基于GIS的重庆气候分区及评价

李朝艳，王 力

(重庆交通大学 河海学院，重庆 400074)

0 引言

生态环境是对生物生长、发育、生殖，行为和分布以及对人类生存和发展有影响的环境因子的综合[1]。它主要包括水资源、土地资源、生物资源以及气候资源。因此生态环境受地形、气候、土壤、植被和人类活动等诸多因素的影响[2]。随着重庆市的直辖，城市迅速发展的同时也造成了生态环境的严重破坏。因此，重庆市生态环境及其变化特点的研究越来越受到重视。气候资源是生态环境的一个重要因子，其评价结果不仅可用于资源与环境的评价、生态系统的变化和管理、生态系统模型建立、植被生产力计算和生态区划等方面的研究，还可以为生态学、地学、资源与环境等学科的发展提供重要的基础数据[3]。

由于重庆各区县之间的地理条件有所差异，因此为提高评价精度，需对重庆进行分区，在分区的基础上对各区分别进行评价。本文以聚类分析法进行重庆气候指标的分区，以各区县的经度、纬度、高程和气候指标值作为区划影响因子[4]。气候评价的方法很多，如：综合模式法、层次分析法、主导因子法、加权评价模型法等[5-7]。

1 研究区域概况

重庆市，简称巴或渝，别称山城、渝都、雾都、桥都等，是中国的中央直辖市之一，位于中国内陆西南部、长江上游地区，地跨东经105°11'-110°11'、北纬28°10'-32°13'之间的青藏高原与长江中下游平原的过渡地带。地界渝东、渝东南临湖北省和湖南省，渝南接贵州省，渝西、渝北连四川省，渝东北与陕西省和湖北省相连(图1为重庆市的行政区划图)。

图1 重庆市行政区划图

2 数据与方法

2.1 数据

气候数据来自重庆市统计年鉴，包括10年的重庆市各区县的气候基础资料，包括年均日照(d)，年降水量(mm)，积温和各区县的经纬度坐标(。)、高程(m)等。

2.2 方法

2.2.1 分区

应用SPSS软件，采用聚类分析法对重庆进行分区，各县区的经度、纬度、高程和气候指标值为区划影响因子，气候指标值分别为年均日照，年均降水量，积温。

(1)数据的标准化：由于每个样本中有4个变量(经度、纬度、高程和气候指标)，而不同要素的数据往往具有不同的单位和量纲。因此必须对聚类要素进行数据处理，通过标准差标准化把样本中每个变量的值转化为无量纲的值[8]：

(2)评价分区

区划影响因子(经度、纬度、高程和气候因子)标准化。采用SPSS软件对标准化的气候因子数据进行聚类分析。分类结果如下图所示。

图2 聚类结果图

当聚合水平取10时，可将重庆的气候区划为2类。

一类：长寿—綦江。气候属亚热带湿润季风性气候区，四季分明、气候温和、冬暖春早、热量丰富、降水充沛，有春早、夏热、秋迟、冬暖特征。常年平均气温16℃～18℃，最高年20.4℃，最低年16.7℃。常年平均降水量1165.2mm。常年日照时数1245.1小时。

二类：黔江—城口。地势较为复杂，海拔高差大，地形性气候独特。气候温和，雨量充沛，四季分明，冬长夏短。春季气温回升快，但不稳定，常有“倒春寒”天气出现；夏季降水集中，七、八月多干旱，伏前、伏后多洪涝；秋季降温快，多连阴雨天气；冬季时间较长、气温低。

2.2.2 气候评价模型

水分和热量是气候条件的重要指标，应用影响显著并相对独立的年均日照(S)、积温(AT)以及年均降水量(P)这3个气候指标，建立重庆气候评价指标体系。根据重庆农业构成特点、耕作习惯、重庆自然区划和气候资源概论等，将气候指标分为不同等级[9-11]。见表1。

表1 气候指标分级

3 分析结果

3.1 年均日照

重庆市的年均日照分为4个等级，等级越高，日照的时间就越长。在示意图中，颜色越浅说明年均日照越大，颜色越深说明年均日照越小。其中，年均日照时间最长的是巫溪，年均日照达到将近1600小时，年均日照时间最短的是彭水，年均日照不到1000小时。年均日照在重庆市从东北向西南方向呈逐渐减小的趋势(结果如图3A所示)。

3.2 年降水量

年降水量分为5级，等级越高，降水越丰富。在示意图中颜色越浅说明年降水量越大，颜色越深说明年降水量越小。重庆市年降水量各区县都趋近。最多的地区是酉阳，超过1000mm；年降水量最少的地区为潼南，大概处于1000mm左右。其他各地区的年降水量均在1000-1400mm之间。年降水量在重庆东北部主要是由西北部向东南部逐渐递减；在重庆中部地区主要是由北向南先减小再增大，到南部山区时增长到最大；在重庆西南部地区，年降水量主要表现为由北到南逐渐增大(结果如图3B所示)。

3.3 积温

积温可以分为5级，在示意图中，区域的颜色越浅，说明此区域的积温越大。反之颜色越深，积温就越小。在重庆市主要表现为重庆市区的积温要较周边的山区、郊县大，大致表现为由东到西先增大再减小，由南到北先增大再减小。重庆市市区积温值最大，达到了6700℃左右；城口的积温值最小，达到4300℃左右(结果如图3C所示)。

图3A 重庆年均日照分区示意图

图3B 重庆年降水量分区示意图

图3C 重庆积温分区示意图

参考文献：

[1]王孟生.“生态环境”概念的起源与内涵[J].生态学报，2003，23(9):1910-1914.

[2]刘南威.自然地理学(第二版)[M].北京：科学出版社，2008.

[3]刘新安，于贵瑞，范辽生，等.中国陆地生态信息空间化技术研究(Ⅲ)[J].自然资源学报，2004，19(6):818-825.

[4]郭志华，刘祥梅，肖文发，等.基于GIS的中国气候分区及综合评价[J].资源科学，2007，29(6):1-9.

[5]Daly C， Helmer E H， Quinones M. Mapping the climate of Puerto Rico， Vieques and Culebra[J]. int. J. Climatol.， 2003，23(11):1359-1381.

[6]廖顺宝，李泽辉.积温数据栅格化方法的实验[J].地理研究，2004，23(5):633-640.

[7]吴刚，魏晶，张萍，等.三峡库区农林复合生态系统的效益评价[J].生态学报，2002，22(2):233-239.

[8]徐建华.计量地理学[M].北京:高等教育出版社，2006.

[9]邓先瑞.气候资源概论[M].武汉:华中师范大学出版社，1995.

[10]丘宝剑，卢其饶.农业气候区划及方法[M].北京:科学出版社，1987.

[11]张增祥，彭旭龙，陈小峰，等.生态环境综合评价与动态监测的空间信息定量分析及应用[J].环境科学，1999，20(1):68-72.