DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 摘 要 本文利用黄山光明顶气象站1956~2013年观测资料以及2006~2013年空气污染指数(API)，分析黄山风景区主要气候。其特点为：气温适宜、夏季凉爽，降水丰沛、气候湿润，风速偏大、风向多变。黄山旅游气候资源丰富，有云海、雨凇、雾凇、雪景等气象景观，在国内外山岳型景区中具有得天独厚的优势。景区年气候舒适日数达153.5 d，主要为3月下旬至11月上旬，从游客身体感受角度来说，适宜旅游的季节长。景区生态环境得天独厚，空气质量达优率近100%。春夏秋为黄山的旅游旺季，冬季虽气温较低，但因晴好天气多，游客出行方便，且易看见日出，此外也可饱览雨凇、雾凇、云雾、雪景等冬季独有的气象景观，因此应加大冬季旅游推介。未来黄山应深度开发和利用气候旅游资源，重点推介特色景观，优化季节性旅游产品结构，实现黄山风景区旅游业的可持续发展。 关键词 :旅游气候资源，评价和利用，黄山风景区
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user: 1. 引言 气候是旅游资源不可缺少的一个组成部分，赏心悦目的自然风光，变幻无穷的气象景观，无不与特定的天气气候条件密切相关；气候的季节性特点对旅游业的发展影响巨大，它是旅游活动发生和旅游业发展的直接环境[ 1 ] [ 2 ] 。 黄山风景区是我国著名的旅游胜地，位于安徽省黄山市境内，天都峰、莲花峰、光明顶三大主峰海拔都在1800 m以上，跌落为深壑幽谷、隆起成峰峦峭壁，景区面积160.6 Km 2 。黄山风景区处于亚热带季风湿润气候区，四季皆胜景，奇松、怪石、云海、温泉和冬雪素称黄山“五绝”。1985年入选全国十大风景名胜区，1990年12月被联合国教科文组织列入《世界文化与自然遗产名录》，2004年2月入选世界地质公园。2013年黄山风景区接待游客274.65万人，门票收入4.96亿元[ 3 ] ；然而，游客接待量90%以上集中在春、夏、秋三季[ 4 ] ，冬季黄山为明显旅游淡季。 评价旅游气候的要素较多，基于黄山风景区的气候特点，我们认为，黄山风景区具有云海、雨凇、雾凇、雪景等气象景观，可以通过气象观测资料来评估；其次它是一个避暑胜地，这可以利用气候舒适度来衡量[ 5 ] ；再次，它是一个天然氧吧，这可以利用空气质量指数来反映。因此，本文从以上三个方面评价黄山风景区旅游气候资源，以期为旅游发展规划的制定及旅游气候资源开发、指导游客出行提供参考。
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user: 2. 资料与方法 2.1. 资料来源 本文所用气象资料是黄山光明顶国家气象观测站观测资料，包括1956~2013年逐日气温、降水量、相对湿度、风速、相对湿度，以及相关天气现象观测资料。黄山风景区空气污染指数(API)取自安徽省环保厅发布的空气质量日报数据，包括2006~2013年逐日API值。 2.2. 研究方法 气候舒适度指数是从气象学角度评价人体对外界气象环境感受舒适与否及其程度的指标 [ 6 ] [ 7 ] ，计算公式为： 式中：sp为舒适度指标，Tm为日最高气温(℃)，Hu为日平均相对湿度(%)，V为日平均风速(m/s)。确定SP在50~70之间为舒适，SP ≤ 50为冷不舒适，SP > 70为热不舒适。 空气污染指数(API)是一种反映和评价空气质量的方法，综合考虑SO 2 、NO 2 和可吸入颗粒物3种评价参数。API划分为0~50、51~100、101~150、151~200、201~300和>300六档，对应于空气质量分别为优、良、轻微污染、轻度污染、中度重污染和重度污染。
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user: 3. 黄山风景区基本气候特征 3.1. 气温适宜，夏季凉爽 1981~2010年气温平均值统计表明(下同)：黄山风景区年平均气温 8.3 ℃ ，气温年内呈单峰型分布，最热月7月为 17.8 ℃ ，最冷月1月−2.1℃；气温年较差为 19.9 ℃ ，相对于同纬度平原地区，气温年较差明显偏小。年平均最高气温为 11.6 ℃ ，其中7月最高，为 20.5 ℃ ，极端最高气温不足 30 ℃ ，夏季无高温天气出现；年平均最低气温 5.6 ℃ ，其中1月最低，为−5.2℃，(图1)。由于海拔较高，全年只有冷季(冬季)和暖季(春、秋季)之分，以候平均气温稳定小于 10 ℃ 为冬季，10℃~22℃为春、秋季的划分标准 [ 8 ] ，平均入春和入冬日期分别为 5 月 11 日 和 9 月 30 日 ，暖季近5个月，非常适宜旅行。 3.2. 降水丰沛，气候湿润 受山地地形动力与热力的双重作用，黄山风景区降水充沛，且降水随海拔上升而增加，景区是安徽乃至华东地区的多雨量中心。多年平均年降水量2269.2 mm，主要集中在春(3~5月)和夏季(6~8月)，降水分别占全年的29%和44%，其中6月降水量高达409.8 mm。全年降水日数达178 d，其中大雨以上日数达65天；各月降水日数均在10 d以上，其中以5月为最多，达18 d (图2)。相对于平原地区，景区雨日各月分配均匀。 图1. 黄山光明顶各月气温分布 图2. 黄山光明顶各月降水量及降水日数分布 受丰富的雨雪滋润影响，景区植被品种繁多，生长茂盛，植物资源极为丰富。黄山多雨，使飞瀑十分壮观，丰富的水分资源造就了黄山丰富的植物资源、溪沟飞瀑，组成了奇妙的自然景观。 3.3. 风速较大，风向多变 光明顶年平均风速5.7 m/s，远远大于省内平原丘陵地区。冬春季及7月风速较大，其中3月和7月达 6.4 m /s，8~10月风速较小，其中9月为 4.9 m /s。年大风日数(瞬时风力 ≥ 8级的日数)达130 d。受冬夏季风影响，景区一年四季风向变化很大，冬季一般以西北风居多，3月风向变化莫测，4~7月以西南风为主，8~10月则多见东风。此外，由于山区的局地热力环流作用，白天有从谷底吹向山坡的谷风，夜间有从山坡吹向谷底的山风。 值得一提的是黄山树木的形状往往与当地的地形和风向、风速有关，山顶风大促使树木生长得躯干粗壮矮小而根系发达；生长在陡谷中的树木由于一侧枝条靠近陡壁无法伸展，另一侧枝条生长繁茂而成为“偏形树”，驰名中外的黄山迎客松便属“偏形树”之列，姿态别致，造型优美，伸出悬崖的枝丫宛如舒展双臂欢迎游客光临黄山。
