256258气候南亚热带中亚热带（热）中亚热带(凉)地点北京察隅持续日数199天199天最冷月-4.7≥0℃气候暖温带亚热带相同持续日数的不等效问题地点桂林183、最热月、最冷月均温对有些喜温作物生长必须有一定高的温度，最热月均温不足，往往起限制作用(如棉花)。最冷月均温说明作物在冬季的生长状况，过低时会出现抑制作物生长的现象，称之为抑制性低温。影响积温的有效性。4、极端最低温——低温平均值极端最低气温多年平均值(简称低温平均值)，说明作物在冬季的冻害状况，过低时会破坏作物组织，导致死亡，可称为——杀伤性低温；有些地方(如广东梅县、广西来宾)，最冷月均温在10℃以上，最低温却在0℃以下，冬季作物一般生长良好，但有冻死的可能——冻害。有些地方(如云南的泸水，四川的泸洲)，低温在0℃以上，最冷月均温在10℃以下，冬季作物虽冻不死，但却生长缓慢——抑制性低温。3、最热月、最冷月均温对有些喜温作物生长必须有一定高的温度，19三、水1、农业水的作用：一定持水量：60%~80%。生命活动的必要条件：营养物质吸收、运输、呼吸；细胞内生化过程；光合作用的原料。三、水1、农业水的作用：202、评价指标1）降水量：—影响生长状况：喜湿作物800mm以上耐旱作物200（400）mm以上2）降水时间分配：季节变化：影响降水的有效程度，光热的有效程度年变化：影响降水变率，降水保证率3）降水强度：影响降水的有效程度，洪涝灾害

降水变率：旱涝灾害，降水保证率

降水保证率：降水的有效程度。2、评价指标1）降水量：—影响生长状况：21四、气O2——呼吸作用CO2——光合作用CO2的浓度大小不但影响到气候的变化，而且影响光合作用的强弱。现实生产中，CO2的量是充足的，不会造成限制。因此，忽略此项指标。四、气O2——呼吸作用22五、光热水区域组合状况湿润度=降水量/蒸发力干燥度=蒸发力/降水量目前我国主要采用伊万诺夫湿润度指数(K伊)和张宝堃干燥度指数(K堃)。

K伊=r/E，E=0.0018(25+t)2(100-ａ)

其中r—降水量，E—同期蒸发量，t—月均温，a—月平均相对湿度。

K堃=E/r=(0.16∑t(t≥10℃))/r其中，E——蒸发量，r——≥10℃积温期间的降水量，t——日均温。五、光热水区域组合状况湿润度=降水量/蒸发力23§7.3农业气候资源的改善与保护

一、生物措施生物措施之一——植树造林：作用有：1、防风，减少风沙灾害。林内风速=空旷和草原区的21~67%。2、调温。——延长无霜期。黑龙江推迟5~8天，内蒙推迟1个月。——减轻寒、冻害3、增湿。减少蒸散，增加降水，积雪加厚，减少蒸发10~40%。4、其他：减少地表径流、增加地下水、防止土壤侵蚀。§7.3农业气候资源的改善与保护

