安徽 汪衛(wèi)衛(wèi)
在高中地理教學(xué)中,經(jīng)常會遇到生長期這個概念,有時這個概念會讓我們犯迷糊。其中一個很重要的案例是東北地區(qū)生長期到底是長還是短,一種講法是東北地區(qū)冬季寒冷而漫長,東北地區(qū)水稻生長期短,另一種講法是東北地區(qū)氣溫低,水稻生長慢,所以東北地區(qū)水稻的生長期長。在各地出現(xiàn)的模擬試卷上,生長期的概念也是層出不窮,由于對概念理解不足,讓高中老師在解釋這類問題時顯得非常困難?!镀胀ǜ咧械乩碚n程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》)強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)學(xué)生的核心素養(yǎng),核心素養(yǎng)培養(yǎng)的前提是加強(qiáng)核心概念的講解。生長期是地理學(xué)中非常重要的概念,但是教材中對這個概念的解釋比較少。為了更好地理解這個概念,筆者翻閱了大量的論文,試圖給生長期一個較為準(zhǔn)確的定義,也對相似的概念生長期、生長周期和生長季進(jìn)行適度的辨析。為了使定義更加接近事實(shí),筆者主要選擇了近幾年發(fā)表的,有一定權(quán)威性的論文。
本文首先會介紹生長期的概念,然后以解答提問的方式步步逼近生長期概念的本質(zhì),最后通過真題解析幫助師生更好地解決與生長期相關(guān)的習(xí)題。
生長期是指一個地區(qū)在一年內(nèi)植物正常生長的時間段。我們首先來解釋正常生長的時間段,這對于不同的植物是不同的,對于一年生草類來說,指草類從發(fā)芽到枯黃的時間段,與生命期的概念類似;對于落葉樹木來說,這個時間段指樹木從返青到休眠(休眠為樹木落葉之后的階段,這里的不包括休眠)的時間段;對于作物來說,指從播種到成熟的時間段。
然后我們再來看關(guān)鍵詞“時間段”,有的中學(xué)老師會將“時間段”這個關(guān)鍵詞改為“天數(shù)”,我們來看一看改完之后的變化。在同樣介紹東北地區(qū)的生長期時,前一種說法是東北地區(qū)的生長期是從5—9月,后一種說法是東北地區(qū)生長期一般是4個月??梢悦黠@發(fā)現(xiàn)差別。我們可以講生長期的時間是4個月,但不能說生長期是4個月。另外生長期的時間也可以用“積日”這個概念來表示。
最后,生長期的時間為什么一定要在一年內(nèi),是因?yàn)檫@個概念是和物候相關(guān)的。植物物候是指植物受氣候和其他環(huán)境因子的影響而出現(xiàn)的以年為周期的自然現(xiàn)象,例如,樹木隨著氣候的季節(jié)性變化而發(fā)生返青、抽枝、展葉、開花、結(jié)果及落葉、休眠等規(guī)律性變化的現(xiàn)象。在這所有的變化中,除了休眠以外,就是樹木正常生長的時間段,也就是生長期。生長期和物候緊密相關(guān),物候是在一年的時間內(nèi)生長發(fā)育的變化情況,所以生長期也就要限定在一年的時間段內(nèi)了。另外對于像熱帶雨林中常年生長的植物,我們都不講它的生長期。
1.某一地區(qū)具體某種作物或植物的生長期和泛泛講某一地區(qū)生長期的區(qū)別
生長期針對的對象不同,概念的含義也會發(fā)生變化。如果針對具體某一種植物或作物,它指的就是具體這種作物一年內(nèi)在該地區(qū)正常生長的時期。如果針對某地區(qū)而言,應(yīng)該指的是該地區(qū)大多數(shù)作物或植物正常生長的時間段之和。
2.為什么我們既可以說東北地區(qū)作物的生長期短,又可以說東北地區(qū)作物的生長期長
首先這是由作物生長期的特殊性決定的。作物的生長期受人類的干擾較大。播種和收獲都是人類活動導(dǎo)致的。自然植物在成熟之后,可能還會繼續(xù)生長,像水稻在成熟之后就會被人類收割。也就是說自然植物在成熟之后還可以繼續(xù)生長,但是水稻等作物成熟之后生長就結(jié)束了,生長期也只能算到其成熟時。對于自然植物而言,影響其生長的主要是最低生物學(xué)溫度,高于最低生物學(xué)溫度就可以正常生長,溫度提高其生長期會延長;但對于水稻等作物而言,決定其生長期結(jié)束的是成熟期的到來,溫度提高會導(dǎo)致其生長發(fā)育速度增快,成熟得更快,生長期反而會縮短。
另外為什么東北地區(qū)(作物)的生長期比較長呢。這是因?yàn)榉悍簛碚f東北地區(qū)(作物)的生長期是多種作物生長期的總和,溫度提高會使適合作物生長的時期延長,生長期就延長了。
