氣候作用下的中國(guó)南北區(qū)域分異:生態(tài)、生產(chǎn)、生活

郝成元, 馮宏豪

(河南理工大學(xué) 測(cè)繪與國(guó)土信息工程學(xué)院, 河南 焦作 454003)

0 引言

中國(guó)氣候類型復(fù)雜多樣、特征千差萬(wàn)別,主要由國(guó)土疆域幅員遼闊、海陸地理位置獨(dú)特、地形地貌差異顯著這3個(gè)主導(dǎo)因素所引起。首先,國(guó)土面積達(dá)9.60×106km2,南北兩端相距5500 km,跨緯度50個(gè),自南向北的溫度帶依次為熱帶、亞熱帶、暖溫帶、中溫帶、寒溫帶;最東黑龍江與烏蘇里江的匯合處、最西帕米爾高原,東西兩端相距5200 km,跨經(jīng)度62個(gè),自東向西的干濕分區(qū)依次有濕潤(rùn)區(qū)、半濕潤(rùn)區(qū)、半干旱區(qū)、干旱區(qū)。次之,東臨浩瀚的太平洋、西抻亞歐大陸腹地,地勢(shì)西高東低,呈三級(jí)階梯狀分布。第一階梯以青藏高原為主體,平均海拔4000 m;第二階梯以三大高原、三大盆地為主體,包括內(nèi)蒙古高原、黃土高原、云貴高原及準(zhǔn)噶爾盆地、塔里木盆地、四川盆地,平均海拔1000～2000m;第三階梯以東北、華北、長(zhǎng)江中下游三大平原為主體,絕大部分地區(qū)海拔低于500 m。最后,號(hào)稱“世界屋脊”和“地球第三極”的青藏高原聳立在西南部,平均海拔高于4000 m、總面積約2.50×106km2;在世界高原中,海拔最高、面積第六。除了自身形成獨(dú)特的高原氣候外,還對(duì)周邊地區(qū)氣候氣象有顯著影響,主要表現(xiàn)在高原本身的流體熱力作用及高原地貌對(duì)其他氣流的機(jī)械動(dòng)力作用兩方面,加大了我國(guó)季風(fēng)強(qiáng)度及其影響范圍,阻斷了北半球西風(fēng)帶并使其一分為二,成為南、北兩支[1-2]。上述三因素使得不同區(qū)域太陽(yáng)輻射、大氣濕度、風(fēng)力風(fēng)向、氣溫降水等主要?dú)夂驓庀筇卣飨嗖钌踹h(yuǎn),進(jìn)而形成了各自獨(dú)特的氣候類型:東半部的典型季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候、西北部的大陸性干旱氣候、西南部的高原山地氣候。

關(guān)于我國(guó)南北區(qū)域分界線,早期曾定位于江(長(zhǎng)江)淮(淮河)之間,但張相文先生[3-4]于1908年提出了“秦嶺淮河線”可以作為南北地理分界,當(dāng)代學(xué)者眼中的南北分界就在“秦嶺—淮河”一帶。竺可楨先生[5]也早在1958年就以≥10℃積溫、最冷月氣溫、無(wú)霜期為最主要指標(biāo),將秦嶺—淮河一線標(biāo)定為中國(guó)亞熱帶與暖溫帶的分界線;同時(shí),也是濕潤(rùn)與半濕潤(rùn)地區(qū)分界線,還是1月均溫0 ℃等溫線、年降水800 mm等值線[6-8]。目前,影響較大的是蘭州大學(xué)陳全功教授課題組[9-10]的“秦嶺—伏牛山—淮河”三地理矩形塊的中國(guó)南北地理分界帶觀點(diǎn)。為了進(jìn)一步加深了解氣候要素影響下的自然生態(tài)與地理環(huán)境、人類各種產(chǎn)業(yè)活動(dòng)狀況、人們個(gè)體適生性狀或生活習(xí)性特點(diǎn)的區(qū)域分異,本研究分析了秦嶺淮河線為界的南北地理分區(qū)生態(tài)、生產(chǎn)、生活等三生狀況之差異,可為全面理解區(qū)域生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展及空間合理布局再優(yōu)化提供理論參考。

