柴达木盆地农业生产条件及潜力分析，本文主要内容关键词为：柴达木盆地论文,生产条件论文,潜力论文,农业论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：S162.5[+]3（44） 文献标识码：A文章编号：1007－7588（2000）05－0032－05
柴达木盆地位于我国青海省西北部，面积24.68×10[4]km[2]， 是一个封闭的内陆盆地，是全国重要的盐矿及盐化工生产基地。石油、天然气以及有色金属、贵金属等资源丰富，为国家主要开发对象。该盆地又是青海省重要的农牧业生产基地，除现有耕地5.3×10[4]hm[2]外， 还有近期可开发的宜农荒地资源29.8×10[4]hm[2]，潜在宜农荒地资源更大，约74.1×10[4]hm[2]；天然草场广阔，草场面积达1058.3×10[4]hm[2]。农业发展前景广阔。
1 农业自然条件分析
1.1 地理、地貌特征
柴达木盆地是一个构造断陷盆地，四周为高山环绕，南有昆仑山，北有祁连山，西北为阿尔金山，四周山区海拔一般在3500m～5000m之间，最高峰为西南隅的布哈大板峰，海拔6860m，地区中盆地面积12.9 ×10[4]km[2]，海拔高程一般在2675m～3350m，达布逊湖和霍布逊湖区，是柴达木盆地中海拔最低之处，海拔高度为2675m。 全区地形由四周山地至盆地中心地带依次为山地、戈壁、风蚀沙丘、细土平原、沼泽和盐湖等地貌类型。
1.2 气候条件
1.2.1 降水 盆地内气候干旱，多风少雨， 属高寒干旱大陆性气候。全区年降水分布由东南向西北，由四周高山区向盆地中心递减。各地多年平均降水量为17.6mm～197.5mm，一般在150mm左右。最少的冷湖地区多年平均降水量仅17.8mm，最多的茶卡地区为197.5mm， 降水主要集中在6、7、8月份。在降水的季节分配上夏季（6月～8 月）月降水量各地都低于50mm，但却占全年降水量的57%～84%；秋季（9月～11 月）各地月降水量不超过30mm。茶卡在20mm以上，德令哈、香日德、都兰在15mm以上，大柴旦、诺木洪、格尔木在10mm以下，冷湖最少，只有0.2mm，秋季降水量除冷湖只占年降水量的1.7%、茫崖占4%以外，其它各地占年降水量的11.2%～19%。冬季（12月～2月）降水稀少， 占全年降水量的7.4%以下。春季（3月～5月）降水占年降水量的10.3 %～19.7%。总之，柴达木盆地的降水虽然稀少，但在其时间上却是高度集中的。这种集中的程度往往在降水愈少的地区表现得愈为明显。
1.2.2 蒸发 全盆地年蒸发量1590mm～3292mm， 是世界上蒸发量最大的地区之一。年蒸发量的分布与降水量相反，即由四周高山地区向盆地中心地带递增，在盆地中部和西部广阔的区域内蒸发量和降水量之比可达百倍。这样的气候条件下，形成了没有灌溉就没有农业的区域特征。
1.2.3 太阳辐射，日照时数 柴达木盆地年总辐射量为686.64kJ／cm[2]～741.06kJ／cm[2]，是本省辐射量最多的地区，就全国范围来说，也仅次于西藏的中部和西南部。由此可以看出，柴达木盆地辐射量远高于我国东部同纬度地区， 是我国辐射资源最丰富的地区之一（表1）。该盆地全年总辐射量的分布趋势是由东南向西北逐渐递增、中、西部地区一般均在711.76kJ／cm[2]以上，冷湖达741.06kJ／cm[2]，是本区最高值。东部的乌兰、香日德等地年总辐射量约为669.89kJ／cm[2]～690.82kJ／cm[2]， 是区内辐射量最少的地方（注：青海省柴达木地区国土规划，青海省海西蒙古藏族自治州，青海省计划委员会， 1988年5月。）。柴达木盆地的年日照时数在3000h以上，它和西藏、南疆、河西走廊一样，是我国多日照的地区之一。这就为柴达木盆地提供了较多的太阳能。
