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1、第二章 土地资源的自然构成要素及其对土地利用的影响第一节 土地资源的气候组成要素分析气候资源包括光、温、降水、气等，主要发生在对流层。对流层高度在赤道地区16-18km，两极地区7-9km，平均10-12km。尔格=达因*厘米；（属于厘米克秒等单位制.） 焦耳=牛顿*米；（属于米千克秒、SI等单位制.） 因为 1牛顿=达因； 所以 1焦耳=107尔格1卡=4.18焦耳 1千卡=4.18千焦1勒克斯=1流明的光通量均匀分布在1平方米面积上的照度 1流明=发光强度为1坎德拉的点光源，在单位立体角内发射的光通量一、 一、 光照资源光照资源主要指太阳辐射及光照指标等(一)太阳辐射:是由太阳发射的电磁波
2、短波辐射，部分地穿透大气层到达地球表面，其中一部分被地球表面吸收变为长波辐射，它是地球表面一切过程的能量基础。太阳辐射能量是巨大的，计算资料表明，一年内地球受太阳辐射量为7.031024kJ,约为2000亿t煤燃烧所产生的能量。到达地球表面的太阳辐射有两部分：一是太阳的平行光线直接投射到地面上，称为太阳直接辐射；另一是大气中经过短波散射（天空光）和微粒（水汽、尘埃）散射形成的散射光而投向地面，此称为散射辐射。两者之和称为总辐射，但对土地资源的影响主要是考虑其直接辐射。我国太阳总辐射量多在502.0kJ/cm2以上。由于它受纬度、海拔高度及云量等影响，低纬度区一般略高于高纬度区，高原区高于平原区
3、。我国西北高原地区一般585.8 669.4kJ/cm2，东部平原区为502.0544.0kJ/cm2，西藏高原可达585.8836.8kJ/cm2，四川盆地小于418.4 kJ/cm2。太阳总辐射量不仅有明显的空间差异，而且有清晰的时间变化。太阳辐射是土地形成与发展的自然地理过程的能量来源，是其物质迁移与转化的动力，其最直接的表现为光照和热量。因此，太阳的辐射强度越大，生物生产量就越高。(二).影响土地资源利用的光照指标主要有光照强度、光照长度和光照质量。1.光照强度（照度）光照强度是指可见光0.4m0.7m的平均感觉，其单位为勒克斯，它和农作物的生长发育具有密切关系，多数作物的生长要求有一
4、定的光照强度和光照质量，有些作物要求强光照或耐阴性等。目前，我国以勒克斯表示光照强度的资料还较少，一般多以日照时数表示。我国各地大多全年日照总辐射数约在1200h3400h之内，日照时数随地理位置季节天空状况和大气浑浊度等因素的变化而变化2光照长度（日长）日照长度是指一个地区从日出至日没之间可能日照的时数，简称日长。日长随季节与纬度不同而变化着。我国的夏至日由最南的12h多到最北的近18h，可能有56h的变化。日照长度对农作物影响较大，其中基本可分长日照作物与短日照作物。3.光照质量光照质量系指太阳辐射中紫外线、可见光等部分的比例，这种比例随纬度、地区大气干燥度及其季节而有所变异n n 如海拔
5、较高的干旱区，由于云量小，其土地的农业垦殖海拔高度较大，而湿润的南方虽然温度允许，但宜于农业垦殖高度低于北方，例如，河北省北部山区的农业垦殖高度可达900m，而四川盆地边缘山地的农业垦殖高度也仅是相类似的高度。n n 另外，在光照质量较好的温带地区，其作物、水果、蔬菜、牧草等往往质量高、颜色鲜、果实大。山东特产烟台苹果、莱阳梨就处在该区；西北温带区，如解决水资源问题，也是果业发展的佳境区域。太阳光照条件对农业土地资源利用意义重大，光照强度和作物生长发育的关系密切，多数作物的生长发育要求一定的强度和光照质量，植物体总干物质中，有90%95%是通过光合作用得来的，只有5%10%来自根部吸收的养分。