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user: 4. 黄山风景区旅游气候资源评价 4.1. 气象景观 4.1.1. 银妆素裹的琉璃世界 如表1所示，黄山风景区降雪、积雪、雨凇和雾凇从10月到次年5月都有出现，以12月至次年3月出现日数多、持续时间长。黄山光明顶平均积雪初日 12 月 2 日 ，积雪终日为次年3月27日；积雪日数平均全年为44.7 d，以1月和2月较多，分别为15.5 d和12.0 d，占全年的62%。年平均雨凇和雾凇日数分别为40.5 d和64.7 d，以1月最多，分别为10.0 d和17.8 d。因此，从这个角度来说，黄山冬季不应成为旅游淡季，有关部门应大力推介冬季黄山特色游。 4.1.2. 云雾缭绕的梦境 黄山风景区层峦迭嶂，沟谷纵横，气候多变，云雾堪称一绝。云雾不仅增添了仙境的美感，也带来了清新润湿空气和植被所需的营养和水分。云海是指云顶高度低于测站的云统称，每日四次观测中至少一次观测到山下云记为一个云海日。统计表明 [ 9 ] [ 10 ] ：云海一年四季均可出现，≥5成和≥8成的云海年平 Table 1 Monthly distribution of average snow covered days， glaze and rime days in Guangmingding of Huangshan Mountain (unit: d 月份 7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月 4月 5月 6月 积雪日数 0 0 0 0 2.4 8.0 15.5 12.0 6.1 0.7 0 0 雨凇日数 0 0 0 0.3 3.6 7.2 10.0 9.1 8.1 2.2 0 0 雾凇日数 0 0 0 0.9 5.6 12.2 17.8 14.5 11.2 2.4 0.1 0 表1. 黄山光明顶积雪、雨凇及雾凇日数(d) 均日数分别为59.3 d和33.2 d。从季节来看，冬季受冷高压控制，山区充足的水汽条件与高空下沉辐散气流作用，层积云凝结高度较低，云顶高度较低，云海日数较多，其中1月平均云顶高度1.1 km，≥5成的云海达8.6 d；而夏季云顶高度较高，云海较少。 雾也是景区出现频率很高的一种天气现象。海拔越高，有雾的日数越多。光明顶年平均雾日达256 d，平均10 d中有7 d处于云蒸雾蔚之中，特别是7~8月平均每月雾日高达27~28 d，有些年份天天有雾；11月至次年2月是山顶的少雾季节，但每月平均也有15~18个雾日。 秋冬季是观云海的最佳季节，由积雪、雨淞、雾淞构成的“北国风光”和“冰晶世界”又是黄山一大胜景，且黄山冬季山顶与山麓气温差异不大，瞬时大风多出现在夜晚。因此，黄山冬季旅游气候资源十分丰富，气候特征对登山游览没有大的影响[ 11 ] 。 4.1.3. 日出与晚霞 黄山山势高峻，云雾常铺，日出日落景观气势磅礴、宏伟壮丽。日出霞光万道，犹如一个巨大的万花筒，使人眼花缭乱，美不胜收；日薄西山，万山含金，亦仙亦幻，群峰巍峨。尤其是冬季朝阳、晚霞与银装素裹的北国风光、无边无际的“冰晶世界”交相辉映，呈现出更加神奇壮丽、美妙绝伦的景观。黄山光明顶全年日出、日落时间见表2。 黄山风景区年晴天(总云量 ≤ 2成)日数为50 d，其中以11月至次年1月较多，占全年的51%。年日照时数1731 h，其中11月~1月达488.8 h，占全年的近3成。11月至次年1月晴天日数多、日照时数长，因此是观赏日出和晚霞的最佳季节。 4.2. 气候舒适度 利用气候舒适度指数评价气候适宜性。黄山风景区气候舒适日数年平均为153.5 d。从游客身体感受角度来说，年内气候适宜旅游活动的时间较长，为每年的3月下旬至11月上旬，尤其是6~8月天气凉爽，月舒适日数普遍在27~30 d，非常适合旅游者避暑消夏；而冬季虽因气温较低(图3)，但晴好天气多，利于游览，游客容易看到日出、雨凇、雪景等独特的冬景。 如图4所示，从气候舒适日数历年演变来看，黄山风景区气候舒适日数年际波大，但从线性趋势来看，近年来舒适日数在增多，趋势倾向率达4 d/10a (通过0.01的信度检验)，表明黄山风景区旅游气候条件更趋适宜。 4.3. 空气质量 环境空气质量优劣程度与一个区域综合竞争力密切相关，它直接影响到旅游环境和游人身体健康。近年来我国大部分地区空气污染日趋严重，然而黄山风景区由于地势高耸、空气流动快、没有工业排放，尤其是森林覆盖率高、植被茂盛，对污染物具有良好的吸附、净化作用，其小区域空气质量明显优于低海拔地区和城市。2006~2013年空气污染指数(API)统计表明，景区空气质量达优率几乎100%。API各月 Table 2 Time of daily sunrise and sunset in Guangmingding of Huangshan Mountai 日期 日出 日落 日期 日出 日落 日期 日出 日落 1月1日 7:03 17:18 5 月 1 日 5:24 18:45 9 月 1 日 5:44 18:30 1 月 11 日 7:04 17:26 5 月 11 日 5:16 18:51 9 月 11 日 5:49 18:18 1 月 21 日 7:03 17:35 5 月 21 日 5:11 18:57 9 月 21 日 5:55 18:05 2 月 1 日 6:58 17:44 6 月 1 日 5:07 19:03 10 月 1 日 6:00 17:53 2 月 11 日 6:50 17:53 6 月 11 日 5:06 19:08 10 月 11 日 6:06 17:41 2 月 21 日 6:42 18:00 6 月 21 日 5:05 19:11 10 月 21 日 6:12 17:30 3 月 1 日 6:33 18:06 7 月 1 日 5:10 19:12 11 月 1 日 6:21 17:20 3 月 11 日 6:23 18:13 7 月 11 日 5:14 19:11 11 月 11 日 6:29 17:13 3 月 21 日 6:10 18:19 7 月 21 日 5:19 19:07 11 月 21 日 6:37 19:09 4 月 1 日 5:57 18:26 8 月 1 日 5:26 19:01 12 月 1 日 6:45 17:07 4 月 11 日 5:45 18:32 8 月 11 日 5:32 18:52 12 月 11 日 6:53 17:08 4 月 21 日 5:35 18:38 8 月 21 日 5:38 18:40 12 月 21 日 6:59 17:12 表2. 黄山光明顶全年日出、日落时间 图3. 月气候适宜性日数分布 图4. 1956~2013年气候舒适日数历年演变 平均值具有明显的季节变化，11月至次年3月较小，空气质量较好，其中2月最小，为20.6；而6~9月相对较大，空气质量相对略差，其中9月最大，为30.0 (图5)。此外，近 8a 来景区空气达日数及API年平均值均无明显变化，说明黄山风景区空气质量未受到周边城镇污染的明显影响。 总体来看，黄山风景区清新的空气使得旅游者享受到静谧、轻松、舒适、畅快的和谐环境。
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user: 5. 结论与讨论 本文从旅游气候资源角度出发，在阐述黄山风景区基本气候特征的基础上，对景区旅游气候资源进行分析和评价，得到如下几点基本结论。 1) 黄山风景区海拔较高，气候呈现垂直差异的规律。年平均气温 8.3 ℃ ，气温年内呈单峰型分布，7月最高达 17.8 ℃ ，1月最低为−2.1℃，气温年较差为 19.9 ℃ ，夏季无超过 30 ℃ 的炎热天气。年降水量2269.2 mm，其中6~8月占44%；年降水日数达178 d，相对于平原地区，降水日数年内分配均匀。年平均风速5.7 m/s，风力 ≥ 8级的大风日数在130 d，年内风速以冬春季及7月较大，8~10月风速较小。 2) 黄山风景区降雪、积雪、雨凇和雾凇从10月到次年5月都有出现，以12月至次年3月出现日数多、持续时间长。年平均积雪日数44.7 d，平均积雪初日 11 月 29 日 ，积雪终日为次年3月28日；年平均雨凇和雾凇日数分别为40.5 d和64.7 d。