一、生物措施生物措施之24生物措施之二——营造草坡营造草坡的作用1、防风：减弱贴地气流风速，防止土地沙化。2、涵养水源：减少地表径流，防止水土流失。3、保温：增加积雪，减轻土层冻结，加速解冻。4、固土增肥：地下部分固结土壤，增加腐殖质，促进团粒形成，提高渗透性、防水性。生物措施之二——营造草坡营造草坡的作用25二、工程措施——兴建水库冬天增温夏天降温延长无霜期减少库区结冰日数减少积雪时间减轻冻害2、增湿减小降水强度，尤其是雷阵雨。增加库区周围降水（库区为少雨中心，比周围少100~200mm）3、其他作用湖陆风雾日增加（库上雾）提高蒸发量，年提高500~700mm1、调温，使气候趋向海洋性二、工程措施——兴建水库冬天增温延长无霜期2、增湿减小降水强26三、化学措施：3个措施1、塑料大棚塑料大棚的建造具有明显的增温保湿作用，这种作用在北方冬季尤为显著。塑料大棚的增温保湿作用，可减少作物冻害，提早下种，蔬菜提前二个月上市。2、地膜覆盖——对农业气候起到以下三个作用：其一是提高地温、延长作物生长季，提前播种，提前成熟(提前10～20天)。其二，保湿，防止地面分水蒸发，保持土壤水分，在干旱区和水稻早种方面作用明显。其三，对作物幼芽有防风作用。历史20世纪70年代，日本米可多化工株式会社社长石本正一将地膜覆盖栽培技术介绍到中国，到1988年从南方到北方全国已使用地膜覆盖面积达3400万亩，作物有棉花、水稻、花生、西瓜、甜菜、麻类、辣椒等180余种。三、化学措施：3个措施1、塑料大棚273、土面增温剂塑料大棚和地膜覆盖对农业气候作用明显，但投资较大，而且操作繁索，于是有人提出利用土面增温剂来代替前面两者。覆在水面上的油膜能有效地抑制水分蒸发，并能保持水的温度，根据这一现象，1917年，诺贝尔奖获得者兰米尔发明了单分子膜制剂，用以抑制水面蒸发，后来逐步演化为多分子膜。60年代初期，多分子膜蒸发抑制剂从水面移到土面上来，变成土面化学覆盖物，显示出较大的经济效益。预计今后，会出现一些更经济的土面增温剂来替代地膜覆盖。土面增温剂一种农田化学覆盖物。大连油脂化学厂、中科院地理研究所于1979年研究成功并通过中科院鉴定。主要性能是增加太阳辐射热的吸收，阻碍土壤水分蒸发，减少潜热消耗，起到增温保墒作用。施用该增温剂，地表层日平均增温2-5℃，抑蒸率达50－70％;用于棉花、水稻、甘薯、玉米以及林木、蔬菜等方面的育苗，可提前10-15天播种，提早5-10天出苗，增产10-15％。1979年获国家发明奖。

3、土面增温剂塑料大棚和地膜覆盖对农业气候作用明显，但投资较28四、农业措施1、灌溉措施：调温、保湿（冬季或夜间增温，夏季或午间减温；白昼蒸发加强，夜间凝结增多，使空气湿度增加）；减轻冻害；防止灼伤。2、耕作措施（深耕）：切断毛细管，减少蒸发，保持墒情；疏松表土，加大空隙，减少导热性——加大表土昼夜温差。3、风障措施：防风，减弱乱流交换增加障内辐射，增加温热。风障阳光地面风四、农业措施1、灌溉措施：风障阳光地面风29§7.4气候资源的生产潜力苏联学者科洛斯洛夫在1963年发表一篇关于“生物气候潜力”的论文，他认为，把与生物与气候相联系，来计算生物气候产量。并指出，生物气候潜力是涉及到生物化学有效合成的综合数值。按照最低量律的思想，气候生产力的限制因素和限制程度，从大到小，依次为：光能→光温（温度）→光热水（水）→土壤水→……§7.4气候资源的生产潜力苏联学者科洛斯洛夫在1963年30光能潜力光温潜力降水潜力

土壤水分潜力气候生产潜力经济因素：肥料因子限制潜力品种因子微量元素土壤结构耕作制度技术水平自然灾害经济管理水平政策其他

气候生产力图气候生产力的影响因素光能潜力光温潜力降水潜力土壤水分潜力气候生产潜力经济31一、光能生产潜力Gr=∑Q×Z×A×(1-P)×(1-W)×Φ×(1-X)-1×H-1