1 氣候要素控制下的自然生態(tài)環(huán)境

自然生態(tài)系統(tǒng)中,氣候要素細(xì)微而又全面地改造著其他自然地理要素,包括植物植被、土壤性狀、水文水系3個(gè)主要方面[11-12],表達(dá)了自然生態(tài)與環(huán)境的地域性分異特征。

1.1 植物植被分異

我國(guó)典型地區(qū)的植物植被分異明顯,水熱組合狀況是主因。西北內(nèi)陸地區(qū),全年降水量少,風(fēng)力強(qiáng)、晝夜溫差大,因此氣候常年干燥,進(jìn)而植物生長(zhǎng)嚴(yán)重缺乏水分,最終戈壁、荒漠景觀遍布,僅有較少耐旱植物物種生存。西南高原高寒地帶,常年低溫是限制植物生長(zhǎng)的首要因子[13],雖有部分積雪融化水,但地表植被也只能是低矮高山草甸或稀疏高寒草原。北中部黃土高原及其周邊地貌溝壑縱橫、植物物種單調(diào)、植被稀疏零落、水土流失顯著是區(qū)域最主要生態(tài)特征[14],自然植被總體有自東南至西北的經(jīng)度地帶性分異規(guī)律,其東部和南部自然植被多以溫帶落葉闊葉或針葉林為主,中部和西北部的自然植被分別以半干旱草原和荒漠草原為主[15-16];雖然黃土疏松多空隙、濕散性強(qiáng)、弱膠結(jié)是內(nèi)因[17],但氣候因素控制下的水力、風(fēng)力聯(lián)合侵蝕作用是關(guān)鍵要素[18]。而東南丘陵和南方山地則終年高溫、降水充足,即水熱組合良好使得絕大部分植物都能夠正常適生;區(qū)域植物種類繁多、植被組合有致,個(gè)體生長(zhǎng)快速、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定是區(qū)域主要生態(tài)特征?？傊?主要由于水熱組合狀況不同,我國(guó)南北植物多樣性、植被時(shí)空景觀迥異[19];特別地,秦嶺淮河線成為中國(guó)亞熱帶常綠闊葉林和溫帶落葉闊葉林兩類自然植被類型的鮮明分界[20]。

1.2 土壤性狀分異

氣候要素中的水分和熱量因子作用于土壤形成及發(fā)育的全過程。區(qū)域水熱組合不僅直接參與母質(zhì)風(fēng)化、礦物質(zhì)分解與合成、有機(jī)物質(zhì)累積或淋失,而且控制植物生長(zhǎng)過程、微生物活動(dòng)狀態(tài),進(jìn)而決定土壤養(yǎng)料物質(zhì)循環(huán)速度;同時(shí),影響成土過程中的物理、化學(xué)、生物3種作用的強(qiáng)度和方向[21]。我國(guó)現(xiàn)時(shí)土壤緯度地帶性規(guī)律完全體現(xiàn)了這種熱量控制下的水熱組合在土壤形成過程中的作用效果。如東部濕潤(rùn)區(qū),伴隨著由北而南的熱量遞增,土壤依次分布有暗棕壤、棕壤、黃棕壤、黃壤、紅壤、磚紅壤等土壤類型;以秦嶺淮河為界的南北區(qū)域比較中,土壤pH值以北方高、南方低為特征,即北方多堿性土壤、南方多酸性土壤。這種土壤發(fā)生類型遞變過程及酸堿性空間差異顯然是水熱組合長(zhǎng)期綜合作用的歷史產(chǎn)物[22]。

