竺可桢与中国农业气象学 —纪念竺可桢120年诞辰

竺可桢与中国农业气象学
—纪念竺可桢120年诞辰

高亮之(植物病虫害50)

编者按:作者系1950年浙江大学农学院植物病虫害系毕业,曾任江苏省农科院院长兼党委书记、中国农学会农业气象研究会副理事长、理事长。

竺可桢先生是中国现代气象学与地理学的奠基人,也是我的母校—浙江大学的老校长。中国著名科学家中,对我的一生影响最深的就是竺可桢先生,他引导了我毕生的人生与学术方向。

解放前,浙江大学是当时国民党统治区中的民主堡垒。在竺的领导下,学校的民主风气十分浓厚。我在浙大的民主环境中,积极投身进步学运,并参加了中共地下党。竺在著名的“于子三运动”中大义凛然,支持正义的精神,对我的教育至深。我在1948年担任学生自治会副常务理事,为保护进步同学事,到他家中去过。他将正受反动学生追迫的学生留在自己家中,与他儿子同住。我亲身感受到他爱护青年学生的真挚感情。

后来自己也从事科学工作。作为一位科学家,应当怎样关心国家进步,怎样关心与帮助青年,竺可桢成为我终身的榜样。

竺可桢一生的学术成就卓著,涉及面极其广泛,最主要是在气象学与地理学方面。农业气象学并不是他的主要学术方向。但是他所从事的气象学与气候学研究,与农业的关系非常密切。建国后,他向中央提出的开创中国农业气象学的建议,此建议得到国家的重视和支持,是中国农业气象学的真正开始。应当说:他实际上是中国农业气象学的创建人。

竺可桢生于1890年3月7日,今年是他诞辰120周年。作为他的学生,又是他所开创的中国农业气象学中的一个科学工作者,特写此文,以表达我对他的深情缅怀和崇高敬意。

气象与农业的关系非常密切。中国农民说:“靠天吃饭”,也说明这个道理。

竺可桢后来成为中国现代气象学的开创人,是从他关心中国的农业和农民开始的。他出身在绍兴东关镇一个小商人家庭。他在童年到少年,学习非常勤奋。他最钦佩宋代诗人陆游、明代哲学家王阳明、明末抗清将领张苍水的学识和精神,因而具有强烈的爱国主义思想。他知道中国是以农立国,他是从爱国出发,而重视农业的;又从农业出发,而重视气象科学。

1910年,竺可桢考取第二期留美庚款公费生。他知道农业对中国的重要性,,就选择进入伊利诺斯大学农学院学习.。毕业后,他转入哈佛大学地学系,潜心研读与农业关系密切的气象学。

我的经历与竺可桢非常相似。我并不是出身农村,但是我也是从爱国出发,立志学农;又从农业出发,而重视气象学。因此,我一直以作为他的追随者为荣。

竺可桢一生对中国农业气象学的贡献,可以从以下六个方面来讲:

一,竺可桢的气象学研究与农业息息相关

1,中国台风的研究

每年6-9月间,频繁发生的台风给中国沿海地区农业带来严重的威胁。竺可桢出身在浙江绍兴,他在幼年时,就对台风对农业与农民的的危害深有体会。他于1913年考入美国哈佛大学攻读气象学以后,就进行了台风的研究。他在《远东台风的新分类》和《台风的源地与转向》两篇论文中,分析了从1904-1915年间247个台风的季节分布、源地和路径,在前人分类的基础上,提出他对世界台风的新分类法。他根据台风所到国家和地区把台风分为六大类型(中国台风、日本台风、印度支那台风、菲律宾台风、太平洋台风、南海台风),又根据台风发源地和路径,在每个类型中分出副型。应当说,这是当时最完整的台风分类法。