表1 柴达木盆地光能资源与同纬度地区的比较
Table 1 Comparison of sun light energy in the Qaidam Basin with places at the same latitude
站名
格尔木西宁延安 邯郸济南
纬度(N) 36°25＇ 36°37＇ 36°36＇ 36°36＇ 36°41＇
年总辐射量
(kJ/cm[2])
698.78
612.53 517.07
525.02 520.84
年日照时数(h) 3073 27622439
2609.62739
1.3 水资源状况
1.3.1 河流水系 柴达木盆地为内陆水系，流域总面积27.39 ×10[4]km[2]，其中1.73×10[4]km[2]在新疆境内。汇入该盆地的大小河流共70多条，其中常年流水的43条，分别注入12个湖泊[1]， 湖泊成为各河水的归宿地。主要河流有那棱格勒河、格尔木河、柴达木河（上游为香日德河）、哈尔腾河、巴音河、诺木洪河、鱼卡河、塔塔棱河、察汗乌苏河、夏日哈河及沙柳河等，是柴达木盆地农牧业生产所需要的主要地表水来源。同时，也是柴达木盆地绿洲农业的分布区。
1.3.2 水资源量 盆地多年地表水资源量45.799×10[8]m[3]，地下水资源量36.127×10[8]m[3]，然而， 地下水资源量中除平原降水入渗0.681×10[8]m[3]和平原侧向补给2.57×10[8]m[3]外，其余的32.875×10[8]m[3]水是与地表水重复的水量， 故实际水资源总量为地表水资源加平原降水入渗补给和平原侧向入渗补给，共计为49.056×10[ 8]m[3]（其中包括新疆入境水量2.87×10[8]m[3]）。1995年人均水资源14942m[3]，公顷均水资源10.04×10[4]m[3][2]。
1.3.3 水质状况 柴达木盆地河流水质良好。pH值7.49～8.0为中性水；河水总矿化度126.60mg～777.96mg／L；河水总硬度2.47me～7.45me／L之间，绝大多数河水总硬度在4me～6me／L之间，属中等硬水；碱度值在1.89me～3.84me／L。柴达木盆地主要河流的pH值， 总矿化度、总硬度和主要微量元素均符合我国生活引用水水质标准[3]。 柴达木盆地地下水由于气候、地形因素影响，水化学特征具有从地区边缘向盆地中心呈条带状或环状水平分带特点，即由山区矿化度小于1.0g／L的溶滤淡水向平原腹地逐渐过度到矿化度1.0g～3.0g／L的微咸水及3.0g～10.0g／L的咸水。湖沼地带，地下水矿化度可高达415.0g／L。作为人类生活的工农业生产一般都要求用矿化度低的水。农业用水矿化度过高，不仅不利于作物生长，而且会使土壤盐渍化，一般灌溉用水的矿化度应小于1.0g／L。
2 农业生产潜力分析
2.1 光合潜力
作物生产的过程首先依靠来自太阳辐射中的光能，作物利用光能及空气中的二氧化碳和土壤中的水分、养分制造成有机碳水化合物。没有阳光，便不可能有作物生产。光合生产潜力是假定作物在各种环境因素（温度、水分、CO[,2]、养分等）都处于最适宜和最协调的条件下，作物通过光合作用而可能达到的最高产量。光合生产潜力的高低主要决定于区域内作物对太阳辐射能和光能利用率。土地光合生产潜力只是在于从理论上分析、计算作物高产的上限，距离现实生产力甚远。光合生产潜力并不是农业生产潜力，形成产量的因素不仅是光能，但它能从内在机制上揭示生产过程和解析自然地理的各种现象，指明人类追求的生产目标，因此在理论和实践上均有重要意义。
光合生产潜力的计算公式：
666.7×10000
P[,f]＝────────×F×E×Q