1.3 水文水系分異

降水、氣溫及其組合不同,則區(qū)域地表水文及水情要素特征各異。首先,降水量及其時(shí)間分配直接控制水循環(huán)過程,進(jìn)而表現(xiàn)出地表水文及水系差異性特征[11]。比較而言,我國(guó)北方地區(qū)一些河流在少雨的冬春季節(jié)會(huì)有一段枯水期,其時(shí)段長(zhǎng)短會(huì)因流域內(nèi)降水量大小而異;一年四季降水量都比較大的南方地區(qū),河網(wǎng)密度則相對(duì)較高,河流長(zhǎng)度也較長(zhǎng)。次之,冬春季節(jié)氣溫高低控制著河流結(jié)冰期長(zhǎng)短。東部季風(fēng)區(qū)自北而南的河流中,東北地區(qū)一年中的結(jié)冰期最長(zhǎng)、華北地區(qū)次之、華東再次之,至華南地區(qū)則一年四季無(wú)結(jié)冰期,即秦嶺淮河線是我國(guó)南方河流冬季不結(jié)冰與北方河流冬季結(jié)冰的分界線[23]。

2 氣候因子影響下的人類產(chǎn)業(yè)活動(dòng)

一般地,氣候要素除直接影響人類第一產(chǎn)業(yè)(特別是種植業(yè))的數(shù)量與質(zhì)量外,還主要間接影響著部分工業(yè)、建筑業(yè)及交通運(yùn)輸業(yè)等第二或三產(chǎn)業(yè)的某些方面[24]。

2.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)差異

即使科學(xué)技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)依然很大程度地依賴于氣候資源或氣候條件,如太陽(yáng)輻射、氣溫、降水、積溫等仍然是農(nóng)作物產(chǎn)量、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量以及農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的控制性因子[25],其中氣溫直接影響作物生長(zhǎng)發(fā)育,因?yàn)榉N子只有在特定氣溫范圍內(nèi)才能萌發(fā),而且氣溫越接近最適宜溫度,種子萌發(fā)速度越快、發(fā)芽率一般也越高[26]。我國(guó)南北方種植業(yè)分異,包括耕地類型、耕作熟制、作物品種等,都基本以秦淮線為界。主要耕地類型,南方以水田為主,北方則以旱地占優(yōu);傳統(tǒng)耕作熟制,南方多是一年三熟,北方基本一年一熟或二熟;糧食作物品種,南方廣泛種植水稻,北方主要是小麥;油料作物類型,南方主要是油菜,而北方花生、大豆占優(yōu);糖料作物品種,南方以甘蔗為代表,北方則以甜菜為典型。

另外,秦淮南北的林、牧、漁業(yè)等也有較為明顯分異。如福建、江西、廣東、廣西等省區(qū)組成的東南林區(qū),林業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值排名首位,高于東北和西南兩大傳統(tǒng)林區(qū);西北區(qū)域的新疆、青海、寧夏、甘肅等省區(qū)及其東鄰內(nèi)蒙古,草原植被大面積廣布,因此畜牧業(yè)最為繁榮;南方區(qū)域的江蘇、湖北、廣東等省湖泊水庫(kù)眾多、河流縱橫交錯(cuò),因此淡水養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)值排名都靠前。

2.2 工業(yè)生產(chǎn)差異

一般地,氣候因子特別是降水,在工業(yè)生產(chǎn)中能夠起重要作用[24]。如工業(yè)用水大部分直接來(lái)源于河流、湖泊、水庫(kù)或地下水,而水量多少主要或最終受制于流域降水量多少。除工業(yè)基礎(chǔ)和原材料等因素外,從產(chǎn)業(yè)布局合理性的角度出發(fā),國(guó)家層面的需水量較大的工業(yè)類型大多布局在地表淡水資源豐富的中國(guó)南方地區(qū),如石油化工、冶金鋼鐵、造紙印染等;而一些需水量相對(duì)較小的工業(yè)類型則布局在水資源相對(duì)缺乏的北方地區(qū),如電子設(shè)備生產(chǎn)、生物制藥、食品加工等。另外,由于秦淮以南地區(qū)地表水資源豐富且地勢(shì)落差大,因此水力發(fā)電相對(duì)比較普遍且技術(shù)先進(jìn);而秦嶺淮河以北地區(qū)風(fēng)速大且風(fēng)力強(qiáng)、太陽(yáng)光照強(qiáng)且多晴朗天空,并有大面積高原、草原、荒漠、戈壁等空間場(chǎng)所,所以北方區(qū)域的風(fēng)力及太陽(yáng)能發(fā)電均較司空見慣。

