摘 要:本文結(jié)合久治縣氣象局提供的1963~2011年逐月平均氣溫、降水量和日照時(shí)數(shù)資料,利用一元線性回歸法對久治縣氣候變化特征進(jìn)行分析,并探討了其對生態(tài)環(huán)境的影響,以合理利用當(dāng)?shù)貧夂蛸Y源,改善日益惡化的生態(tài)環(huán)境。
關(guān)鍵詞:氣候變化;特征;生態(tài)環(huán)境;影響
一、資料與方法
1.研究區(qū)概況。久治縣是青海省果洛州轄縣,青海省畜牧業(yè)生產(chǎn)基地之一,位于州境東南部,地處青、川、甘三省交界處,境內(nèi)山嶺重疊,層峰起伏,地勢由南、東北向西北部降低。久治縣具有典型的高原大陸性氣候特征,全年無四季之分,只有冷暖兩季,年平均氣溫0.1℃,年日照時(shí)數(shù)在2084.5~2509.5h,是青海省日照時(shí)數(shù)最少的地區(qū),降水量充沛,年平均降雨日數(shù)171d,降水量為764.4mm,居青海省之冠。
2.資料來源。本文研究資料來源于久治縣氣象局1963~2011年逐月平均氣溫、降水量和日照時(shí)數(shù)等地面觀測資料,對近30年久治縣氣候特征進(jìn)行分析。季節(jié)的劃分采用常規(guī)的劃分標(biāo)準(zhǔn):3-5月為春季、6-8月為夏季、9-11月為秋季,12月-次年2月為冬季。
3.研究方法。一元線性回歸方程可以表示氣候變化趨勢,xi表示某氣候指標(biāo),n則代表樣本量,ti表示時(shí)間,由此構(gòu)建出因變量xi與自變量ti的一元線性方程。
上式中,a、b分別表示常數(shù)、趨勢系數(shù),當(dāng)時(shí),說明氣候變化量x隨著時(shí)間t的變化呈現(xiàn)出增加的趨勢;反之,則呈現(xiàn)出下降的趨勢。b值越大,說明氣候變化量的上升或下降速率越快。b*10則代表了氣候要素傾向率。
二、久治縣氣候變化特征分析
1.氣溫變化特征。1963~2011年久治縣年平均氣溫呈現(xiàn)出增加的趨勢,氣候傾向率為0.40℃/10a。其中20世紀(jì)60年代久治縣年平均氣溫較低,只有0.0℃。70年代、80年代年平均氣溫則高于60年代,90年代平均氣溫則明顯上升,比平均值高出0.2℃,尤其是進(jìn)入到21世紀(jì)后,久治縣平均氣溫增加明顯,比平均值還要高出0.9℃。
近49年久治縣四季平均氣溫也有明顯的季節(jié)性差異,春、夏、秋、冬四季氣候傾向率為分別0.26℃/10a、0.38℃/10a、0.40℃/10a、0.58℃/10a,四季平均氣溫均呈現(xiàn)出增加的趨勢,其中以冬季增溫趨勢最為顯著,其次是夏季和秋季,春季增溫不太顯著,冬季變暖速率是春季變暖速率的2倍。
2.降水變化特征。1963~2011年久治縣年降水量呈現(xiàn)出下降的趨勢,氣候變化傾向率為-14.89mm/10a。其中20世紀(jì)60年代到80年代,久治縣降水量呈現(xiàn)出上升趨勢,從90年代往后則呈現(xiàn)出減少的趨勢。其中降水量的最大值為1030.8mm,出現(xiàn)在1981年,比平均值多283.8mm,最小值為562.6mm,出現(xiàn)在2000年,比平均值少184.4mm,說明久治縣降水量年際變化波動幅度較大。
近49年久治縣春、夏、秋、冬氣候傾向率不盡相同,分別為3.48、-7.04、-12.48、1.33mm/10a。其中春季和冬季降水量呈現(xiàn)出增加的趨勢,夏季和秋季降水量則呈現(xiàn)出減少的趨勢,與年降水量變化趨勢保持一致。由此不難看出,久治縣降水量具有明顯的季節(jié)變化,且分布不均。
3.日照變化特征。1963~2011年久治縣日照時(shí)數(shù)呈現(xiàn)出增加的趨勢,氣候傾向率為9.3h/10a。近30年久治縣年平均日照時(shí)數(shù)為2345.3h,其中以20世紀(jì)60年代的日照時(shí)數(shù)最少,進(jìn)入到70年代后日照時(shí)數(shù)有所增加,這種情況一直持續(xù)到80年代,進(jìn)入到90年代日照時(shí)數(shù)開始減少,比多年平均值偏低。從21世紀(jì)往后,日照時(shí)數(shù)開始增加,比平均值偏高。其中年日照時(shí)數(shù)的最高值為2557.8h,出現(xiàn)在2002年,最低值則為1989.1h,出現(xiàn)在1964年,兩者之間相差568.7h,說明久治縣日照時(shí)數(shù)年際變化波動幅度較大。
