[科普中国]-农业气候

概念

农业气候是指和农业生产有关的气候。不同的农业生产对象（作物、牲畜等）和农业生产过程都对气候有其特殊要求。气候要素在一定的指标范围内，为农业生产提供物质和能量，对农业生产有利的，即是农业气候资源；超过一定的指标范围，可能对农业生产不利，成为农业气候灾害。

研究农业生产与气候条件的相互关系的学科称农业气候学，属应用气候学的范畴。它是在农业气候研究中发展起来的，其主要研究内容是根据农业生产对象和生产过程的要求，从空间分布和时间变化上对气候条件进行分析评价，划分农业生产对象的分布界线和适宜区域，确定不同区域适宜的农业生产结构，提出趋利避害，合理利用气候资源的意见。1

气候指标农业生产对象和生产过程对气候条件的要求与反应的定量表示，也是评价气候条件农业价值的尺度。农业气象指标与农业气候指标有时混用，但严格地说，两者有区别，前者指短期的天气条件对农业的影响，多以日、候、旬为单位；后者指长期的气候条件对农业的影响，多以月、季、作物生长期，甚至多年为单位。

农业气候指标的种类与形式多种多样，有的以光、热、水等气候要素值表示，有的以有关气候要素在作物生长发育期出现日期或日数表示，如作物正常生长需要的积温、水分总量、无霜期、安全越冬的温度等。可以是单一要素值，也可以是几个气候要素值的组合。不同的地区、不同的农业技术措施和生产水平对农业气候指标的要求不同。1

农业气候的主要数量指标有：光能资源、热量资源和水分资源这三个。2

光能资源光能（太阳辐射）是地球上一切生命存在和发展的能量基础，也是农业生产最主要的能量来源。

光能资源常从光的强度和总量、光谱成分（光质）和光照时间长短这三个大的方面来归纳。

具体的指标有：太阳总辐射、直接辐射、散射辐射、地面反射辐射、光合有效辐射、地面有效辐射、净辐射、日照时数和日照百分率。

热量资源适宜的温度条件和足够的热量资源是保证农作物进行正常生理活动所必需的环境条件。

热量资源主要来源于太阳辐射的热效应，温度是物质运动状态的一个表征量，它影响光合作用和代谢活动，不直接参与光合有机物生长和代谢过程。

鉴于温度条件在农业生产中的重要性，人们习惯称之为热量资源，常用的指标有：气温、地温以及与之有关的各种统计量，如年平均代温、积温、最热月均温、最冷月均温、年绝对最低气温等、各级农业界限温度及其始日、终日、持续天数等。

水分资源水分是动植物体的主要组成物质，是光合作用的原料，也是养分和有机物的输送者，大气降水是农业生产水分的主要来源，降水量及自然水体贮水量的多少，决定了一个地区的农业生产类型，如旱地农业、灌溉农业、雨养农业、水田农业等。

表示水分资源的主要指标有：降水量、降水变率、降水日数、雨季开始日、空气水汽压、相对湿度、蒸发量、干燥度和土壤湿度等。2

气候资源农业气候资源是指一个地区的气候条件对农业生产所提供的自然物质和能源，是当地农业生产的潜在能力。3

农业气候资源包括光、热、水、气等气候要素。太阳辐射带来光和热，是动植物生命活动的主要能源，降水量、土壤有效水分存储量以及可能蒸散量是作物生长的重要条件，空气中二氧化碳含量变化是作物光合作用强弱的重要因素。光包括光照强度（太阳辐射量、光合有效辐射量）、光照质量（太阳光谱中不同波长的光谱成分）和光照时间（日出到日没时间）等。热指生长季的热量条件，包括各种农业界限温度的出现日期、持续日数、积温、早晚霜出现日期与无霜期、最高温度与最低温度、日温差、土壤温度、植物体温等。水包括降水量、蒸发量、干燥度（可能蒸发量与降水量之比）或湿润度、干期或湿期长短、土壤湿度等。气主要指空气中的二氧化碳。一般情况下，二氧化碳能满足作物的要求，但在光合作用强盛时，如果无风，二氧化碳可能不足。微风可以补充二氧化碳。温室中补充二氧化碳，可促进作物生长1

特点气候资源是一种重要的自然资源，气候要素的数量、组合、分配状况对农业生产有重要影响，从农业生产的角度出发，农业气候资源具有以下特征。4

循环性

农业气候资源的数量有限，但又年年循环不已，有无穷无尽的循环性，从多年的平均情况看，一个地区的太阳辐射、热量、降水有一定的数量限制，但从总体上看，是年复一年地循环的，是用之不竭的。

不稳定性

农业气候资源不仅在时间分配上存在不稳定性，而且在空间分布上具有不均衡性，如我国降水分布由东南沿海向西北内陆逐渐减少，在时间上很多地方降水主要集中在夏季，夏季降水占全年降水的50%以上，冬季降水不足10%。农业气候资源的这种特征给农业生产带来了不利的影响，甚至灾害。