2.3 建筑風(fēng)格差異

光溫濕綜合狀況是傳統(tǒng)民居風(fēng)格形成的基礎(chǔ)性因素[27],其中水熱量值及降水種類差異造就了中國(guó)南北方民居建筑風(fēng)格,表現(xiàn)為普遍意義的“南高而尖、北低而平”。南方太陽(yáng)輻射強(qiáng)、年降水量大,氣候特點(diǎn)為終年濕熱,高而尖的屋頂既利于排水,又利于通風(fēng)散熱。如云南傣族竹樓,整體架構(gòu)由多個(gè)竹制支柱支撐著離開地面,基本可以做到通風(fēng)、散熱、采光、防濕[28]。秦嶺淮河以北地區(qū)則由于降水量較小,所以墻壁低矮且屋頂多平頂,這樣既可節(jié)省建筑材料,還可兼作提供晾曬農(nóng)產(chǎn)品場(chǎng)所。特別地,東北地區(qū)由于降雪量較大、升溫慢,而大量積雪一般要等到晚春才能完全融化;為了減輕積雪對(duì)屋頂?shù)拈L(zhǎng)期重壓,較尖房頂現(xiàn)象也較為普遍,但建筑高度相對(duì)較低些,區(qū)別于南方區(qū)域的“高而尖”風(fēng)格。同時(shí),降水多的南方地區(qū)由于植被較為茂盛而材質(zhì)豐富,現(xiàn)代建筑材料除鋼筋、水泥外,也大量使用木或竹;而降水少的北方地區(qū),植被相對(duì)較為稀疏,建筑素材只能多選用土或石。

2.4 交通運(yùn)輸差異

雖然“南船北馬”、“北車南楫”之說現(xiàn)在已經(jīng)有所改觀,但“胡人便于馬,越人便于舟”之差異均可以由我國(guó)南北方降水量差異及其控制下的地表水系區(qū)域分異得到解釋。主要受海陸位置影響,降水量由東南沿海向西北內(nèi)陸逐漸減少,使得北方地區(qū)大部分時(shí)段內(nèi)干旱少雨,干旱半干旱草地廣布,因此畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá),馬、驢等牲畜則以其耐力好、速度快而被馴化為原始代步,馬或馬車最早成為中國(guó)古代先進(jìn)交通代步工具。而南方大部分區(qū)域?qū)儆趤啛釒?、熱帶季風(fēng)氣候,歸因于常年雨水充沛,地表河網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)達(dá)、河道寬闊,因而適應(yīng)“水鄉(xiāng)”的船舶交通運(yùn)輸應(yīng)運(yùn)而生。相對(duì)地,東北地區(qū)冬半年降雪量極多,所以古代人們發(fā)明了雪橇和爬犁;氣候干旱的西北地區(qū),具有超強(qiáng)耐受炎熱和抗缺水的駱駝成為主要交通運(yùn)輸工具。

3 氣候長(zhǎng)期刻畫下的個(gè)體適生習(xí)性

氣候是人類賴以生存的基本物理環(huán)境的主要部分,可以給人以直接官感刺激作用,如最快感知到冷暖、干濕及其變化,進(jìn)而做出適應(yīng)性反應(yīng),長(zhǎng)期的適應(yīng)性反應(yīng)形成個(gè)體適生性狀,如身高體型、性格秉性[29];同時(shí),個(gè)體長(zhǎng)期的適生性反應(yīng)再疊加區(qū)域性的自然生態(tài)環(huán)境及產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng),長(zhǎng)此以往養(yǎng)成了獨(dú)特居民生活習(xí)性,如服飾喜好、飲食習(xí)性[30]。

