一、气候因子概述
气候支配着生态环境地质环境的水热条件，直接参与母质的风化过程和物质的淋溶过程，在很大程度上控制着植物生长和微生物活动，影响土壤有机质的积累和分解，决定着营养物质的生物系小循环的速度和范围。因此，气候与生态地质环境有着密切关系。
二、三江平原气候因子特征
三江平原处于中纬度亚洲大陆东岸，属于温带湿润气候区的特点，同时又受大陆性季风及海洋气候影响，冷暖空气交替频繁，气候多变，四季分明。
由于三江平原地域辽阔，受大陆和海洋气候的影响，使各地气候有明显的地带性差异，在一定程度上控制植物和微生物类型及生长发育过程，使土壤类型，从西至东呈规律性变化。
（一）温凉湿润区
位于黑龙江和乌苏里江沿岸地带，包括萝北、同江、抚远、饶河4个县。气候冷凉，年平均气温1.6～2.8℃，最热月平均气温21～21.5℃，≥0℃积温不足2 900℃，≥10℃积温在2 400℃以下，80％保证率≥10℃积温为2 238～2 300℃。日平均气温稳定≥1℃的始终日数在140d以下；0℃的始终日数150～160d。生长季为130～140d。日照时数2 230～2 450h。降水量500～660mm，蒸发量较少，在1 100mm左右，干燥指数小于0.6。平均风速在4m/s以上，≥8m/s大风日数100d左右。5～9月耕层地温平均为18.2℃。全年土壤结冻期250d左右，冻土深度1.5～2.5m，沼泽地因受积水影响，冻土深度小于1m，结冻早，解冻晚。
该区由于气候温凉湿润，无霜期短，结冻期长而且地势低洼，排水困难，植物残体大量积累，为土壤腐殖化、草甸化、沼泽化、泥炭化等过程提供了物质来源。形成的土壤主要是草甸土、沼泽土、潜育白浆土、泥炭土。
（二）温和半湿润区
位于汤原、宝清、佳木斯郊区及富锦的东部。气温低于中部平原区、高于东北部沿江一带。年平均气温在2～3℃，80％的保证率积温在2 250～2 480℃。生长季大于140d，生长季日照时数1 100～1 200h。日平均气温稳定≥10℃的初终日数140～145d，≥0℃的初终日数150d。年降水量500～550mm，平均年蒸发量1 200mm。干燥指数在0.6～1.0。由于坡麓影响该区是重点大风区，年平均风速在4m/s以上，≥8m/s大风日数年平均在150d以上。5～9月耕层地温平均在18.5℃，一般在10月中下旬开始冻结，冻结深度1.5～2.0m，4月上旬逐渐融解。直至6～7月间冻层才能融解，结冻期210～240d。
该区是由山前台地向低平原过渡地带，气象灾害较重，往往出现障碍型低温冷害、大风、春旱、冰雹、秋霜等综合自然灾害。但该区雨量不多，比较集中，约有70％集中在7、8、9的3个月，也正是气温最高时期。是森林、草甸植物生长最旺盛的季节，水分和热量的配合对有机质的大量形成十分有利。而且集中降水为土壤中钙、镁和铁、铝还原淋溶提供了条件，形成了暗棕壤、黑土和白浆土的B层（淀积层）。同时该区无霜期较短，结冻期长达6～7个月，冻层的周期变化、冻融交替、干湿交替使冻层上滞水，促进腐殖质大量积累，有利于土壤腐殖化、暗棕壤化、白浆化、黑土化过程的发展。形成的主要是暗棕壤类型土壤及粘底白浆土，也有黑土零星分布。
（三）温和半干旱区
位于佳木斯以东，松花江两岸，以集贤为中心半圆形。包括集贤、桦川、绥滨及宝清、富锦两县的西部。气温较高，年平均气温在3℃以上，80％的保证率积温2 350～2 560℃、无霜期140d左右。日平均气温稳定≥10℃的初终日数在145d以上，≥0℃的初终日数在150d以上。年降水量少于500mm，是佳木斯年降水量最少的地方，是干旱的中心，干燥指数≥1.0。年平均蒸发量最大1 200～1 300mm。生长季日照时数1 200h左右。年平均风速4m/s，大风日数较多，≥8m/s的大风日数107～154d，风蚀现象很严重。5～9月耕层地温平均为19.8℃。冻土深度1.5～2.0m，结冻期250d左右。
该区由于气温较高，降雨少蒸发大，风天多形成一个半圆形的干旱区，土壤钙积化过程比较强。而且由于土壤周期性冻结，解冻水受冻层顶托，形成滞水在潜育淋洗作用下，形成的土壤多是黑土类型的土壤和碳酸盐草甸土。