C×1000
式中：P[,f]为光合潜力（kg／hm[2]），C为转换系数，即1g 干物质所结合的化学能，对于大多数作物而言，其均值为17.8kJ／g；F为光能利用率，F取2%为近期可达目标，取4%为远期可达目标；E为经济系数，大多数情况下，小麦的E值为0.35，玉米为0.40；Q为太阳总辐射（kJ／cm[2]·a）。黄秉维教授经过多项参数因子的验证、修定和比较，提出了更为简单易行的计算光合生产潜力的方法（孙惠南，1988），其公式为：
P[,f]＝0.0146Q式中：P[,f]为光合生产潜力（kg／hm[2]），Q为太阳总辐射（kJ ／cm[2]·a），0.0146为由总辐射转换成光合潜力的系数。也称之为黄秉维系数[4]。
青海省柴达木盆地的土地光合生产潜力，依黄秉维教授的公式，其值为15.07×10[4]kg～16.23×10[4]kg／hm[2]之间（表2）。最高值在冷湖、诺木洪、低值区则在都兰。但就全国情况而言，该区的光合生产潜力是高值区域。
表2 柴达木地区主要区域光合生产潜力
Table 2 Potential productivity of photosynthesis in the Qaidam Basin
地名 茫崖 乌图美仁 冷湖 格尔木 大柴旦 察尔汗
太阳总辐射
(KJ/cm[2]·a) 714.27 715.94 741.06 698.78 713.43 707.15
光合生产潜力
(×10[4]kg/
hm[2]) 15.64
15.68
16.23
15.30
15.62 15.49
地名诺木洪德令哈香日德都兰茶卡
太阳总辐射
(KJ/cm[2]·a) 724.74704.22688.31
706.73
700.45
光合生产潜力
(×10[4]kg/
hm[2]? 15.87 15.42 15.0715.4815.34
辐射资料引自青海省柴达木地区国土规化，1988年5月。
2.1.1 光温生产潜力 温度条件几乎和光一样， 对植物（作物）生长条件极其重要。它是在光合生产潜力条件下，依据温度对作物的影响，估算作物生产潜力的一项研究。作物对温度有敏感的反应，如何估算温度有效系数，是计算光温生产潜力的关键。通常可采用的温度指标有平均温度、最高温度、最低温度、各种积温，以及采用积温的天数或无霜期等。用年平均气温指标太笼统，反映不了昼夜和四季都在变化着的温度变化过程；最高、最低温度除与年平均温度有相同的弊病外，还由于不同作物的温度高低值极限特征差异甚大，因而亦不便采用；积温数据具有不少优点，经验证明，它在一些地方与农作物的生长发育有相当好的关系，但在理论上其物理意义还不够明确。因此采用以上几项指标来计算均有较大局限性。一般认为，作物生长与无霜期关系密切，虽然无霜期并不能完全准确反映作物生长的潜力，因为无霜期并不就对作物生长适宜，但在目前条件下，这还是一个比较合适的指标。因为它的物理意义明确，温度降到0℃时，出现霜冻，没有霜冻时， 也就是最低气温高于0℃时，作物可免于冻害， 大体上白天的气温将接近或超过作物积极生长的适宜温度，所以无霜期可以作为气候上的一项重要指标。农作物的安排，种植制度的选择，都要考虑无霜期。通过无霜期可以大致推算农作物播种，收获的安全期，其次，无霜期本身亦是一个累数，简单便于计算。如果某一地区的无霜期为n天， 那末温度的有效系数便为n／365。便可依次估算光温生产潜力[5]。
P[,t]＝P[,f]·f（t）＝P[,f]·（n／365）式中，P[,f]光合生产潜力；P[,t]光温生产潜力；f（t）为光温衰减系数；n为无霜期天数。
