氣候作用下的中國南北區域分異:生態、生產、生活

郝成元, 馮宏豪

(河南理工大學 測繪與國土信息工程學院, 河南 焦作 454003)

0 引言

中國氣候類型復雜多樣、特征千差萬別,主要由國土疆域幅員遼闊、海陸地理位置獨特、地形地貌差異顯著這3個主導因素所引起。首先,國土面積達9.60×106km2,南北兩端相距5500 km,跨緯度50個,自南向北的溫度帶依次為熱帶、亞熱帶、暖溫帶、中溫帶、寒溫帶;最東黑龍江與烏蘇里江的匯合處、最西帕米爾高原,東西兩端相距5200 km,跨經度62個,自東向西的干濕分區依次有濕潤區、半濕潤區、半干旱區、干旱區。次之,東臨浩瀚的太平洋、西抻亞歐大陸腹地,地勢西高東低,呈三級階梯狀分布。第一階梯以青藏高原為主體,平均海拔4000 m;第二階梯以三大高原、三大盆地為主體,包括內蒙古高原、黃土高原、云貴高原及準噶爾盆地、塔里木盆地、四川盆地,平均海拔1000～2000m;第三階梯以東北、華北、長江中下游三大平原為主體,絕大部分地區海拔低于500 m。最后,號稱“世界屋脊”和“地球第三極”的青藏高原聳立在西南部,平均海拔高于4000 m、總面積約2.50×106km2;在世界高原中,海拔最高、面積第六。除了自身形成獨特的高原氣候外,還對周邊地區氣候氣象有顯著影響,主要表現在高原本身的流體熱力作用及高原地貌對其他氣流的機械動力作用兩方面,加大了我國季風強度及其影響范圍,阻斷了北半球西風帶并使其一分為二,成為南、北兩支[1-2]。上述三因素使得不同區域太陽輻射、大氣濕度、風力風向、氣溫降水等主要氣候氣象特征相差甚遠,進而形成了各自獨特的氣候類型:東半部的典型季風性濕潤氣候、西北部的大陸性干旱氣候、西南部的高原山地氣候。

關于我國南北區域分界線,早期曾定位于江(長江)淮(淮河)之間,但張相文先生[3-4]于1908年提出了“秦嶺淮河線”可以作為南北地理分界,當代學者眼中的南北分界就在“秦嶺—淮河”一帶。竺可楨先生[5]也早在1958年就以≥10℃積溫、最冷月氣溫、無霜期為最主要指標,將秦嶺—淮河一線標定為中國亞熱帶與暖溫帶的分界線;同時,也是濕潤與半濕潤地區分界線,還是1月均溫0 ℃等溫線、年降水800 mm等值線[6-8]。目前,影響較大的是蘭州大學陳全功教授課題組[9-10]的“秦嶺—伏牛山—淮河”三地理矩形塊的中國南北地理分界帶觀點。為了進一步加深了解氣候要素影響下的自然生態與地理環境、人類各種產業活動狀況、人們個體適生性狀或生活習性特點的區域分異,本研究分析了秦嶺淮河線為界的南北地理分區生態、生產、生活等三生狀況之差異,可為全面理解區域生態環境和社會經濟協調發展及空間合理布局再優化提供理論參考。

1 氣候要素控制下的自然生態環境

自然生態系統中,氣候要素細微而又全面地改造著其他自然地理要素,包括植物植被、土壤性狀、水文水系3個主要方面[11-12],表達了自然生態與環境的地域性分異特征。

1.1 植物植被分異

我國典型地區的植物植被分異明顯,水熱組合狀況是主因。西北內陸地區,全年降水量少,風力強、晝夜溫差大,因此氣候常年干燥,進而植物生長嚴重缺乏水分,最終戈壁、荒漠景觀遍布,僅有較少耐旱植物物種生存。西南高原高寒地帶,常年低溫是限制植物生長的首要因子[13],雖有部分積雪融化水,但地表植被也只能是低矮高山草甸或稀疏高寒草原。北中部黃土高原及其周邊地貌溝壑縱橫、植物物種單調、植被稀疏零落、水土流失顯著是區域最主要生態特征[14],自然植被總體有自東南至西北的經度地帶性分異規律,其東部和南部自然植被多以溫帶落葉闊葉或針葉林為主,中部和西北部的自然植被分別以半干旱草原和荒漠草原為主[15-16];雖然黃土疏松多空隙、濕散性強、弱膠結是內因[17],但氣候因素控制下的水力、風力聯合侵蝕作用是關鍵要素[18]。而東南丘陵和南方山地則終年高溫、降水充足,即水熱組合良好使得絕大部分植物都能夠正常適生;區域植物種類繁多、植被組合有致,個體生長快速、生態系統穩定是區域主要生態特征?？傊?主要由于水熱組合狀況不同,我國南北植物多樣性、植被時空景觀迥異[19];特別地,秦嶺淮河線成為中國亞熱帶常綠闊葉林和溫帶落葉闊葉林兩類自然植被類型的鮮明分界[20]。

