植物地理氣候指標

指標概況

植物、植被、植物群落、土壤的類型以及它們的三度空間分布，都與氣候因素有著密切的相關性。自19世紀以來，地理學家和植物學家就試圖探尋這種關系。

植物地理氣候指標涉及 3方面：①氣候因素的性質(zhì)，其量度及其在生物學上的重要性；②各植物種在遺傳本質(zhì)上對氣候的需求和反應；③植被或生物群落與氣候因素的特定關系，這不僅是個別種對氣候反應的簡單總和。

溫度帶和濕度帶與植物的地理分布范圍常常是密切相關的。例如許多植物種分布的垂直高度、緯度和大陸度的界限往往限于臨界低溫，地理界限與最冷月平均溫度的等溫線通常是對應的。又如，北半球寒溫性針葉林帶的北界或山地上限,通常與7月份平均溫度為10℃的等溫線一致；夏綠闊葉林帶分布的北界或山地上限，則往往與1月均溫0℃的等溫線一致。但是由于植物和植被的分布不僅取決于氣候，還取決于歷史上的原因、生物或人為因素，植物或植被分布界限與等溫線并非經(jīng)常吻合。某種植物可能適應于某個氣候區(qū)，但還來不及分布到那里，或由于生物競爭、地形障礙等原因而不存在于該地區(qū)，植物種的進化和植被的形成也常落后于氣候變化。

W.P.柯本于20世紀前期提出過一個世界氣候分類方案，以植物和動物名稱來表征氣候類型，每一種氣候是根據(jù)氣溫和降水量來劃分的。20世紀50年代以來，氣候?qū)W家和植物地理學家趨向于以可能蒸散發(fā) (PET)及其與同期降水量的比率──干燥度或濕潤度，來確定植被與自然地理地帶的界線。因為對于植物生長和分布真正有價值的是土壤中有效水分的數(shù)量，后者取決于蒸散發(fā)與降水的平衡或水熱陸衡。英國H.L.彭曼1948年和1956年所提出的可能蒸散發(fā)計算方法最接近于實際。該方法除采用了平均溫度和降水指標外,還考慮了日照、相對濕度和風速等影響蒸散發(fā)的因素，因而具有堅實的物理基礎，受到廣泛的采用。此外，蘇聯(lián)М.И.布德科1956年將氣溫和可利用的輻射能相聯(lián)系作為可能蒸散發(fā)的量度；美國C.W.索恩思韋特以氣溫、緯度和日期為基礎計算可能蒸散發(fā)和濕潤指標；吉良龍夫1956年提出根據(jù)溫暖指數(shù)和寒冷指數(shù)計算濕潤度。1955年，H.瓦爾特根據(jù)H.A.高森的濕度指標(1955)所制訂的生態(tài)氣候圖表，對表征一年中的干旱期及相應的植被類型提供了簡明的圖式，他據(jù)此確定了10個主要的植被－氣候類型，得到廣泛采用。L.R.霍爾德里奇1959年在哥斯達黎加根據(jù)年生物溫度、可能蒸散發(fā)率和降水量劃分了生命地帶及相應的植被類型，則被認為是最好的植被氣候分類方案之一。植物地理學和植物生態(tài)學對植被類型及其地理分布梯度的環(huán)境解釋的研究，對植物地理的氣候指標已有新的發(fā)展。2100433B

農(nóng)業(yè)氣候指標(agro-climate indices) 在一定氣候條件和農(nóng)業(yè)技術水平 下，表示農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對氣候條件的要求和反應的氣象參數(shù)特征值?？梢允菃我蜃?，也可以是多因子綜合特征值，如評定地區(qū)干濕 狀況的干燥度(或濕潤度)和以氣溫、日照時數(shù)表示的 水稻氣候成熟度指數(shù)等。它是評定地區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源，分析農(nóng)業(yè)氣象災害氣候規(guī)律，進行農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃以及 對農(nóng)業(yè)技術措施進行氣候論證的依據(jù)。

極端氣候的氣候指標有：極端溫度、極端降水及其他指標。

極端氣候極端溫度

極端溫度是指一天中觀測到的氣溫最高或最低值超過一定界限的情況。其統(tǒng)計方法如下：

對一年中各月的每日觀測項目中的最高溫度和最低溫度(逐日)，統(tǒng)計其最高和最低溫度的平均值就得到各月平均最高溫度和最低溫度。

從一年的各月逐日觀測項目中的最高溫度和最低溫度中挑出最大值和最小值即得到各月的絕對最高溫度或絕對最低溫度并記下其出現(xiàn)日期即得到絕對最高溫度或絕對最低溫度及其出現(xiàn)日期。因此，絕對最高溫度或絕對最低溫度，是指某一日、一月或一年中所僅僅發(fā)生的最高溫度、最低溫度。