根据上式可以计算柴达木盆地范围内的光温生产潜力（表3）。 从表3看出，柴达木盆地的生产潜力，温度限制是十分明显的， 与实际生产情况接近了一步，从光合潜力的15.07×10[4]kg～16.23×10[4]kg／hm[2]衰减至光温潜力的3.47×10[4]kg～5.41×10[4]kg／hm[2]。提高温度的利用系数，发展保温型农业技术，对于提高土地的实际生产潜力，会起到积极作用，应作为今后农业技术体系的重要内容。因为考虑的因素还只有光、温两项，所以与实际的生产潜力相比尚有比较大的脱节。
表3 柴达木地区主要区域光温生产潜力
Table 3 Potential productivity of light and temperature in the Qaidam Basin
地名 茫崖 乌图美仁 冷湖 格尔木 大柴旦 察尔汗
无霜期(d)96 99 78129 87 123
光温生产潜力
(×10[4]kg/hm[2])4.11
4.253.47
5.41
3.725.22
地名 诺木洪德令哈香日德都兰茶卡
无霜期(d) 121 128129 116 95
光温生产潜力
(×10[4]kg/hm[2]) 5.26 5.41
5.334.92
3.99
2.1.2 光温水（气候）生产潜力
光温潜力是假设除光合温度条件对作物的限制外，其它任何因素都是理想的，无限制生产。但事实上作物的有机质合成转化过程中，需要水分条件与之匹配。光温水生产潜力的计算是在光温生产潜力基础上乘以水分有效系数完成的。水分有效利用状况由降水和蒸发对比所决定，当降水和蒸发与作物生长需水过程完全匹配时，则气候生产潜力最高。实际上，这种水分条件几乎是很难达到的，计算水分有效系数的主要途径是依据气候过程中水热（温度）匹配比的平衡来进行的。当一个区域的降水与温度热力条件下的蒸发力之比等于1时，则表明匹配合适，作物生物量合成高，反之， 降水小于蒸发力，则降水将不能满足植物生长需要，对光温潜力进行衰减，从而使光温水潜力小于光温潜力。在干旱的柴达木盆地降水少，蒸发强烈，降水与蒸发之比远小于1，因此水分条件成为植物生长的主要限制因素。发展灌溉，满足降水之不足，是该区解决水分条件不协调和发展生产、提高土地生产力的有效途径。
水分有效系数通常采用降水与蒸发力之比来计算，光温水潜力的计算公式为：
P[,w]＝P[,t]·f（w）式中，P[,w]为光温水生产力；P[,t]为光温生产潜力；f（w）为水分有效系数。
水分有效系数f（w）因蒸发力涉及因素多，因而计算和考虑因子极为复杂。通常采用如下公式：
f（w）＝R／E[,0]式中，f（w）为水分有效系数；R为降水量；E[,0]为蒸发力。
R（降水量）有实测数据，容易得到。E[,0]（蒸发力）为最大可能蒸发量，是指下垫面足够湿润时，水分能保证充分蒸发的蒸发量。计算蒸发力的公式很多，但目前通用的为彭曼公式：
E[,0]＝（δRn／L+rEa）／（δ+r）
E[,0]为下垫面潜在蒸发（mm）；Rn为辐射平衡（J／cm[2]·d）；L为水的蒸发潜热（J／cm[3]）；Ea为空气干燥力（mm／d）；δ为气温等于Ta时的饱和水汽压曲线的斜率；r为干湿表常数（δ和r 单位为bPa／℃）。δ／（δ+r）和r／（δ+r ）为转化成水蒸气能量的“加权因子”。本项潜在蒸发力的计算，因彭曼公式是在海平面高度标准下的公式，因而需要作高度订正。经过对“加权因子”、辐射平衡因子的订正后，柴达木地区的最大蒸发潜力和天然状况下光温水生产潜力如表4。
表4柴达木盆地主要区域天然状态光温水生产潜力
Table 4 Potential productivity of light, temperature and water under natural conditions in Qaidam Basin
地名冷 湖 格尔木 大柴旦 诺木洪
(mm)