6、太阳辐射强度越大，生物生产量就越高。光对动物的行为和生活中各种周期现象的产生有很大影响。例如光有节奏的昼夜变化，使得一些动物白天活动，另一些动物夜间活动，还有些黄昏活动。光照条件对水生动物的垂直分布也有重要作用，如甲壳类，浮游动物水蚤中比较喜光的种类通常分布在水域的上层，而喜阴的种类分布在下层。光照条件对于工业及第三产业的发展，城市规划与房屋建筑建设，也有重要的价值。二、热量资源如前所述，太阳的短波辐射到达地面以后，大多转变为长波辐射，这就是地球表面的热量来源，这也是土地资源利用中的一切生物化学过程主要由温度来决定的热量的来源。（一） （一） 热量的地带性与其地理带的划分1.世界上分：寒带、温
7、带与热带。2.我国：划分为温带、亚热带和热带三个温度带。（可参考教材表2-1）l l 温带划分为寒温带、中温带与暖温带；l l 亚热带划分为北亚热带、中亚热带与南亚热带；l l 热带划分为边缘热带、中热带与赤道热带；l l 在青藏高寒区，可以分为高原寒带、高原亚寒带与高原温带等。（二） （二） 几个热量指标的土地利用意义为了进一步说明上述气候区划的土地资源利用的意义，可利用下列几个常用的农业气候热量指标1、0与10的温度及其积温0的温度一般代表了耐寒作物，如冬小麦、莜麦、马铃薯等的生理活性的起始温度10的温度一般代表了喜温作物，如玉米、棉花等的生理活性的起始温度。两者各自的积温数分别代表了两种
8、作物于当地成熟的可能性，以及一定种植制度的选择适宜性。（为了简单的进行比较，可以参考教材表22）。在我国，几条标示10积温等值线具有特殊意义当然，不同空间的相似积温也存在不等效问题。2.气温的变化规律由于辐射平衡的日变化、年变化和随纬度的变化，使土地资源的地面气温性质产生了日变化、年变化和在空间上的变化。（1）气温的日变化由于太阳辐射在一天内是变化的，而使气温也表现出日变化。正午太阳辐射最强，但气温最高值不在正午，而在午后的2h左右。随后太阳辐射减弱，到夜间地温和气温都逐渐下降，一日之内气温最低值出现在日出前后，而不在午夜。一天中，气温最高值与最低值之差为气温的日较差4。日较差的大小影响着作物
9、的生长，尤其是日较差越大，越有利于块根块茎作物的膨大和物质的积累。气温日较差的大小与纬度、季节等因素有关。一般高纬度气温日较差比低纬度小，热带为12，温带为89，极地34。就季节来说，夏季气温日较差大于冬季。气温日较差也因其他情况而异，如阴天的气温日较差比晴天小，干燥天气大于潮湿天气。（2）气温的年变化地球上各点太阳辐射的季节变化导致气温的变化。年气温最高值在北半球陆地上出现的月份一般为七月，最低值在一月。一年中月平均最高气温与月平均最低气温之差称为年较差。它的大小与纬度、地表性质等有关。在不同纬度，呈现出不同的土地利用强度（作物熟制）。（3）气温的空间分布在对流层中，气温随海拔高度而降低，其
10、变化程度一般用单位高度内气温的变化值来表示，如/100m，称为气温垂直递减率。在对流层，海拔每升高100m，气温降低0.65。气温垂直递减率的变化明显影响着土地类型和植被的变化等。3.无霜期、生长期与多年极端低温无霜期是每年的终霜期与初霜期之间的无霜期天数，它与温度生长期有关，但两者并不相等，因为有些耐寒的越冬作物，如冬小麦，在初霜以后及终霜期以前照常生长，因此，某一地区的温度生长期的确切天数是难以准确计算的。多以无霜期作参考。多年极端低温有杀伤性低温、抑制性低温等，二者与极端低温出现的频率、持续时间长短等有关；也与小气候条件有关，特别是在一些过渡性地区，在经济作物发展与规划时，对这种气候条件