3.1 身高體型特征不同

傳統(tǒng)認(rèn)知的個(gè)體體型“南小而柔、北大而壯”主要是區(qū)域氣溫差異影響了體內(nèi)細(xì)胞新陳代謝速度所致[31]。比較而言,南方氣溫終年較高,促進(jìn)了細(xì)胞新陳代謝速度,因而人體器官發(fā)育快,個(gè)體成熟早,即南方人成熟速度快,所以身材大多不高且柔弱。而北方氣溫常年較低,影響了體內(nèi)酶活性,生長(zhǎng)代謝速度慢;再加上北方冬季漫長(zhǎng)而寒冷,居民戶外活動(dòng)少,體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)累積多,因而長(zhǎng)得相對(duì)“人高馬大”些。例如成年男人的單項(xiàng)指標(biāo)均值比較,北方人身高、腰圍、臀圍、腿長(zhǎng)都大于南方人;下肢的圍度與長(zhǎng)度比值,卻是南方男人比北方男人更趨瘦長(zhǎng)。即身高體型總體表現(xiàn)為北方人高大魁梧、南方人矮小纖瘦[32-33]。

3.2 性格秉性不同

通常意義,我國(guó)北方人性情耿直而處事粗獷、南方人待人敏感而接物細(xì)膩,一般認(rèn)為是多種氣候因子長(zhǎng)期作用的結(jié)果。北方區(qū)域生存環(huán)境較為惡劣,居民為了適應(yīng)當(dāng)?shù)厣姝h(huán)境都要與大自然作長(zhǎng)期地適生性斗爭(zhēng),從而容易形成質(zhì)樸、坦率的個(gè)體性格或秉性,不喜拐彎抹角,時(shí)而也會(huì)顯得有少許暴躁。相對(duì)地,南方地區(qū)生存環(huán)境相對(duì)較為優(yōu)越,在完全能夠滿足各種基本活動(dòng)和舒適生活的同時(shí),人們還會(huì)有大量閑余時(shí)間和剩余精力去思考或者追求藝術(shù)和文學(xué)等精神層面的東西。因而,性格委婉含蓄、做事考慮周全是南方人的主要秉性特點(diǎn),當(dāng)然也偶見有習(xí)慣于享樂、追尋安逸之人?？傊?北方人耿直且粗獷,南方人則敏感且細(xì)膩。

3.3 服飾喜好不同

服飾是人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚闹匾M成部件。我國(guó)各地區(qū)、各民族的居民在長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐和生存過程中,主要為適生于當(dāng)?shù)刈匀坏乩憝h(huán)境,形成了各具特色的服飾風(fēng)格,表現(xiàn)在面料、色彩、款式等3個(gè)方面。面料方面,由于北方夏季涼爽、冬季寒冷,加之棉麻種植普遍、牛羊畜牧養(yǎng)殖發(fā)達(dá),因此服裝原料多見棉麻、皮毛;相對(duì)而言,南方夏季悶熱、冬季濕暖,因而需要較多蠶絲或化纖的面料以適應(yīng)濕熱氣候。色彩方面,起因于區(qū)域氣溫高低之差異,北方人多喜好紅色、黃色等暖色色調(diào),而南方則流行白色、灰色等冷色色調(diào)?？钍椒矫?起因于北方人需要適生寒冷氣候,衣服不僅厚實(shí)而且也較長(zhǎng)些,一般要求能覆蓋全身,比如東北地區(qū)居民冬半年長(zhǎng)時(shí)段內(nèi)都需要穿厚棉服,內(nèi)蒙古游牧民族大都用貂皮或羊毛做帶有寬大下擺的蒙古袍。但隨著緯度降低,年均溫及冬季低溫都逐漸升高,衣服也變得越來(lái)越薄、越來(lái)越短,以至于兩廣及以南地區(qū)的居民一年四季都不用穿棉衣就可以從容過冬。即服裝款式方面的對(duì)比則是北方厚而長(zhǎng)、南方薄而短。

