气候因素及其相关的主要环境和生态问题

气候支配着生态环境和地质环境的水热条件，直接参与母质的风化过程和物质的淋溶过程，在很大程度上控制着植物的生长和微生物的活动，影响着土壤有机质的积累和分解，决定着养分生物循环的速度和范围。因此，气候与生态地质环境有着密切的关系。

二、三江平原气候因素的特征

三江平原位于中纬度亚洲大陆东海岸，属温带湿润气候区。同时受大陆性季风和海洋性气候影响，冷暖空气交替频繁，气候多变，四季分明。

由于三江平原地域辽阔，受大陆性和海洋性气候的影响，气候存在明显的地带性差异，在一定程度上控制了植物和微生物的种类和生长发育过程，使土壤类型自西向东发生有规律的变化。

(1)温暖、凉爽和潮湿的地区

位于黑龙江、乌苏里江沿岸，包括萝北、通江、抚远、饶河四县。气候凉爽，年平均气温1.6 ~ 2.8℃，最热月平均气温21 ~ 21.5℃，积温≥0℃小于2 900℃，积温≥10℃小于2 400℃，80%保证率≥ 65440。日平均气温稳定≥1℃的天数在140d以下；0℃恒温日数为150 ~ 160 d，生长期为130 ~ 140 d，日照时数为2 230~2 450h，降水量为500 ~ 660 mm，蒸发量较少，约为1 100mm，干燥指数小于0.6。平均风速在4m/s以上，大风日数≥8m/s约为100d。5月至9月，耕层平均地温为65438±08.2℃。土壤年冻结期约250d，冻土深度1.5 ~ 2.5m，由于积水的影响，沼泽地冻土深度小于1m，导致早冻晚融。

由于该地区气候凉爽湿润，无霜期短，封冻期长且地势低，排水困难，积累了大量的植物残体，为土壤腐殖化、草甸、沼泽、泥炭等过程提供了物质来源。形成的土壤主要是草甸土、沼泽土、潜育白浆土和泥炭土。

(2)轻度和半湿润地区

位于汤原、宝卿、佳木斯郊区，富锦东部。气温比中原低，比东北沿江高。年平均气温2 ~ 3℃，80%保证积温2 250 ~ 2 480℃。生长季大于140d，生长季日照时数为1 1 000 ~ 1 200 h，稳定日平均气温初日≥ 140 ~ 145d，稳定日平均气温初日≥0℃ 150d。年降水量500～550毫米，年平均蒸发量65438±0200毫米。干燥指数为0.6 ~ 1.0。由于坡脚的影响，该区域为重点大风区，年平均风速在4m/s以上，平均≥8m/s的大风日数在150d以上。5-9月耕层平均地温为18.5℃，一般在10的6月中下旬开始冻结，冻结深度为1.5 ~ 2.0m，4月上旬逐渐融化。冻结层6 ~ 7月才能融化，封冻期为210~240d ~ 240 d。

该地区为山前向低平原过渡地带，气象灾害严重，常有障碍性低温冷害、大风、春旱、冰雹、秋霜等综合性自然灾害。但该地区降雨相对集中，约70%集中在7、8、9月，也是气温最高的时段。正是森林和草甸植物生长最旺盛的季节，水热结合非常有利于大量有机物的形成。而且集中降水为土壤中钙、镁、铁、铝的还原和淋溶提供了条件，形成了暗棕壤、黑土、白浆土的B层(沉积层)。同时，该地区无霜期短，封冻期长达6 ~ 7个月。冻土层的周期性变化，冻融交替，干湿交替，使冻土层停滞，促进腐殖质大量积累，有利于土壤腐殖化、暗棕壤、白浆和黑土的发育。主要由暗棕壤型土和粘底白浆土组成，也有黑土零星分布。

(3)中度和半干旱地区

位于佳木斯东部，松花江两岸，以集贤为中心。包括蓟县、桦川县、绥滨县和宝卿西部、富锦县。气温较高，年平均气温在3℃以上，80%保证积温为2 350 ~ 2 560℃，无霜期约为65438±040d..日平均稳定气温≥10℃的首日在145d以上，日平均稳定气温≥0℃的首日在150d以上。年降水量不足500mm，是佳木斯年降水量最少的地方，干旱中心。干燥指数≥1.0。最大年平均蒸发量为1200～1300mm。生长季日照时数约为1200h·h，年平均风速为4m/s，大风日多。≥8m/s的大风日数为107 ~ 154d，风蚀十分严重。5月至9月，耕层平均地温为65438±09.8℃。冻土深度1.5 ~ 2.0m，冻结期约250d。