当时国际上对台风还缺乏严格的分类方法,竺可桢首先提出以风速等级作为划分台风强弱的指标。这一方法一直为后人所遵循,目前国际上仍然是以风速大小作为台风强度的标准。

竺可桢的台风研究提高了我国各界对台风的认识,对于我国在农业与国民经济等方面防御台风灾害有很大帮助。

2,中国季风的研究

竺可桢从气象研究中得知,威胁中国农业最大的旱涝灾害,都是由季风的变化而形成的,因此,他十分重视季风的研究。1916年他发表了《中国之雨量及风暴说》,阐明了季风与中国雨量分布的关系。1933年,他在《中国气流之运行》一文中提出,影响中国气象与旱涝变化的,主要是四个大气环流中心,即:西伯利亚高压、印度低压、北太平洋高压和阿留申低压。1954年他发表《东南季风与中国之雨量》,清晰地阐明中国大部分地区的雨量,都来自地处欧亚大陆的东部所形成的东南季风。而东南季风中大量的水汽,因地形抬升、热对流、不连续面(后来称为“锋面”)与台风等不同原因,而带来降水。

竺可桢的这些早期季风研究的成果,引领着后来几十年的中国旱涝等农业灾害研究,为我国防御旱涝灾害提供了科学依据

二,竺可桢的中国气候区划研究对农业有重要指导意义。

竺可桢是我国最早开创中国气候与自然地理区划研究的科学家。

1931年,他发表的《中国气候区域论》是我国最早的气候区划,他当年提出了我国气候的八大区域类型。后人的工作虽然有所细化和发展,但区划的基本框架没有变。

关于中国的亚热带,苏联科学家曾经主张将夏天热带季风所能达到之界限作为亚热带的北界。根据这个标准,中国的华北,内蒙古、新疆地区都应属于亚热带。竺可桢不同意这种观点。1958年,他写出《中国的亚热带》一文,指出:划分中国亚热带的原则,应更多地考虑“实用观点”。他说:“所谓实用观点即申明亚热带地区的生物资源,尤其是农产品和温带及热带有何不同之处,以及亚热带气候对于作物生长发育和越冬的影响等。”用现在的语言讲,竺可桢的意见就是:应更多地应用“气候生态学观点”。根据这个观点,他提出了中国亚热带划分的标准为:积温4500-8000 ℃,最冷月气温2-16℃ ,无霜期240-365天。按照这个标准,我国亚热带北界接近于淮河、秦岭、白龙江一线.。

1958年时,中苏关系还没有公开恶化,竺可桢提出与苏联专家针锋相对的意见,是需要学术勇气的,充分(也)体现了他在浙大所倡导的“求是”精神。

竺可桢对于中国亚热带的区划标准,对于新中国建国以来的农业建设有极为重要的指导意义。在他所认定的亚热带地区内,中国成功地发展了各种亚热带作物与亚热带农业经济,如茶业、蚕桑业、柑橘业(在中亚热带)等,而又避免了将亚热带作物盲目向北扩张的失误。

三,竺可桢的气候变迁的研究对中国农业有长远的影响

气候变迁是竺可桢耗费毕生精力的研究课题,也是他成就最大的研究领域。

他在1924年,就写出《南宋时代我国气候之揣测》论文,这是关于我国气候变化研究的第一篇文章。

他在1961年发表《历史时代世界气候的波动》论文,分析了整个历史时期各国气候波动的历程。.

1972年,他发表了《中国近5000年来气候变迁的初步研究》的著名论文。该文将我国5000年历史分为四个阶段:1)考古时期(3000-1100BC);2)物候时期(1100BC-1400AD);3)方志时期(1400-1900AD);4)仪器观测时期(1900AD后),详尽地论述我国气候的历史变迁。

论文系统地论述了我国历史上的温度变化,指出前2000年,黄河流域年平均温度比现在高2℃,与现在长江流域相似。后3000年,有一系列的冷暖波动,每个波动约历时400-800年,年平均温度变化范围为0.5-1.0 ℃。

论文的最后,他将他对中国5000年气候变化的研究结果,与西方科学家应用1万年的挪威雪线和应用O18同位素研究冰川结冰温度的结果进行比较,得到非常相似的结论,说明世界气候变化是有共同性的。

凡是阅读过竺可桢这篇论文的人,都会感受到竺可桢以他毕生的精力,广泛地收集数量众多的中国古代文献中有关气候与物候的记载,并且用现代气象学知识,加以整理分析的严谨科学精神。我们从内心对他充满钦佩。