整体性和不可替代性

农业生产资源其有整体性，各因素之间的相互影响、相互制约对农业生产起着综合作用。在光、热、水诸因素中，一个因素变化会引起另一个因素变化。一般地，降水少的地方太阳辐射较强。太阳辐射较强的地区温度较高。对农业生产来说，有利因素不能代替不利因素，如干旱地区热量条件充分，水分缺乏，但不会因热量多就替代水分。

可调节性

农业气候资源具有可调节性。随着科学技术的发展，人类改变和控制自然的能力增强，在一定程度上可以改善局部或小范围的环境条件，气候资源的潜力能得到更有效的利用。如干旱地区的水利条件改变，可以提高温度的利用率。北方冬季保护地栽培技术措施，如日光温室、塑料大棚的应用，使冬季的光资源得到利用。各地区的农业气候资源是客观存在的，而农业生产的对象和过程是由人来控制的，我们应不断研究农业气候资源的特征，遵循客观规律，控制其增产潜力，提高经济效益。4

合理利用农业气候资源的合理利用包括充分利用水、热资源，发展多熟种植。根据当地高于10℃的日数、积温和年降水量等，积极发展多熟种植，并合理间作套种，提高复种指数。合理布局，趋利避害，充分利用农业气候资源。采取有效措施防御灾害，提高农业生产潜力。发展立体生态农业、设施农业，推广节水农业。3

合理利用农业气候资源，是以正确的农业气候资源评价为前提的。农业气候资源评价主要是对光能资源，热量资源，水分条件，光、热、水资源的有效性等内容进行具体分析，鉴定其对农业生产的影响及其有利和不利方面，从而挖掘农业气候资源的潜力。评价的步骤一般包括：①根据某一地区气候和农业的特点，确定所要使用的气象要素指标，②通过实验，查明主要作物在各种气候环境下的生产能力和发挥最大生产能力时所需要的气候条件及其时空分布；③观测中、小地形的气象，摸清光照、气温、降水、蒸散、湿度、风等气象要素的垂直分布规律等。5

灾害干旱、水涝、霜冻、大风、冰雹、高温等都能给农业生产带来不同程度的危害。这些灾害的发生，从长期看，在空间上和时间上有其规律性。农业气候灾害是农业气候资源的反常变化，对资源起限制、破坏作用。例如，水是资源，但太少就发生旱灾，过多就发生涝灾；温度是资源，但过低就发生寒害，太高就发生热害；微风对作物有好处，大风就造成风灾。6

应用1、农业产业结构调整，是国家发展农业经济，提高农民收入，实现农村稳定的重大战略决策。而农业产业结构调整的是科学技术，气象科技则是这场农业革命的排头兵。它为农业产业结构调整中相关项目的气候适应性论证提供第一手资料。气象部门进行气候区划细化，就是将农业气候区划成果转变为生产力，为农业产业结构调整作出贡献的具体工作。7

2、目前，国内外围绕气候变化对农业和粮食生产的影响开展了很多研究。综合进来，主要有集中在气候变化对农区水热土资源要素时空分布变化的影响，对作物品种抗逆性、抗逆基因、品种改良的影响与适应，对作物种植制度、生产结构与地区布局的影响与适应，对农业生物灾害和非生物灾害尤其是农业旱涝灾害发生的影响，以及对粮食产量、国家粮食安全和农业发展的影响等方面。从发展趋势看，深入开展气候变化对中国农业和粮食生产系统的影响机理及适应机制研究，科学地把握气候变化背景下水热资源条件、土壤肥力、品种资源等变化规律，揭示农业病虫害流行暴发特征和气象灾害发生机理，模拟、分析和预测气候变化对我国农业、粮食生产和国家粮食安全的影响程度和变化趋势，具有重大的科学价值和现实意义，因而也将是气候变化对农业和粮食生产影响研究的重点发展方向。8

影响人类农业生产与气候关系最为密切。农作物生长发育的状况和产量的高低，除了决定于农作物本身的生物学特性和人们的经营措施外，在很大程度上还要受到光、热、水、气等气候要素的支配。为了达到高产、稳产、丰收的目的，就必须深人研究农业生产与气候之间的关系，以便确定合理的农业生产结构、种植制度、作物的种类和品种以及经营管理措施等。

农业气候和土地、生物等自然资源是互相依存和共同发展的。离开了其他自然资源，农业气候资源的开发利用也就无从谈起。农业气候资源在一定范围内是随着自然条件的发展变化而发展变化的。虽然在目前的技术条件下，控制和改善大气候条件存在一定困难，但也可以通过施加影响，改造或改善局部气候和小气候。如植树造林、兴修水利、保持水土、防风固沙、培肥地力等，不仅有利于形成良好的地方气候和小气候，而且能够保持生态平衡，使环境因素协调发展。反之，如果乱砍澄伐森林，破坏自然植被，不按自然规律办事，必将使整个自然环境条件和农业气候资源恶化。中国农业气候资源总的情况是亚热带和温带的湿润、半湿润面积大，而且全国气候类型多种多样，适宜多种类型的农作物生长。但中国气候的季节差异很大，年际波动也很大，超出一定的范围则容易形成农业气象灾害，影响农业生产的稳定发展。5