=∑Q×0.49×0.83Li/Lp×(1-0.1)×(1-0.3)×0.224×(1-0.14)-1×4250-1克/厘米2=0.252∑Q×0.83Li/Lp斤/亩其中：∑Q——太阳总辐射Z——生理辐射系数=光合作用辐射/总辐射，通常取0.49A——吸收率=1-(α+β)=0.83×Li/Lp,α、β为反射率、吸收率；Li——某一时段的叶面系数，Lp——最大叶面系数P——无效吸收率，通常取P=0.1W——呼吸损耗率，通常W=0.3Φ——光合作用机制效率，通常Φ=0.224X——含水率，通常取X=0.14H——形成每克干物质所需热量，取H=5250卡/克一、光能生产潜力Gr=∑Q×Z×A×(1-P)×(1-W)×32二、光温生产潜力光温生产潜力Gy=Gr·f(T)=0.252∑Q×0.83Li/Lp×f(T)斤/亩

f(T)=0T≤0℃T/300O＜T＜30℃1T≥30℃f(T)=

0.027T－0.1626℃≤T＜21℃0.086T－1.1421℃≤T＜28℃1.0028℃≤T＜32℃－0.083T+3.6732℃≤T＜44℃044℃≤T＜60℃

f(T)=eα()2T≤T0α=－1；T＞T0α=－2式中T0为最适温度(对喜凉作物采用20℃)，T为实际温度，a为参数。

对喜凉作物（冬小麦）：对喜温作物：通用模式：二、光温生产潜力光温生产潜力f(T)=0T≤0℃f(33三、气候生产潜力气候生产潜力公式：Gm=Gr×f(T)×f(W)=Gy×f(W)f(W)=R/E=R/(0.0018(25+t)2·(100-ａ))式中，t为月平均温度，a为月平均相对湿度。显然，水分订正函数同伊万诺夫湿润度相类同。在使用水分订正函数计算时，若f(W)值小于1，可直接作为订正系数。若f(W)值大于1，仍当作1处理，因为降水量大于蒸散量，水的多余部分不能为植物利用。

三、气候生产潜力气候生产潜力公式：34四、气候生产力气候生产力GcGc=Gm×KK——经济系数，一般介于0.3～0.7之间。影响经济系数的限制因子有：管理水平、作物品种、化肥因子、土壤结构、微量元素、政策等等。四、气候生产力气候生产力Gc35谢谢！谢谢！36第7章气候资源

意义：气候资源是人类赖以生存和发展的条件，气候资源研究在农业管理、农作物产量和质量的确定、建筑业、能源开发、水利工程、城镇规划等方面有着广泛的应用。在农业方面，气候资源对土地利用、作物布局、水利排灌以及品种改良等方面都有重要影响，倍受人们重视。内容：§7.1气候资源的特征与作用