近几十年来,由于工业化的影响,地球温室气体明显增加,造成全球性的气候变暖趋势,引起国际上的普遍关注。气候变化问题也成为国际学术研究的热门课题。全球气候变化对于世界和中国的农业有极为重要的影响,它将引导世界与中国农业与农业科学研究的发展方向。

研究全球未来的气候变化,离不开气候的历史变迁的研究,因此,竺可桢对于5000年来中国历史上气候变迁的研究,对于世界和中国的农业和农业科研都有长远性的影响。

四,竺可桢的物候学研究

物候学是研究在季节与气候变化中各种植物、动物与其他自然现象的变化的科学。”

竺可桢十分重视物候学研究,他在1964年发表《物候学与农业生产》, 后来又发表《中国古代的物候》、《一年中生物物候推移的原动力》,还与宛敏渭合著《物候学》一书。

竺可桢的说法是:“我国古代劳动人民为了预告农时,创立了一种称为物候的方法。”因此,他将物候变化与农业生产密切地联系起来。事实上,他是将物候学看成立足于中国传统的农业气象学的重要内容。

他在《物候学与农业生产》指出:济南,因地处内陆,苹果开花早(4月中旬),但因寒潮等影响,苹果不能丰产;而烟台,因临近海洋,苹果开花迟(立夏以后),寒潮已经过去,因此苹果能高产稳产;这是烟台受物候延迟之益。他用这个例子说明:物候学研究对农业的合理布局是很有帮助的。

当代信息技术发达,各种物候变化都可以建立数学模型,从而可以正确地估测或预测任何地区、任何年份的物候变化。物候期(即发育期)模型在农业模型中有重要地位,相信物候学在新时代中,将继续对农业现代化发挥积极作用。

五,竺可桢对于气象与农业关系的研究

农业与气象的关系,是竺可桢一生关注的科学课题。为中国的农业和国民经济服务,是他毕生的气象与地理学研究的最终目标。

竺可桢1922年发表的论文《气象与农业之关系》,可以说是我国最早的农业气象学论文。

1936年他发表论文《气候与人生及其他生物之关系》,阐述了气候与农、林、牧业及人类各方面活动的关系,分析了阳光、温度和降水等因素对各种农作物的影响。

今天的老年同志都能记得,1963年,《人民日报》以一整版篇幅发表了竺可桢的文章《论我国气候的几个特点及其与粮食作物生产的关系》。

这篇论文的背景是:我国经历了1958年的农业大跃进、1959-1961年的农业大滑坡与大饥荒。中央领导正在总结农业生产的沉痛经验教训。这时,人们对中国农业的前景,有一定的悲观情绪。

竺可桢在这篇论文中全面地分析了太阳辐射、温度和降水对中国粮食生产的影响;并且综合这三个因素的分析,指出我国农业生产还有很大潜力以及为发挥这些潜力可以采取的正确途径。

他在论文中,从气候潜力角度,提出的水稻产量有可能达到每亩941-2500市斤。(这个估测与后来的农业实践比较符合。)他说:“过去把单季稻亩产指标提高到1万市斤以上,这就不切实际了。”因此,他的论文也是从科学角度,对当年浮夸风的批评。

据说当时这篇论文受到毛泽东主席与其他中央领导人的重视,对于后来中国的农业生产产生了积极影响。

六,竺可桢的建议开创了中国农业气象事业

1953.年,周总理发出“向科学进军”的号召,在我本人的要求下,我从华东农林干部学校调到华东农科所工作。同年4月,刘春安(一位山东解放区过来的有农业科技经验的老领导)担任所长。一天,他找我谈话。他说:“中国科学院副院长竺可桢和军委气象局局长涂长望联名向中央提出建议:应创建中国的农业气象事业。中央决定:委托军委华东气象处,在江苏丹阳县举办中国首届农业气象训练班。要求各省派出农学院毕业的大学生,学习气象知识。”他希望我去参加。

竺可桢先生是我的老师,参加他提议举办的学习班,我没有理由拒绝。竺可桢的建议决定了我一生的事业方向。

竺可桢与涂长望两位著名科学家当年向中央提出“创建中国农业气象学”的建议,以及中央作出举办丹阳全国农业气象训练班的决定,是中国农业气象学的开端。同一年,在竺可桢的推动下,中国科学院与华北农科所合作建立农业气象研究室,这也成了中国农业气象学开始的标志