3.4 飲食習(xí)性不同

主食習(xí)慣的“南米北面”和飲食口味的“南甜北咸”是中國(guó)南北方飲食習(xí)性的最大不同,水熱組合差異控制下的農(nóng)作物種植區(qū)域分異是成因。首先,南方區(qū)域水資源豐富,加上熱量充足,使得稻谷種植普遍,而北方區(qū)域降水少、氣溫低則適合喜干耐寒的小麥生長(zhǎng),因此主食習(xí)慣的“南米北面”就此形成;同時(shí),中醫(yī)認(rèn)為“面食性熱、大米性涼”也是人們?yōu)榱诉m應(yīng)北寒、南暖氣候特征的最真實(shí)寫照之一。其次,北方人為了度過寒冷漫長(zhǎng)的冬季,一般秋末冬初提前腌制大量以蘿卜、白菜為原料的咸菜,以彌補(bǔ)區(qū)域生長(zhǎng)期短引發(fā)的蔬菜品種貧乏之不足,逐漸地形成了常年吃咸食的習(xí)慣;而南方人則有吃甜食的飲食風(fēng)格,雨水充沛、陽(yáng)光充足之水熱組合條件使得大面積種植有高產(chǎn)糖多的甘蔗是主因。

4 結(jié)語(yǔ)

秦嶺淮河線作為中國(guó)南北地理區(qū)域分界,主要有自然生態(tài)環(huán)境、人類產(chǎn)業(yè)活動(dòng)、個(gè)體適生習(xí)性3個(gè)方面的區(qū)域分異,是氣候多因子長(zhǎng)期作用的結(jié)果體現(xiàn)。

(1)首先,氣候因子通過改造植被、土壤、水文等自然地理要素對(duì)區(qū)域自然生態(tài)與環(huán)境產(chǎn)生深刻影響;然后,自然地理綜合作用引起人類產(chǎn)業(yè)活動(dòng)和個(gè)體適生習(xí)性的差異或不同。

(2)自然生態(tài)環(huán)境方面,主要由于水熱組合狀況差異及長(zhǎng)期綜合作用,使得秦嶺淮河線成為中國(guó)亞熱帶常綠闊葉林和溫帶落葉闊葉林的分界線,南方河流冬季不結(jié)冰和北方冬季結(jié)冰的分界線,南方土壤多酸性、北方土壤多堿性的分界線。

(3)人類產(chǎn)業(yè)活動(dòng)方面,農(nóng)業(yè)種植業(yè)差異最大,耕地類型的“南水田、北旱地”、耕作熟制的“南一年兩熟至三熟、北一年一熟至二熟”、糧食作物的“南稻谷、北小麥”、油料作物的“南油菜、北花生大豆”、糖類作物的“南甘蔗、北甜菜”都是典型區(qū)域分異。同時(shí),南方地區(qū)水電廣布、北方地區(qū)風(fēng)力及太陽(yáng)能發(fā)電較為普及是能源工業(yè)空間布局的主要差異,而“南高而尖、北低而平”“南船北馬”則分別是建筑風(fēng)格、交通運(yùn)輸方式差異的主要方面。

(4)個(gè)體適生習(xí)性方面,主要表現(xiàn)在身高體型的“南小而柔、北大而壯”、性格秉性的“南敏感且細(xì)膩、北耿直且粗獷”、服飾喜好的“南質(zhì)纖、色淺且薄短,北質(zhì)棉、色深且厚長(zhǎng)”、飲食習(xí)性的“南米北面”及“南甜北咸”等方面。

致謝：感謝中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所研究員、中國(guó)科學(xué)院鄭度院士的學(xué)術(shù)指導(dǎo)。