江西省农业气候资源及其开发利用
王保生 刘文英
江西省热量较丰富、雨量充沛、光照充足、无霜期长、山区气候丰富多样,为我省农业发展提供了优越的自然条件。但由于受季风气候及地理位置、地形、地貌的影响,其气候具有春寒夏热、秋燥冬冷、降雨过分集中、气象灾害频繁的不足之处。因此,我们既要合理地开发利用气候资源,又要掌握农业气候灾害发生的规律,因地制宜,采取措施趋利避害,以获得农业最佳布局、最高产量和最优品质,达到农业可持续发展的目的。
1 农业气候资源概况
江西省农业气候资源丰富,能满足以种植水稻、棉花、油菜等喜温作物为主体的农、林、牧、渔各业发展的需要。全省光、温、水资源分布的特点是:光资源北多南少,热量资源南多北少,水分资源东多西少。
1.1 光资源
太阳光是地球上生命活动的能量源泉,也是植物生长的主要能源。农作物生长的过程就是通过绿色植物的光合作用,把太阳光转化成有机物质的过程。一个地区光资源的分布规律,可以用日照和太阳辐射的多少来评价。
江西省全年的日照时数如图1所示。从图1可以看出,我省绝大部分地区为1600~1900小时,波阳、永修、景德镇和上饶市超过1900小时,其中波阳多达1969小时。宜春地区西部和萍乡稍少,不足1700小时,其中铜鼓只有1502小时。山区的日照时数亦较少,如崇义仅为
图1 江西省历年日照时数分布(小时)
1426小时。全省各地日照百分率为34%~49%,绝大多数地方在40%以上。
全年太阳总辐射量,赣北略多于赣南。其中南昌为114.39千卡/平方厘米,赣州为111.85千卡/平方厘米。
1.2
热量资源
我省热量资源丰富,日平均气温稳定通过10℃的积温及其持续时间,赣南分别为5700℃以上和260天以上;赣北大部分地区为5500℃以下和240天左右;其它地区为5500~5800℃和250天左右。全省稳定通过10℃的积温分布如图2所示。因而甜橙、甘蔗、水稻等多种农作物,茶叶、烤烟等经济作物,鳖、鱼、虾等水产生物均能找到适合地区进行种植和养殖。冬季我省赣北极端最低气温有些年份可达-10℃以下,严重的年份部分地区可达-15℃以下;赣南极端最低气温一般为-5℃左右;全省其它地区一般为-7~-12℃。受冷空气影响,不仅气温显著降低,有时还伴有雨雪霜冻天气,给我省越冬作物带来极大危害。如1991年12月末,全省普降大雪,雪覆盖面积达56000多平方公里,极端最低气温赣北-15.8℃、赣中-10.0℃、赣南-7.5℃。造成我省50%以上柑桔受冻,其中赣北80%以上柑桔树基本死亡。除了冬季冻害以外,对水稻生产而言,
图2 江西省稳定通过10℃的积温分布图
还存在着春季低温影响秧苗生长,“小满寒”不利早稻分蘖,“寒露风”不利二晚抽穗扬花等低温冷害天气。
1.3 水分资源
江西是全国多雨区之一,全省各月降水量如图3所示。由图3可见,江西的雨水是充沛的,但雨量的月、季变化明显。夏半年(4 ~9月)降水特别集中,占全年降水量的66%;尤其是雨季(4~6月),雨量高达766.2毫米,占年降水量的45.4%,因而洪涝灾害十分频繁。从地理分布来看,差异也十分明显。年平均降水以资溪最多,为1939毫米;德安最少,为1341毫米。两者相差598毫米。汛期降水量为607~978毫米,最多出现在资溪,最少出现在万安,差371毫米。
由于季风气候影响,我省气候的一个重要特点是雨量和气温随季节变化同步升降,这种配置十分有利于农业生产。冬季受干冷的冬季风控制,气温低,相应的降水量也少,这对越冬作物通过春化阶段有利。春季为冬季风向夏季风过渡时期,气温回升,雨水增多,雨量占全年降雨量的20%左右,有利于越冬作物返青和春耕春种。夏季是我省气温最高、持续时间最长的季节,各种农作物生长旺盛,作物蒸腾、田间蒸发等需要消耗的水分较多。此时前期正好为雨季,后期有台风影响,降水也较多,凡排灌设施较好的地区,均能做到旱涝保收。秋季多数年分为秋高气爽天气,有利于农作物成熟收获;但个别年份,气温和降水出现异常,出现烂秋天气,不利农业生产。
图3 江西省各月平均雨量
1.4 山区农业气候资源丰富
江西省境内山地丘陵约占总面积的78%。各地山区因山地走向、大小、海拔高度、植被状况不同,造成热量、水分的重新分配,从而形成了丰富多样的立体地形气候,为开发我省山区农业提供了丰富的气候资源。