17.8
40.5
84.639.6
海拔(m) 2733.0 2807.7 3173.2 2790.4
(mm) 1067.8 1139.95 988.79 1202.27
天然状态光
温水生产潜力
(×10[4]kg
/hm[2]?0.060.19
0.320.17
地名
德令哈 香日德 都兰茶卡
(mm) 176.1
161.4 177.5
197.5
海拔(m) 2981.5 2905.4 3191.1 3087.6
(mm) 1092.27 1117.011031.75 1018.01
天然状态光
温水生产潜力
(×10[4]kg 0.87 0.77
0.85 0.77
/hm[2])
表内蒸发潜力数据由中国科学院自然资源综合考察委员会研究员王菱先生提供。
在有灌溉的条件下，由于降水的不足部分得到灌水的补偿而会大大提高光温水的生产潜力。因柴达木盆地各地的气象条件不同，降水量、蒸发量差别较大，从而导致各地的农作物需水量也不一样，灌溉水量也不尽相同，大致在459mm～749mm之间。其光温水生产潜力的有效系数应为天然降水量加上灌水的补充部分。原公式应修正为：
f（w）＝R／E[,0]+f（i）式中，f（w）、R、E[,0]分别为光温水生产潜力的水分有效系数，降水量和蒸发力。f（i）为灌溉有效系数。
经过灌溉后的柴达木盆地光温水生产潜力如表5。从表4和表5 对应分析表明，干旱地区在有灌溉的条件下，光温水生产潜力远较天然状态无灌溉的生产潜力高得多，大致情况是，天然状态下光温水生产潜力为0.06×10[4]kg～0.87×10[4]kg／hm[2]，灌溉条件下可达2.06×10[4]kg～3.54×10[4]kg／hm[2]，说明了发展干旱区域的灌溉农业， 是本区土地开发的主要方向。当然，因灌溉的水分利用系数的限制，现实生产力要比理论生产力低得多。
表5 柴达木盆地主要区域灌溉调节后的光温水生产潜力
Table 5 Potential productivity of light, temperature and water after irrigation in Qaidam Basin
地名 冷 湖 格尔木 大柴旦 诺木洪
净灌溉水量
(mm/hm[2]) 9257 10583
9549
11235
灌溉调节后的
光温水生产潜
力(×10[4]kg
/hm[2]) 2.06
3.54
2.723.45
地名 德令哈 香日德 都兰茶卡
净灌溉水量
(mm/hm[2]) 79867263
81546884
灌溉调节后的
光温水生产潜
力(×10[4]kg
/hm[2]) 3.513.08
3.442.57
柴达木盆地现行的粮食生产水平还比较低，长期在0.30×10[4] kg／hm[2]上下排徊（见表6），生产潜力远没有发挥出来。目前，个别乡、镇平均产量可达0.60×10[4]kg／hm[2]，并处于稳步增长趋势。由于有适宜作物生长的光温等条件，如有水分条件的保证，配值合理，粮食生产会大幅度提高。诺木洪农场小麦试验田平均产量1.44×10[4]kg ／hm[2]，香日德农场达到1.52×10[4]kg／hm[2]， 香日德镇农村也创下了1.51×10[4]kg／hm[2]的纪录，该镇沱海村小麦大面积平均产量曾达0.9×10[4]kg／hm[2]，可见柴达木盆地粮食增产潜力很大。
表6 柴达木盆地粮食现行产量变化表
Table 6 Changes of crop's yield in the Qaidam Basin
年份 1990
1991
1993
1994
1995
1996
(×10[4]
hm[2])
2.71
2.63
1.89
1.79
1.912.19
粮食总产量
(t) 86433
