基本介紹
光資源是能為人類所利用的太陽光。太陽輻射是光資源的最主要的來源,日照時數是光資源分析中常用的指標。一定地區的太陽輻射能與該地區的地理緯度、大氣透明度以及本地的天文輻射強度有關。大氣透明度愈差,雲量愈多,緯度愈高,光資源愈差。
表示方式
光資源通常以年(季、生產季或月)總輻射量、光和有效輻射總量和日照時數表示。
日照時數
日照時數是太陽直射光實際照射的時間,以小時為單位。利用日照時數、日照百分率以及平均雲量可以估算總輻射量,以彌補輻射站點少的不足。因此,日照時數是評價地區光資源的重要
農業氣候指標。中國各地年總日照時數西多東少,3000小時等值線經內蒙的錫林浩特、呼和浩特、寧夏的石嘴山、甘肅的酒泉、青海的大柴旦和格爾木、向南到西藏的拉薩。此線以西,除新疆西北部一般在2500~3000小時外,其餘大部分地區在3000小時以上,柴達木盆地和甘肅北部,日照時數最長,在3400小時以上。西藏西南部也在3200小時以上。此線以東,黃河流域以及東北年日照時數在2400~3000小時之間;長江中下游、漢江流域、珠江流域為1800~2200小時;四川、貴州、湘西、鄂西的部分地區不足1400小時,是全國的低日照地區,個別地點年日照時數不足1100小時。
光能利用率
根據理論計算,植物對太陽輻射能的利用率可達8%~10%,但在自然條件下實際利用率遠低於這一數值,一般在1%左右。這說明光資源生產潛力很大。提高光能利用率,總的途徑是改進作物的因素和環境的因素。如培育高光效品種;合理密植,以擴大田間群體的葉面積,並維持較長的功能期,使之有利於光合產物的積累、運輸,增加產量;充分利用生長季節,增加複種指數。
我國資源分布
各地分布
中國幅員遼闊,各地光資源差異大。據計算,我國陸地表面每年接受的太陽輻射能約為50×10^18kJ,全國太陽輻射年總輻射量一般在335~837千焦 · 厘米。中值為586千焦 · 厘米· 年
由圖可看出,544千焦 · 厘米· 年等值線至大興安嶺西緣經張家口、蘭州向西南至雲南西部,將全國分為西北、東南兩部分。此線以西降水少,晴天多,總輻射量多,尤其是青藏高原,絕大部分在628千焦 · 厘米· 年以上,在高中心雅魯藏布江上中游,超過795千焦 · 厘米 · 年。
此線以東雲雨天氣較多,總輻射量少,其中秦嶺淮河以北除黑龍江北部低於418千焦.· 厘米·年,大部分地區超過502千焦 · 厘米 · 年。秦嶺淮河以南,四川盆地、秦巴山地、貴州大部、湘西、鄂西小於418千焦 · 厘米· 年。四川、貴州大部分地區不足335千焦. · 厘米 · 年,為全國光資源最低區域。這些地區太陽總輻射中直射輻射減少,漫輻射增加,成都等地漫輻射可占總輻射的70%左右,有利於一些耐陰植物的生長和茶葉、菸草等作物品質的提高。四川盆地和長江流域雖然光資源數量偏低,但土壤肥沃,水熱條件配合好,栽培水平較高,是中國產量水平較高的農業區域。
光合有效輻射
其分布和總輻射基本一致。在日平均氣溫≥5℃的生長季內,植物能較好地利用光能,因此研究這段時期內的光合有效輻射資源,更具有農業意義(見表)。
分析
太陽輻射能是地球上最主要的能源,每年接受太陽輻射總量約為5.44×10焦,其中光合有效輻射約占一半。植物體的乾物質有90%~95%來源於光合作用。其分布和總輻射基本一致。在日平均氣溫≥5℃的生長季內,植物能較好地利用光能,因此研究這段時期內的光合有效輻射資源,更具有農業意義。從光譜角度來看,光資源包括可見光、紅外線、紫外線3部分;從資源利用角度來看,農業光資源分析包括光量、光質、光時3個部分。
光 量
(光通量、光強)
通常指某一定時間內(年、月、日或植物某一生育期)投射到單位面積上的太陽輻射能量的數量,以焦耳/米為單位。單位時間投射到單位面積上的太陽輻射能量稱為輻照度或太陽輻射能通量密度,即輻射強度,以瓦/米為單位。
光 質
(光譜成分,決定於波長)
系指太陽輻射的光譜組成及其各波段所含的能量,中國各地光質資料除基本台站外一般由計算求得,主要包含光合有效輻射的計算、紅外輻射和紫外輻射的計算。
光 時
(光照時間)
包括可照時數和實際時數,受地理緯度、地形和其他氣候因子的影響。
合理利用
1、西部山區光照資源分布的不均勻性,有利於要求不同光資源植物的生長,較其他地區有更多的名、特、優產品。川黔地區雲多霧重,散射輻射比大,且冬溫高,有利於喜陰植物的生長,且品質優良。區內河谷地帶、沿海地區,則光照充沛、輻射量大,直接輻射比大於或相當於東部地區,有利於發展喜光植物和藥材。
2、西部山區的光資源季節變化各地不一。受西南季風影響的雲貴高原中、西部及川西南山區,乾濕季明顯,在雨季的前3-5個月光資源豐富,但受乾旱影響,其利用受到一定限制,而雨季光照最少。這是西部山區的光資源季節變化與東部山區不同點之一。西部山區其餘地區則均表現出光資源夏季達冬季小的特點,雨熱同期有利於植物光合作用和產量形成。
3、西部山區的光資源隨海拔高度的變化表現為拋物線形式。在高山地區山頂日照強,山麓日照少。一些低山地區,迎風坡及山頂日照少,而河谷地區日照多。利用光照的垂直變化,可以合理布局山區林、果的生長高度
4、太陽輻射在山區坡面上的分布,因坡度、坡向而區別,在南坡有一直接輻射和總輻射的最大值坡度,研究這一最熱坡度有利於充分利用山區光資源,尤其在冬季有利於至於禦寒。