北塔山牧場氣候資源變化及其對牧草生長的影響*

田喜鳳

（昌吉州氣象局，新疆 昌吉 831100）

北塔山牧場氣候資源變化及其對牧草生長的影響*

田喜鳳

（昌吉州氣象局，新疆 昌吉 831100）

本文根據(jù)北塔山氣象站近45年的氣象資料，選用日照時(shí)數(shù)、氣溫、積溫、降水量等幾個(gè)要素，對北塔山牧場的氣候資源進(jìn)行了分析，初步探討了氣候資源變化對該地區(qū)牧草生長的影響，進(jìn)而有針對性的為牧業(yè)生產(chǎn)做好氣象服務(wù)。

北塔山牧場；氣候資源；牧草；影響

新疆地處亞歐大陸腹地，遠(yuǎn)離海洋且被群山環(huán)繞，是著名的干旱與半干旱地區(qū)，生態(tài)環(huán)境極其脆弱。近50年來，新疆氣候變暖、降水增多的趨勢明顯。胡汝驥等[1-4]指出，20世紀(jì)80年代中期以來，新疆出現(xiàn)了氣候由暖干向暖濕轉(zhuǎn)變的記錄。新疆近50年來氣溫呈上升趨勢，北疆變暖幅度大于南疆，而且變暖主要在冬季[5-6]。有數(shù)據(jù)表明，新疆降水自20世紀(jì)50年代中期至70年代末呈緩慢下降趨勢，其后轉(zhuǎn)為上升趨勢，尤其是1987年以后上升幅度十分明顯[7-8]；也有研究表明，新疆的降水量在20世紀(jì)60～70年代為減少階段，進(jìn)入20世紀(jì)80年代后轉(zhuǎn)為增加的轉(zhuǎn)型時(shí)期，20世紀(jì)90年代是逐年增加時(shí)期[9]。在全球和新疆氣候變暖的背景下，新疆極端天氣、氣候事件頻發(fā)，防災(zāi)減災(zāi)形勢更為嚴(yán)峻，大部分冰川退縮，并呈加速減退的趨勢；但因氣候變暖的同時(shí)降水增多，河流徑流量呈增加趨勢，生態(tài)環(huán)境隨之有所恢復(fù)與改善，對于農(nóng)牧業(yè)的生產(chǎn)，也帶來很多影響，北塔山牧場的牧業(yè)生產(chǎn)也不例外，對其進(jìn)行氣候資源的分析，積極為牧業(yè)生產(chǎn)提供有效的氣象服務(wù)是必要的工作。

1 地理情況

北塔山牧場始建于1952年，原名新疆軍區(qū)八一牧場，1954年新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)成立后，更名為北塔山牧場，隸屬新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第六師。北塔山牧場地處準(zhǔn)噶爾盆地東緣，位于北緯44°59′20″～45°33′20″，東經(jīng)90°16′45″～91°11′48″，境內(nèi)山戀迭起，地勢高峻，溝壑相間，灘地開闊，地貌復(fù)雜多樣，海拔1 031～3 287 m，地處邊陲要塞，東北與蒙古國接壤，西北與阿勒泰地區(qū)青河縣相連，南與奇臺(tái)縣五馬場鄉(xiāng)相鄰。南北長約52 km，東西寬約74 km，境內(nèi)主要河流有卡哈提河、烏龍布拉克河、金西克蘇河、大錫別特河、烏拉斯臺(tái)河等5條河流，年均總徑流量約189.2萬m3，境內(nèi)有山泉60多處。因當(dāng)?shù)氐臍夂蚯闆r，農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)主要以牧業(yè)為主，也種植少量的糧食作物。土地面積22.53萬hm2，天然草場22.4萬hm2，土壤類型為灰漠土、棕鈣土、黑鈣土和草甸土，草地類型為高寒荒漠類和山地草甸類?？衫妹娣e21.73萬hm2，對發(fā)展牧區(qū)綠色畜牧業(yè)有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢?？?cè)丝? 387人，牧業(yè)人口2 974人，其中哈薩克族占總?cè)丝诘?7.8%。放牧主要靠傳統(tǒng)的游牧方式。