三、气候因子有关的主要环境生态问题
（一）大气污染
测区内有1个地级市和2个县级市及9个县城，还有3个农管局及所属农场的热电厂、酒厂、制油厂、纺织化工、有色金属、工业锅炉、窑炉生活用煤等产生的废气、汽车排入的尾气等污染物，成为大气污染的直接污染物，其污染物除污染大气外，经降水携带而汇入地表水体，其中一部分通过孔隙渗入地下造成地下水污染。
测区大气污染主要在佳木斯市，在其他县城及国有农场也一定程度的存在，为本区地质环境质量较差的因素之一。据资料分析：测区大气污染的主要因子为总悬浮微粒、降尘、二氧化硫、氮氢化物（表6-4），佳木斯降水pH多为6.0～6.5，并溶解有害气体、酚氰等。随着工农业发展，大气污染有逐年加重的趋势。
表6-4 三江平原废气污染源及废气排放状况统计表
（二）洪涝灾害
三江平原有关洪水的记载，最早可追溯到200年前，其中1794年、1872年、1897年洪水等都曾造成一定的灾害。进入20世纪，洪涝灾害尤为突出，主要在1932年、1957～1960年、1964年、1981年以及1998年。其大型洪水灾害如表6-5。1960年8月21日特大洪水使松花江水位达80.63m，佳木斯永安江段决口，洪水冲垮江堤淹没农田及房屋。1932年松花江发大水，洪峰流量18 800m3/s，佳木斯城区平地行船；绥滨全境除古城几条大岗外全部被淹，粮食绝产，人民生命财产损失惊人。
据史料记载，1794～1945年的151年间，松花江的洪水年有12个；新中国成立后的40年间，洪水年就有7个，其中4次是发生在20世纪50年代末和60年代初。近些年来，水患问题尤为突出，对农业生产构成了一定的威胁。1998年的大洪水，三江平原的佳木斯市受灾乡镇93个，村屯296个，受灾人口85.83万人，农作物受灾面积50×104hm2，倒塌房屋16万间，损坏堤防163处239.5km，损坏桥涵754座，受灾学校229所，工矿企业停产307个，直接经济损失34亿元。1957年，挠力河与七星河洪水泛滥面积5 400km2，地面积水高度0.7m，滞蓄水量37×108 m3，洪水宣泄由9月份持续到来年春季，造成2年涝灾。平原区多数地段属于洪泛范围，其中洪泛面积最大的是萝北地区，同江地区相对较好，但洪泛耕地面积仍占总耕地面积的21.86％。本区不仅洪涝相伴，且涝害大于洪害，通常以秋涝为主，往往是“一年秋雨两年涝，秋涝春涝紧相连”。新中国成立以来，本区共出现涝灾33次，其中春涝9次，夏涝15次，秋涝9次，重涝年8个。在1949～1969年的21年间，三江平原涝灾发生频率为33.3％；而在1970～1990年的涝灾发生频率为47.9％。1960年和1981年同为大涝年，1960年的洪水甚至比1981年还大，但1981年受灾面积比1960年的多106×104hm2，绝产100×104hm2，损失粮食22.5×108 kg。三江平原涝区面积1970年为50×104hm2，1985年为90×104hm2，2000年为190×104hm2。可见洪水灾害是三江平原最普遍的地质灾害，其影响人数之多，持续时间之长，给国家财产和人民生命财产造成的损失之巨大，在黑龙江省乃至全国都是罕见的。伴随洪水而来的涝灾问题更为尖锐，对农业生产构成严重威胁，平原区多数地段属于洪泛范围，出现内涝频率较多，见表6-5、表6-6 。
表6-5 三江平原洪水灾害一览表
表6-6 洪涝灾害表
（三）气候干旱
1.干旱状况
随着三江平原开发，湿地减少，三江平原气候干旱趋势明显。20世纪80年代降水比20年前减少了180mm，比其他地区减少100mm，年递减率是松嫩平原和俄罗斯远东地区的2倍。比如汤旺河下游50年代降水量平均为701.1mm/a，60年代为601.6mm/a，70年代为494.6mm/a，80年代为458.3mm/a。与此同时，三江平原其他地区降水量也有逐年递减趋势，造成地表水位逐年下降。干旱的耕地也逐年增多。夏季平均气候比20年前高2℃左右，而同期其他地区则降温。1949～1990年中构成春旱并造成农作物减产的有20多年，累计旱灾减产粮食100×108kg。旱和偏旱年出现频率以春季为最高，夏季为最少。此外，旱灾还减少工业、城镇、农村人畜等供水量。