年平均最高溫度和最低溫度，一般是指一年中最熱月或最冷月的平均最高和最低溫度。也有人統(tǒng)計其相應的平均溫度。在歷年的各月絕對最高溫度或絕對最低溫度及出現(xiàn)日期中，選出最大和最小值即作為極端最高(低)氣溫與其出現(xiàn)日期(年份日期)以同樣的方法，對于地面溫度也可求得上述相應的極端項目。例如，最高地面溫度和最低地面溫度(逐日)；平均最高地面溫度和最低地面溫度；絕對最高地面溫度或絕對最低地面溫度及其出現(xiàn)日期；年平均最高氣溫和最低氣溫；極端最高(低)地溫與其出現(xiàn)日期(年份日期)等。

極端氣候極端降水

極端降水是指日降水強度大，達到或超過1979/1980--2010/2011冬季日降水序列第90百分位的閾值、持續(xù)時間超過3天或不中斷的大范圍強降水現(xiàn)象。其統(tǒng)計方法如下：

對于某一地點或地區(qū)而言，首先應以該地逐日降水量記錄資料為基礎，從中挑選出各個月份的一日最大降水量及其出現(xiàn)日期；各個月份的最長連續(xù)雨日數(shù)；各個月份的最長連續(xù)無雨日數(shù)，也可就此挑選出各季(或年)的上述統(tǒng)計指標。這里需要注意的是，最長連續(xù)雨日數(shù)或最長連續(xù)無雨日數(shù)都是對所統(tǒng)計時期而言的“連續(xù)”，不能有“中斷”。為了研究和業(yè)務需要，有時還要求對一段歷史時期(多年)中的歷年統(tǒng)計其相應的極端降水指標，比如，30年中的極端最大降水量及其出現(xiàn)日期(年份)；最長連續(xù)雨日數(shù)；最長連續(xù)無雨日數(shù)等。

極端氣候其他指標

上述這些極端氣候指標，都是從逐日氣候資料記錄中，經(jīng)過極其簡單的統(tǒng)計得到的。其他各種氣候要素如風速風向、濕度、云量、日照時數(shù)與日照百分率、各種特殊天氣日數(shù)(如沙塵暴、霧、冰雹、雷暴、積雪、霜日及其初終期與間隔日數(shù)等)的極端值也都可作類似的統(tǒng)計。各級氣象部門一般都有現(xiàn)成的整編過的資料為用戶提供。然而，為了研究氣候變化，尤其是為了研究極端氣候事件及其變化的需要，原有的常規(guī)觀測項目中所能簡單獲取的極端氣候指標，往往不敷需要。不但要從整體上增加項目的覆蓋面，而且更應深刻揭示其內(nèi)涵。

①平行觀測資料對比分析法。包括一般農(nóng)業(yè)氣象觀測和分期播種、地理播種、小氣候播種等田間試驗及人工模擬試驗所取得的資料進行統(tǒng)計檢驗，反復驗證，逐步歸納，求得指標。 ②調(diào)查分析法?？偨Y群眾有關農(nóng)業(yè)氣象和農(nóng)業(yè)氣候經(jīng)驗，結合氣候資料進行對比分析，求算農(nóng)業(yè)氣候指標。 運用此法需因時、因地、因條件制宜地驗證經(jīng)驗的適用范圍和程度，才能得出確切的指標。③作物產(chǎn)量氣候因子分析法。首先，影響農(nóng)業(yè)產(chǎn)量最主要的是氣象條件和農(nóng)業(yè)技術水平。除去由于技術水平的變化所引起的產(chǎn)量變化，可顯出氣象條件對產(chǎn)量的影響。第二， 影響農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的氣候因子中，有起主導作用的關鍵因子和關鍵時期。明確關鍵時期與關鍵因子，便能有針 對性地求得相應的指標。④作物分布區(qū)域與分布界限 的氣候分析法。可以認為，在當前農(nóng)業(yè)技術水平下，作物分布現(xiàn)狀基本上合理地利用了當?shù)氐臍夂蛸Y源。 因此，調(diào)查現(xiàn)有栽培作物的分布區(qū)域和分布界線，并將它們的產(chǎn)量、品質(zhì)與當?shù)貧夂蛸Y料結合起來進行分析，可以求得指標(見農(nóng)業(yè)氣候分析)。