由于气温高，降雨量少，蒸发量大，该地区在大风天形成半圆形干旱区，土壤钙积累过程比较强烈。而且由于土壤的周期性冻结，解冻后的水由冻结层支撑，形成了死水。在潜在淋溶作用下，形成的土壤多为黑土和碳酸盐草甸土。

三、与气候因素有关的主要环境和生态问题

(1)空气污染

调查区域内有1个地级市、2个县级市、9个县，以及3个农管局及其农场，包括火电厂、酒厂、油厂、纺织化工、有色金属、工业锅炉、生活窑炉燃煤等污染物，成为大气污染的直接污染物。它们的污染物除了污染大气外，还通过降水带入地表水体，部分通过孔隙渗入地下造成地下水污染。

调查区的空气污染主要在佳木斯市，但其他县和国营农场也一定程度存在，是该地区地质环境质量较差的因素之一。根据资料分析，调查区域空气污染的主要因子为总悬浮颗粒物、降尘、二氧化硫和氢化氮(表6-4)。佳木斯的降水pH值多为6.0 ~ 6.5，有害气体、苯酚、氰化物溶解。随着工农业的发展，空气污染有逐年增加的趋势。

表6-4三江平原废气污染源及废气排放量统计表

(2)洪水灾害

三江平原最早的洪水记录可以追溯到200年前，其中1794、1872、1897的洪水都造成了一定的灾害。20世纪洪水灾害尤为突出，主要集中在1932、1957 ~ 1960、1964、1981和1998。大规模洪水灾害见表6-5。8月21，65438，960日，特大洪水导致松花江水位达到80.63m，佳木斯永安河段决口，洪水冲垮河堤，淹没农田和房屋。松花江1932洪水，洪峰流量1800m3/s，佳木斯市在平地上航行；绥滨全境除古城几个大山头被淹，粮食生产毁于一旦，人民生命财产损失惊人。

据史料记载，0945年1794 ~ 151年期间，松花江有12个洪水年。新中国成立后的40年间，有7个洪水年，其中4个发生在50年代末60年代初。近年来，洪涝问题尤为突出，对农业生产造成了一定的威胁。1998洪水中，三江平原佳木斯市共有93个乡镇，296个村，85.83万人受灾，农作物受灾面积50×104hm2，房屋倒塌16万间，堤防受损163处，受损239.5km，桥涵受损754座，1957年洪水泄洪从9月一直持续到第二年春天，造成了两年的内涝。平原区大部分地区受淹，萝北地区受淹面积最大，通江地区相对较好，但受淹耕地面积仍占耕地总面积的21.86%。这个地区不仅伴随着洪水，而且洪水比洪水危害更大。通常以秋汛为主，往往是“二年秋汛，秋汛春汛息息相关”。新中国成立以来，该地区共发生洪水33次，其中春季9次，夏季15次，秋季9次，严重年份8次。从1949年到1969年的21年间，三江平原涝灾发生频率为33.3%。而1970 ~ 1990的渍水频率为47.9%。1960和1981都是大洪水年，1960的洪水甚至比1981的大，但1981的受灾面积比1960的大。三江平原涝渍面积1970年为50×104hm2，1985年为90×104hm2，2000年为190×104hm2。可见，洪涝灾害是三江平原最常见的地质灾害，影响人数多，持续时间长，给国家财产和人民生命财产造成重大损失，在黑龙江省乃至全国都是罕见的。伴随洪水而来的内涝问题更加突出，对农业生产构成严重威胁。平原地区大部分地区属于洪涝范围，渍涝频繁发生，如表6-5、表6-6所示。

表6-5三江平原洪水灾害一览表

表6-6洪水灾害表

(3)气候干燥

1.干旱情况

随着三江平原的开发和湿地的减少，三江平原气候干旱化趋势明显。80年代降水量比20年前减少180mm，比其他地区减少100mm，年递减率是松嫩平原和俄罗斯远东地区的2倍。如唐王下游平均降水量，50年代为701.1毫米/年，60年代为601.6毫米/年，70年代为494.6毫米/年，80年代为458.3毫米/年。同时，三江平原其他地区降水量有逐年减少的趋势，导致地表水位逐年下降。干旱耕地也在逐年增加。夏季平均气候比20年前高2℃左右，同期其他地区气温下降。1949 ~ 1990年有20多年的春旱和农作物减产，累计干旱减产粮食100×108kg。干旱和易旱年的发生频率春季最高，夏季最少。此外，干旱还减少了对工业、城镇和农村人畜的供水。

