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地方热带树草原的原因释解

 论文栏目:热带农作物发展论文     更新时间:2013-5-14 8:47:58   

日照强,日照时数长,太阳辐射能丰富,常风、大风多,年平均风速4.0m/s左右(图4b),全年大风日数可达30天以上,东北风为主风,西南风为次[12]。琼西地区与海南岛其他地区气候相比,最主要的区别在于旱季降水量少,干湿季更加分明。琼西雨季降水量也少于其他地区,不过也大致在900~1600mm之间(图2a),已相当可观。8月份降水量甚至与其他地区相差无几(图5a)。但旱季降水量约在100~200mm,而东部在300~700mm之间(图2b,表1)。琼西的东方旱季降水量占全年降水量的比例为12.9%,远低于东部地区海口和琼海的24.2%和30.0%(图2a,2b,表2)。冬季海南岛气温由西南向东北递减(图5b),琼西的东方在冬春旱季各月仍能维持19.04~26.2℃的高温,平均最高气温在23.3~29.9℃之间,平均最低气温在15.9~23.2℃之间,均高于东部的海口和琼海(表略)。由于纬度低、晴天多,海南岛是全国全年总辐射量最高的地区之一,而其中又以西部为最(图4a)。例如东方和莺歌海的年辐射总量分别为147千卡/cm2和145千卡/cm2[6]。旱季长达半年之久,也使琼西地区日照时数较长,在2500小时以上。以东方和莺歌海为例,年日照时数分别为2737小时和2607小时,即使是在春季,琼西地区日照时数也可达到700小时以上[6]。也可以看出,琼西旱季日照时数远高于琼东地区。琼西也是全岛风速最大的地方(图4b,表3)。大风加快了水分的蒸发,加剧了该区的干旱程度。东北向冬季风受琼中山地阻挡导致旱季高温少雨,加上干热风的影响,以及辐射量大、日照时数长和风速大等气候因素,导致琼西地区旱季相对湿度比琼东低(表3),水分收支不平衡(图3a)。据黄润本等[10]的研究,琼西地区旱季水分支出远大于收入,这两者的差额在东方和莺歌海分别达到491.3mm和443.6mm之多。在这些条件的综合作用下,琼西旱季干燥指数远高于琼东地区(图3b)。