云海四季皆可出现，≥5成和≥8成的云海年平均日数分别为59.3 d和33.2 d，以秋冬季多见；年平均雾日达256 d，特别是7~8月平均每月雾日高达27~28 d。此外，冬季也是观赏日出和晚霞的最佳季节。 3) 气候舒适度也是影响客流量年内变化的重要因素。黄山风景区气候舒适日数年平均为153.5 d，气候适宜旅游活动的时间较长，为每年的3~11月，尤其是6~8月天气凉爽，非常适合避暑消夏。在气候变暖的背景下，适宜旅游活动的日数趋于增多。 4) 空气质量优劣直接影响旅游环境和游客身心健康。近年来我国城镇空气质量不断下降，而黄山风景区未受到明显影响。2006~2013年景区空气质量达优率近100%；年内API值11月至次年3月较小，空气质量相对更佳。 作为山岳型景区的代表，黄山风景区处于亚热带季风湿润气候区，高耸的群山与大气环流相结合，形成了云海、雨(雾)淞、雪景等独特的气象景观，年内气温适宜、夏季凉爽，降水丰沛、气候湿润，风速 图5. 2006~2013年API平均值月分布 较大、风向无常。黄山四季皆景、各有千秋。春、秋旅游旺季，不但气候宜人，万壑覆翠，风景绝伦；盛夏季节犹如热海洋中的凉岛，温凉舒适，空气清新，溪沟飞瀑组成了奇妙的自然景观；冬季虽然天气偏冷，但晴好天气多，游客易于看到日出，也能够饱览云海、雨凇、雾凇、雪景等，更是别有一番情趣。从旅游气候学的视角进行思考，认为黄山风景区应充分挖掘山岳独特气候资源，重点推介特色景观，丰富季节性景观旅游产品内容，引导游客合理分流，实现旅游业的可持续发展。
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user: 摘 要 随着一系列环境问题的产生，可持续农业成为世界农业发展的一大趋势。近年来，世界各国在可持续农业发展方面做出了诸多尝试，有机农业、能源农业和农业信息化成为了可持续农业的新兴发展趋势。本文对发达国家的可持续发展农业趋势进行了简要分析，并总结了其对中国农业可持续发展的启示。 关键词 :可持续农业，有机农业，能源农业，信息化
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user: 1. 引言 作为国民经济基础，农业的发展直接关系到国计民生。然而，随着人口问题、环境问题、能源问题、粮食安全问题等的出现，农业发展受到了一定程度的限制，可持续农业应运而生，成为许多发达农业国家农业发展的重点。为促进农业的可持续发展，在现代信息与通讯技术、生物技术等科学技术的基础上，许多发达国家积极探索新的发展方向，有机农业、能源农业和农业信息化成为了世界农业发展的新趋势。
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user: 2. 有机农业 受经济危机影响，全球经济增长速度放慢，但有机农业持续增长。近年来，受传统农业大量使用杀虫剂、化肥等化学药剂及过度耕作的影响，世界土壤侵蚀的状况日益严重[ 1 ] ，因此，提倡控制化学药剂使用、施用天然有机化肥、轮耕轮作等以保护土地资源的有机农业得到迅速发展。据有机贸易协会(Organic Trade Association， OTA)统计，有机农业以每年9%左右的平均速度迅速发展 1 。2012年，全球有机农业市场规模为629亿美元，比2005年增加了89%；从业人数180万，比2005年增加了260% 2 。随着居民收入水平逐渐提高以及环境意识的增强，对有机农产品的需求不断增加，有机农业由供应驱动的行业逐渐转变为市场需求驱动的行业。而且许多国家政府大力扶持有机农业发展，从业者数量越来越多，行业规模不断扩大。有机农业成为了全球农业发展的一个新趋势。 2.1. 美国有机农业发展概况 美国是全球最大的有机农业市场，且其有机农业仍有很大的发展潜力。2011年，美国的有机农业用地面积为494.21万亩(200万公顷) 2 ；美国获得有机认证的农场与牧场数量为17281个，比2002年增长了240% 3 ；全年有机农产品销售额高达292.2亿美元，比2010年的167亿美元增加了9.4%，占2011年全美食品销售总额的4.2% 4 。同年有机贸易协会(OTA)进行了“美国家庭对有机食品的态度积及认识”的调查研究，结果显示：78%的美国家庭购买有机食品，且其中30%的家庭是近期内才开始购买有机食品的 5 。 2.2. 加拿大有机农业发展概况 近年来加拿大有机农业发展迅速，成为了全球第五大有机农业市场，有效提高了从业农民收入，是农业领域增长最快的产业。据统计：2001~2011年，加拿大全国农场的总数量下降了17%，有机农场数量却增加了66.5%，达到3713个，且有机农场收入普遍高于普通农场 6 。加拿大2011年农业普查的数据显示，有机农场的年收入大多在“$5000~$99，000”与“$100，000~$249，999”的区间范围内，而从事其他农业领域生产的普通农场的年收入大多在“少于$10，000”与“$10，000~$24，999”的区间范围内 7 。 与此同时，加拿大有机农产品的市场需求不断增长。2006-2010年，加拿大有机农产品需求从10亿加元增加到了26亿加元，增长了160%。2012年，加拿大有机农产品的市场总值为29.58亿加元，占全国农产品销售额的1.7% 6 ，且有58%的加拿大消费者(在加拿大不列颠哥伦比亚省，这一比率高达66%)每周购买有机农产品 6 。 2.3. 澳大利亚有机农业发展概况 2011年，澳大利亚的有机农业用地达到了1200万公顷 8 ，是世界上有机农业用地面积最大的国家。澳大利亚的有机农业生产以有机畜牧业为主：2012年，通过有机认证的澳大利亚农场达到3069个，其中从事畜牧业生产的约占75% 9 。澳大利亚有机农产品的销售有以下几种形式：通过大型连锁超市销售、通过专门的有机农产品零售商销售、由农民直接在农场进行销售、由农民在农贸市场销售、通过合作社进行销售等。近年来，农民直接在农场进行销售比重的降低，以及通过大型连锁超市销售的有机农产品所占比重的提高(2012年达到了75%) 9 ，标志着澳大利亚有机农业的“主流化”。 澳大利亚有机农业的“主流化”是市场需求不断增加的结果。据2012年5月的一项调查显示：65%的消费者购买过有机农产品，而2008年这一比率仅为40%，且有超过100万的澳大利亚消费者定期购买有机农产品。有机农产品“无化学成分”、“无添加剂”、“更有营养”是澳大利亚消费者选择有机产品的主要原因。 2.4. 日本有机农业发展概况 受有机农产品的价格与利润高、政府相关资金扶持与税收减免政策的激励，日本有机农业规模不断扩大；加之消费者对食品质量以及食品安全的日益重视，有机农产品市场需求也不断增加，发展潜力大。2009年，日本有机农产品产量为5.8万吨，占全国农产品总产量的2%。生产种植结构上，以有机稻米和有机蔬菜、水果为主(占所有及农产品总产量的86.2%)。2010年，通过有机认证的农户数量为20万左右，比2006年增加了一倍。罗如新(2013)在其研究中发现有机农户的平均生产费用约为非有机农户的111.11%，但由于价格差异，其利润约为非有机农户的1.7倍[ 2 ] 。 日本十分注重有机农业相关的生物技术研究，强调政府、企业与科研机构的配合，为其快速发展提供了技术支撑。其研究主要集中在以下两个方面：农作物的抗冻、抗病、抗虫等能力的研究(采用生物性方法改善农作物的生物特性、优化生长过程，提高作物产量)；对生产与环境调节的研究(通过自然物质改善土壤性质，调节作物生长环境，增强生产效益)。