1990年以来，黑龙江春夏持续高温，燥热无雨，干旱更加恶化。三江平原连续7年干旱，1993年、1998年、2000年春季发生大旱，松花江佳木斯水位分别为111.97m、111.62m和111.41m。2000年春夏遇到百年未遇大旱，降水量比历史同期减少70％～80％。禾苗枯死，农业损失惨重，松花江主江道断流。
2.降水趋势
自然降水虽然是一种再生性、永续性天然资源，但其再生性在时空（时间和范围）分布以及数量上具有极大的不均匀性，正是由于这种增减的不均匀性，给农业生产也带来了极大的不稳定性。三江平原属半干旱半湿润农业气候，200×104hm2耕地，半数以上以降水养农业。自然降水的增减直接制约着农业生产的发展。为了掌握自然降水增减规律增强农业抗御自然灾害的能力，对三江平原自然降水周期性增减趋势分析如表6-7。
表6-7 三江平原自然降水资源周期性增减趋势 单位：mm
从表中可以看出：
1）三江平原以10年为一代的前5年与后5年中，自然降水的增减呈明显的周期性（阶段性）。20世纪50年代呈“前少后多”增减方式。前5年降水少，全区为551mm，其中发生2个多雨年。后5年降水增多，全区为643mm，其中发生4个多雨年。20世纪60年代之后转换为“前多后少”增减方式后，前5年全区平均降水增至598mm，平均发生3.5个多雨年。后5年全区平均降水减至502mm，其中平均发生1.3个多雨年。由此看出以10年为一代5年为一阶段的自然降水周期性增减明显，可以此为基点宏观展望三江平原未来5～10年左右的自然降水增减趋势。
2）在以10年为阶段的区间，自然降水呈周期性增减的基础上，还可反映出年序列中多（少）雨年持续、转换的大致时段。
0年序列为由少雨向多雨转换年，年降水为560mm。
1年序列为降水正常年，年降水为650mm。
2年序列为降水正常年，年降水为554mm。
3～4年序列为多雨年，年降水为602mm。其中3年序列降水分布不均，部分地区为正常降水年。
5～6年序列为少雨年，年降水为497mm。
7年序列降水分布不均，大部为多雨年，全区平均降水为541mm。
8～9年序列为少雨年，年降水为488mm。
由上看出，降水增减、转换趋势的时段明显，“多、少”集中期突出，为10年一代年际间自然降水分布提供了较为清晰的可预测性框架。
3.气温变化趋势
据IPCC专家预测，2050年全球平均气温增加2℃，21世纪末将增加4℃，我国气温的长期变化为20世纪前期增暖，40年代中期以后变冷，而70年代中期以后，气温明显回升，温度平均变幅在0.4～0.8℃。分析三江平原每10年的平均气温变化，50年代至今每10年以0.4℃的平均速度增长，42年增长1.6℃，特别是70年代后期变为正距平增温，与全球气候变暖趋势一致，见表6-8。
表6-8 三江平原平均气温变化趋势
另外从季节冻土冻结深度来看，萝北县20世纪50年代季节冻土冻结深度为2.80m；60年代为2.46m；70年代为2.14m；80年代为1.99m；90年代为1.45m。季节冻土上限越来越浅，厚度越来越薄，冻结期越来越短，可见气温上升趋势非常明显。
气候的不断变暖对生态和农业的影响是多方面的，全球性的温室效应使极地的增温比低纬更显著，从而减弱了南北经圈环流，使干旱季节延长，四季温差减弱。异常的高温气候下，冷型温带森林或温带森林将代替目前的东方森林，而亚热带森林将变为热带森林，温度平均每升高1℃，农业气候带将北移100km，并使主要作物生产区的空间分布也发生变化。在农业化肥增温会促使速效氮损失量增大，释放速度加快，释放周期缩短。
因此，根据气候变暖这一事实，三江平原现代化大农业发展的战略布局中应加大重视“气象经济”效益的力度，在充分利用挖掘现有热量资源基础上，围绕种植结构、作物布局、品种选育等重要农业环节，利用当前气候变暖（热量资源增加）的条件下，采取有力措施提高农业产量。