§7.2农业气候资源综合评价

§7.3农业气候资源的改善与保护§7.4气候资源的生产潜力

第7章气候资源意义：37§7.1气候资源的特征与作用

一.概念：气候条件和气候资源是联系密切但又截然不同的两个概念。

气候条件是指人类生产生活中依赖的气候系统，它作为人类社会生产过程中的外部条件而起作用。如Ｏ３层对人类的保护作用，空气为人类提供氧气，降水为人类提供水源等。气候资源是指气候条件中进入生产过程而成为人类利用的那部分，以物质和能量进入生产过程，并产生经济效益。随着科学技术的发展，越来越多的气候条件变成了气候资源。如空气中的N等。组成：气候资源是由许多因素组成的复杂系统，一般说来，它包括太阳辐射(光)、热量(热)、降水(水)和空气(气)四大子系统，每个子系统又由不同的基本因素组成，这些子系统相互联系，相互制约，按照一定规律构成了气候资源系统。§7.1气候资源的特征与作用一.概念：38二、气候资源的特征1、时段有限性和无限循环性时段：一年、一天的太阳辐射总量是有限性(时段有限性)。比如:哈尔滨≥10℃积温低于3500℃，生长期只有211天，对亚热带植物和热带植物有着明显的限制作用。超长系列：年复一年，取之不尽，具有循环性，属于再生性资源。比如：3枚铜钱的故事。2、周期性变化和随机波动性昼夜变化和季节变化：气候资源中的光热资源也随着昼夜、季节更替而发生周期性和季节性变化，即昼夜变化和季节变化。短时间反常：如果时间较短，气候资源数量变化是迅速的，偏离年平均值，出现气候异常或反常，对工农业生产和人民生产带来多方面的影响。长时间随机波动：气候的波动是随机的，因此，在气候利用中应加强短期的统计预报，防止因气候波动造成的灾害性事故。二、气候资源的特征1、时段有限性和无限循环性393、空间上的区域差异性和相互依存性区域差异性：因地理位置、海陆分布、地形起伏和下垫面性质的影响，气候资源在不同地区具有区域差异，这种差异可概括为地带性和非地带性规律。相互依存性：而对于具体的一个区域，光、热、水等气候资源相互联系，相互依存，并且与土地资源和生物资源一起发挥其农业潜力。没有质量较好的土地或优良品种，气候资源潜力就难以发挥其应有的水平。4、相互制约和不可替代性气候资源系统内，光热水气等子系统之间，相互制约，各具其不同的功能，而且相互间不可替代。如降水与太阳辐射，对植物来讲都不可缺少，它们之间相互制约却又不可替代。5、利弊两重性气候资源同水资源一样具有利和弊两重特性。如东部地区的季风气候对农业生产就有利弊二重性：雨热同季有利于农作物生长，但降水变率大，易发生洪涝灾害则对农业生产不利。当然利弊二重性是相对的，我们可以通过兴修水利，营造防护林，形成各种有利于农业生产的小气候来改变其不利的一面，或者通过先进的科学技术，培育良种等，达到变弊为利的目的。3、空间上的区域差异性和相互依存性406、具有一定的生产力气候资源的与气候条件的显著区别之一，就在于它具有生产力，能够被人类转化为所需要的物质和能量。如农业的光合作用，工业上利用太阳能、风力发电、或者利用空气制N等。气候资源具有生产力的特征在农业生产上表现得尤为突出，这是通过植物的光合作用来实现：光合作用过程，需要经过两个阶段完成：第一阶段是光化反应阶段，是携带着能量的光子流激活植物体叶绿素的过程，太阳能为植物吸收ＣＯ２和Ｈ２Ｏ进行光合作提供了动力，CO２和H２Ｏ是原料；第二阶段是生化反应阶段，经过一系列酶的作用，植物将ＣＯ２与Ｈ２Ｏ转化为碳水化合物，热能使化学反应速度加快。气候资源中的光、二氧化碳和水，形成了光合作用的原料，也就是说气候资源具有生产力。6、具有一定的生产力气候资源的与气候条件的显著区别之一，就在41三、气候资源的作用与意义1、气候与人类气候资源在人类生态系统中具有两个主要功能：其一，气候资源是一种生态资源，在生态系统中起到重要作用。其二，气候资源具有旅游的功能，多种多样的气候丰富了人们的日常生活，并成为吸引人们旅游的重要因素。2、气候与工业直接功能：指工业直接利用气候资源，如工业耗氧，利用空气制N２和H２，太阳能和风能发电等；间接功能：指工业间接地利用气候资源，如工业用水主要来自江河湖井，而这些大部分又来自降水，还有酸雨对工业的影响，尘埃对机器的磨损等。3、气候与交通气候资源在交通方面的作用，既有害、也有利。如气候的周期变化影响到航运、灌溉、养殖等生产活动；洪水冲毁公路，台风影响海运，盛行风向有利顺风航运等。4、气候与农业作用尤为深刻。首先，农作物生产受制于气候资源，光照强度的高低，光照时间的长短，热量的多少，风力的强弱，降水的多少与分布情况等，都对农作物的种类与品种的分布、复种制度和农作物的产量与质量有重要影响。其二，气候资源影响着农业生产的结构和用地结构：水热关系在一定的土地配合下，影响大农业的结构；在大农业结构内部，农作物的种类、分布、质量、数量等都受水热组合特征的制约；同一种作物，也因不同的水热组合而要求有不同的用地和整地方式，以便有效地发挥气候资源生产潜力。三、气候资源的作用与意义1、气候与人类42§7.2农业气候资源的综合评价

