內(nèi)蒙古鄂溫克地區(qū)牧業(yè)氣候資源開發(fā)利用前景分析

張敬超

（內(nèi)蒙古鄂溫克族自治旗氣象局，內(nèi)蒙古 鄂溫克族自治旗 021100）

氣候資源是一個地區(qū)氣候?qū)α帜赁r(nóng)業(yè)所提供的自然條件和物質(zhì)能源，是發(fā)展林牧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的潛在能力，主要包括光能、熱能、水分、風(fēng)能等資源［1］。鄂溫克族自治旗（以下簡稱鄂溫克旗），位于內(nèi)蒙古自治區(qū)東北端，大興安嶺西側(cè)，是呼倫貝爾草原的重要組成部分。全境東西寬173.25 km，南北長187.75 km，土地總面積19 111 km2，全旗擁有草原128.9萬hm2，占全旗總面積的68.9%。該地區(qū)屬于中溫帶干旱型氣候區(qū)［2］，具有豐富的光能，但同時也具有熱量條件和水分欠缺的特點。分析該地區(qū)氣候資源和開發(fā)利用前景，對指導(dǎo)當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有重要意義。以下將利用內(nèi)蒙古鄂溫克族自治旗氣象局1961—2017年的氣象資料，對該地區(qū)林牧業(yè)氣候資源開發(fā)利用前景進(jìn)行分析。

1 光能資源

光能是農(nóng)作物通過光合作用制造有機物質(zhì)的能源，植物中的90%～95%的干物質(zhì)都是通過光合作用產(chǎn)生［3］。

1.1 太陽輻射

太陽輻射是太陽以電磁波的形式發(fā)射的能量，它是光和熱的源泉。植物的生長、動物的生存、四季的變化、大氣的運動均依賴太陽輻射能。鄂溫克旗地處中高緯度，屬中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，水氣含量少，太陽輻射量大，光能資源豐富。經(jīng)計算，鄂溫克旗太陽輻射年總量平均為5 114.23 MJ/（m2·年），從東部林區(qū)山地向西部平原逐漸增多。牧草生長季（4—9月）太陽輻射能最為豐富，輻射總量為 3 514.78 MJ/（m2·年），占年總輻射量的69%。對林木和牧草生長及籽粒形成有利。

1.2 日照時數(shù)

鄂溫克旗歷年平均日照時數(shù)為2 875.7 h，日照百分率為65%，一年中以5月份日照時數(shù)最多（為 296.7 h），6月次之。 牧草生長期（4—9月）日照時數(shù)為1 659.7 h，占年日照時數(shù)53%～56%。從以上數(shù)據(jù)可以看出，該旗的光照較充足，基本能夠滿足當(dāng)?shù)亓帜竞湍敛萆L發(fā)育的需要。

利用4—9月的總輻射量計算鄂溫克旗各級草場的光能利用率 （見表1），由表1可以看出，鄂溫克旗的光能利用率是很低的。干草產(chǎn)量為3 000 kg/hm2的一級草場，其光能利用率僅為0.27%。根據(jù)生長期內(nèi)的總輻射量計算，如果光能利用率提高到0.5%時，其光合生產(chǎn)潛力可達(dá)5 625 kg/hm2；當(dāng)光能利用率為1%時，其光合生產(chǎn)潛力達(dá)11265kg/hm2，可見該旗光合潛力是很大的。

表1 鄂溫克旗各級草場的光能利用率

2 熱量資源

熱量狀況是最主要的氣候特征。積溫的多少、溫度的高低及其變化規(guī)律是衡量一個地區(qū)熱量資源的主要標(biāo)志［4］。熱量是牧草生長發(fā)育的重要條件之一，它不僅直接影響牧草的生育和產(chǎn)量，而且限制人工牧草種植的布局、新品種的引進(jìn)、種植制度的改變等。此外，熱量條件還在很大程度上制約著林業(yè)的發(fā)展。因此，分析熱量的變化及其牧業(yè)界限溫度的特點，對林牧業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。

牧草的生長發(fā)育對溫度條件有一定的要求。不同的牧草或同一牧草的不同發(fā)育期，對溫度條件的要求也有明顯的差異。一般用溫度數(shù)值來表示熱量的多少。牧草的生長發(fā)育要在一定的溫度條件下進(jìn)行，熱量積累到一定數(shù)量后才能完成其生育階段并獲得產(chǎn)量。熱量不足或某階段溫度過高或過低都會造成減產(chǎn)。