讨论

热带稀树草原的起源问题探讨热带稀树草原的成因,应从热带稀树草原形成所需的条件入手。Walter[4]认为,全球稀树草原可以分为三种成因类型:土壤、火成或人为、气候。但气候无疑是最重要的因子。热带草原气候的主要特征有两个:一是旱雨季分明,雨季降水量大,有一个降水稀少的长旱季;二是全年气温较高,最重要的是旱季的气温也相当高,蒸发大,湿度较小。热带稀树草原区的降水在900-1500mm左右,但很不均匀,旱季降水极少。例如在巴西的坎普群落中,年降水量约为1500mm,但在5-8月间降水量仅约100mm。在非洲西部,全年降水约1000mm,6-9月仅约10mm。但温度条件变化则不大,雨季和旱季的平均温度分别为20-24℃和18-20℃。全年相对高温和降水显著不均是发育稀树草原最重要的原因[15]。旱季干旱抑制了木本植物的生长,只有草本植物和稀疏的耐旱木本植物能适应此气候环境。海南岛与典型热带稀树草原区气候条件的差异海南岛的热带季风气候与热带草原气候有一定的相似性,即都是全年相对高温、干湿季分明。不同之处在于热带草原气候干湿季更分明,旱季更干旱。而热带季风气候中,冬季风来自极地冷高压,气温较低。冬季寒潮甚至可以影响海南部分地区。由于冬季极地大陆气团南移过程中与南边暖湿气团相遇,容易成云致雨,所以热带季风区在冬季仍有不少降水。因此,海南岛冬季蒸发量较小,相对湿度较大。而热带草原气候区冬季受副热带暖高压控制,盛行下沉气流,降水少,较干旱。在热带季风气候的控制下,除琼西以外,海南大部分地区的地带性植被主要为热带季风阔叶季雨林。琼西热带稀树草原成因琼西为什么没有和海南岛其他地区一样形成季雨林而形成稀树草原景观?由以上对比可见,要探讨其原因,归根结底在于分析琼西相对于邻近地区旱季异常干旱的原因。海南属热带季风气候,不在热带草原气候带内。琼西的稀树草原显然不是地带性气候在本区的体现。关于该地出现这一植被类型的原因,最普遍的观点是琼西受琼中山地的阻挡,是东南季风的雨影区,降水量小,气候干旱,以致琼西广大地区形成热带稀树草原[6,7]。还有一种较普遍的观点认为琼西是西南季风的雨影区,西南季风越过长山山脉之后,水汽量大减,造就了琼西热带稀树草原[7,8]。这两种观点都值得商榷。如前文所述,旱季降水少、蒸发强是稀树草原形成的最重要原因[15]。而西南季风和东南季风都是海南岛雨季(夏半年)盛行风,主要在雨季活动,对旱季降水影响不大。从图5a上可以看出,琼西8月份降水量与海南其他地区相差不大。当然,就整个雨季总降水量来说,琼西相对岛上其他地区较少(图2a),但也约在900~1400mm之间,已相当可观,雨季的水分收支是大致平衡的。顺带提一下,如果西南季风的雨影效应导致干旱一说成立,则位于西南季风下风向的琼东应比琼西更干旱,但事实上琼东比琼西降水多。总之,琼西地区的水分失衡主要体现在旱季(冬春)。因此,处于西南季风和东南季风的雨影区并非是致使琼西旱季干旱的主要原因,对琼西稀树草原的形成的影响也有限。琼西位于冬春季盛行的东北向冬季风的雨影区可能是该区旱季异常干旱的最重要原因。冬春季极地大陆气团与南部的海洋气团形成的冷锋,可以到达华南地区和海南岛东部地区。另外,春季华南地区盛行华南准静止锋。这都可以给华南地区和海南岛东部地区带来不少旱季降水。但由于琼中山地的阻挡,琼西旱季降水比琼东少得多。同样,由于琼中山地的阻挡,寒潮影响较小,琼西冬半年气温比琼东高。此外,春季的干热风可能也促进了琼西旱季干旱。春季中南半岛有低压槽西伸,往往在印度支那半岛北半部形成低压中心,而海南岛以东海域仍为西太平洋高压脊所控制,以致海南岛地区形成"东高西低"的形势,盛行西南风。因为此西南风为下沉气流,其来源和特性与夏季的西南季风不同,较暖而干。本区在热量分配上,自然蒸发耗热过小,湍流热通量过大,特别在春季,这是一年中湍流热通量最大的季节。在这个季节里,如果具有上述天气形势配合,盛行的西南气流因有地面导致的强烈湍流混合作用,加剧了地面和近地层大气间热量和水汽的交换,再加上天气晴朗,太阳辐射强度大,便使近地层空气变得又干又热[10]。受琼中山地阻挡,干热风对琼东地区的影响极微。除以上气候因素外,琼西的地形、土壤等因素可能也对热带稀树草原的形成有一定影响。有报道称,琼西一带第四纪沉积层透水性强,降水易于渗透,导致地表干旱。加上该区沿海台地、阶地地势较高,更加速水分渗透,也加剧了琼北、琼西地区的干旱[9]。此外,由于燥红壤和滨海沙土等土壤类型含沙量高,持水性差[13],也促使某些地区形成草原植被。部分地区人为破坏原有季雨林,致使乔木减少,不能恢复,也可能形成草原景观。近年来,国际上关于火灾对稀树草原的影响讨论较多[17,18],但由于琼西地区火灾的记载有限,这个因素对该区热带稀树草原形成的贡献还有待进一步研究。

结论

旱季干旱是稀树草原形成的决定性因素。因此,雨季盛行的东南季风和西南季风的"雨影效应"并非琼西稀树草原形成的原因(况且,琼西地区雨季的降水量并不算少)。影响琼西地区旱季气温和降水的东北向冬季风及干热风才是决定该地稀树草原的主要因素。琼西地区旱季持续时间长达6个月(11~4月)。旱季冬季风受琼中山地的阻挡,寒潮不易到达琼西地区,该地区冬季气温较高;琼中山地的阻挡也使琼西地区旱季锋面雨大大减少。春季,该地还受干热风的影响,气温增高,蒸发量增大。此外,该地区辐射量大、日照时数长、风速大等气候特征,也促使该地区的旱季蒸发量增大,水分收支极不平衡。这种旱季异常干旱的气候与华南热带地区和海南岛其他地方有明显区别,而与典型热带稀树草原气候区相似。木本植被在这种气候环境中难以生长,从而形成了与周围地区相异的热带稀树草原。这种植被稀疏的热带稀树草原环境的生态较为脆弱,容易向沙地演化[7,19]。有史以来,由于自然灾害或是人为破坏等原因,该区土地沙化过程经常发生[7]。生产活动中须尽量将植被的人为破坏降到最低,以防止该地区脆弱的生态环境进一步恶化。

作者:欧先交 曾兰华 林培松 尚志海 单位:嘉应学院地理科学旅游学院


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