楊樂心，谷曉平，趙天良＊

（1．南京信息工程大學(xué) 中國氣象局氣溶膠－云－降水重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京210044；

2．貴州省山地環(huán)境氣候研究所，貴州 貴陽550002）

農(nóng)業(yè)氣候資源中的光、熱、水等要素的分布和配置很大程度上決定一個(gè)地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的類型和生產(chǎn)潛力［1］。光、熱、水等農(nóng)業(yè)氣候資源對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)缺一不可，且三者之間存在著相互依存、相互制約的關(guān)系，一個(gè)要素發(fā)生變化，其他要素也會(huì)隨之發(fā)生變化，可能還會(huì)由此影響到氣候資源總體功能的發(fā)揮。同時(shí)，不同農(nóng)業(yè)對(duì)象對(duì)農(nóng)業(yè)氣候資源要求也不一樣［2］?？茖W(xué)地對(duì)農(nóng)業(yè)氣候資源配置規(guī)律進(jìn)行研究，并對(duì)配置狀況合理區(qū)劃，可以很好地評(píng)價(jià)各地區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源的優(yōu)劣，為各地區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源的合理開發(fā)利用、避免和減輕不利氣象條件的影響和為決策者制定農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

前人對(duì)氣候資源進(jìn)行了量化評(píng)價(jià)，針對(duì)不同對(duì)象，研究手段不盡相同。田志會(huì)等［3］采用模糊綜合分析法，分析北京山區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源系統(tǒng)。陳海等［4］運(yùn)用GIS與RS技術(shù)評(píng)判了北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶農(nóng)業(yè)氣候資源適宜度。胡利平等［5］采用農(nóng)業(yè)生態(tài)氣候適宜度的動(dòng)態(tài)模型，對(duì)天水地區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源進(jìn)行了量化分析和分類評(píng)價(jià)。王江山等［6］分類評(píng)價(jià)青海省的農(nóng)業(yè)生態(tài)氣候資源。王永平［7］利用西北地區(qū)（甘、寧、青3省區(qū)）165個(gè)氣象臺(tái)站的多年平均氣候資料分類評(píng)價(jià)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生態(tài)氣候資源。劉明春等［8］用多年釀葡萄不同生育階段平均效能指數(shù)的模糊聚類將甘肅省武威市河西地區(qū)劃分為4種生態(tài)氣候資源并進(jìn)行分類評(píng)價(jià)。紀(jì)瑞鵬等［9］用特爾斐法綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)分析了遼寧省農(nóng)業(yè)氣候資源特點(diǎn)。劉引鴿［10］分析關(guān)中西部山區(qū)光、熱、水農(nóng)業(yè)氣候變量的特征，并建立了山區(qū)氣候資源的農(nóng)牧分層發(fā)展模式。上述研究主要是針對(duì)不同生產(chǎn)對(duì)象的氣候適應(yīng)性進(jìn)行的。對(duì)宏觀農(nóng)業(yè)而言，光、熱、水同期在某種程度上可表征農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的風(fēng)調(diào)雨順。為此，筆者等提出了氣候資源配置系數(shù)，用于描述光、熱、水是否同期，并針對(duì)光、熱、水同期的氣候資源配置進(jìn)行分析，以貴州為例，分析各地區(qū)氣候資源的配置規(guī)律及其年際變化趨勢(shì)，以期為貴州農(nóng)業(yè)氣候資源高效利用提供參考。

1 資料及方法

1．1 數(shù)據(jù)來源

選取貴州省84個(gè)氣象臺(tái)站1982—2010年的年日照時(shí)數(shù)、年平均氣溫和年降水量觀測(cè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行歸一化處理。

1．2 配置系數(shù)計(jì)算

光、熱、水同期是農(nóng)業(yè)上風(fēng)調(diào)雨順的好年景，本研究中的配置系數(shù)是基于統(tǒng)計(jì)上的變異系數(shù)，用來定量描述光、熱、水變化趨勢(shì)的一致性，表達(dá)式為：

式中，A（i）為第i個(gè)站的配置系數(shù)，用于對(duì)各區(qū)域氣候資源配置情況進(jìn)行區(qū)劃對(duì)比分析，反映在各種條件共同作用的氣候資源配置，其值越大，各氣候資源要素匹配越好，反之越差。B（i，j）為第i站第j年所對(duì)應(yīng)的配置系數(shù)（共29 年）。CV（i，j）為光、熱、水資源變異系數(shù)；σ（i，j）為全省光、熱、水氣候資源數(shù)據(jù)分別歸一化處理后第i站第j 年光、熱、水3要素的標(biāo)準(zhǔn)偏差，表示各因子的差異程度；x（i，j）為第i站光、熱、水氣候資源數(shù)據(jù)分別歸一化處理后第j年的平均值；（3）式也可以用來單獨(dú)計(jì)算某一氣候資源的變異系數(shù)，以表征其多年來的穩(wěn)定程度。

1．3 配置系數(shù)的分級(jí)指標(biāo)