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user: 3. 能源农业 传统矿物能源具有稀缺性以及不可再生性，且碳排放量大，而其他新能源开发难度大、效率低。相对而言，生物再生能源具有环保、安全、高效、应用广泛、可再生等特性，因此其在过去十年中得到了快速发展，能源农业这一新兴产业应运而生。狭义上的能源农业指生物燃料作物的种植。联合国粮农组织(Food and Agriculture Organization)指出：过去十年，生物燃料种植业发展迅速，刺激了粮食作物生产，为农业发展提供了大量机会，为增加农民收入提供了新路径。据其统计显示，生物燃料已经成为农产品最大的新兴需求来源，约占全球粗粮消费量的7%、全球菜籽油消费量的9% 10 。 3.1. 美国能源农业发展概况 美国拥有先生物技术先进、耕地面积大、玉米产量高的优势，从上世纪70年代开始研究与开发燃料乙醇。目前，以玉米为原料生产燃料乙醇的生产技术已经基本成熟，燃料乙醇成为了美国农业一个巨大的经济引擎。2011年用于生产燃料乙醇的玉米消费量达1.3亿吨，占当年美国玉米总产量的40%、占世界玉米产量的15% [ 3 ] 。另据美国可再生燃料协会(Renewable Fuels Association， RFA)统计：2013年美国燃料乙醇行业直接创造了86504个工作岗位，且45%的从业者年收入高于75000美元，使相关农业家庭收入增加了307亿美元 11 。除了燃料乙醇，生物柴油也是美国重点发展的一种生物燃料。美国2013年的燃料乙醇产量为138.52亿加仑 12 ；生物柴油产量为13.59亿加仑，同比增长37.13% 13 。 美国能源农业的发展也得益于政府的政策支持。依据2005年能源政策法案(Energy Policy Act of 2005)，美国制定了“全国再生燃料标准”计划(National Renewable Fuel Standard program， RFS1)，由美国环保署(US Environmental Protection Agency， EPA)、农业部(US Department of Agriculture， USDA)与能源部(US Department of Energy， USDE)共同设计与实施。并且通过法律手段强制在运输燃料中添加生物燃料，具体比例是柴油中添加2%的生物柴油，汽油中添加5%的燃料乙醇。2007年，美国出台了《能源独立和安全法》(Energy Independence and Security Act of 2007)，规定到2022年前，国内汽车中加入360亿加仑的生物燃料。美国环保署2010年10约31日宣布：同意将美国汽油中燃料乙醇含量的上限由目前的140%提高的15% [ 4 ] 。 3.2. 法国农业能源发展概况 面对居高不下的国际石油价格，为稳定能源供应、巩固能源安全，法国从2003年开始利用其农业基础发展能源农业(主要指种植生物燃料作物的生物燃料产业)。政府计划，在2015年以前使生物燃料占燃料市场份额10%以上。这一方面使法国在一定程度上摆脱对石油的依赖，另一方面也为法国农业创造了一个新的发展机会。 法国生物燃料在交通燃料方面快速增长，刺激了法国能源农业的发展。目前欧洲最大的生物燃料公司是法国的Diester Industrie，其生物柴油年产量为200万吨。2010年，混合生物燃料SP95-E10 (由90%的95号无铅汽油与10%燃料乙醇混合而成的生物燃料)占据了法国汽车燃料市场销售份额的13%，比2009年的6.5%增加了一倍。目前法国境内行驶汽车的70%(月一千万辆)都可以兼容该种生物燃料，且法国境内供应该种燃料的加油站数量达2412个，构成了强大的供应网络，为生物燃料的适用与普及提供了良好的支撑。 3.3. 加拿大能源农业发展概况 加拿大能源农业产业的发展主要来自于政府的政策支持，以及由此产生的大量市场需求。加拿大国家可再生能源法规定到2020年，减少17%的碳排放量(以2005年为基期)；并计划强制要求汽油燃料中必须含有5％可再生燃料，柴油中含有2%的可再生燃料。这一规定使生物燃料的需求猛增，2005年开始，加拿大生物燃料行业进入快速发展阶(2005~2010年，燃料乙醇的生产能力年平均增长速度为150%，生物柴油的生产能力年平均增长速度为140%) 14 。2007年，加拿大政府出台生态能源生物燃料计划(2007 ecoENERGY for Biofuels Initiative)，决定在9年内投资15亿加元，用于资助汽油与柴油替代物(如：燃料乙醇、生物柴油等)的生产者。为了帮助农民在能源农业发展中受益，加拿大政府还出台了生态农业生物燃料资金计划(ecoAGRICULTURE Biofuels Capital Initiative)，投资2亿加元为农民建设与扩大生物燃料生产提供经济支持，大大提高了农民的生产积性。 生物燃料行业的发展对农村经济发展的带动作用也十分显著。加拿大生物燃料生产工厂大多位于农村地区，其建设能够带动设备生产以及建筑行业的发展，日常运营可以带动周边地区的就业，促进区域经济发展。据加拿大可再生燃料协会(Canadian Renewable Fuels Association)的调查显示：2010年，加拿大在建与运营的燃料乙醇与生物柴油工厂数量为27个，共创造了15215个就业岗位 15 。 另外，加拿大致力于开发非粮食生物质即使用纤维质生产乙醇的商业化技术。目前已经在低成本纤维质转化乙醇的技术开发方面处于世界领先地位。这种燃料乙醇以农业和林业废料以及速生木材(如：小麦秆，玉米秆，木屑、柳枝稷和白杨木生产)为原料，在农业发达、森林资源丰富的加拿大有巨大的市场潜力。 3.4. 澳大利亚能源农业发展概况 澳大利亚能源农业发展以生物柴油为主，获得了政府的大力支持，尤其是在运输燃料方面。澳政府于2006年9月颁布了关于生物柴油的燃料标准，规定了生物柴油的物理与化学参数标准以及官方检测方法。南澳首府阿德莱德所有的城市轻轨以及公交车都使用混合了生物柴油的燃料B5 (生物柴油含量为5%)，且南澳政府正致力于升级到B20(生物柴油含量为20%)，或者生物柴油含量更高的混合燃料。 另据《悉尼先驱报》，自2012年开始，澳大利亚Qantas航空在国内航班上使用了混有50%生物燃料的混合燃料。使用后，燃料成本降低至28.2亿澳元(当时1澳元约为6.4元人民币)，约为之前的一半，且碳排放比传统燃料减少了近60%。