农业气候资源主要包括光、热、水、气四个方面。农业气候资源的综合评价可分两步走：第一步要弄清光热水气的数量、质量及时空分布和变化特征，即摸清“家底”；第二步是结合地域弄清它们之间的相互关系，进行综合分析评价，提出气候优势。§7.2农业气候资源的综合评价农业气候资源主要包括光、43一、光光，也就是太阳辐射，它是来自太阳的能量，是地表生物圈、水圈、岩石圈的能量基础。四个方面的指标。1、太阳辐射总量：是植物物质形成的基本因素，太阳辐射总量的大小，与光热利用率和植物的产量有关。我国太阳辐射总量在80～230千卡/厘米2.年，12×1018千卡/年，西部高于东部，高原多于平原。总体能满足作物需求.青藏高原160以上，拉萨188.1，称日光城，雅鲁藏布江－冈底斯山一带高达220；川盆、贵州、湘西<100，峨眉山<80，成都平原91.9。原因：云雨较多：冬：准静止锋；春：西南低涡；夏：西南季风与东南季风。光能利用率：世界平均0.3％；我国平均0.4％，个别高产地不超过2％。一、光光，也就是太阳辐射，它是来自太阳的能量，是地表生物圈、44——→我国太阳辐射资源丰富，完全可以满足农作物的生长——→我国太阳辐射资源丰富，完全可以满足农作物的生长452、日照（光照）强度与日照时数日照强度是指波长400～700毫微米的可见光的平均感觉(单位为勒克斯，即米烛光，简称照度)，它与农作物生长发育及作物产量有关，一般用日照时数来间接表示。光照越强，光合作用越强。日照时数与云量相关，云量越多，日照越短。我国年日照时数在1200～3400小时之间，分布与太阳辐射总量相似。青藏高原西北干旱区3000小时以上，冷湖最多3600小时，拉萨3000小时。川滇地区较少：峨眉山947小时，贵州道真1038小时→：“蜀犬吠日”，“天无三日晴”。东部地区，由南向北逐渐增加，广州1910，哈尔滨2650。2、日照（光照）强度与日照时数日照强度是指波长400～700467气候资源解析课件473、光照长度（日照长度、日长）光照长度是指一个地区日出至日落之间的可能日照时数，简称日长。对农作物的影响主要表现在：能否通过光照阶段，由营养期进入生殖期，从而开花结果；另外它对落叶，休眠期的开始以及块根、块茎等营养器官的形成也有影响。—→日长是引种工作中必须考虑的因素。我国日长随季节、纬度而变化：夏至日：南方12小时，北方18小时；冬至日：南方12小时，北方6～8小时。例如：北方秋季小麦不能成熟，与日长有关。3、光照长度（日照长度、日长）光照长度是指一个地区日出至日落484、光质光质是指不同的太阳光谱。包括紫外线(10～390mμ，毫微米=纳米=10-9米)可见光(390～770mμ)→农作物生长的意义最重要。红外线(770～106mμ)。紫外线多，有利于：果品（苹果）含糖量高。比如青藏高原、陕北、北山、洛川。油菜籽、核桃仁出油量高。如青藏高原。牧草茎部短，叶面小而营养丰富。如高原、高山牧场。4、光质光质是指不同的太阳光谱。49热量是农业生产中的关键因素，对农作物的种类和品种、分布、复种制度以及作物产量起着重要作用。热量是指太阳辐射中红外线所释放的热能。热量到达地面后，可以增热土壤和空气，加速光合作用过程。热量和气温是有差别的。从百叶箱测到的气温，只能反映热量的一部分，因此，热量不仅包括气温的多少与高低，而且包括其持续的天数和无霜期，温度对植物的影响，主要是对酶的活性施加的影响，进而影响到光合作用，其实准确的应以植物体温来表达。通常用积温与持续时间来表示，具体有4方面因子：二、热量热量是农业生产中的关键因素，对农作物的种类和品种、分布、复种50日均温≥0℃的积温——可以反映一个地区农业季节的总热量，或喜凉作物农事季节的总热量。≥0℃积温的持续日数——可代表农事季节的长短。无霜期——日最低气温≥0℃的持续日数，反映喜温作物生长期的长短。据研究，春季日平均气温稳定通过0℃时，北方土壤开始解冻，早春作物(如春小麦)开始播种，越冬作物(如冬小麦)开始返青，冬季0℃气温终止期大致与冬小麦停止生长期相当。由于大多数春播喜温作物遇到0℃温度时，就要受到霜冻危害，重者甚至导致死亡。因此用日最低气温≥0℃的持续日数(无霜期)反映喜温作物生长期的长短是比较科学的。