我省山区热量和日照随海拔高度增加而减少,降水则随海拔高度增加而增加。一般来说,海拔每升高100米,≥10℃的年积温减少150~250℃,持续天数减少5~6天;≥20℃积温减少200~300℃,持续天数减少7~10天。年日照平均递减率为每百米29.5小时,但受海拔高度、坡向、地形的影响,差异较大。相对于同一高度而言,南坡日照多于北坡;山间谷地由于高山的屏障,日出迟,日没早,加之多云雾笼罩,日照更少。降水量随海拔高度的变化与山体的高度有关,一般来说,当山体低于1000米时,年雨量每百米增加45—170毫米,且东、南坡大于西、北坡;当山体高于1000米时,降水量不再随高度的增加而增加,相反略有减少。如井冈山在1000米以上,年雨量直减率为每百米49.1毫米。山区气候的垂直变化,使得我省海拔700米以上地区基本上未出现日最高气温≥35℃的情况。这不但有利于反季节蔬菜的生长,而且为人们提供了良好的避暑胜地。
山区雨量充沛,且季节分配比丘陵、平原地区均匀。以井冈山为例,第三季度降水占年降水量的百分比,山区明显大于低丘地(表1)。因而山地伏秋旱较少,有利于喜温的亚热带作物生长。由于山区云雾多,空气湿度大,有利于茶、竹、食用菌、 中药材等一些耐阴植物的生长。
表1 井冈山各季降水量占年降水量的百分比(%)
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地名
茨坪 行州 黄坳
遂川
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海拔高度(米) 848 370 310 113
一季度
14.0 14.0 14.4
16.9
二季度
41.2 41.2 42.8
44.2
三季度
33.1 33.7 31.6
25.7
四季度
11.7 11.5 11.3
13.2
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山区气候的另一有利优势是冬季逆温。冬季逆温的出现,可使该高度上的越冬植物不受或少受冻害。井冈山海拔800—925米高度处出现逆温的频率最多,南岭山脉300—500米高度处有较强的逆温存在。寻乌一些山区的逆温,可以使紫胶虫安全越冬。
2 农业气候资源的开发利用
农业气候资源的开发利用,必须遵循因地制宜、因时制宜、因品种制宜、合理开发的原则。根据我省主要农作物生长发育对气象条件的要求及胁迫经济林木和越冬作物生长的关键气候因子的分布情况,可以科学地划分我省各地农业布局分区。
2.1
赣北山区热量较少 为宜粮、林、油、茶种植气候区
本区包括赣西北部幕阜山区,赣东北的怀玉山区和赣东的武夷山区。该区年日照时数为1500~1900小时,日照百分率为34%~43%,年太阳总辐射为97.00~108.60千卡/平方厘米;年平均气温为16.3~17.O℃,10~20℃保证率80%的积温少于4300℃,双季稻的有效生长季为173天左右,大于O℃积温为6lOO℃左右,无霜期约260天;年雨量为1500~1900毫米。该区春寒频繁,秋天冷空气不但来得早,而且气温下降程度强于平原区,因而对双季晚稻的生长不利;冬季常有冻害发生,不耐寒的作物,如柑桔等不宜发展。
2.2 井冈山热量较少 为宜粮、林、牧气候区
本区为罗霄山脉中段的丘陵地带。年日照为1600小时,日照百分率只有36%,年太阳总辐射为102.00千卡/平方厘米;年平均气温为17℃左右,10~20℃保证率80%的积温为4200~4300℃,双季稻的有效生长季为180天左右,>O℃的积温为6300℃,无霜期为285天左右;年雨量在1400毫米以上;春寒比其它区少。存在的问题是近几十年来山上植被受到一定影响,雨季易导致山洪爆发,曾造成农田被毁、村庄被冲。本区海拔300~400米以下可种双季稻,400~500米以一季稻为主,500米以上则应以林业为主,水源不足的望天田以薯类、玉米为主。这里的气候条件,对喜凉的马铃薯而言,可谓得天独厚。其次,远山区以发展用材林为主,近山区和丘陵宜发展油茶、果、桑、茶叶为主,柑桔则不宜大力发展,畜牧业以食草的牛、羊、兔为重点。
2.3 沿江河谷平原及赣抚中下游热量较多 为宜粮、棉、油、水产气候区
本区为长江沿岸各县及信江、袁河、昌江、赣抚中下游地区。年太阳总辐射为100.00~115.00千卡/平方厘米,年日照为1630~2040小时,日照百分率为35%~45%;年平均气温为17~18℃,10~20℃保证率80%的积温为4300~4600℃,双季稻有效生长季达175~190天,无霜期达250~270天;年雨量为1400~1600毫米。区内虽春寒、夏热、冬冷、伏秋旱明显,但洪涝却是该区最为突出的自然灾害,它不仅影响农业经济效益,而且对水产、交通等都会产生极大的影响。
