竺可桢:中国的亚热带
(2018-12-09 14:07:18)分类: 竺可桢涂长望赵九章叶笃正 |
中国的亚热带
亚热带或副热带原是气象学上的一个名词,它的地位介于热带与温带之间,是一个过渡地带。它首先具有一个高气压,所以一般称为亚热带高气压带。高气压的位置冬夏有若干南北向的移动。在北半球,这高气压脊冬天在北纬30°,到夏季北移至北纬38°;在南半球,冬天在南纬28°,到夏天南移至南纬35°。这亚热带高气压带冬夏在地球面上的南北移动就影响到风带的移动,介于亚热带与赤道之间的东北信风带(北半球)或东南信风带(南半球),介于亚热带与高纬度之间有所谓西风带。信风带与西风带的气候迥然有别,在西风带经常有风暴,天气冷暖、晴雨不常,而信风带内则除少数小范围热带风暴外,天气比较稳定。一般所谓亚热带气候是兼具西风带和信风带气候,即冬天经常有风暴,天气变化不常,而夏天则天气一般稳定少雨。这就是代表性的亚热带气候,在世界上最著名的是地中海区域,包括西班牙、葡萄牙、意大利以至近东诸国和北非洲地中海沿岸诸国。
但有代表性的亚热带气候实际上只限于大陆的西部或大洋的东岸。如在大陆中心,地面低的地方亚热带均为沙漠旱海,如中央亚细亚即其例。地面高处则成山岳高原气候,如西藏即其例,均和地中海气候无相似处。如在大陆东岸则如我国和日本,为季风气候带,冬季严寒而干燥,夏季酷热而多雨,与地中海气候又迥不相同。所以单从气候学观点出发已经有说明亚热带范围和气候特征的必要。近来和气候学有关系的科学,例如地植物学、土壤地理学以及农业上也应用亚热带之名为分区的标志,甚至如全国农业发展纲要修正草案等重要文件中也引用亚热带之名。从此可知,亚热带和热带、温度的分辨已有十分的必要。
要确定亚热带地区的位置和性质,可从不同的观点出发,而最重要的是从实用观点和发生观点出发。所谓发生观点即追求亚热带气候之所以形成的原因,如高气压的移动、风带的变迁、气团的进退等。所谓实用观点即申明亚热带地区的生物资源,尤其是农产品和温带及热点有何不同之处,以及亚热带气候对于作物生长发育和越冬的影响等。划分亚热带最好能把这两种观点同时顾到,如不能兼顾,则为地区的经济建设起见,实用观点更为重要。
我国的气候分区虽在30年前即已着手,但均根据柯本的分发,对于发生观点和实用观点未能照顾完善。在1956年国家制定了十二年科学技术发展规划57项重大任务,其中第一项即为中国的自然区划和经济区划。气候区划则为自然区划的一个重要部门。在制订规划时曾和苏联气候、土壤、地植物专家反复讨论了气候区划问题,但对于亚热带区域的划分,中苏专家意见极为分歧,因此更有提出广泛讨论之必要。
苏联科学家对于亚热带的划分,可以从气候学家阿列索夫、已故地理学家贝尔格院士和农业气候学家谢良尼诺夫三个不同的分法得其梗概。莫斯科大学气候学教授阿列索夫分世界气候为7个带,即:(1)赤道气团带,(2)赤道季风气团带,(3)热带,(4)副热带,(5)温带,(6)亚极带,(7)极带。其中亚热带又分为大陆性亚热带和海洋性亚热带。阿列索夫的分法是从发生观点出发的,对于气候特征以一地方流行气团为标志,从气团的性质不但可以知近地面层空气温度和湿度,而且也可以知道空气层上下排列和是否稳定。这方法优点很多,但应用到中国,由于夏季风所及范围甚广,他主张在亚洲东部,以夏天赤道季风能达到之界限,亦即他所为热带锋之所在为热带的北界;以夏天热带季风所能达到之界限,亦即他所谓极锋之所在为亚热带的北界。照他的分法,我国的亚热带将包括东北的辽宁、吉林和一部分黑龙江省、华北全部、内蒙和新疆的大部,以及长江流域(四川、湖南、江西三省的极南部分除外),再加福建的北部,以纬度论可从北纬45°至25°。照此分法将使福建和长春、桂林和包头统属于亚热带,因之使华南和东北、内蒙处于同一气候带,在农产品方面,与过去我国人民对于温带、亚热带的传统观念相距太远,在实际应用上似亦不合适。