1.2 土壤性狀分異

氣候要素中的水分和熱量因子作用于土壤形成及發育的全過程。區域水熱組合不僅直接參與母質風化、礦物質分解與合成、有機物質累積或淋失,而且控制植物生長過程、微生物活動狀態,進而決定土壤養料物質循環速度;同時,影響成土過程中的物理、化學、生物3種作用的強度和方向[21]。我國現時土壤緯度地帶性規律完全體現了這種熱量控制下的水熱組合在土壤形成過程中的作用效果。如東部濕潤區,伴隨著由北而南的熱量遞增,土壤依次分布有暗棕壤、棕壤、黃棕壤、黃壤、紅壤、磚紅壤等土壤類型;以秦嶺淮河為界的南北區域比較中,土壤pH值以北方高、南方低為特征,即北方多堿性土壤、南方多酸性土壤。這種土壤發生類型遞變過程及酸堿性空間差異顯然是水熱組合長期綜合作用的歷史產物[22]。

1.3 水文水系分異

降水、氣溫及其組合不同,則區域地表水文及水情要素特征各異。首先,降水量及其時間分配直接控制水循環過程,進而表現出地表水文及水系差異性特征[11]。比較而言,我國北方地區一些河流在少雨的冬春季節會有一段枯水期,其時段長短會因流域內降水量大小而異;一年四季降水量都比較大的南方地區,河網密度則相對較高,河流長度也較長。次之,冬春季節氣溫高低控制著河流結冰期長短。東部季風區自北而南的河流中,東北地區一年中的結冰期最長、華北地區次之、華東再次之,至華南地區則一年四季無結冰期,即秦嶺淮河線是我國南方河流冬季不結冰與北方河流冬季結冰的分界線[23]。

2 氣候因子影響下的人類產業活動

一般地,氣候要素除直接影響人類第一產業(特別是種植業)的數量與質量外,還主要間接影響著部分工業、建筑業及交通運輸業等第二或三產業的某些方面[24]。

2.1 農業生產差異

即使科學技術發展到現在,農業生產依然很大程度地依賴于氣候資源或氣候條件,如太陽輻射、氣溫、降水、積溫等仍然是農作物產量、農產品質量以及農業經營管理的控制性因子[25],其中氣溫直接影響作物生長發育,因為種子只有在特定氣溫范圍內才能萌發,而且氣溫越接近最適宜溫度,種子萌發速度越快、發芽率一般也越高[26]。我國南北方種植業分異,包括耕地類型、耕作熟制、作物品種等,都基本以秦淮線為界。主要耕地類型,南方以水田為主,北方則以旱地占優;傳統耕作熟制,南方多是一年三熟,北方基本一年一熟或二熟;糧食作物品種,南方廣泛種植水稻,北方主要是小麥;油料作物類型,南方主要是油菜,而北方花生、大豆占優;糖料作物品種,南方以甘蔗為代表,北方則以甜菜為典型。

另外,秦淮南北的林、牧、漁業等也有較為明顯分異。如福建、江西、廣東、廣西等省區組成的東南林區,林業經濟產值排名首位,高于東北和西南兩大傳統林區;西北區域的新疆、青海、寧夏、甘肅等省區及其東鄰內蒙古,草原植被大面積廣布,因此畜牧業最為繁榮;南方區域的江蘇、湖北、廣東等省湖泊水庫眾多、河流縱橫交錯,因此淡水養殖業產值排名都靠前。