考慮各條件的共同作用后，計(jì)算出的A 變化于0～1 之間。因此，將A 劃分成很差（A≤0．2）、差（0．2＜A≤0．4）、一 般（0．4 ＜A ≤0．6）、好（0．6＜A≤0．8）和很好（A＞0．85）5 個(gè)等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2．1 貴州省不同區(qū)域光、熱、水資源的變異系數(shù)

變異系數(shù)可以表征某地氣候資源的穩(wěn)定程度，變異系數(shù)越大，對(duì)應(yīng)的氣候資源變化越大，反之越穩(wěn)定。由圖1a看出，日照時(shí)數(shù)變異以貴州省北部最大（0．34～0．52），其次是南部（0．26～0．34），變異最小的是西部地區(qū)（0．11～0．26）。平均溫度變異（圖1b）以貴州省西部最大（0．15～0．69），往東依次減小，中東部大片地區(qū)均在0．1左右變化，東北部和南部邊緣地區(qū)最小（0．04～0．05）。年降水量變異（圖1c），以貴州省西部地區(qū)最大（0．32～0．57），往東依次減小，中東部大片地區(qū)均在0．28左右，南部和北部地區(qū)的相對(duì)稍大（0．28～0．32）。

圖1 貴州省不同區(qū)域光、熱、水氣候資源變異系數(shù)的空間分布Fig．1 Spatial distribution of variation coefficients of sunshine duration，temperature and precipitation indifferent regions of Guizhou

2．2 貴州省光、熱、水資源配置系數(shù)的空間分布

歸一化處理后的數(shù)據(jù)計(jì)算得出的配置系數(shù)，一定程度上反映的是氣候資源光、熱、水三要素的差異程度（標(biāo)準(zhǔn)偏差）。由圖2看出，貴州省氣候資源配置的空間分布大體呈西南部和中部地區(qū)好，北部和南部部分地區(qū)次之，西北部小部分地區(qū)較差的格局，無氣候資源配置很好的區(qū)域。

氣候資源配置好的區(qū)域主要分布于西南部、中部和東部邊緣大部分地區(qū)，以及北部部分地區(qū)。其中，西南部地區(qū)年日照時(shí)數(shù)、年平均溫度和年降水量均較好；中部地區(qū)年日照時(shí)數(shù)、年平均溫度和年降水量均比西南部地區(qū)相對(duì)較小，但光、熱、水三要素之間的差異不大；東部邊緣地區(qū)年日照時(shí)數(shù)較小，但年平均溫度和年降水量較好，三要素相差不大。氣候資源配置好的地區(qū)氣候資源三要素差異較小，配合協(xié)調(diào)，配置系數(shù)較大。

圖2 貴州省氣候資源配置的空間分布Fig．2 Spatial distribution of climate resource configuration in Guizhou

氣候資源配置一般的區(qū)域主要分布在西部部分地區(qū)、南部邊緣地區(qū)和北部地區(qū)。其中，西部小部分地區(qū)年日照條件好，但年平均溫度和年降水量相對(duì)較差；南部邊緣地區(qū)年日照時(shí)數(shù)較差，但年平均溫度和年降水量條件都較好；北部地區(qū)年平均溫度較高，年日照時(shí)數(shù)和年降水條件較差?？梢钥闯?，氣候資源配置一般的地區(qū)其氣候資源三要素都存在一定差異，配置系數(shù)不高。

氣候資源配置很差和差的區(qū)域都分布于西部邊緣地區(qū)。其中，最西部氣候資源配置很差的區(qū)域?qū)偃∧昶骄鶞囟茸畹偷牡貐^(qū)，年降水量也較低，雖然年日照時(shí)數(shù)為全省最高，但三要素差異過大，得出的配置系數(shù)最??；再往東氣候資源配置差的區(qū)域，為全省年降水量較小的區(qū)域，年平均溫度相對(duì)東部地區(qū)較低，雖然該地區(qū)年日照時(shí)數(shù)相對(duì)較高，但三要素的差異很大，配置系數(shù)很小。

2．3 資源配置系數(shù)的時(shí)間變化特征

對(duì)貴州省5 個(gè)地區(qū)代表站點(diǎn)即西北部的水城縣、東北部的德江縣、西南部興仁縣、東南部的榕江縣和中部地區(qū)的平壩縣的氣候資源配置系數(shù)變化特征分析（圖3）可知，西北部水城縣年日照時(shí)數(shù)較多，但年平均溫度較低，年降水量也較小，配置系數(shù)0．6左右，氣候資源配置一般，1982—2010 年三要素之間的差異在加大，配置系數(shù)呈變大的趨勢(shì)。東北部的德江縣年平均溫度較高，年日照時(shí)數(shù)較少，年降水量適中，配置系數(shù)不高，氣候資源配置一般，但三要素的差異在加大，配置系數(shù)呈變小趨勢(shì)。西南部的興仁縣年日照時(shí)數(shù)較多，年平均溫度較高，年降水量豐富，配置系數(shù)很高，氣候資源配置好，且三要素的差異在不斷變小，配置系數(shù)有變大趨勢(shì)。東南部的榕江縣年平均溫度很高，年日照時(shí)數(shù)較少，年降水量也較小，得到的配置系數(shù)不高，氣候資源配置一般，而三要素的差異在逐漸變大，配置系數(shù)呈變小的趨勢(shì)。位于省中部的平壩縣年日照時(shí)數(shù)適中，年平均溫度較低，年降水量中等，多年配置系數(shù)平均值為0．734，氣候資源配置好，但配置系數(shù)有變小的趨勢(shì)。

