内蒙古鄂温克地区牧业气候资源开发利用前景分析

2018-05-08张敬超

畜牧与饲料科学 2018年3期

张敬超

（内蒙古鄂温克族自治旗气象局，内蒙古鄂温克族自治旗 021100）

气候资源是一个地区气候对林牧农业所提供的自然条件和物质能源，是发展林牧农业生产的潜在能力，主要包括光能、热能、水分、风能等资源［1］。鄂温克族自治旗（以下简称鄂温克旗），位于内蒙古自治区东北端，大兴安岭西侧，是呼伦贝尔草原的重要组成部分。全境东西宽173.25 km，南北长187.75 km，土地总面积19 111 km2，全旗拥有草原128.9万hm2，占全旗总面积的68.9%。该地区属于中温带干旱型气候区［2］，具有丰富的光能，但同时也具有热量条件和水分欠缺的特点。分析该地区气候资源和开发利用前景，对指导当地畜牧业产业结构调整和生态环境保护具有重要意义。以下将利用内蒙古鄂温克族自治旗气象局1961—2017年的气象资料，对该地区林牧业气候资源开发利用前景进行分析。

1 光能资源

光能是农作物通过光合作用制造有机物质的能源，植物中的90%～95%的干物质都是通过光合作用产生［3］。

1.1 太阳辐射

太阳辐射是太阳以电磁波的形式发射的能量，它是光和热的源泉。植物的生长、动物的生存、四季的变化、大气的运动均依赖太阳辐射能。鄂温克旗地处中高纬度，属中温带半干旱大陆性季风气候，水气含量少，太阳辐射量大，光能资源丰富。经计算，鄂温克旗太阳辐射年总量平均为5 114.23 MJ/（m2·年），从东部林区山地向西部平原逐渐增多。牧草生长季（4—9月）太阳辐射能最为丰富，辐射总量为 3 514.78 MJ/（m2·年），占年总辐射量的69%。对林木和牧草生长及籽粒形成有利。

1.2 日照时数

鄂温克旗历年平均日照时数为2 875.7 h，日照百分率为65%，一年中以5月份日照时数最多（为 296.7 h），6月次之。牧草生长期（4—9月）日照时数为1 659.7 h，占年日照时数53%～56%。从以上数据可以看出，该旗的光照较充足，基本能够满足当地林木和牧草生长发育的需要。

利用4—9月的总辐射量计算鄂温克旗各级草场的光能利用率（见表1），由表1可以看出，鄂温克旗的光能利用率是很低的。干草产量为3 000 kg/hm2的一级草场，其光能利用率仅为0.27%。根据生长期内的总辐射量计算，如果光能利用率提高到0.5%时，其光合生产潜力可达5 625 kg/hm2；当光能利用率为1%时，其光合生产潜力达11265kg/hm2，可见该旗光合潜力是很大的。

表1 鄂温克旗各级草场的光能利用率

2 热量资源

热量状况是最主要的气候特征。积温的多少、温度的高低及其变化规律是衡量一个地区热量资源的主要标志［4］。热量是牧草生长发育的重要条件之一，它不仅直接影响牧草的生育和产量，而且限制人工牧草种植的布局、新品种的引进、种植制度的改变等。此外，热量条件还在很大程度上制约着林业的发展。因此，分析热量的变化及其牧业界限温度的特点，对林牧业生产具有重要意义。

牧草的生长发育对温度条件有一定的要求。不同的牧草或同一牧草的不同发育期，对温度条件的要求也有明显的差异。一般用温度数值来表示热量的多少。牧草的生长发育要在一定的温度条件下进行，热量积累到一定数量后才能完成其生育阶段并获得产量。热量不足或某阶段温度过高或过低都会造成减产。

2.1 鄂温克旗热量条件概况

气温的地理分布及变化特征是受地理纬度、太阳辐射和地形特点综合影响的结果［5-7］。鄂温克旗地处中高纬度，气候凉爽。由于地处大兴安岭偏西北侧，受其影响，东南部及东部属半湿润、湿润温凉、寒温森林草原气候，西部则属于半干旱温和草原气候。年平均气温为-5～-1℃。

2.2 极端气温的分布

根据鄂温克旗气象局历年气象资料统计，1961—2017年鄂温克旗历年最高气温41.7℃，出现在2016年8月3日，历年极端最低气温达-46.5℃，出现在1987年1月10日。

2.3 积温

2.3.1 ≥0℃积温：春季日平均气温稳定通过0℃时，土壤解冻，牧草萌发。秋季气温稳定下降到0℃，土壤开始冻结，一切牧草停止生长。≥0℃初、终期间隔日数：西北部为176～200 d，东南部为158～176 d。全鄂温克旗平均≥0℃积温为1 500～2 500℃。东南山丘地平均为1 500～2 000℃，中西部草原平均为2 000～2 500℃。