11、要严格加以注意和研究。温度对动物的影响比起光来重要的多。因为温度直接影响动物有机体的体温，体温决定它的新陈代谢过程的强度和特点，从而影响到生长和发育等一系列生命活动。根据动物热能代谢的特点，把所有动物分为冷血动物（变温动物）和温血动物（恒温动物）。温度也可影响动物的地理分布，尤其对变温动物影响最大。温度条件对于城市规划，特别是建筑设计有重要的价值。三、降水资源降水是指从大气落到地面的液态水或固态水，包括雨、雪、冰雹等。与降水对应的水分运动是蒸发，它是指液态水转化为水汽的过程。水是土地资源及其生产潜力中最重要的因素之一。水资源分大气降水和地下水两部分，降水不仅决定土地资源的水文条件，同时直接影响
12、地下水的成分、数量与分布等。（一）降水量的时空变化降水取决于大气环流、海陆分布与地形条件等。这种降水量的分布与其气候区划的关系十分明显。我国因属季风气候，降水量从空间和时间分布极不平衡。1.降水量的空间变化400mm等雨量线北从大兴安岭起，经通辽、张北、呼和浩特、松林、兰州、玉树、那曲至日喀则附近。这是我国降水量最重要的一条界线，对于土地资源和土地利用有着重要的意义。此线以西、以北降雨量较少，气候由半干旱逐渐向西过渡到200mm以下的干旱和荒漠区，没有灌溉就没有农业，是我国的主要牧区。该线以南、以东，季风盛行，雨量充沛，光、热、水配合较好，为湿润、半湿润区，是我国主要农业区。800mm等雨量线
13、基本上是黄河、长江两大流域的分界线。此线以北的华北和东北区，土壤的矿质淋溶适中，旱作农业发达，此线以南的华东和华南区的土壤往往偏酸性，以水田农业为主。2.降水时间变化由于受太平洋季风和印度洋季风的影响，我国降水年际和年内变化都比较大。由于降水量与时间的变化，往往形成旱涝等灾害。(二)降水、蒸发与温度的关系这三者之间的关系综合地反映一个地区气候类型的特点，也反映了该地区总的土地利用特征，由图22可以看出，它们基本可分为四个气候类型，即季风性、干旱荒漠型、海洋气候型与地中海气候型。一般在我国以前二者为主，但没有地中海类型。在季风型中有温带季风（如华北），亚热带季风（如华南）和印度洋季风（如云南与藏
14、南）。季风气候的特点是水、热同步，因此有利于发展旱作农业。图21气候类型模式图降水和蒸发在空间上的分布和时间上的变化因地理纬度、海陆位置、季风等原因有较大的差异，从而导致了土地资源的水分性质和利用在空间上的差异。如我国因海洋季风的影响，全国降水量的分布大致与海洋的远近成比例。距海洋越近，降水越多。以干燥度（最大可能蒸发量与降水量的比值）为指标，全国从东南向西北，分为湿润、半湿润、半干旱、干旱四个干湿分区。蒸发量的变化一般与气温变化相一致。一日内，午后温度升高，蒸发最大；日出前气温最低，蒸发量最小。一年内，夏季蒸发量最大，冬季最小。纬度越低，气温越高，蒸发量越大。在同温度条件下，海洋上蒸发量大于
15、内陆，并有自海洋向内陆逐渐减少的趋势。降雨量多的地区蒸发量也大，而干旱地区，蒸发力虽大，但因缺少水源，故蒸发量也小。在降水中一般可分锋面雨、对流雨和地形雨等三种类型。锋面雨与对流雨往往与大区气候有关，但地形雨则不然。地形雨在我国这个季风气候与山地地形的条件下往往具有重要意义，在迎风的山坡面，由于带有大量水汽的气流顺坡而绝热上升因而形成地形雨；而在背风坡的一面，由于已有降水后的气团顺坡而下而产生绝热下降，因而往往形成雨影气候，其降水量大降，且温度上升。在东南季风区的山体的东南坡，在印度洋季风区的南坡一般为丰雨区，其反向坡则往往是梵风谷地。上述这种地形引起的降雨量的分异在区域的土地资源利用与评价中要充分加以注意，这种情况在我国山地十分普遍。另外，在同一地区，地形越高，降水量越大；同时，地形高低影响水资源的再分配。因此，水资源的垂直分布，也是影响土地资源利用的因素之一。（三）降水与土地利用的关系1降水对农业来说，是作物需水量与土壤水分的重要来源。a) a) 要保证作物的正常生长发育，必须根据不同作物对水分条件的要求，保持适时适量的水分供应。作物需水量通常是指作物田间耗水量，即生长期叶