2.1 鄂溫克旗熱量條件概況

氣溫的地理分布及變化特征是受地理緯度、太陽輻射和地形特點綜合影響的結(jié)果［5-7］。鄂溫克旗地處中高緯度，氣候涼爽。由于地處大興安嶺偏西北側(cè)，受其影響，東南部及東部屬半濕潤、濕潤溫涼、寒溫森林草原氣候，西部則屬于半干旱溫和草原氣候。年平均氣溫為-5～-1℃。

2.2 極端氣溫的分布

根據(jù)鄂溫克旗氣象局歷年氣象資料統(tǒng)計，1961—2017年鄂溫克旗歷年最高氣溫41.7℃，出現(xiàn)在2016年8月3日，歷年極端最低氣溫達(dá)-46.5℃，出現(xiàn)在1987年1月10日。

2.3 積溫

2.3.1 ≥0℃積溫：春季日平均氣溫穩(wěn)定通過0℃時，土壤解凍，牧草萌發(fā)。秋季氣溫穩(wěn)定下降到0℃，土壤開始凍結(jié)，一切牧草停止生長?！?℃初、終期間隔日數(shù)：西北部為176～200 d，東南部為158～176 d。全鄂溫克旗平均≥0℃積溫為1 500～2 500℃。東南山丘地平均為1 500～2 000℃，中西部草原平均為2 000～2 500℃。

2.3.2 ≥5℃的積溫：≥5℃的積溫時段是越冬作物越冬后的積極生長期，也是喜涼作物的始播期，春小麥、油菜等作物開始播種［8］?！?℃初、終期間隔日數(shù)東南部為120～140 d，西北部草原為140～150 d。全鄂溫克旗平均≥5℃積溫為1 300～2 300℃，東南林地為1 300～1 800℃，中西部草原為 1 800～2 300℃。

2.3.3 ≥10℃積溫：10℃是喜涼牧草積極生長的溫度，10℃以上的間隔日數(shù)多作為植物可利用的熱量?！?0℃初、終期間隔日數(shù)，東南部為80～90 d，西北部為100～110 d。全鄂溫克旗平均≥10℃積溫為 1 000～2 000℃，東南林地平均為1 000～1 750℃，中西部草原平均為1 750～2 000℃。

2.4 天然牧草對熱量條件的要求

綜上所述，鄂溫克旗≥10℃積溫，東南林地平均為1 000～1 750℃，只限于喜涼用作物、林木、牧草生長；中西部草原平均為1 750～2 000℃，不能滿足喜溫作物的成熟，一般只以喜涼作物品種為主，如早熟和中早熟玉米、喜溫油料及瓜菜類等。

3 水分條件

水分資源和光、熱資源一起決定著一個地區(qū)的自然生產(chǎn)力的高低或自然條件的優(yōu)劣。在光、熱條件適宜的情況下，水分條件適宜與否對牧業(yè)生產(chǎn)有重要影響。

3.1 鄂溫克旗降水分布特點

由于受大興安嶺的影響，全鄂溫克旗年降水量由東向西遞減。年降水量平均為320～450 mm，其中林區(qū)山地為410～450 mm，中西部草原為320～410 mm。降水量分布隨著季節(jié)變化明顯，夏季6—7月最多，冬季1—2月最少。

3.2 降水對林牧業(yè)生產(chǎn)的作用

林牧業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展除了受溫度、光熱條件影響外，自然降水也是重要的影響因子。鄂溫克地區(qū)植物生長季 （4—9月）降水量占全年降水量的84%，其中6—8月最多。該時間段正是天然牧草抽穗、開花、種子成熟期，充沛的降水能滿足土壤水分消耗、減少蒸發(fā)，有利于林木、牧草生長。

4 風(fēng)能資源

風(fēng)作為一種自然現(xiàn)象，它是影響氣候變化的最重要因素之一，本身又蘊藏著巨大的能量，能對人類活動產(chǎn)生重大影響。風(fēng)作為重要的氣象要素之一，不僅對農(nóng)牧生產(chǎn)有極其重要影響，風(fēng)還是一種取之不盡、用之不竭的再生能源，為人類所利用［9］。