1990以来，黑龙江省春夏持续高温，旱情加重。三江平原连续7年干旱，1993、1998和2000年春季干旱严重。松花江佳木斯段水位分别为111.97m、11.62 m、65438。2000年春夏，出现了百年不遇的大旱，降水量比历史同期减少了70% ~ 80%。秧苗枯死，农业损失惨重，松花江主航道断流。

2.降水趋势

自然降水虽然是一种可再生、可持续的自然资源，但其可再生性在时空(时间和范围)分布和数量上极不均匀，给农业生产带来极大的不稳定性。三江平原属于半干旱半湿润农业气候，耕地200×104hm2，一半以上靠降水支撑。自然降水的增减直接制约着农业生产的发展。为了掌握自然降水的增减规律，增强农业抵御自然灾害的能力，对三江平原自然降水的周期性增减趋势进行了分析，如表6-7所示。

表6-7三江平原自然降水资源周期性增减趋势单位:mm

从表中可以看出:

1)三江平原前五年和后五年，以10为代，自然降水量的增减呈明显的周期性(阶段性)。50年代是“前少后多”的格局。前五年降水很少，全区551mm，其中有两个多雨的年份。近五年来，全区降水量增加，达到643毫米，其中有四个多雨年份。20世纪60年代以后，全区前5年平均降水量增加到598mm，平均多雨3.5年。近五年来，全区平均降水量减少到502毫米，其中平均出现1.3个多雨年。由此可见，10这5年间自然降水的周期性增减是明显的，可以展望未来5 ~ 10年三江平原自然降水的增减趋势。

2)以10年为周期，在自然降水周期性增减的基础上，还能反映年序列中多(少)雨年的连续和转换的一般周期。

0年系列是从少雨到多雨的一年，年降水量560 mm。

1年系列为正常年，年降水量650毫米。

2年系列为正常年份，年降水量为554毫米

3 ~ 4年序列为多雨年，年降水量602 mm，其中3年系列降水量分布不均，部分地区为正常降水年。

5 ~ 6年系列为少雨年，年降水量497 mm。

7年降水序列分布不均，多为多雨年。全区平均降水量541毫米。

8-9年系列为少雨年，年降水量488 mm。

从以上可以看出，降水增减变化趋势的周期明显，集中“多或少”的周期突出，为10这一代的自然降水年内分布提供了一个清晰可预测的框架。

3.温度变化趋势

据IPCC专家预测，2050年全球平均气温将上升2℃，21世纪末将上升4℃。中国气温的长期变化是20世纪初变暖，40年代中期以后变冷，70年代中期以后气温将明显上升，平均幅度为0.4 ~ 0.8℃。对三江平原每10年平均气温变化的分析表明，自20世纪50年代以来，平均每10年增加0.4℃，42年间增加了1.6℃，特别是70年代末，与全球变暖趋势一致。参见表6-8。

表6-8三江平原平均气温变化趋势

此外，根据季节冻土冻结深度，20世纪50年代萝北县季节冻土冻结深度为2.80m；60年代2.46m；70年代为2.14m；；80年代是1.99m；；90年代为1.45m，季节性冻土上限越来越浅越来越薄，冻结期越来越短，气温上升趋势非常明显。

气候持续变暖对生态和农业有很多影响。全球温室效应使极地变暖比低纬更显著，从而削弱南北经圈环流，延长旱季，减弱四季温差。在异常高温的气候下，寒温带森林或温带森林将取代现在的东方森林，亚热带森林将变成热带森林。平均气温升高1℃，农业气候带将北移100km，主要农作物产区的空间分布也将发生变化。在农业上，提高化肥温度会增加有效氮的损失，加快释放速度，缩短释放期。

因此，根据气候变暖的事实，在三江平原现代农业发展的战略布局中，应更加重视“气象经济”的效益，在充分利用现有热量资源的基础上，以种植结构、作物布局、品种选育等重要农业环节为重点，利用当前气候变暖的有利条件(增加热量资源)，采取有效措施提高农业产量。

4.气候干燥的变化

我们用反映气候湿润程度的干燥指数(K)来代表三江平原的气候湿润趋势，如表6-9所示。

表6-9三江平原垦区干燥指数(K)变化趋势

由表反映:

1)气候干燥度五年周期变化趋势明显。

2)60年代后期正距平趋势不断加强，70年代以后负距平趋势不断减弱，即垦区气候趋于干燥，最主要的因素是湿地退化。

与全球和全国气候变化趋势一致，未来三江平原腹地气候将持续变暖，气候湿度将降低。

(4)冻胀和融沉

三江地区年平均气温2 ~ 3℃，冬季漫长寒冷，封冻期长达4 ~ 5个月。一般165438+在10月中旬冷冻，次年3月中旬解冻。沼泽湿地地区的冻土要到6月份才能完全融化。最大冻结深度2.2 ~ 2.5m，受自然地理和气象影响，区内广泛分布季节性冻土，局部有岛屿冻土出露。

冻胀和融沉在该地区较为发育，也是该地区的主要工程地质问题。该地区地下水位较浅，土壤天然含水量很高，一般可达27% ~ 30%。冻结后土壤膨胀，地面隆起，形成1 ~ 20m2的隆起。解冻后，由于冰的融化和水的饱和，土壤塌陷，使表面沸腾。工程建设方面，主要表现为:①道路不平，②桥梁歪斜，③渠道渗漏，④建筑地基冻裂下沉。

原生产建设兵团27团老团部狮子沟1969秋建的房子，当年冬天因冻胀导致墙体出现较大裂缝，最大宽度5cm，一般在1 ~ 2 cm之间。1970年春，地陷加剧破坏，最终被废弃。又如前哨农场中学教室供暖不均匀导致地基土保温不均匀，导致墙体出现1 ~ 2 cm裂缝，房屋结构破坏。

总之，该地区的冻胀、冻裂、融沉危害很大，应采取有效的防治措施。

三江地区年降水量500 ~ 700毫米，分布不均，多雨。9 ~ 10月降水量约占全年降水量的20%，个别年份降水量占36% ~ 40%。根据七星农场历年统计，有25%的年份，9月份降雨量大于8月份。26年中秋涝14年，其中重涝7年。1972年秋季降水量180 ~ 250 mm，雨后地表积水未除即结冰(当地称雨冻)，地表和土壤中大量积水结冰，不仅影响秋收，还会造成下一次春汛。

秋季湿润的土壤和厚厚的积雪使土壤冻结缓慢，有助于水分向冻结面迁移。在接下来的春季解冻期间，冰雪和肥沃的冻土被融化，消耗了大量的热量，减缓了融化速度。某些情况下，6月中下旬土壤尚未融化，冻土层不透水，使冰雪融化、降水和聚冰区丰富的冻土融化水停留在冻土层上，土壤过饱和，甚至在冻土层中形成积水，加重了渍水，造成严重的春涝，使小麦的播种期推迟50天以上。根据建三江管理局胜利农场播期试验，小麦播种产量5月底减产37%，6月底减产53%，6月后减产10，抽穗后不结果。1973年，三江管道局播种面积10×104hm2，因春涝荒芜面积6.5×104hm2。占40.42%，粮豆产量24kg/亩。其中，仅前进农场因秋涝、春涝弃耕1×1.04 hm2，占当年播种面积的80%以上。建三江农场1/3以上未播，已播耕地因播期推迟，产量仅为正常年份的30%。建三江农场管理局几次严重的春汛(1957、1960、1963、1973)都与第一年秋涝雨冻结、冻结期水分迁移再分配、冻结层积水渗漏密切相关，因此当地出现了“一年秋涝，两年成灾”。

(5)雪灾

这个地区降雪量比较大，一般40 ~ 70毫米，和大兴安岭差不多。积雪期长，年积雪日数达120 ~ 140 d，最大积雪深度约40cm，饶河最大积雪深度68cm。有时，冰雪结合形成“烟幕炮”，造成雪阻，影响冬季运输。例如，在贝朗山脚下，金山镇的一段，二龙山附近的大永山地区经常引起雪阻。部分林侧道路积雪堆积如山，部分林道积雪超过1m，影响交通。融雪水占通江-抚远地区径流补给的15% ~ 20%。积雪融水加剧春涝，一些地方积水太湿，影响春播。6月1972，10，11，下了40mm的大雪，很多割下的大豆被埋在雪里，影响了收成。

鉴于冻融对农业生产的严重影响，这一地区现已采取低洼积水区春播期，爆破或打孔穿越阻水冻层，春融桃花水会自动回灌地下含水层，缓解春涝，保证春播及时。在积雪地区耙雪使雪土混合，压实雪盖，促进其吸热，加速融化，争取时间，适时春播，确保丰收。