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user: 4. 农业信息化 随着计算机科学的不断发展，信息技术逐渐被应用到社会生产和生活的各个方面。农业信息化将信息技术应用在农业生产、销售等环节，通过对历史及实时农业数据的分析，进行科学决策，促进农业资源的充分利用，以达到农业的可持续发展。 4.1. 美国农业信息化发展概况 美国政府与企业投入了大量的资金来支持与发展农业信息化，促进了农业的新发展。美国政府高度重视农业信息化，每年拨款15亿美元建设农业信息化服务网络，以支持政府农业政策制定与农业企业、农户决策。目前美国已建成了世界上覆盖范围最广的农业信息化服务系统，覆盖了美国本土46个州、加拿大6省，以及其他7个国家，使美国及相关国家的农民受益。美国农业部(US Department of Agriculture， USDA)及其下属相关部门也建成了一系列农业信息化服务系统，如：VegScape、CropScape等地理信息系统(Geographic Information System， GIS)工具、AGNC、PSD Online等农业信息平台或数据库以及农产品市场信息分析预警机制(具体功能及系统构建详见下页图1)。 同时，美国一些大型农业企业也致力于农业信息化建设。典型的企业信息化服务系统有美国农业及工程机械公司John Deere公司推出的FarmSight、Myjohndeere.com与移动客户端应用程序FarmSight Mobile Farm Manager，以及由New Science Technologies公司推出的Cropio系统等。这些系统汇集了各种农业数据，具有专家实时指导功能，旨在帮助农民提高生产效率、增加农作物产量、做出正确的生产决策，进而提高收入水平。 图1. 美国政府农业信息化服务系统建设 4.2. 日本农业信息化发展概况 日本农业信息化的发展引发了农业生产与销售方式的巨大变化，促进了农业产业结构优化与升级。日本在政府的主导下，联合国家与地方的科研机构共同建立了庞大的信息化服务网络，包含农作物栽培技术、病虫害防治等各种信息，还可以实现农户或农协与科研机构的实时交流。在此信息化服务网络的基础上，还建立了全国各种农产品的生产数量、价格行情统计与预测系统和市场销售信息服务系统。 此外，日本政府十分重视农业信息化的基础设施建设。为了在农村普及计算机，日本政府对购买计算机的农户给予一定补助，组织培训农民使用计算机，并研发了适合老年人使用的系统操作界面。日本农林水产省还制定了“21世纪农林水产领域信息化战略”这一计划，致力于建设与完善农村的信息通信基础设施[ 5 ] 。 4.3. 法国农业信息化发展概况 近十年来，法国农业信息化进入了迅速发展阶段，对农业经济的贡献率越来越高。法国的农业信息化服务体系建设全面，形成了以国家农业部为主导，各种行业协会、农民合作组织以及民营企业等共同合作的多元信息服务主体结构。国家农业部及其下属的各大区、省农业部门采集数据与信息的方式多样：以普查为基础，抽样调查为主，辅以各种专项调查，采集最基层的数据，进行汇总与分析。为保证数据的真实性与可靠性，农业部及其下属部门严格选拔与培训信息采集人员，且法国有关法规规定，“所有社会产品的生产和经营者都有义务如实填报自己的生产经营情况，违者按偷税行为处罚”[ 6 ] 。 畜牧业作为法国农业的重要构成部分，也逐步建立了信息化生产管理体系。以奶牛养殖业为例：奶牛养殖厂为其养殖的奶牛建立数据库，详细记录每头奶牛的生理指标、健康状况、出奶量等数据。通过对数据的分析，精确计算出对每头奶牛的最佳挤奶频率与数量，以确保在保持奶牛健康的同时获得最大牛奶产出。同时，还可根据国家及行业协会发布的即时与历史市场信息决定产量，以防止产品过剩，避免价格大幅波动。
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user: 5. 对中国的启示 通过对发达国家可持续农业发展新趋势的研究，主要有以下两点可以为中国借鉴。 5.1. 强化政府政策支持 通过前文分析可见，发达国家有机农业、能源农业和农业信息化的发展都得到了政府的大力支持，而且把支持上升到了以法律为表现形式的国家意志。我国许多问题的根源在于立法工作落后，许多新的农业发展方向缺乏强有力的政策和法律支撑，导致无法可依、执行不力，收效甚微。因此，我国应向发达国家借鉴，加强立法工作，强化政府支持。 5.2. 完善科技研发体系 发达国家对于农业技术的基础性研发的投入以及推广极为重视，多形成了政府、企业、高校和科研院所三位一体的科技研发结构，为农业的发展提供了强大的技术支持。我国现阶段高校和科研院所从事者最基础的科技研发工作，其基本依靠政府资助，与企业的合作较少，一方面科学技术的市场化较慢，另一方面科研人员的积极性不高。因此，应当建立完善的科技研发与推广体系，加快科技成果的转化。
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user: 摘 要 本文利用中国南方地区225个测站1961~2010年逐日降水量资料，采用趋势分析、Monte Carlo检验、滑动T检验、Mann-Kendall分析等方法，分析了50年来南方地区暴雨日数的时空分布特征及其变化规律。结果表明：华南、长江中下游平原和成都平原是相对多暴雨区。大多数地方暴雨日数趋势不显著，东部略有增多，西部略有减少趋势。但成都平原显著减少，1992年发生突变，长江中下游的暴雨日数有较明显的增多趋势，1986发生突变；在季节分布上，冬季最少，夏季最多，春季多于秋季。冬季暴雨主要出现在华南，略有增多趋势；春季主要出现在华南、长江中下游平原，变化趋势不明显；夏季暴雨最多且有显著增多趋势。其中，华南略有增多，长江中下游显著增多，成都平原显著减少；秋季主要出现在滇南–华南–浙西等沿海地区，无明显趋势；受东亚季风影响，南方各地暴雨日数都为单峰型，其中成都平原8月为峰值，其余各地6月为峰值，成都平原暴雨集中在7~8月，长江中下游平原集中在5~6月，华南集中在5~8月。在全球气候变暖背景下，中国南方暴雨日数响应气候变化，增温显著区，暴雨增多，增温不显著区，暴雨减少。 关键词 :暴雨日数，时空分布，气候变化，中国南方
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user: 1. 引言 南方地区以热带亚热带季风气候为主，年平均气温20℃~24℃ [ 1 ] ，年降水量大部在1000 mm以上[ 2 ] ，夏季高温多雨，冬季温和少雨。南方地区受夏季风影响大，雨季长。每年5月份夏季风从华南沿海登陆，雨季开始。6，7月份夏季风势力增强北抬，形成江淮准静止锋，阴雨连绵，主要影响长江中下游地区和淮河流域。7，8月易形成伏旱。9月，降雨锋面南移至该区域，10月以后冷空气势力进一步增强，夏季风移出该区域，雨季结束。此外，西南地区常受西南季风影响。华南地区受冷暖空气作用、季风的暴发等所致4月至6月为第一个多雨季节–华南前汛期。东部沿海地区夏秋季节也受台风影响大。南方地区是中国年雨量最多的地区，也是各种降雨日数最多的地区。日雨量 ≥ 50 mm的年平均暴雨日数，除了川西无暴雨，南方其余地区都在1天以上，华南南部沿海区在8天以上。暴雨对解除农业干旱、水库蓄水发电极为有利，同时暴雨也是产生洪涝灾害的主要原因。气象学家对极端降水和强度变化进行了研究 [ 3 ] - [ 8 ] 。结果表明，我国除华北外，暴雨日数增多，尤其是长江以南地区，极端强降水事件趋多、趋强，而华北和西南地区有下降的趋势。徐桂玉等人 [ 9 ] 利用南方59个站1958~1995年月暴雨日数资料，研究了暴雨的主要分布类型、季节变化特征、年际变化和年代际变化规律。结果表明:我国南方暴雨的总趋势是略有增加，但幅度很小。年际变化存在32年、10年、5年和2~3年左右的周期震荡。除此之外，还有一些小区域、季节性暴雨日数的分析研究 [ 10 ] - [ 15 ] 。之前涉及南方暴雨气候特征的研究大都集中在趋势、周期、年代际变化等方面，而且使用资料大都在2000年左右。十多年过去了，然而把南方作为一个独立区域，对南方暴雨气候特征及其气候变化方面的研究不多见。本文用南方225个站1961~2010年50年的地面观测资料，比较细致地分析南方地区暴雨日数的月、季、年变化规律，包括暴雨日数的地理分布、趋势、突变、集中期、与降水量的关系以及气候变暖对暴雨的影响，不仅能全面认识南方暴雨的气候变化特点，为预报预测评估提供背景资料，而且对于防震减灾，开发利用气候资源具有重要的科学意义和使用价值。