2.2 工業生產差異

一般地,氣候因子特別是降水,在工業生產中能夠起重要作用[24]。如工業用水大部分直接來源于河流、湖泊、水庫或地下水,而水量多少主要或最終受制于流域降水量多少。除工業基礎和原材料等因素外,從產業布局合理性的角度出發,國家層面的需水量較大的工業類型大多布局在地表淡水資源豐富的中國南方地區,如石油化工、冶金鋼鐵、造紙印染等;而一些需水量相對較小的工業類型則布局在水資源相對缺乏的北方地區,如電子設備生產、生物制藥、食品加工等。另外,由于秦淮以南地區地表水資源豐富且地勢落差大,因此水力發電相對比較普遍且技術先進;而秦嶺淮河以北地區風速大且風力強、太陽光照強且多晴朗天空,并有大面積高原、草原、荒漠、戈壁等空間場所,所以北方區域的風力及太陽能發電均較司空見慣。

2.3 建筑風格差異

光溫濕綜合狀況是傳統民居風格形成的基礎性因素[27],其中水熱量值及降水種類差異造就了中國南北方民居建筑風格,表現為普遍意義的“南高而尖、北低而平”。南方太陽輻射強、年降水量大,氣候特點為終年濕熱,高而尖的屋頂既利于排水,又利于通風散熱。如云南傣族竹樓,整體架構由多個竹制支柱支撐著離開地面,基本可以做到通風、散熱、采光、防濕[28]。秦嶺淮河以北地區則由于降水量較小,所以墻壁低矮且屋頂多平頂,這樣既可節省建筑材料,還可兼作提供晾曬農產品場所。特別地,東北地區由于降雪量較大、升溫慢,而大量積雪一般要等到晚春才能完全融化;為了減輕積雪對屋頂的長期重壓,較尖房頂現象也較為普遍,但建筑高度相對較低些,區別于南方區域的“高而尖”風格。同時,降水多的南方地區由于植被較為茂盛而材質豐富,現代建筑材料除鋼筋、水泥外,也大量使用木或竹;而降水少的北方地區,植被相對較為稀疏,建筑素材只能多選用土或石。

2.4 交通運輸差異

雖然“南船北馬”、“北車南楫”之說現在已經有所改觀,但“胡人便于馬,越人便于舟”之差異均可以由我國南北方降水量差異及其控制下的地表水系區域分異得到解釋。主要受海陸位置影響,降水量由東南沿海向西北內陸逐漸減少,使得北方地區大部分時段內干旱少雨,干旱半干旱草地廣布,因此畜牧養殖業發達,馬、驢等牲畜則以其耐力好、速度快而被馴化為原始代步,馬或馬車最早成為中國古代先進交通代步工具。而南方大部分區域屬于亞熱帶、熱帶季風氣候,歸因于常年雨水充沛,地表河網系統發達、河道寬闊,因而適應“水鄉”的船舶交通運輸應運而生。相對地,東北地區冬半年降雪量極多,所以古代人們發明了雪橇和爬犁;氣候干旱的西北地區,具有超強耐受炎熱和抗缺水的駱駝成為主要交通運輸工具。

3 氣候長期刻畫下的個體適生習性

氣候是人類賴以生存的基本物理環境的主要部分,可以給人以直接官感刺激作用,如最快感知到冷暖、干濕及其變化,進而做出適應性反應,長期的適應性反應形成個體適生性狀,如身高體型、性格秉性[29];同時,個體長期的適生性反應再疊加區域性的自然生態環境及產業生產活動,長此以往養成了獨特居民生活習性,如服飾喜好、飲食習性[30]。

3.1 身高體型特征不同

傳統認知的個體體型“南小而柔、北大而壯”主要是區域氣溫差異影響了體內細胞新陳代謝速度所致[31]。比較而言,南方氣溫終年較高,促進了細胞新陳代謝速度,因而人體器官發育快,個體成熟早,即南方人成熟速度快,所以身材大多不高且柔弱。而北方氣溫常年較低,影響了體內酶活性,生長代謝速度慢;再加上北方冬季漫長而寒冷,居民戶外活動少,體內營養物質累積多,因而長得相對“人高馬大”些。例如成年男人的單項指標均值比較,北方人身高、腰圍、臀圍、腿長都大于南方人;下肢的圍度與長度比值,卻是南方男人比北方男人更趨瘦長。即身高體型總體表現為北方人高大魁梧、南方人矮小纖瘦[32-33]。