4.气候干燥状况的变化
我们利用反映气候湿润程度的干燥指数（k）来表示三江平原气候的湿润变化趋势，见表6-9。
表6-9 三江平原垦区干燥指数（k）变化趋势
由表反映出：
1）垦区气候干燥度5年周期的变化趋势明显。
2）正距平趋势20世纪60年代后期不断增强，负距平趋势70年代后有不断减弱趋势，即垦区气候在趋于变干，其最主要的因素就是湿地退化造成的。
与全球、全国气候变化趋势一致，三江平原腹地今后气候将继续变暖，气候湿润度减小。
（四）冻胀和融陷
三江地区年平均气温在2～3℃，冬季漫长寒冷，冻结期长达4～5个月。一般11月中旬冻结，翌年3月中旬解冻。沼泽湿地地区的冻土在6月份方可化透。最大冻深2.2～2.5m，受自然地理及气象等因素影响，区内广泛分布有季节性冻土，局部揭露有岛状多年冻土。
区内的冻胀和融陷现象比较发育，也是本区的主要工程地质问题。区内地下水位浅，土体天然含水量很高，一般达27％～30％。冻结后土体膨胀，地面隆起，形成1～20m2的鼓丘。解冻后，土体因冰层融化及含水饱和而湿陷，使地表翻浆。在工程建筑方面主要表现有：①公路的凹凸不平，②桥梁歪斜，③渠道渗漏，④房屋基础的冻裂和融陷等现象。
原生产建设兵团27团老团部一石子沟，1969年秋建成的房屋在当年冬季即因冻胀使墙壁产生大型裂缝，最宽达5cm，一般在1～2cm间。1970年春，融陷又加剧其破坏，终被废弃。又如前哨农场中学教室因采暖不均而使地基土产生不均匀隔陷，墙壁产生1～2cm裂缝，房体结构受到破坏。
总之，区内冻胀、冻裂及融陷作用产生的危害很大，应采取有效防治措施。
三江地区年降水500～700mm，分配不均且多雨，9～10月份降水占全年降水的20％左右，个别年份占36％～40％，据七星农场历年资料统计，有25％的年份，9月雨量大于8月。26年中秋涝14年，其中重涝7年。1972年秋各地降水180～250mm，雨后地表积水未经排除，即行封冻（当地称雨封冻），大量水分冻结在地表和土壤中，既影响秋收，又造成翌年春涝。
秋涝过湿的土壤，较厚的积雪，使得土壤冻结速度缓慢，有助于水分向冻结面迁移。形成聚冰带，翌年春融期间，融化冰、雪和富冰冻土，消耗了很多热量，减缓了融化速度，有的6月中下旬土壤尚未化通，冻层隔水防渗，使得冰雪融水、降水、聚冰带中富冰冻土融水隔滞在冻层之上，土壤过饱和，甚至形成冻结层上水，使涝害加剧，造成严重春涝，小麦播期推迟50多天。据建三江管局胜利农场播期试验，小麦5月末播种产量降低37％，6月5日播种降低53％，6月10日以后播种，抽穗后不结实。1973年建三江管局播种面积10×104hm2，因春涝撩荒面积6.5×104hm2。占40.42％，粮豆单产24kg/亩。其中仅前进农场因秋水春涝就撩荒1×104hm2，占当年播种面积的80％以上。建三江农场1/3以上的地没播上种，已播种的耕地，由于播期延迟，产量只有正常年份的30％。建三江农场管理局1957年、1960年、1963年、1973年的几次严重春涝，都和头一年的秋涝雨封冻，冰冻期水分迁移再分配，冻层滞水隔渗密切相关，所以当地有“一年秋涝，两年成灾”的沉痛教训。
（五）雪害
本区降雪量较大，一般为40～70mm，和大兴安岭相近。积雪期较长，全年积雪日达120～140d，最大积雪深40cm左右，饶河最大积雪深68cm。有时风雪交加，形成“烟炮”，造成雪阻，影响冬运。如别拉因山脚下、锦山镇一段、二龙山附近大永善一带，常常造成雪阻。有的林侧路旁雪岭如山，有的林间道路积雪1m多厚，影响交通。同江-抚远地区融雪水占径流补给量的15％～20％。积雪融水加剧春涝，个别地方积水过湿，影响春播，1972年10月11日降40mm大雪，许多割倒后的大豆，被埋在雪里，影响收获。
针对冻融作用对农业生产产生如此严重的影响，该地区现在已采用春播期在低洼聚水地段，爆破或打穿隔水冻层，春融桃花水便自流回灌排入地下含水层，解除春涝，保障及时春播。在积雪区，采用耙积雪，使雪土混合，雪盖压实，促其吸热，加速融化，争得时间，适时春播，保障丰收。