2.4 赣中丘陵和吉泰盆地热量丰富 为宜粮、油、蔗、林气候区
本区赣江干流穿越其中。年太阳辐射为105.00~108.00千卡/平方厘米,年日照为1750小时,日照百分率为39%~41%;年平均气温为17.0~18.5℃,10~20℃保证率80%的积温为4600~4900℃,无霜期达280~290天;年雨量为1400毫米,是全省的少雨区之一。夏季高温干旱、山洪为主要农业气候灾害。本区双季稻南部可种到海拔600米,北部可种到500米;这些高度以上种一季稻较好。此区还具备建立柑桔、黄麻、甘蔗、药材生产基地之条件;具备发展经济作物和经济林、果的气候资源;可利用草山草坡发展草食畜禽及其它畜牧业生产。
2.5 赣南热量丰富 为宜粮、蔗、林、果气候区
本区紧靠南岭,纬度较低。年太阳辐射为109.00~114.00千卡/平方厘米,年日照为1800~1900小时,年日照百分率为41%~45%;年平均气温为19.3~19.7℃,10~20℃保证率80%的积温为4900~5300℃,双季稻有效生长季达200~210天,全年气温<O℃的时间不足10天,无霜期达280~300天;年雨量为1400~1500毫米。本区山洪易引起水土流失,春寒也会导致早稻烂秧。本区多丘陵山地,在山区种双季稻时要尽量选用优质高产的中熟品种,提高复种指数,确保一年三熟。这里是我省柑桔、橙类、甘蔗和烟草最理想的种植区,应大力发展,使其成为经济果木基地。宜牧的草山草坡要有计划地用于发展畜牧业。严禁乱砍滥伐,大搞植树造林,不断提高森林覆盖率,减轻和杜绝水土流失,改善农业生态环境。
3 山区农业气候资源的开发利用
我省山区热量资源丰富,冬季多局地暖区、暖带,夏季山区热量的有效性高;降水资源充足,且季节分配均匀;日照时数偏少,但山区的散射光资源丰富,有利喜阴作物的生长;适宜发展茶、竹、杉、食用菌、罗汉果、猕猴桃、中药材等一些耐阴植物。山区气候在垂直方向上的变化总趋势是由润暖向凉温及少日照方向变化。山区气候要素的垂直变化量,远远超过水平变化量。山区气候的立体层次性,使土壤、植被及农业结构也相应地具有立体层次性。山区气候有“十里不同天”的说法,从而使山区农林作物的生育期、经济效益,甚至植株形态都会发生改变。这种山区作物的气候适应性,是农业生产规划、合理布局、引种、商品性生产基地的建立以及山地农业气候资源合理开发利用的科学依据。
我省山区农业层次与布局,大体可分为下层(海拔400米以下)、中层(海拔400~800米)和上层(800米以上)。总的农业开发方针是:巩固提高下层,保护上层,重点开发中层。
(1)下层:热量资源不如平原区,但夏季高温日数也明显少于平原。历年我省海拔400米高度处,日最高气温≥35℃日数为0~21天,且大部分地区不足10天,因而可利用海拔250~400米山区温凉的气候特点进行杂交稻制种,利用缓坡和有利地形发展果、茶、桑等商品生产,利用草山草坡发展人工和半人工草场。
(2)中层:4~10月雨量充沛、热量丰富、云雾雨日多,是一季杂交水稻栽培和多种经济作物及林木生长的优势高度层,开发潜力大,因而要大力开发经济林和用材林,如发展茶叶生产。尤其是海拔600米左右高度上春茶氨基酸含量最高,是建立优质茶叶基地的好地方。海拔600~800米的山区,夏季气候温凉,有利草莓越冬,适于建立优质草莓苗基地。离城市较近的中层山区,可利用夏凉种植反季节蔬菜,如蕃茄、辣椒、罗卜等,以丰富城市居民的菜蓝子。
(3)上层:气候湿冷,土层薄、肥力差,农业发展要以林为主。大力发展用材林、水源涵养林和药材,实行保护性开发。其中800~1200米高度上可发展用材林;1200米以上为水源涵养林、水土保持林;上层应以生态效益为主,在保护的前提下,适当开发、发展中药材、林特产等。
山区气候资源虽然丰富多样,但水热资源不稳定,农业气象灾害较为频繁。尤其是森林植被破坏后,水土流失严重,旱涝灾害加剧,不仅使得山区生态环境受破坏,而且导致平原地区气候变异,灾害频繁。因而保护森林、绿化荒山是山区农业开发中的一项十分迫切的任务。为了达此目的,山区必须走综合发展的路子。我省山区风光秀美,可以发展旅游业,把农、林、牧、果和旅游、自然保护区有机地结合起来,取长补短,多层次、多类型地利用山区气候资源和其他资源发展经济,才能从根本上保护山区的生态环境。
注:本文第一作者为江西省农业气象中心教授级高工。