4.1 風(fēng)能資源的分布

根據(jù)鄂溫克旗1961—2017年年平均風(fēng)速資料分析得出，鄂溫克年平均風(fēng)速3.3 m/s，年平均風(fēng)速最大為4.8 m/s，出現(xiàn)在1969年，年平均風(fēng)速最小為2.4 m/s出現(xiàn)在2010年。鄂溫克地區(qū)春季風(fēng)向以西北風(fēng)為主，次多風(fēng)向為西西北風(fēng)；夏季風(fēng)向以南東南風(fēng)向為主，次多風(fēng)向為南風(fēng)和東東北風(fēng)；秋季風(fēng)向以南東南風(fēng)向為主，次多風(fēng)向為西風(fēng)；冬季風(fēng)向以南東南風(fēng)向為主，次多風(fēng)向為南風(fēng)。

4.2 極端風(fēng)速的分布

根據(jù)鄂溫克1961—2017年年最大風(fēng)速資料分析得出，極端年最大風(fēng)速為28.0 m/s，出現(xiàn)在1969年4月13日。年最大風(fēng)速多出現(xiàn)在5月，1月、8月、11月、12月未出現(xiàn)過年最大風(fēng)速。從季節(jié)上劃分，年最大風(fēng)速多出現(xiàn)在春季，其次為秋季，夏季和冬季出現(xiàn)次數(shù)最少。

4.3 風(fēng)能資源的利用

鄂溫克地區(qū)以春季風(fēng)能最大，秋、冬次之；冬季最小。這種變化趨勢與全旗林牧業(yè)生產(chǎn)的能耗需求相吻合。春季雨量少，升溫快，多大風(fēng)，蒸發(fā)旺盛，干旱嚴(yán)重，人、畜缺水，這時又是接羔保育和牧草返青的季節(jié)，是需水較多的季節(jié)。而春季正是風(fēng)能最多的季節(jié)，利用風(fēng)能提水、發(fā)電可以解決人、畜飲水以及灌溉、剪毛、藥浴及家用電器的能源需求。夏季是風(fēng)能資源最少的季節(jié)，這時正值雨季，降雨量增多，用于人、畜飲水和灌溉的耗能減少。秋、冬季能耗又開始增加，風(fēng)能資源也同時增加。

5 對鄂溫克旗氣象能源利用的綜合建議

5.1 鄂溫克旗光能資源比較豐富，在太陽能利用方面有很大潛力

鄂溫克旗屬于牧業(yè)區(qū)，地域遼闊、交通不便，適宜開發(fā)利用太陽能。如在牧區(qū)推廣太陽能電池、太陽能暖棚等，用以解決牧區(qū)供電、取暖問題，既充分利用了自然資源，又有環(huán)保效應(yīng)。

5.2 鄂溫克旗熱量資源西多東少

就草地植被而言，大部分地區(qū)熱量資源豐富，而東部地區(qū)，熱量資源差，溫度低，生長季短。鄂溫克旗東南部立體氣候明顯。據(jù)研究，在同高度、同經(jīng)度，當(dāng)緯度每增加1°時，年平均氣溫降低1.2℃，≥10℃積溫減少154℃；在同緯度、同經(jīng)度，當(dāng)海拔高度每增高100 m時，年平均氣溫下降0.6℃，≥10℃積溫減少132℃。鄂溫克旗土地面積較大，氣象站點稀疏，在引種時不能簡單地以鄂溫克旗氣象臺氣溫資料代表全旗，應(yīng)注意當(dāng)?shù)厮幘暥燃昂０胃叨取?/p>

5.3 鄂溫克旗水分資源分布東多西少，且年際變率大

東部水分資源豐富的地區(qū)，光、熱條件差，適于飼草生產(chǎn)和發(fā)展林業(yè)。中部光、熱、水資源配置最好，適合牧草生長，但年際降水變率大，干旱發(fā)生率高，應(yīng)根據(jù)年景和植被狀況有規(guī)劃地發(fā)展草原畜牧業(yè)。西部干旱少雨，植被覆蓋度下降嚴(yán)重，應(yīng)采取生態(tài)保護(hù)措施。

5.4 春、秋兩季風(fēng)能大

根據(jù)鄂溫克旗的氣候特點，春、秋兩季風(fēng)能大，夏季太陽能較豐富，可以綜合利用風(fēng)能、太陽能。為充分利用冬、夏兩季的太陽能，有條件的地方可以發(fā)展溫室和塑料大棚，進(jìn)行蔬菜生產(chǎn)，發(fā)揮氣象能源的優(yōu)勢，為農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)和城鄉(xiāng)人民生活服務(wù)。

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