2.3.2 ≥5℃的积温：≥5℃的积温时段是越冬作物越冬后的积极生长期，也是喜凉作物的始播期，春小麦、油菜等作物开始播种［8］。≥5℃初、终期间隔日数东南部为120～140 d，西北部草原为140～150 d。全鄂温克旗平均≥5℃积温为1 300～2 300℃，东南林地为1 300～1 800℃，中西部草原为 1 800～2 300℃。

2.3.3 ≥10℃积温：10℃是喜凉牧草积极生长的温度，10℃以上的间隔日数多作为植物可利用的热量。≥10℃初、终期间隔日数，东南部为80～90 d，西北部为100～110 d。全鄂温克旗平均≥10℃积温为 1 000～2 000℃，东南林地平均为1 000～1 750℃，中西部草原平均为1 750～2 000℃。

2.4 天然牧草对热量条件的要求

综上所述，鄂温克旗≥10℃积温，东南林地平均为1 000～1 750℃，只限于喜凉用作物、林木、牧草生长；中西部草原平均为1 750～2 000℃，不能满足喜温作物的成熟，一般只以喜凉作物品种为主，如早熟和中早熟玉米、喜温油料及瓜菜类等。

3 水分条件

水分资源和光、热资源一起决定着一个地区的自然生产力的高低或自然条件的优劣。在光、热条件适宜的情况下，水分条件适宜与否对牧业生产有重要影响。

3.1 鄂温克旗降水分布特点

由于受大兴安岭的影响，全鄂温克旗年降水量由东向西递减。年降水量平均为320～450 mm，其中林区山地为410～450 mm，中西部草原为320～410 mm。降水量分布随着季节变化明显，夏季6—7月最多，冬季1—2月最少。

3.2 降水对林牧业生产的作用

林牧业生产和发展除了受温度、光热条件影响外，自然降水也是重要的影响因子。鄂温克地区植物生长季（4—9月）降水量占全年降水量的84%，其中6—8月最多。该时间段正是天然牧草抽穗、开花、种子成熟期，充沛的降水能满足土壤水分消耗、减少蒸发，有利于林木、牧草生长。

4 风能资源

风作为一种自然现象，它是影响气候变化的最重要因素之一，本身又蕴藏着巨大的能量，能对人类活动产生重大影响。风作为重要的气象要素之一，不仅对农牧生产有极其重要影响，风还是一种取之不尽、用之不竭的再生能源，为人类所利用［9］。

4.1 风能资源的分布

根据鄂温克旗1961—2017年年平均风速资料分析得出，鄂温克年平均风速3.3 m/s，年平均风速最大为4.8 m/s，出现在1969年，年平均风速最小为2.4 m/s出现在2010年。鄂温克地区春季风向以西北风为主，次多风向为西西北风；夏季风向以南东南风向为主，次多风向为南风和东东北风；秋季风向以南东南风向为主，次多风向为西风；冬季风向以南东南风向为主，次多风向为南风。

4.2 极端风速的分布

根据鄂温克1961—2017年年最大风速资料分析得出，极端年最大风速为28.0 m/s，出现在1969年4月13日。年最大风速多出现在5月，1月、8月、11月、12月未出现过年最大风速。从季节上划分，年最大风速多出现在春季，其次为秋季，夏季和冬季出现次数最少。

4.3 风能资源的利用

鄂温克地区以春季风能最大，秋、冬次之；冬季最小。这种变化趋势与全旗林牧业生产的能耗需求相吻合。春季雨量少，升温快，多大风，蒸发旺盛，干旱严重，人、畜缺水，这时又是接羔保育和牧草返青的季节，是需水较多的季节。而春季正是风能最多的季节，利用风能提水、发电可以解决人、畜饮水以及灌溉、剪毛、药浴及家用电器的能源需求。夏季是风能资源最少的季节，这时正值雨季，降雨量增多，用于人、畜饮水和灌溉的耗能减少。秋、冬季能耗又开始增加，风能资源也同时增加。

5 对鄂温克旗气象能源利用的综合建议

5.1 鄂温克旗光能资源比较丰富，在太阳能利用方面有很大潜力

鄂温克旗属于牧业区，地域辽阔、交通不便，适宜开发利用太阳能。如在牧区推广太阳能电池、太阳能暖棚等，用以解决牧区供电、取暖问题，既充分利用了自然资源，又有环保效应。

5.2 鄂温克旗热量资源西多东少

就草地植被而言，大部分地区热量资源丰富，而东部地区，热量资源差，温度低，生长季短。鄂温克旗东南部立体气候明显。据研究，在同高度、同经度，当纬度每增加1°时，年平均气温降低1.2℃，≥10℃积温减少154℃；在同纬度、同经度，当海拔高度每增高100 m时，年平均气温下降0.6℃，≥10℃积温减少132℃。鄂温克旗土地面积较大，气象站点稀疏，在引种时不能简单地以鄂温克旗气象台气温资料代表全旗，应注意当地所处纬度及海拔高度。