丹阳农业气象训练班,聘请中国著名气候学家吕炯先生开设农业气象学课程,这是中国第一次农业气象学的讲学。我当时担任农业气象学课程的课代表

当年丹阳农业气象训练班培养出40多位学员,在后来的50多年中,在我国各地的农业气象的教学、科研和服务工作岗位上,都是骨干力量。他们逐渐成为中国第一代的农业气象学家。

在他(她)们和他(她)们的学生的努力下,在北京农业大学、安徽农业大学、沈阳农业大学,陆续建立起农业气象系或专业。他(她)们以及他(她)们的学生在更多的大学(如沈阳农业大学、南京农业大学、云南农业大学、广西农业大学、南京气象学院等)中为大学生或研究生开设农业气象学的课程。今天全国的农业气象战线的中青年科技人员,几乎都直接或间接地接受到丹阳出来的我国最早农业气象专家的培养和教育。

毕业于丹阳农业气象训练班出来的农业气象专家开创了我国最早的农业气象科研工作。他(她)们是全国主要农业科研机构,如华北农科所(后为中国农科院)、华东农科所(后为江苏省农科院)、西北农科所(后为陕西省农科院)、华中农科所(后为湖北农科院)的农业气象科研骨干力量或领导人。

通过他(她)们与华北农科所农业气象研究室等单位的专家们的辛勤努力,完成了我国第一批有较大影响的农业气象科研成果,如:中国农业气候区划研究、中国种植制度气候区划研究、中国水稻气候区划研究、中国小麦气候区划研究、中国茶树气候区划研究、中国热带橡胶气象研究、华北地区玉米-小麦两熟制的农业气象研究、长江流域双季稻农业气象研究、水稻冷害及其防御研究、小麦湿害及其防御研究、茶树与柑橘的寒害及其防御研究等。

他(她)们中也有在各省气象部门的科技骨干,为开展我国的农业气象服务工作,作出了贡献。

50多年来,他(她)们写作(或参与写作)出许多重要的中国农业气象学专著,如《中国的气候与农业》、《中国农业气象学》、《中国农业百科全书—农业气象卷》、《农业气象学》、《农业气候学》、《中国农业气候区划》、《水稻气象生态》、《茶树与气象》等。

丹阳出来的农业气象专家、教授和其他我国农业气象学家一起,创建了全国性的农业气象研究会,并且担任历届的理事长、副理事长或常务理事。该研究会为推动我国农业气象科学的发展,发挥了积极作用。

总之,50多年来竺可桢当年向国家领导人提出的创建中国农业气象学的建议在我国得到全面的落实,中国农业气象学宛如一棵小树苗茁壮成长为今天高大挺拔的大树,在中国的大地上,开花、结果。为中国的农业发展作出了不可磨灭的贡献。

几十年来,在中国从事农业气象教学、科研、服务工作的广大科技工作者(人员,从中央到地方,估计有万人之多。他(她)们都不会忘记)牢记竺可桢先生当年的高瞻远瞩、赤诚献策的不朽功勋,中国的农业气象科技人员,都将追随竺可桢先生的足迹,继续前进,为中国的农业气象科学,为中国的农业现代化作出自己的贡献!

参考文献

1,中国之雨量及风暴说(1916)

2,远东台风的新分类(1924)

3,南宋时代我国气候之揣测(1924年)

4,台风的源地与转向(1925年);

5,中国历史上气候的变迁(1925年)

6,中国气候区域论(1929年);

7,中国气流之运行(1933)

8,前清北京之气象记录(1936年);

9,气候与人生及其他生物的关系(1936)

10,东南季风与中国之雨量(1954)

11,中国的亚热带(1958)

12,中国气候的若干特点及其与粮食作物生产的关系(1963)

13,物候学与农业生产(1964)

14,我国五千年气候变迁的初步研究(1972)

15,中国古代的物候知识(1973)

16,一年中生物物候推移的原动力(1973)

以上论文均见于《竺可桢文集》(1979,科学出版社)

2010-1-22

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