圖3 貴州省5個(gè)地區(qū)代表縣氣候資源配置系數(shù)的時(shí)間變化Fig．3 Time variation of climate resource configuration coefficients in the five counties of Guizhou

圖4 貴州省1982—2010年氣候資源配置系數(shù)的變化趨勢(shì)Fig．4 Variation trends of climate resource configuration coefficients of Guizhou from 1982to 2010

2．4 氣候變化背景下資源配置系數(shù)的變化趨勢(shì)

由圖4看出，1982—2010年貴州省氣候資源配置系數(shù)呈增長(zhǎng)趨勢(shì)的站數(shù)為22 個(gè)，占總站數(shù)的26．2%，其中，通過顯著性檢驗(yàn)的站數(shù)4個(gè)，占增長(zhǎng)趨勢(shì)站數(shù)的18．2%。相比而言，氣候資源配置系數(shù)呈減小趨勢(shì)的站數(shù)為62 個(gè)，占總站數(shù)的73．8%。其中，通過顯著性檢驗(yàn)站數(shù)為20個(gè)，占減小趨勢(shì)站數(shù)的32．3%?？梢姡夂蛸Y源配置大體呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，其原因需進(jìn)一步分析。

3 結(jié)論與討論

1）貴州農(nóng)業(yè)氣候資源配置系數(shù)研究結(jié)果表明，1982－2010年，貴州省境內(nèi)日照時(shí)數(shù)變異以北部最大，其次為南部，西部最??；平均溫度變異以西部最大，往東依次減小，東北部和南部邊緣地區(qū)最?。荒杲涤炅孔儺愐晕鞑孔畲?，往東變異依次減小。

2）貴州省西南部、中部和東部邊緣大部分地區(qū)以及北部部分地區(qū)氣候資源配置好，但大部分地區(qū)配置系數(shù)呈減小趨勢(shì)；西部部分地區(qū)、南部邊緣地區(qū)和北部地區(qū)氣候資源配置一般，大部分地區(qū)的配置系數(shù)也呈變小趨勢(shì)；西部邊緣地區(qū)氣候資源配置等級(jí)屬于差與很差，但配置系數(shù)有變大的趨勢(shì)。

3）在貴州省幾個(gè)典型地區(qū)中，西北部的水城縣氣候資源配置一般，但配置系數(shù)呈增大趨勢(shì)；東北部的德江縣氣候資源配置一般，且配置系數(shù)有變小趨勢(shì)；西南部的興仁縣氣候資源配置好，且配置系數(shù)有變大趨勢(shì)；東南部的榕江縣氣候資源配置一般，配置系數(shù)有變小趨勢(shì)；中部的平壩縣氣候資源配置好，但配置系數(shù)有變小的趨勢(shì)。

4）在農(nóng)業(yè)氣候資源配置系數(shù)研究分析過程中，尚未將農(nóng)作物的適宜程度考慮進(jìn)去，有待在今后的研究中加強(qiáng)。

要使貴州省的氣候資源得到充分的利用，不僅要了解全省氣候資源配置的空間分布，還要認(rèn)識(shí)其在全球氣候變化背景下的發(fā)展趨勢(shì)，以便能更好地開發(fā)利用和保護(hù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛸Y源。

［1］ 侯光良，李繼由，張誼光．中國農(nóng)業(yè)氣候資源［M］．北京：中國人民大學(xué)出版社，1993：2．

［2］ 張養(yǎng)才，王石立，李 文，等．中國亞熱帶山區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源研究［M］．北京：氣象出版社，2001：12．

［3］ 田志會(huì)，郭文利，趙新平，等．北京山區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源系統(tǒng)的模糊綜合評(píng)判［J］．山地學(xué)報(bào)，2005，23（4）：507－512．

［4］ 陳 海，康慕誼，曹明明．北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶農(nóng)業(yè)氣候資源空間特征分析［J］．自然資源學(xué)報(bào)，2006，21（2）：204－209．

［5］ 胡利平，王潤元，張華蘭，等．天水地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)氣候資源量化與評(píng)價(jià)［J］．干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2007，25（6）：16－21．

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［7］ 王永平．西北地區(qū)（甘寧青）農(nóng)業(yè)生態(tài)氣候資源量化與評(píng)價(jià)［J］．自然資源學(xué)報(bào)，2000，15（3）：218－224．

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［9］ 紀(jì)瑞鵬，陳鵬獅，馮 銳，等．農(nóng)業(yè)氣候資源綜合評(píng)價(jià)方法研究——以遼寧省為例［J］．自然資源學(xué)報(bào)，2010，25（1）：121－130．

［10］ 劉引鴿．陜西關(guān)中西部山區(qū)氣候資源及其開發(fā)利用［J］．山地學(xué)報(bào)，2000，18（1）：84－88．