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西北地区的光能资源

发布时间:2020-08-16

太阳总辐射是地表面最主要的能量来源,地面接受太阳辐射能量的不同,是引起气候差异的根本原因。太阳辐射是植物生命活动中必不可少的因素,是植物制造有机物质的能量源泉。所以,一个地区太阳辐射能量的时空分布和绿色植物摄取太阳辐射能的效率, 关系着该地区农作物产量的高低。为了提高农作物产量,必须了解本区的光能资源以及作物对太阳辐射能的利用率。兹分三方面来介绍:

(一)太阳辐射年总量

西北地区地处内陆,空气干燥,云雨稀少,晴天多,加之一般海拔髙度较高,总辐射削弱较小,曰照丰富,因此,实际年总辐射 值都比较大。大部分地区均在120—160千卡/厘米2.年之间(一年里每平方厘米的地面上的太阳辐射总量)。陕北为120—140千卡/厘米2.年,宁夏、甘肃大部分地区为140—160千卡/厘米2.年,新疆年总辐射在天山及其以北地区低于140千卡/厘米2.年,以南则 高于此值。本区最高值出现在新疆东部库鲁克塔格山、甘肃北山地 区以及青海高原,年总辐射值达160千卡/厘米2.年以上。其中青海冷湖177千卡/厘米2.年。比同纬度的华北平原、黄土高原高10 ―40千卡/厘米2.年。仅次于青藏高原,居全国第二位(西藏为170—190千卡/厘米2.年)。只有东经105°以东,北纬25°一 35°间的地区,包括陕西的洛川、铜川和甘肃的庆阳西锋镇,天水以南地区年总辐射值最小,低于120千卡/厘米2.年。其中陕南为 110千卡/厘米2.年左右,这是因为秋季北方冷空气南侵时受秦岭阻滞作用,常常形成静止锋面,或者夏季东南季风和西南季风的侵入和地形的抬升作用,戌云致雨的机会多,水汽多,空气透明度差。因而导致晴天少,日照不丰富。如果以120千卡换算的话,折合到每亩土地上即为8亿千卡。根椐研究,在现代农业技太水平条件下,投射到地面上的太阳能总量转变为化学潜能的(即光合产物中贮存的能量〕最多只占投射总量的十分之一,即每亩土地上只有 8000万千卡可转变为化学潜能,即绿色植物最高可能利用8000万千卡。

试验证明,一克植物干物质的碳水化合物完全燃烧能释放出 4千卡的热量,如果植物的光合效率为100%的话,则形成一克植物干物质应需4千卡的能量。折合生产一市〈500克〉植物干物质就需 要2000千卡能量,于是每市亩土地上在一年内包括植物的茎叶籽粒在内的产量可达4万斤,除掉因呼吸作用消耗20%的碳水化合物外, 产量应为32000斤,远较当前大田生产高出许多倍。原因在于现在农业技太水平,对太阳能的利用率,达不到10%,一般只有1%左右;另外,由于冬季气温较低,农作物不能正常生长发育,大量的太阳辐射能被白白地浪费掉了。

(二)生理辐射年总量

通常把绿色植物吸收的光,称为生理辐射。生理辐射的光谱波 长介于0.30—0.75微米之间。由于太阳辐射的可见光区的光谱波长在0.40〜0.76微米之间,所以生理辐射基本上是可见光部分。

西北地区的生理辐射资源和太阳辐射年总量一样,十分丰富。 青海、塔里木盆地、甘肃北部及宁夏由于海拔髙、空气稀薄,空气中水汽含量少,大气透明度好,生理辐射特强,一般都在70千卡/厘米2.年以上,秦岭以南,一般不足55千卡/厘米2.年,秦岭以北的关中和陕北在60千卡/厘米2.年左右。此疆在60一65千卡/厘米2.年之间。由于楮物利用太阳辐射能只有在.气温趄过5℃时期的生长季节才能进行,所以实际上可以利用沩生理辐射较年生理辐射的总量要少些。本区大部分地区气温较低沩时期较长,大大限制了 太阳辐射能的利用。有人计算,西北地区在生长期内(>=5℃〕的 生理辐射量为45—55千卡/厘米2.年,其光能生产潜力,若按生理辐射能利用率为2%计算,北疆为800—1000斤,黄河流域和陕南为 1000—1100斤,关中渭河流域以南,不到1000斤,南疆在1200斤以上,柴达木盆地为1000斤。如果把生理辐射能利用率提高到5.1%, 则北疆为2000—2500斤,其余大部分地区为2500 — 3000斤,但渭诃流域以南低于2500斤南疆3000—3500斤,青海除柴达木盆—地达 2500斤以上外,大部分地区在1000斤以下。如果把生理辐射能利用率再提高到10%,则北疆在4000—5000斤之间,黄河流域为5000 ―6000斤,南疆在6000斤以上,青海在5000—6000斤,其余大部分地区都在2000斤以上。由此可见,为了提高农作物单位面积产量,必须采取各种有效措施,提高生理辐射能的利用率。这也就是 农业科学努力的方向。

(三)光照时间

西北地区的光照时间在全国是最丰富的地区。全年日照时数一 般在2000—3300小时之间,而且从东向西逐渐增大。最大值出现在青海的冷湖,为4600小时,最小值出现在陕南,为1400小时。陕西 1400—2900小时,宁夏2500—3400小时,甘肃1900—3300小时,青海2400—4600小时,新疆2600—3400小时。秦岭是2000小时的分界线,秦岭以北都在2000小时以上,秦岭以南除商县为2077.1小时外,都在2000小时以下。这是因为秦岭以南云、雾和降水都多的原故。年曰照百分率的分布,基本上与日照时数的分布一致,全年曰照百分率一般在50%一70%之间,从东向西遂渐增大,最大值出现在青:“每沟冷湖,为80场。最小值出现在陕南,为40%左右。陕西 40%一66%,宁夏56%一77%,甘肃43%一75%青海54%一80%, 新疆61%一 76%。

对农业生产影响比较矢的是光照的季节分配。西北各省〔区〕 的曰照时数和日照百分率一般都是夏季最多,冬季最少,春秋居 中,春季多于秋季,这是囱为夏季昼长夜短,冬季昼短夜长,秋季阴雨天气又较春季为多的原故。只有少数山区由于地形彩响秋雨甚多,致使曰照时数和曰照百分率还较冬季为少。

综上所述,西北地区的光能资源非常丰富,有利于小麦、棉花和水稻的栽培。在作物生长期中,本区特别是青海不仅辐射强,曰照长,而且昼夜温差大,白天生理辐射强,温度髙,有利光合作用,夜间温度低,可以减少呼吸消耗,积累有机物质多,因此,西北地区作物的千粒重和单位面积产量应比南方高。事实也证实了这一点,警如,位于青藏高原拔海3000米左右的柴达木盆地的-日德和 诺木洪两个农场,1974年春小麦亩产普超千斤,其中20.5亩平均超过15.00斤,香曰德农场四大队十七中队二.115亩平均亩产创1557.8 斤的高产纪录。千粒重达50克以上。