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user: 2. 资料与方法 中国南方，指中国东部季风区的南部，主要是秦岭–淮河–线以南，东临东海，南临南海。包括江苏大部、安徽南部、浙江、上海、湖北、湖南、江西、福建、云南大部、贵州、四川东部、重庆、广西、广东；南方地区地势东西差异大，主要位于第二、三级阶梯，东部平原、丘陵面积广大，西部以高原、盆地为主；横断山脉和秦岭山脉是我国重要的地理分界线。我们的研究范围：97.5˚E~122˚E，20.3˚N~32˚N，不含台湾及南海诸岛。 降水量资料，取自中国气象局气象信息中心整编的南方225个站1960年12月~2010年12月的地面观测日降水、气温资料。平均值时段采用1961~2010年。 我们按照国家气象局对暴雨的定义，分析南方地区日雨量 ≥ 50 mm的暴雨以上降水日数(简称暴雨日数)的气候变化特点。 采用Monte Carlo检验方法检验气候趋势的显著性 [ 16 ] ；采用非参数统计检验方法——Mann-Kendall 法、滑动T检验、结合序列自身演变综合检测序列的突变点 [ 17 ] 。 等值线图使用Surfer8.0软件绘制，其中数学插值模型使用Kriging法。
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user: 3. 年暴雨日数的变化特征 3.1. 空间分布 南方暴雨以上降水日数除过川西的德格、甘孜、道孚、小金、巴塘、新龙等地方未出现过暴雨，云贵高原、江苏南部–浙江北部1~3天，其余地方都在4天以上。主要集中在三个区域(图1)，一是在华南，包括云南南部–广西–广东，年暴雨日数5~15天，是中国南方暴雨日数最多、降水强度最大的地区，日最大降水量605.3 mm，出现在广东西南海岸的阳江市，年平均暴雨最多日数15天，出现在广西南部海岸的东兴市；二是在长江中下游，包括湖南北部–湖北南部–安徽南部–江西大部–福建北部–浙江西部，年暴雨日数5~8天，最多日数出现在安徽的黄山，年平均暴雨日数9天，最大日降水量394 mm，出现在江西的广昌；第三个区域在成都平原，暴雨日数3~6天，以雅安为最大中心，但最大日降水362 mm出现在峨眉山。这个结果与 [ 9 ] 略有差异，主要差异在第三个暴雨区，可能与分析的资料长度不一致有关。 图1. 中国南方暴雨日数空间分布 暴雨日数的这种分布格局与影响的天气系统有关。我国南方是东亚季风影响的主体，随着西太平洋副热带高压北进南退，从3月至4月在华南地区出现前汛期雨季；5月中下旬雨带维持在华南一带，6月中旬北跳到长江中下游一带，这时期的雨季称之为梅雨季。之后北移到华北和东北地区形成华北雨季。有些年份雨季可在两者之间的黄淮地区有短暂的停滞，形成黄淮雨季。最后是华西秋雨雨季。伴随季风的迅速南退，中国东南沿海一带会在台风的频繁影响下出现降雨的再次活跃。华南地区易受副高、南海台风影响，降水强度最大，暴雨次数也多；成都平原的暴雨与高原低涡、西南低涡有关 [ 18 ] [ 19 ] 。 3.2. 气候变化趋势 南方地区年站平均暴雨4次，即平均每年每站发生4次暴雨。用225个站的空间平均，建立南方平均年暴雨日数序列，分析其年际变化特征(图2(a))，从图中可见，在50 a尺度上，中国南方地区暴雨日数有显著增多趋势，通过95%的信度检验。大致经历了3个波动阶段：1960s中后期以前减少，1960s后期~1970s中期增多，1970s后期~1980s中期减少，1980s后期~1990s中后期增多，1990s后期~2010s中期减少，2010s后期急剧增多；1961~1967年偏少、1968~1975年偏多；1976~1992年偏少、1993~2002年偏多、2003~2010以偏少为主。 从M-K曲线图(图2(a)下)来看，暴雨日数有明显的增多趋势，1961~1967年，UF下降，1967~1969年急升，其后至1992年一直处于波动变化状态，1993年~2002年缓慢增加，于1998年超过了显著水平线，1990年UF与UB线相交。因此可以认为1992年南方地区暴雨日数明显突变。 华南地区的暴雨日数略有增多趋势，但不显著。其年代际变化与前面分析的南方暴雨的变化基本一致，未出现突变现象。2008年暴雨最多，区域平均9.7 d，其次是2001年、1973年、1994年、1993年、1981年，区域平均 ≥ 8.5 d。 长江中下游的暴雨日数有较明显的增多趋势，通过90%的Monte Carlo信度检验。其年代际变化也与南方暴雨的变化基本一致；1986年出现突变。1999年、2010年暴雨最多，区域平均9.0 d，其次是1998年、8.4 d，1983年7.8 d。 于华南和长江中下游不同，成都平原的暴雨日数有明显的减少趋势，通过95%的Monte Carlo信度检验，与任小玢等 [ 20 ] 的研究结果一致。1960s中期以前下降，1960s后期~1970s中期增多，1970s后期~1990s初期偏多且变化较平缓，1990s初期以后显著减少，1992年以来，除2001年偏多，其余各年都偏少，虽然UF与UB线相交于1999年，但用MTT再结合序列自身演变曲线(图2(d)下)综合判断突变发生在1992年。1990年暴雨最多，区域平均9.5 d，其次是1961年9.3 d，1984年和1981年7.5 d。 图2. 中国南方年平均暴雨日数年际变化(上)和M-K检验曲线图(下) (UF、UB为正、逆序列统计量，A、B为显著水平α = 0.05的临界值) 图3给出了南方地区年暴雨日数的气候变化趋势，从中看出，正、负趋势相间分布，自西向东振荡传播，负趋势减弱，正趋势增强。西部以减少为主，东部以增多为主。主要减少区在滇东黔西、成都平原、川东–湘西南、桂南等区域，但大部分地方减少不显著；其余地方暴雨日数有增多趋势，主要显著增多区在福建东南部、江西北部、江苏东部以及湘北鄂南。通过计算南方地区暴雨日数与降水量的相关系数，发现各站皆为正相关，90%的站通过α = 0.10的Monte Carlo显著性水平检验，88%的站通过α = 0.05的显著性水平检验，83%的站通过α = 0.01的显著性水平检验，说明两者相关密切。西部降水量减少，暴雨日数也减少，东部降水量增加，暴雨日数亦增加。 通过计算年平均气温的增温率发现，近50 a，西南地区的部分地方，如川东、滇北川南中部交界区、滇东黔西中部交界区、黔中等地方增温不显著，甚至有部分地方气温降低，其余南方大多数地方增温显著。这与我们以前的分析基本一致 [ 1 ] 。这种分布与暴雨的趋势大致吻合。表明，中国南方暴雨日数响应气候变化，增温显著区，暴雨增多，增温不显著的地区，暴雨减少。 图3. 中国南方地区年暴雨日数线性趋势空间分布图(单位：h/10a，阴影区表示Monte Carlo置信水平分别超过90%、95%、99%)