三、氣候變化對生態(tài)環(huán)境的影響
1.對水資源的影響。相關(guān)研究表明,在降水量不變的情況下,徑流量會隨著氣溫的增加而減少,氣溫每增加4℃,徑流量的減少量在15%左右。氣溫的增加,會使空氣蒸發(fā)速率加大,再加上降水量減少,徑流量也隨之降低,反之亦然。久治縣境內(nèi)河流眾多,且分布均勻,主要河流有馬柯河、克柯河、沙柯河、哈曲、久曲、章庫河及折安木庫河等,分屬長江、黃河兩大水系。境內(nèi)湖泊眾多,較大的湖泊有6處,其中以希措湖最大,面積約10余平方公里,地表水資源總量豐富。近49年久治縣的氣溫呈現(xiàn)出下降的趨勢,而溫度呈現(xiàn)出增加的趨勢,極易引發(fā)干旱災(zāi)害,進(jìn)而影響久治縣境內(nèi)的河水流量和水質(zhì),會導(dǎo)致河道變窄,再加上河水的富營養(yǎng)化,會促進(jìn)水草旺盛生長,對久治縣的水資源環(huán)境產(chǎn)生影響。另外,連年高溫天氣的出現(xiàn),還會造成地表河流干涸或斷流,加劇農(nóng)田沙化程度,為農(nóng)作物病蟲害的繁衍提供了有利條件。
2.對草場的影響。氣候變化對久治縣草場植被的生育和生物量均會造成嚴(yán)重影響,植被的發(fā)育同生物溫度、降水量均有密切關(guān)系。氣候變化的過程中對生態(tài)環(huán)境的影響較大,冰川和凍土的消融會使草地退化現(xiàn)象加劇。
(1)草場物種結(jié)構(gòu)變異。氣候變化的過程中會造成草地植被種類結(jié)構(gòu)、高度及外貌發(fā)生較大變化,不同植物種群的生態(tài)作用也不盡相同。優(yōu)良牧草在草地生態(tài)植被中的比例不斷下降,有害有毒植被的種群逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位,區(qū)域氣候變暖會縮短草場中有害有毒植被的返青期,推遲黃枯期,且植被的覆蓋率下降,矮小型植株不斷增加。
(2)草場物種生產(chǎn)力下降。久治縣氣溫的增加,使得境內(nèi)極端災(zāi)害性天氣事件頻繁出現(xiàn),導(dǎo)致草場多樣性的生物物種減少或部分物種消失,干旱會造成植被發(fā)育不良,降低生物總量,草地初級生產(chǎn)力下降,載畜能力下降。
(3)草場生態(tài)環(huán)境惡化。隨著氣溫的增加,蒸散量會不斷加劇,土壤內(nèi)含水量不斷下降,久治縣草場退化、沙化和干旱化問題不斷加劇,草場退化現(xiàn)象嚴(yán)重,破壞了生態(tài)環(huán)境,會造成土壤表層變得緊實(shí),空隙減少,透水性能下降,降低了土壤內(nèi)的養(yǎng)分含量,對于植被的生長極為不利。
四、結(jié)語
1.1963~2011年久治縣年平均氣溫和四季平均氣溫均呈現(xiàn)出增加的趨勢,以冬季增溫趨勢最為顯著,其次是夏季和秋季,春季增溫不太顯著,說明冬季增溫對年平均氣溫增加的貢獻(xiàn)率最大。
2.1963~2011年久治縣年降水量呈現(xiàn)出下降的趨勢,四季降水量變化趨勢也不盡相同,其中春季和冬季降水量呈現(xiàn)出增加的趨勢,夏季和秋季降水量則呈現(xiàn)出減少的趨勢,與年降水量變化趨勢保持一致。
3.1.963~2011年久治縣日照時(shí)數(shù)平均值為2345.3h,呈現(xiàn)出增加的趨勢,氣候傾向率為9.3h/10a。
4.久治縣氣溫的增加和降水量的減少,會造成干旱災(zāi)害頻繁出現(xiàn),使得徑流量減少,還會對水質(zhì)產(chǎn)生影響;氣候變化還會造成草場生態(tài)環(huán)境惡化、草場物種結(jié)構(gòu)變異、草場物種生產(chǎn)力下降。由此不難看出,氣候變化對久治縣水資源和草場的影響相對較大。
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作者簡介:趙得玉(1990-)女,漢族,青海省民和縣人,本科,助理工程師,從事綜合地面氣象觀測工作。