1、日均温≥0℃积温、持续时间

与无霜期日均温≥0℃的积温——可以反映一个地区农业季节的总热量，或喜512、≥10℃的积温与持续日数

日均温≥10℃是一般喜温作物生长的起始温度，也是喜凉作物积极是生长的温度，故称活动积温。日平均气温出现10℃与绝大多数树种的发叶和枯萎大体相吻合，禾本科作物在＜10℃时不能结实，因此，用≥10℃持续期的积温来反映喜温作物生长期的热量状况。气候资源评价的一个最重要的指标。存在不等效问题，需用其他指标补充。日均温≥10℃的持续日数——反映喜温作物农事季节的长短。但没有无霜期更有效。地区日均温≥10℃的持续日数无霜期东北、内蒙160~210天100~150天华北、陕西270~300160~180华中300~365230~240(川盆300；贵260~270)华南全年全年2、≥10℃的积温与持续日数日均温≥10℃是一般喜温作物生52≥10℃的积温的不等效性

≥10℃的积温在一个较大区域内(如中国)具有在不等效性，即两地具有相同的积温，但效果不同，不一定种植同类农作物，不一定划入同一个热量带。例如：相同积温的不等效问题

表现：

昆明石家庄积温4479℃4433℃作物可种柑橘、四季花卉可种棉花气候特征四季如春冬冷夏热气候带中亚热带暖温带原因：海拔189250M降水1000~1500570季风东南、西南季风东南季风最热月均温19.826.7最冷月均温7~10-3.3极端最高温3242.7℃极端最低温-5-26.5℃无霜期300~330197天因此，在使用≥10℃积温及其持续日数时，必须同时参考最热月均温，最冷月均温和极端最高(低)气温。

≥10℃的积温的不等效性≥10℃的积温在一个较大区域内(如53相同持续日数的不等效问题

地点桂林成都昆明海拔162M506M1892M≥10℃589051024479持续日数260256258气候南亚热带中亚热带（热）中亚热带(凉)地点北京察隅持续日数199天199天最冷月-4.7≥0℃气候暖温带亚热带相同持续日数的不等效问题地点桂林543、最热月、最冷月均温对有些喜温作物生长必须有一定高的温度，最热月均温不足，往往起限制作用(如棉花)。最冷月均温说明作物在冬季的生长状况，过低时会出现抑制作物生长的现象，称之为抑制性低温。影响积温的有效性。4、极端最低温——低温平均值极端最低气温多年平均值(简称低温平均值)，说明作物在冬季的冻害状况，过低时会破坏作物组织，导致死亡，可称为——杀伤性低温；有些地方(如广东梅县、广西来宾)，最冷月均温在10℃以上，最低温却在0℃以下，冬季作物一般生长良好，但有冻死的可能——冻害。有些地方(如云南的泸水，四川的泸洲)，低温在0℃以上，最冷月均温在10℃以下，冬季作物虽冻不死，但却生长缓慢——抑制性低温。3、最热月、最冷月均温对有些喜温作物生长必须有一定高的温度，55三、水1、农业水的作用：一定持水量：60%~80%。生命活动的必要条件：营养物质吸收、运输、呼吸；细胞内生化过程；光合作用的原料。三、水1、农业水的作用：562、评价指标1）降水量：—影响生长状况：喜湿作物800mm以上耐旱作物200（400）mm以上2）降水时间分配：季节变化：影响降水的有效程度，光热的有效程度年变化：影响降水变率，降水保证率3）降水强度：影响降水的有效程度，洪涝灾害