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user: 4. 暴雨日数的季节特征 4.1. 季暴雨日数的空间分布 图4给出了南方各季暴雨日数的分布。从图5可见，冬季暴雨很少，夏季最多，春季多于秋季。 冬季(12~2月)暴雨日数最少，近50年，全区平均0.1 d，主要出现在华南–江西、福建，年平均0.1~0.2次(图4(a))。最多出现的地方在滇西北的贡山，共有16 d，年平均0.3 d。 春季暴雨日数(图4(b))，全区平均1.0 d，东多西少分布。云贵高原大部不足0.5 d，川西未出现暴雨。华南，长江中下游平原1~4 d，最多出现的地方在广东的阳江，年平均3.9 d。 夏季(6~8月)暴雨日数最多(图4(c))，全区平均2.4 d，空间分布格局几乎与年暴雨日数相同，说明夏季暴雨对年暴雨日数的贡献最大。除过川西–云贵高原大部–湘南–赣西南、苏南–浙北部1~2 d，其余地方都在4天以上。川西很少有暴雨出现。华南，夏季暴雨日数大部2~5 d天，南部沿岸区6~9天，是夏季南方暴雨日数最多的地方；长江中下游，夏季暴雨日数2~3 d，最多日数出现在安徽的黄山，平均暴雨日数5.5 d；成都平原，暴雨日数2~5 d，以雅安5.5 d为最大中心。 秋季暴雨日数(图4(d))急剧减少，全区平均0.6 d，滇南–华南–浙西等沿海地区0.5~2 d，川东、长江中下游0.5 d，其余地方不足0.5 d，川西未出现暴雨。 4.2. 季暴雨日数的时间变化 南方地区春、夏、秋季暴雨日数的年际变化趋势与年暴雨变化趋势有所不同(图5)。冬季发生在华南和长江中下游的暴雨，略有不显著的增多趋势。1983年是华南暴雨最多的一年，平均1.5 d，其中广西东部–广东中西部出现了3~4 d；1998年是长江中下游暴雨最多的一年，主要在江西、福建和浙江一带出现了2~3 d暴雨(图5(a))。 春季，南方的暴雨无明显的气候趋势，其中，华南在1970s~1980s是高发期，1990s以来显著减少，目前处于偏少期；长江中下游平原在1960s后期~1970s是高发期，1980s以来围绕均值振荡，2010年暴雨最多，区域平均3.8 d，在江西东部、福建北部、安徽南部达5~9 d；成都平原的暴雨略有增多趋势，主要偏多期在1960s后期、1990s后期~2010s每年有0.5~1 d (图5(b))。 图4. 中国南方地区冬(a)、春(b)、夏(c)、秋季(d)暴雨日数空间分布 图5. 中国南方地区四季暴雨日数年际变化曲线 夏季，南方的暴雨有显著的增多气候趋势，其中，华南略有增多趋势，1970s后期、1990s~2010s是高发期，2008年是夏季暴雨最多的一年，区域平均6.8 d，南部的上川岛、钦州、北海、深圳达13 d~14 d；长江中下游平原有显著增多趋势(通过95%的信度检验)，主要偏多期在1990s，1998年是历史上最多的一年，区域平均5.4 d，江西北部达12 d；成都平原有较显著的减少趋势(通过90%的信度检验)，1970s中期~ 1990s初期是偏多期，其后一直处于偏少期(图5(c))。这种趋势可能与东亚夏季风有关，东亚夏季风发生明显变弱 [ 21 ] ，张庆云等 [ 22 ] 研究指出，东亚夏季风环流偏弱是夏季长江流域发生严重暴雨洪涝灾害的气候特征。 秋季，南方各地暴雨无显著趋势(图5(d))。
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user: 5. 暴雨日数的月际变化 统计全区各站各月暴雨日数，分析暴雨日数的平均月际变化特点(图6)。从月分布图上可以看出，华南、长江中下游平原全年各月都可出现暴雨，而成都平原4月出现，10月结束。南方地区各地暴雨日数皆为单峰型，成都平原8月为峰值，其余各地的峰值都出现在6月。以月平均0.5 d为暴雨集中期，则各区域暴雨的集中期差异较大：成都平原暴雨最集中，主要出现在6~9月，7~8月最多。其次长江中下游平原较为集中，主要出现在4~9月，5~6月最多。而华南较为分散，主要出现在4~9月，但5~8月最多。
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user: 6. 小结和讨论 南方地区大多数地方暴雨日数趋势不显著，主要降水区-南方东部略有增多趋势，南方西部略有减少趋势，但成都平原显著减少，1992年发生突变，其后减少更加明显；长江中下游的暴雨日数有较明显的增多趋势，1986发生突变；华南未出现突变。 冬季暴雨较少，主要出现在华南，略有增多趋势；春季主要出现在华南、长江中下游平原，变化趋势不明显；夏季暴雨最多且有显著增多趋势。其中，华南平均2~5 d天，沿岸区6~9天，略有增多趋势，长江中下游2~3 d，显著增多，成都平原2~5 d，显著减少；秋季暴雨日数急剧减少，主要出现在滇南–华南–浙西等沿海地区0.5~2 d，无明显趋势。 在全球气候变暖背景下，极端天气气候事件的发生更加频繁 [ 23 ] [ 24 ] ，中国南方暴雨日数响应气候变化，增温显著区，暴雨增多，增温不显著的地区，暴雨减少。 图6. 南方地区及3个子区域月平均暴雨日数月际变化 年暴雨日数的气候趋势，在地域上呈正、负相间分布，自西向东振荡传播，负趋势减弱，正趋势增强。这种分布可能与西南地区复杂的地形有关。当青藏高原南侧的扰流到达西南地区后，受地形强迫会产生自西向东的波动，这种波动越过云贵高原后迅速减弱。其内在的机理有待于通过数值模拟等手段细致分析。
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user: 摘 要 HS油田注水系统腐蚀严重，结合注水系统的水质，分析了腐蚀原因：矿化度和温度是影响注水系统腐蚀主要因素，除此之外，清水系统的4个站点的细菌含量以及采出水的SRB、硫化物含量均是影响腐蚀速率的重要因素。 关键词 :注水系统，水质，腐蚀原因
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user: 1. 引言 在注水井注水过程中，水质复杂、环境多变，造成注水井腐蚀严重。油田腐蚀问题已成为不可忽视的重大社会和经济问题，在各大油田在开发过程中，因注水而导致的腐蚀 [ 1 ] [ 2 ] 问题一直是影响正常生产的重要课题。本文针对HS油田注水系统产生的腐蚀问题，对水质进行分析，为HS油田注水系统实行防腐提供指导。 在这次研究中，依据：SY/T5523-2006《油气田水分析法》、SY/T5329-1994《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》对油田注水系统水样进行详细分析，SY/T0026-1999《水腐蚀性测试方法》进行静态腐蚀速率测定，挂片材料为A3钢片。
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user: 2. 水质分析 对HS油田注水系统中的水源井7口供水井(ZH36S7、ZH36S8、ZH73S1、ZH73S3、Z9S7、Z9S11、Z211S1)、清水系统的4个站点(庄一联、庄一转、庄六注、庄9站)以及庄一联、庄一转采出水水样进行水质分析，各水样pH值、SRB含量、FB含量、TGB含量以及离子含量测定结果如表1~表3所示。 由表1可以得出，水样呈中性或弱碱性，各水样中均不同程度地含有SRB、FB和TGB。由表2可知各水样中含有一定Mg 2+ 、Ca 2+ 离子和 、 等，存在一定的结垢倾向。庄一联以及庄一转采出水中Cl − 含量远高于其它水样，含硫量远高于2 mg/L的注水标准， 含量也很高，存在较大的结垢倾向。所有水样均不含 。由表3可知庄一联、庄一转采出水总矿化度在10，000 mg/L以上，其余水样总矿化度均在6000 mg/L左右，矿化度较高。