82895 66742 62605 57927
87254
粮食单产(
kg/hm[2])31863156
3525
3491
30183978
3柴达木盆地农业生产发展途径的讨论
目前，柴达木盆地粮油产量虽然自给有余，但从全局看，粮食是我国长期紧缺的战略物质，粮食产量必须保持持续增长，才能保持社会的稳定，随着我国人口的不断增长，粮食供需矛盾仍然突出。青海省粮食生产的形势比较严峻，人均占有量长期在250kg 左右的低水平线上徘徊，商品粮自给率仅为23%，目前全省尚有3×10[8]kg的粮食缺口， 到2010年该省约缺粮5×10[8]kg，每年需大量从省外调入粮食， 这给本来就十分拮据的省财政增添了沉重负担，也影响和制约了全省国民经济的协调发展；柴达木盆地在21世纪将是我国矿产资源开发的重点区域之一，工矿与城市的发展对农业将会提出新的要求。因此，发展柴达木盆地农业生产是实现青海省粮食自给和确保该地发展的重要保证。根据我国解放后40多年有关资料分析表明，全国粮食及其它作物总产量的增加，主要不是靠扩大耕地面积，而是靠提高单位面积产量。利用柴达木盆地土地资源丰富，光热和水土条件较好这一有利因素，重点把提高单位面积产量放在发展农业的首要地位，同时在可能范围内逐步而有条件地开发该盆地宜农荒地资源，进一步扩大耕地面积。
（1）发展节水灌溉是提高作物现实生产潜力的关键。 柴达木盆地降水稀少，蒸发强度大，水资源相对不足，节水灌溉，提高水的利用效率是提高农业生产潜力的关键环节。目前，柴达木盆地田间灌水采用大水漫灌，灌水历时长，用水量大，据1995年资料统计，全盆地平均每公顷灌溉水量为15075m[3]。再加之土层薄、多砂质，致使田间水分的无效蒸发和渗漏损失水量大，不仅造成水资源的浪费，也由此导致水土流失的加剧和土壤肥力的下降。应根据当地的实际情况，变大水漫灌为畦灌、小畦灌溉，有条件的地方可发展管灌等，以减少田间作物及作物植株间的无效蒸散发水量，提高水的有效利用率。并且在研究作物不同生长期需水量的差异后，进行适时、适量的灌溉。这不仅节约灌溉水量，还能促进农作物高产。
（2）建立减少农田作物棵间蒸发的减蒸、增温体系， 提高作物现实生产潜力。在柴达木盆地，低温、霜冻一直是限制农业生产潜力的因素之一。温度，目前还无法在大面积内改变它。用温室、塑料棚、地膜等只能在小面积内作些改变。采用秸杆、薄膜覆盖农田，可以提高农田土壤温度，有利于农作物生长，同时，实现秸杆还田，增施有机肥，可抗盐、提高土壤肥力，增加土壤有机质含量，促进农业生产。土壤有机质的增加，还可提高农作物抗旱能力。
（3）加大科技投入，培育和推广优良品种，提高现实生产潜力。 加大柴达木盆地的科技投入，培育和推广优良品种是提高现实生产潜力的重要措施之一。在柴达木盆地种植的春小麦优良品种如青春1号、 香农三号、阿勃、墨它、墨卡、76338等品种，在抗旱、耐寒、 高产和贫瘠土壤适应性等方面都具有优良特性。应进一步加大科技投入，培育和引进更多更好的具有抵抗低温能力，能充分利用无霜期短这种地区的热量资源，能够提早成熟、优质、高产的优质品种，进一步提高柴达木盆地农作物的现实生产潜力。
（4）加强防护林体系建设，改善农田小气候， 提高现实生产潜力。农田防护林是绿洲农业的生命线，不但没有灌溉就没有农业，没有防护林农业也难以发展，争取尽快建成“草、灌、乔”与“带、网、片”相结合的防护林体系，达到调节气候、保持生态平衡，改善土地利用条件，增强抗旱、低温、霜冻、风沙、盐碱各种自然灾害能力，促进柴达木盆地农业生产潜力的发挥。
收稿日期：1999－01－15；修回日期：1999－11－01
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