降水变率：旱涝灾害，降水保证率

降水保证率：降水的有效程度。2、评价指标1）降水量：—影响生长状况：57四、气O2——呼吸作用CO2——光合作用CO2的浓度大小不但影响到气候的变化，而且影响光合作用的强弱。现实生产中，CO2的量是充足的，不会造成限制。因此，忽略此项指标。四、气O2——呼吸作用58五、光热水区域组合状况湿润度=降水量/蒸发力干燥度=蒸发力/降水量目前我国主要采用伊万诺夫湿润度指数(K伊)和张宝堃干燥度指数(K堃)。

K伊=r/E，E=0.0018(25+t)2(100-ａ)

其中r—降水量，E—同期蒸发量，t—月均温，a—月平均相对湿度。

K堃=E/r=(0.16∑t(t≥10℃))/r其中，E——蒸发量，r——≥10℃积温期间的降水量，t——日均温。五、光热水区域组合状况湿润度=降水量/蒸发力59§7.3农业气候资源的改善与保护

一、生物措施生物措施之一——植树造林：作用有：1、防风，减少风沙灾害。林内风速=空旷和草原区的21~67%。2、调温。——延长无霜期。黑龙江推迟5~8天，内蒙推迟1个月。——减轻寒、冻害3、增湿。减少蒸散，增加降水，积雪加厚，减少蒸发10~40%。4、其他：减少地表径流、增加地下水、防止土壤侵蚀。§7.3农业气候资源的改善与保护

一、生物措施生物措施之60生物措施之二——营造草坡营造草坡的作用1、防风：减弱贴地气流风速，防止土地沙化。2、涵养水源：减少地表径流，防止水土流失。3、保温：增加积雪，减轻土层冻结，加速解冻。4、固土增肥：地下部分固结土壤，增加腐殖质，促进团粒形成，提高渗透性、防水性。生物措施之二——营造草坡营造草坡的作用61二、工程措施——兴建水库冬天增温夏天降温延长无霜期减少库区结冰日数减少积雪时间减轻冻害2、增湿减小降水强度，尤其是雷阵雨。增加库区周围降水（库区为少雨中心，比周围少100~200mm）3、其他作用湖陆风雾日增加（库上雾）提高蒸发量，年提高500~700mm1、调温，使气候趋向海洋性二、工程措施——兴建水库冬天增温延长无霜期2、增湿减小降水强62三、化学措施：3个措施1、塑料大棚塑料大棚的建造具有明显的增温保湿作用，这种作用在北方冬季尤为显著。塑料大棚的增温保湿作用，可减少作物冻害，提早下种，蔬菜提前二个月上市。2、地膜覆盖——对农业气候起到以下三个作用：其一是提高地温、延长作物生长季，提前播种，提前成熟(提前10～20天)。其二，保湿，防止地面分水蒸发，保持土壤水分，在干旱区和水稻早种方面作用明显。其三，对作物幼芽有防风作用。历史20世纪70年代，日本米可多化工株式会社社长石本正一将地膜覆盖栽培技术介绍到中国，到1988年从南方到北方全国已使用地膜覆盖面积达3400万亩，作物有棉花、水稻、花生、西瓜、甜菜、麻类、辣椒等180余种。三、化学措施：3个措施1、塑料大棚633、土面增温剂塑料大棚和地膜覆盖对农业气候作用明显，但投资较大，而且操作繁索，于是有人提出利用土面增温剂来代替前面两者。覆在水面上的油膜能有效地抑制水分蒸发，并能保持水的温度，根据这一现象，1917年，诺贝尔奖获得者兰米尔发明了单分子膜制剂，用以抑制水面蒸发，后来逐步演化为多分子膜。60年代初期，多分子膜蒸发抑制剂从水面移到土面上来，变成土面化学覆盖物，显示出较大的经济效益。预计今后，会出现一些更经济的土面增温剂来替代地膜覆盖。土面增温剂一种农田化学覆盖物。大连油脂化学厂、中科院地理研究所于19