贝尔格院士的世界气候分区虽已有三十多年历史,应用仍然很广,如波列沙夫所著《气候学》和柯斯金所著《气象与气候学原理》两书均应用他的气候分区图。贝尔格把世界分为11个自然区域:(1)苔原,(2)泰加林,(3)温带森林,(4)温带季风带,(5)草原,(6)亚热带沙漠,(7)地中海气候,(8)亚热带森林,(9)热带沙漠,(10)热带森林草原,(11)热带雨林。贝尔格的亚热带森林带北界沿淮河流域、秦岭,然后向西南包括四川盆地;南界直至海南岛以南,向西包括越南红河流域和印度恒河流域。贝尔格的分区是自然分区,应用到实践比较容易,但把淮河流域和海南岛划成一区并名之为亚热带森林区实嫌广泛。
苏联农业气候学家谢良尼诺夫在他近著《苏联的农业气候区划》一文中曾经指出“亚热带一词的名称最不明确”。他认为亚热带夏天应与热带无别,但冬季比较冷,最低温度常在零度以下,可以种温带作物如小麦等。在亚热带,农作物一年可以二熟。以积温4000°为其北界。但在沿海则积温可略小,北界的纬度为43°—44°。在苏联大陆性亚热带平原上的标准作物是棉花,在山区则是野生葡萄、胡桃和杏树。在南卡查赫斯坦冬季最温暖的地段有人企图试种茶树,但效果不大。在苏联,地中海亚热带区、黑海沿岸和高加索山以南,典型作物是无花果、葡萄和棉花。科尔希达区是地中海气候的特殊变形气候小区,年降水量多至1000毫米以上,1月份平均温度4°—8,为苏联冬季最温暖的地点,7月份平均温度为23°—24,典型作物是茶树、柑橘类、油桐,此外有竹、棕榈、桉树,一年生作物则有玉米、大豆和烟草。谢良尼诺夫并郑重指出,这个气候区在苏联是生产成本最小而生产率最大的区域。但是就在这个区域经过1930年特殊寒冷的冬季,多年生的甜橙、柠檬和桉树许多被冻死了。
苏联所处纬度甚高,其最南端的黑海沿岸和高加索南部也在北纬41°—43°,实际上已是北半球亚热带的最北边缘。亚洲东部为季风气候带,冬季风来自西伯利亚,气候严寒,使多年生的亚热带植物如橘子、柠檬、茶树、竹子等不但不能在北纬43°的东北或内蒙立足,即在35°的淮河流域亦难繁殖。所以从北半球看来,亚热带的北缘并不和纬度相平行,而是大陆西岸纬度较高,东岸则较低,即西风带和副热带高气压带也并不与纬度相平行,在大陆的东岸比之大陆中央和西岸的纬度要低。北半球极锋之位置,依照赫罗莫夫所制图,在大陆东岸也较大陆中部或西部为低。因此在我国极锋纬度低于欧洲,我国东部夏季极锋不在东北而在黄河流域,即在纬度36°左右。近来中国科学院地球物理研究所搜集高空探测材料写成《东亚大气环流》一文,在高空500毫巴的平面上西风带的南缘在地中海沿岸是北纬40°以北,但至我国东部则在北纬34°左右。由此可见,把华北全部东北、内蒙和新疆的大部划入亚热带在气候学发生观点和实用观点上看来理由统是不充足的。