但是在一篇論文中講到了長江中下游地區(qū)比東北地區(qū)水稻的生長期更長,這實(shí)際上是將長三角地區(qū)的多季水稻和東北地區(qū)的一季水稻相比的。
3.生長期、生長周期有什么區(qū)別
某所著名中學(xué)的地理老師對生長期和生長周期兩個概念進(jìn)行了界定,并認(rèn)為兩個概念存在著巨大的差別。實(shí)際上這是不正確。從論文檢索中,筆者發(fā)現(xiàn)很多時候這兩個概念都是混用的。在論文《氣候變化對中國水稻生產(chǎn)的影響研究》涉及“生長期”和“生長周期”兩個概念,而且兩個概念的含義是沒有差別的。在《氣象學(xué)與生活》一書中,也用到了生長周期這一概念,它的含義是城市或郊區(qū)植物正常生長的時間段,這和生長期的概念也是一致的。
如果真的要說區(qū)別,生長期在某些時候可以代表生長階段的含義。生長期也可以指生長階段。例如,一篇論文中不同生長期包括幼苗生長期,指數(shù)生長期,花果期。生長周期是指整個生長期,不能分別指各個生長階段。
4.生長季和生長期的含義是否相同,生長季中的“季”又是什么含義
在一篇討論青藏高原植物物候的論文中,生長季指的是植被從返青期到枯黃期的時間段。說明生長季和生長期的含義是相同的。由于決定植物是否正常生長與氣候等其他環(huán)境因子有關(guān),其中最重要的因素是溫度,植物只有在高于其最低生物學(xué)溫度的情況下才能正常生長,對于一個地區(qū)的大多數(shù)植物來說,可以簡單用候均溫(5日滑動平均氣溫)≥10℃(或5℃或0℃)來界定,這個時間段和春、夏、秋三個季節(jié)的時間基本吻合,所以我們把生長期也可以稱為生長季。
有兩篇討論生長期的論文,一篇介紹生長期是從春季起始日到冬季起始日。其中以候均溫≤10℃為冬季起始日,候均溫>10℃為春季起始日,≥22℃為夏季起始日。另一篇類似的論文中以候均溫≥0℃為生長期的始日,<0℃為生長期的終日。
5.為什么我們既可以說東北地區(qū)的生長期短,又可以說東北地區(qū)水稻的生長期長
我們說東北地區(qū)生長期短,跟上面的生長期的解釋是相似的。但如果我們說東北地區(qū)水稻的生長期長,是將東北地區(qū)一季水稻的生長期(播種到成熟)與其他地區(qū)一季水稻的生長期比較,因?yàn)闁|北地區(qū)氣溫低,水稻的生長更慢,一季水稻水稻的生長期更長,有利于營養(yǎng)物質(zhì)的積累,所以品質(zhì)較高。
6.文獻(xiàn)中得出了哪些研究結(jié)論
地理學(xué)中更多的是研究氣候變化與生長期的關(guān)系,包括氣候變化導(dǎo)致的生長期歷時的變化,生長期起始日的變化(或物候角度出發(fā)的季節(jié)的變化),作物產(chǎn)量的可能變化。跟我們前文提到的一樣,生長期針對的對象不同,概念的解釋也不相同。特別是對于作物而言,具體作物的生長期的變化和一個地區(qū)的生長期的變化是不同的。論文中指出了具體作物(如冬小麥)的生長期(生育期)歷時和氣溫總體上呈負(fù)相關(guān)的關(guān)系,而整體來說,隨著氣溫總體上升,我國各地的生長期都延長了。同理,針對大多數(shù)地區(qū)而言,春季(可簡單看成一個地區(qū)大多數(shù)植物返青)的時間提前了,冬季(可簡單看成一個地區(qū)大部分植物枯黃)的時間推遲了。氣候變化對作物產(chǎn)量的影響是復(fù)雜的,對不同的地區(qū)是不同的,一般來說,氣溫升高,較低緯度地區(qū)有負(fù)面的影響,較高緯度的地區(qū)有正面的影響;對于不同的作物也是不同的。
7.類似的概念還有哪些,它們又是什么含義
有效積溫(生長度日):作物在任何一天,其日平均氣溫和作物基礎(chǔ)溫度之間的差,基礎(chǔ)溫度就是作物生長所需要的最低溫度。比如,甜玉米的基礎(chǔ)溫度是10℃,而豌豆是4℃。當(dāng)某天的平均溫度是24℃時,甜玉米的度日數(shù)是14,而豌豆則是20。從作物生長季節(jié)開始,逐日的生長度日就累加起來。例如,某作物需要2 000生長度日才能成熟,那么其收獲的時間就是生長度日累加達(dá)到2 000的時間。雖然植物成熟的因素很多,但這可以看成是一個簡單而較為有效的工具。
活動積溫:跟有效積溫類似,只不過它是將作物生長季節(jié)的日均溫直接累加。
積日(day of year):指一年中植物或作物正常生長的日數(shù)的累加。例如,某一種作物從3月21日種植,6月22日收獲,積日大概就是3個月,90天左右。