3.2 性格秉性不同

通常意義,我國北方人性情耿直而處事粗獷、南方人待人敏感而接物細膩,一般認為是多種氣候因子長期作用的結果。北方區域生存環境較為惡劣,居民為了適應當地生存環境都要與大自然作長期地適生性斗爭,從而容易形成質樸、坦率的個體性格或秉性,不喜拐彎抹角,時而也會顯得有少許暴躁。相對地,南方地區生存環境相對較為優越,在完全能夠滿足各種基本活動和舒適生活的同時,人們還會有大量閑余時間和剩余精力去思考或者追求藝術和文學等精神層面的東西。因而,性格委婉含蓄、做事考慮周全是南方人的主要秉性特點,當然也偶見有習慣于享樂、追尋安逸之人?？傊?北方人耿直且粗獷,南方人則敏感且細膩。

3.3 服飾喜好不同

服飾是人們日常生活必不可少的重要組成部件。我國各地區、各民族的居民在長期生產實踐和生存過程中,主要為適生于當地自然地理環境,形成了各具特色的服飾風格,表現在面料、色彩、款式等3個方面。面料方面,由于北方夏季涼爽、冬季寒冷,加之棉麻種植普遍、牛羊畜牧養殖發達,因此服裝原料多見棉麻、皮毛;相對而言,南方夏季悶熱、冬季濕暖,因而需要較多蠶絲或化纖的面料以適應濕熱氣候。色彩方面,起因于區域氣溫高低之差異,北方人多喜好紅色、黃色等暖色色調,而南方則流行白色、灰色等冷色色調?？钍椒矫?起因于北方人需要適生寒冷氣候,衣服不僅厚實而且也較長些,一般要求能覆蓋全身,比如東北地區居民冬半年長時段內都需要穿厚棉服,內蒙古游牧民族大都用貂皮或羊毛做帶有寬大下擺的蒙古袍。但隨著緯度降低,年均溫及冬季低溫都逐漸升高,衣服也變得越來越薄、越來越短,以至于兩廣及以南地區的居民一年四季都不用穿棉衣就可以從容過冬。即服裝款式方面的對比則是北方厚而長、南方薄而短。

3.4 飲食習性不同

主食習慣的“南米北面”和飲食口味的“南甜北咸”是中國南北方飲食習性的最大不同,水熱組合差異控制下的農作物種植區域分異是成因。首先,南方區域水資源豐富,加上熱量充足,使得稻谷種植普遍,而北方區域降水少、氣溫低則適合喜干耐寒的小麥生長,因此主食習慣的“南米北面”就此形成;同時,中醫認為“面食性熱、大米性涼”也是人們為了適應北寒、南暖氣候特征的最真實寫照之一。其次,北方人為了度過寒冷漫長的冬季,一般秋末冬初提前腌制大量以蘿卜、白菜為原料的咸菜,以彌補區域生長期短引發的蔬菜品種貧乏之不足,逐漸地形成了常年吃咸食的習慣;而南方人則有吃甜食的飲食風格,雨水充沛、陽光充足之水熱組合條件使得大面積種植有高產糖多的甘蔗是主因。

4 結語

秦嶺淮河線作為中國南北地理區域分界,主要有自然生態環境、人類產業活動、個體適生習性3個方面的區域分異,是氣候多因子長期作用的結果體現。

(1)首先,氣候因子通過改造植被、土壤、水文等自然地理要素對區域自然生態與環境產生深刻影響;然后,自然地理綜合作用引起人類產業活動和個體適生習性的差異或不同。

(2)自然生態環境方面,主要由于水熱組合狀況差異及長期綜合作用,使得秦嶺淮河線成為中國亞熱帶常綠闊葉林和溫帶落葉闊葉林的分界線,南方河流冬季不結冰和北方冬季結冰的分界線,南方土壤多酸性、北方土壤多堿性的分界線。

(3)人類產業活動方面,農業種植業差異最大,耕地類型的“南水田、北旱地”、耕作熟制的“南一年兩熟至三熟、北一年一熟至二熟”、糧食作物的“南稻谷、北小麥”、油料作物的“南油菜、北花生大豆”、糖類作物的“南甘蔗、北甜菜”都是典型區域分異。同時,南方地區水電廣布、北方地區風力及太陽能發電較為普及是能源工業空間布局的主要差異,而“南高而尖、北低而平”“南船北馬”則分別是建筑風格、交通運輸方式差異的主要方面。

(4)個體適生習性方面,主要表現在身高體型的“南小而柔、北大而壯”、性格秉性的“南敏感且細膩、北耿直且粗獷”、服飾喜好的“南質纖、色淺且薄短,北質棉、色深且厚長”、飲食習性的“南米北面”及“南甜北咸”等方面。

致謝：感謝中國科學院地理科學與資源研究所研究員、中國科學院鄭度院士的學術指導。