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user: 3. 腐蚀原因分析 3.1. 温度对腐蚀的影响 大多数化学反应中温度的升高会加速电化学反应的速率，在腐蚀反应中也同样如此。本实验分别在20℃、40℃、60℃、80℃条件下，进行挂片测定蒸馏水的腐蚀速率，实验结果如表4所示。 如表4所示腐蚀速率随着温度的升高而增大。热力学上分析，温度的升高可以加快腐蚀反应的速度；从腐蚀动力学上分析，温度升高，可以降低水样的溶液电阻，增强水样的导电能力，同时增加水样的对流和扩散性能，从而加速阴极反应过程；此外温度升高也直接影响到金属挂片腐蚀的阳极行为，随着温度升高，金属挂片腐蚀电位正移，使得钝化难以维持，从而加剧腐蚀效果，因此在较低温度时，腐蚀速率随着温度的升高而增大 [ 3 ] [ 4 ] 。 3.2. 矿化度对腐蚀的影响 参照HS油田供水系统和采出水系统的水质特点，根据Z73S3和庄一转采出水中离子含量分别配置出供水系统模拟水和采出水系统模拟水2种矿化度不同的模拟水水样，在40℃ (HS油田注水管线现场水温)条件下，进行挂片测定其模拟溶液的腐蚀速率，实验结果如表5所示。 Table 1 The pH and bacterial content of water sample 水样 ZH 36S8 ZH 73S1 ZH 73S3 ZH 36S7 Z 211S1 Z 9S11 Z 9S7 庄一联 (清水) 庄一转 (清水) 庄六注 (清水) 庄9站 (清水) 庄一转 (采出水) 庄一联 (采出水) pH值 7.45 7.33 7.62 7.59 7.56 6.64 8.14 7.58 7.51 7.50 7.77 7.10 7.72 SRB含量 25 2.5 0 25 0 0 2.5 2500 250 250，000 25 250，000 250，000 FB含量 250 2.5 250，000 0 0 0 2.5 0 0 250，000 0 25 2500 TGB含量 250 2500 2500 2.5 0 2.5 25 250 25，000 250，000 2.5 25，000 250，000 表1. 水样pH值及细菌含量 Table 2 The ion content in water sample 水样 Na + + K + (mg/L) Mg 2+ (mg/L) Ca 2+ (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) Z9S7 469.00 36.73 129.34 734.65 233.17 28.08 205.27 0 1.01 Z9S11 1607.92 93.92 173.95 1950.57 1467.16 0 47.35 0 0 Z211S1 1652.29 178.98 251.84 1790.60 2128.27 33.61 196.73 0 3.37 ZH36S8 1774.37 174.61 270.6 1832.43 2389.24 0 220.65 0 3.33 ZH73S1 1274.11 138.92 227.59 1286.65 2685.41 0 264.34 0 0 ZH73S3 1777.13 161.28 250.97 1435.25 2805.78 22.08 210.4 0 2.56 ZH36S7 1923.11 180.91 186.9 1880.36 2460.84 20.16 177.69 0 3.34 庄9站 清水 1612.75 154.8 201.55 1795.07 1952.28 8.16 84.94 0 1.01 庄六注 清水 1651.37 145.87 220.49 1709.64 2063.52 24.72 172.08 0 2.56 庄一联 清水 1896.68 193.88 280.59 1946.96 2563.72 10.27 232.36 0 0 庄一转 清水 1781.73 166.72 233.14 1492.27 2712.66 22.56 215.28 0 0.96 庄一转 采出水 4339.25 126.55 315.23 7418.90 988.8 0 604.34 0 126.34 庄一联 采出水 4289.01 57.94 442.17 6583.42 676.26 0 829.87 0 37.51 表2. 水样中的离子含量 Table 3 The total salinity of water sample 水样 ZH 36S8 ZH 73S1 ZH 73S3 ZH 36S7 Z 211S1 Z 9S11 Z 9S7 庄一联 (清水) 庄一转 (清水) 庄六注 (清水) 庄9站 (清水) 庄一转 (采出水) 庄一联 (采出水) 总矿化度 (mg/L) 6660.9 6298.42 6662.89 6829.97 6232.32 5340.87 1836.25 7124.6 6624.36 5987.69 5809.53 14，365.2 12，878.7 表3. 水样总矿化度 Table 4 The effect of temperature on corrosion rat 温度/℃ 腐蚀速率(mm/a) 20 0.0238 40 0.0540 60 0.0983 80 0.1593 表4. 温度对腐蚀速率的影响 Table 5 The effect of salinity of water samples on corrosion rat 水样 腐蚀速率(mm/a) 蒸馏水 0.0540 供水系统模拟水 0.0993 采出水系统模拟水 0.1293 表5. 水样矿化度对腐蚀速率的影响 采出水系统的矿化度要高于供水系统的矿化度，如表5所示，随着水样矿化度的升高，腐蚀速率明显上升。矿化度高的水其电导率大，加剧了水对金属的电化学反应，使腐蚀速率大大增加。 3.3. 细菌对腐蚀的影响 HS油田注水系统各水样矿化度较高，水温在40℃左右，水质偏碱性，这些条件都为细菌提供了适宜的生长环境，特别是有益于SRB细菌的生长。SRB细菌在还原 的过程中获得能量而生存，得到大量繁殖。当悬浮物、腐蚀产物及泥沙等沉积在金属表面后，形成垢下腐蚀。SRB在据下缺氧条件下，将硫酸盐还原成H 2 S，H 2 S则是造成采出水设备腐蚀的主要物质。 3.4. 硫化物对腐蚀的影响 在HS油田供水管线的13个水样中，硫化物含量最高的为庄一联采出水和庄一转采出水，分别达到126.34 mg/L和37.51 mg/L，远高于注水标准的最低值， 水解产生H 2 S，H 2 S对金属的腐蚀主要包括以下三种，一是电化学腐蚀，二是氢脆，最后一种是应力腐蚀。H 2 S溶于水，逐步电离，在水中的离解反应为： 当存在这些离子时，硫化氧容易产生氧去极化作用。在去极化腐蚀过程中，金属中的铁变成铁的硫化物，导致金属腐蚀不断进行。腐蚀的金属表面生成一层致密的膜，主要是铁的硫化物，在碱性条件下，金属表面保护膜不断生成使得金属发生钝化，腐蚀在一定程度上得到抑制。但是由于H 2 S具有特别强的吸附能力，大量HS - 氧化膜的缺陷部位发生吸附，阳极反应的活性点增多，产生放电过程，又促进了阳极反应 [ 5 ] 。