中国科学院地球物理研究所的气候分区工作是从实用观点出发的,而本文所讨论的问题只限于亚热带的范围,至于中国各气候带的分区将有另文发表。从实用观点看,亚热带的气候可以这样规定,即冬月微寒,足使喜温的热带作物不能良好生长。其另一特点为每年冬季虽有冰雪,但无霜期在8个月以上,使农作物一年可有两造收获。至于干燥度(即雨量和蒸发量的比例)虽与温度同为气候上的重要因素,但在大面积分划气候带时暂时不必顾及,可作为亚热带内分区的指数。
从上述观点出发,我们定亚热带的指标为积温4500°—8000°,最冷月的气温为2°—16,无霜期自240天至365天。谢良尼诺夫定亚热带北界的积温为4000°,此在东亚似嫌过小,因冬天西伯利亚寒潮在势力强盛的高气压下有时可以使亚热带纬度地区温度降至零下10°—15,使多年生长的亚热带植物冻死,所以平均积温不能不略高。北界的最低月平均温度为2,与波哥乡所定苏联指标相似,但在我国沿海一带,这一指标尚嫌太高,接近于最低月平均温度零度。无霜期北界为8个月,南界则平均终年无霜,但特寒之年如1955年则虽在海南岛也可有霜。
从上述指标,则我国亚热带的北界接近于北纬34°,亦即淮河、秦岭、白龙江线直至东经104°,再向西则岷山、积石山等已是昆仑余脉,为高山气候带。淮河、秦岭、白龙江为《一九五六年到一九六七年全国农业发展纲要四十条》中每亩产量500斤和800斤的界线,也靠近一年两熟的北界。亚热带的南界则横贯台湾的中部和雷州半岛的南部,即在北纬22°30′—21°30′左右。苏联疆域无一处接近热带,美国和我国的纬度约略相等。据美国气候学家布莱尔意见,亚热带的南界应为最冷月平均温度18,他认为1月份平均温度到18时即无霜冻的危险。但我国最冷月平均温度16°却接近于全年无霜这条线,从地植物学着眼,热带植物的分布以北纬21°30′左右为其北界,故认为最冷月16等温线和积温8000°作为我国亚热带南界比较合适。
我国西部康藏地区因地处高寒,无亚热带科研,但新疆有否亚热带颇成问题。在毗连新疆南部的有苏联的乌兹别克加盟共和国塔什干地区和塔吉克加盟共和国斯大林巴德地区,据阿列索夫的分类均列入为亚热带。我国新疆气候材料不多,据现有38个站3—5年的记录,1月份平均温度多在零下10以下,1月份温度较高的为喀什(高度1530米)-7.5,莎车(高度1967米)-8.5,和阗(1389米)-8.5,吐鲁番(+30米)-10.1。以上各地冬季3个月平均温度均在零下,夏季有7个月平均温度在10以上,北疆地区如阿尔泰、塔城的积温为2000°—2500°,玛纳斯河流域因地势较低,积温可达3500°,盛产棉花,但1月平均温度低至-20,南疆塔里木盆地积温为3000°—4000°,可种棉花、水稻和蚕桑,新疆积温较高的为喀什4460°,疏附4417°,莎车4215°,和阗4665°。惟吐鲁番站因海拔特低(30米),故其积温特高,为5769°。在夏季南疆无疑地可以种各种一年生亚热带作物,但从积温和生长季节看来,则除个别地区外即南疆亦不应列入亚热带。又因绝对最低温度均在-20以下,使多年生亚热带植物不能生长,故从地植物学观点看来亦不宜列入亚热带。
我国亚热带标准植物有:山毛榉科、樟科、茶科、冬青科、杜鹃科等常绿阔叶树。马尾松、柏木、杉木等针叶树,以及油茶、柑橘、棕榈、油桐、乌桕、毛竹和枇杷等,在我国东部分布纬度为北纬21°—35°,至于一年生作物如棉花、水稻,其分布范围甚广,可从两广直至东北,实不足以定亚热带之界限。
本文于1958年8月曾在青岛中国气象学会扩大理事会上宣读,并经讨论修正。本文刊载于《科学通报》,1958年,第17期。
前一篇:竺可桢:东南季风与中国之雨量