2 氣候概況

北塔山牧場地處準(zhǔn)噶爾盆地東緣的北塔山地區(qū)，地處高寒，受大陸性氣候因素制約，氣候多變，主要表現(xiàn)在：全年日照時(shí)間短，熱量不足，晝夜溫差大，降水量小，蒸發(fā)量大，冷季漫長寒冷，暖季短促?zèng)鰸?，全年多風(fēng)干旱，年均溫2.4℃左右。冬季草場，牧草覆蓋度40%～50%，年均降水量160.5 mm，無霜期90～143 d。夏季草場，草質(zhì)較好，牧草覆蓋度50%～70%，年均降水量250 mm以上，無霜期60～70 d。山前戈壁地區(qū)地勢平坦，生長有多種牧草，由于缺水，牧草覆蓋率20%～30%，是主要的春秋草場。

3 氣候資源變化分析

3.1 光資源

光資源指太陽照射到地面的光能，其多少一般用年日照小時(shí)數(shù)來衡量，其對牧草生長的影響比較大。1971-2015年，北塔山牧場年平均日照時(shí)數(shù)為3 051.8 h/a。自20世紀(jì)70年代起，年平均日照時(shí)數(shù)呈逐年代際遞減趨勢；1971-1980年的年平均日照時(shí)數(shù)為3 202.7 h，1981-1990年的年平均日照時(shí)數(shù)為3 124.8 h，1991-2000年的年平均日照時(shí)數(shù)為3 030.8 h，2001-2015年的年平均日照時(shí)數(shù)為2 916.6 h。2001-2015年的年平均日照時(shí)數(shù)比1971-1980年的年平均日照時(shí)數(shù)減少286.1 h。對統(tǒng)計(jì)資料分析表明，自1992年之后，北塔山牧場的年均日照時(shí)數(shù)只有1995年、1997年和2012年高于3 100 h/a，其它年份都相對偏低，波動(dòng)幅度也明顯下降。近45年，北塔山牧場的年日照時(shí)數(shù)總體呈下降趨勢，平均減幅為78.8 h/10 a。

3.2 溫?zé)豳Y源

溫?zé)豳Y源是最核心的氣候資源之一，溫?zé)豳Y源對牧草生長的影響比降水和光照的影響大。溫?zé)豳Y源包括溫度和熱量資源，本文在這里對溫度的測算用年平均溫度，熱量用高于0℃的年積溫。

3.2.1 溫度變化

北塔山牧場1971-1980年的年平均氣溫為2.49℃，1981-1990年的年平均氣溫為2.63℃，1991-2000年的年平均氣溫為3.16℃，2001-2015年的年平均氣溫為3.44℃，呈逐年代際遞增趨勢。1971-2015年，北塔山牧場45年的平均氣溫為0.7～4.6℃，呈增溫趨勢，變化傾向率為0.31℃/10 a。

3.2.2 熱量條件（積溫）變化

北塔山牧場1971-1980年的平均0℃界限溫度積溫為2 364.2℃·d，除1981-1990年的平均0℃界限溫度積溫為2 319.2℃·d，略有下降外，1991-2000年的年平均0℃界限溫度積溫為246.3.9℃·d，2001-2015年的平均0℃界限溫度積溫為2 574.2℃·d。北塔山牧場45年來0℃界限溫度積溫為2 054.1～2 969.0℃·d，平均2 446.3℃·d，呈逐年代際遞增趨勢，平均增幅79.6℃·d/10 a。

北塔山牧場1971-1980年的平均10℃界限溫度積溫為1702.1℃·d，1981-1990年的平均10℃界限溫度積溫為1 707.9℃·d，1991-2000年的年平均10℃界限溫度積溫為1 850.6℃·d，2001-2010年的平均10℃界限溫度積溫為1955.6℃·d。10℃界限溫度積溫為1 242.7～2177.2℃·d，平均1820.9℃·d，呈逐年代際遞增趨勢，平均增幅74.9℃·d/10a。

3.3 降水量變化

北塔山牧場45年中降水量最低年份為1974年的82.8 mm，最高年份是1984年的286.7 mm。1971-1980年平均降水量159.1 mm，1981-1990年平均降水量185.6 mm，1991-2000年平均降水量180.0 mm，2000-2015年平均降水量194.4 mm。近45年來，北塔山牧場年均降水量為181.4 mm，呈逐年代際遞增趨勢，平均增幅10.1 mm/10 a。