【例1】(2020全國卷Ⅰ,9題)岳樺林帶是長白山海拔最高的森林帶,岳樺林帶氣候寒冷,生長季短,只有其下部的岳樺才結(jié)實(shí)(種子)。岳樺結(jié)實(shí)的海拔上限稱為岳樺結(jié)實(shí)線,岳樺林分布上限即長白山林線。監(jiān)測表明,20世紀(jì)90年代以來,長白山北坡氣候持續(xù)變暖,岳樺結(jié)實(shí)線基本穩(wěn)定;林線的海拔快速提升了70~80米,但近年趨于穩(wěn)定。據(jù)此完成第9題。
9.推測20世紀(jì)90年代以來,長白山北坡岳樺林帶
( )
A.冬季升溫幅度小,生長季穩(wěn)定
B.冬季升溫幅度大,生長季延長
C.冬季升溫幅度大,生長季穩(wěn)定
D.冬季升溫幅度小,生長季延長
【解析】生長季是指一個地區(qū)植物或作物正常生長的時間段。本題材料中介紹“生長季短,只有其下部的岳樺才結(jié)實(shí)(種子)”。說明生長季的長短跟結(jié)實(shí)之間有緊密的聯(lián)系。所以結(jié)實(shí)線穩(wěn)定,生長季就穩(wěn)定。另外,海拔較高的地方冬季氣溫較低,岳樺生存不了,但隨著冬季氣溫的升高,岳樺能夠生長的海拔高度就大大提升了。另外我們可以猜測升溫主要發(fā)生在冬季,春季和秋季的升溫幅度不大,因?yàn)榇杭練鉁氐奶嵘龝?dǎo)致生長季的起始日提前,秋季氣溫的提升會導(dǎo)致生長季的結(jié)束日延后,就會導(dǎo)致生長季的延長。所以選C。
從本題中我們可以看出氣候變暖并不一定會使生長期(季)延長,如果主要是冬季氣溫升高,而且沒有超過植物生長的最低生物學(xué)溫度,生長期就不一定延長。
【例2】負(fù)積溫是某時段內(nèi)日平均氣溫小于0 ℃的累加,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的參考數(shù)據(jù)之一。一個地區(qū)的負(fù)積溫,影響著當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物的越冬安全,影響農(nóng)業(yè)病蟲害的發(fā)展和農(nóng)藥使用量。假如一個地區(qū)的負(fù)積溫增加,可能帶來的影響是
( )
A.縮短農(nóng)作物生長周期
B.減少農(nóng)藥使用量
C.利于果樹的安全越冬
D.有利于農(nóng)業(yè)病蟲害的發(fā)展
【解析】負(fù)積溫的增加,不利于果樹的安全越冬。但有利于限制病蟲害的發(fā)展,減少農(nóng)藥使用量。所以答案選B。我們再來看一下A選項(xiàng),負(fù)積溫意味著氣溫下降,作物生長速度減慢,縮短生長周期肯定是不對的,但是是不是說一定意味著延長生長周期呢。作物成熟我們可以簡單地用有效積溫來衡量,有效積溫是指,作物在任何一天,其日平均氣溫和作物基礎(chǔ)溫度之間的差,基礎(chǔ)溫度就是作物生長所需要的最低溫度。每種作物成熟都需要一定的有效積溫,超過這個數(shù)值就會成熟。假如我們把作物的生長的最低溫度定為0℃,那現(xiàn)在就有兩種可能,一種負(fù)積溫下降是因?yàn)榈陀?℃的日數(shù)延長導(dǎo)致的,那么負(fù)積溫下降就很有可能導(dǎo)致生長期延長。但是如果低于0℃的日數(shù)沒有延長,而是這段時間的溫度下降了,那么負(fù)積溫下降就不會導(dǎo)致生長期延長了。這種解讀方法和上面的高考題就很類似了,氣溫的上升和下降和生長期的延長和縮短沒有絕對的相關(guān)性,另外生長期不僅受氣溫的影響,還受其他因素的影響,我們再看下一個高考題。
【例3】(2017全國卷Ⅱ,8題)熱帶沙漠中的尼羅河泛濫區(qū)孕育了古埃及農(nóng)耕文明。尼羅河在每年6—10月泛濫,從上游帶來的類似肥沃土壤的沉積物,與上游來水和周邊區(qū)域的植物資源,都對農(nóng)耕文明的形成意義重大。據(jù)此完成第8題。
8.古埃及人從周邊區(qū)域引入植物用于種植,引入植物的生長期必須與尼羅河泛濫區(qū)的耕種期一致。由此判斷這些植物最可能來自于
( )
A.熱帶雨林氣候區(qū)
B.地中海氣候區(qū)
C.熱帶草原氣候區(qū)
D.熱帶季風(fēng)氣候區(qū)
【解析】從題中可知,尼羅河在每年6—10月泛濫,則耕種期在11月到第二年5月(主要是冬季),而地中海氣候區(qū)夏季高溫少雨,冬季溫和多雨,該地區(qū)全年氣溫較高,氣溫對生長期的影響較小,而降水的季節(jié)性較強(qiáng),所以影響其生長期的主要因素是降水,冬季降水多,故生長期主要在冬季。故選B。
從本題可以看出,影響生長期的因素不僅包括氣溫。實(shí)際上,影響生長期長短的因素很多,氣溫、降水、光照等其他環(huán)境因素,以及人類活動對于生長期都有很大的影響。