4 氣候變化對牧草生長的影響

研究表明，牧草返青期除決定于溫度外，上年（9～10月）和當(dāng)年春季（3～4月）的降水量對返青期具有明顯的影響。如果前一年秋雨多，即使春季旱一些，牧草仍可以正常返青；反之，如果前一年秋雨少，土壤墑情很差，即便春雨接近歷年同期平均值，也可能發(fā)生春旱，而影響返青[11]。

牧草生長季氣象條件，一般情況下牧草豐收之年，生育期降水明顯偏多，氣溫正常或偏高；如果各生育期降水充足，在氣溫偏低的情況下，牧草也能形成相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)量。因此，評價(jià)牧草生長季氣象條件的好壞，主要以降水量為主[11]。

北塔山牧場年降水量小于200 mm，屬于干旱或半干旱氣候類型，降水總量少而且年際變化大，加之太陽輻射強(qiáng)，蒸發(fā)量大，土壤水分滿足不了牧草生長發(fā)育的需要，供需不協(xié)調(diào)，因而干旱發(fā)生頻繁。有春旱、夏旱、春夏連旱3種類型。其中，春旱發(fā)生的頻率最大，范圍也最廣。發(fā)生春旱的年份，天然草場牧草的正常返青和人工牧草的播種、出苗將受到影響，從而縮短青草期。夏旱發(fā)生的頻率次之，但造成的危害較嚴(yán)重。夏旱易導(dǎo)致牧草產(chǎn)量降低，品質(zhì)變劣，尤其是6～7月份降水量的多少與牧草產(chǎn)量高低密切相關(guān)。春夏連旱的情況也時(shí)有發(fā)生，其危害之重超過前兩種。春夏連旱幾乎使牧草整個(gè)生長期處于缺水狀態(tài)，故可造成牧草大幅度減產(chǎn)[10]。

氣候資源分析結(jié)果表明，北塔山牧場的光照資源總體呈減少的趨勢，平均減幅為83.7h/10a；溫?zé)豳Y源呈增加趨勢，變化傾向率為0.31℃/10 a，0℃界限溫度積溫呈逐年代際遞增趨勢，平均增幅79.6℃·d/10 a，10℃界限溫度積溫也呈逐年代際遞增趨勢，平均增幅74.9℃·d/10 a；年均降雨量呈增加趨勢，平均增幅10.1 mm/10 a。歸納起來就是，北塔山牧場近45年的氣候發(fā)生了以光照減少、氣溫升高、降水增多為主要特征的變化，這樣的氣候資源是有利于牧草的生長和產(chǎn)量的提高的，進(jìn)而有利于畜牧業(yè)的發(fā)展。

5 小結(jié)

據(jù)IPCC第4次評估報(bào)告顯示，全球氣候變暖已成為不爭的事實(shí)。氣候變暖將導(dǎo)致作物種植制度、品種布局發(fā)生變化。并且，據(jù)全球氣候模式和中國區(qū)域氣候模式預(yù)估，21世紀(jì)，隨著溫室氣體濃度的持續(xù)增加，我國新疆地區(qū)的氣候還將繼續(xù)呈“暖濕化”趨勢。氣候變化已經(jīng)并將繼續(xù)對北塔山牧場牧草的生長產(chǎn)生影響，進(jìn)而對牧草的結(jié)構(gòu)布局、品種、產(chǎn)量、品質(zhì)、病蟲害等產(chǎn)生復(fù)雜而深刻的影響。在此背景下，應(yīng)根據(jù)各氣候區(qū)內(nèi)牧草生長發(fā)育需要的光、溫、水條件，進(jìn)一步分析北塔山牧場氣候資源變化對牧草生長的影響，立足畜牧業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，立足草原生產(chǎn)實(shí)際，采取堅(jiān)決有力、符合自然規(guī)律的對策，以草定牧，做好技術(shù)服務(wù)，建立良性高效的草地生態(tài)系統(tǒng)，使北塔山牧場牧業(yè)持續(xù)良好發(fā)展。

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2016-08-31

*本文由自治區(qū)科技興農(nóng)項(xiàng)目 “北疆地區(qū)葡萄安全越冬預(yù)警技術(shù)及防御措施的推廣應(yīng)用”資助。