1980—2012年渭河源區(qū)氣候因子演變特征及趨勢(shì)分析

王麗潔，孛永明，陳 瑾，李旭春

(定西市水土保持科學(xué)研究所，甘肅 定西 743000)

1980—2012年渭河源區(qū)氣候因子演變特征及趨勢(shì)分析

王麗潔，孛永明，陳 瑾，李旭春

(定西市水土保持科學(xué)研究所，甘肅 定西 743000)

氣候；生態(tài)因子；暖干化；演變特征；1980—2012年；渭河源區(qū)

渭河源區(qū)是渭河重要的水源補(bǔ)給區(qū)，也是黃土高原西部的重要生態(tài)屏障。分析了1980—2012年清源河渭源站氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)渭河源區(qū)氣溫和蒸發(fā)量呈逐漸上升或增加趨勢(shì)，降水量呈逐漸減少趨勢(shì)，說(shuō)明這一時(shí)期氣候總體上向暖干化方向發(fā)展，與全球氣候變化大趨勢(shì)和我國(guó)西北地區(qū)氣候變化的情形一致。渭河源區(qū)的暖干化趨勢(shì)對(duì)黃土高原西部生態(tài)環(huán)境恢復(fù)造成了不利影響，是今后水土流失治理中需要著重考慮的問(wèn)題。

渭河是黃河的第一大支流，是甘、陜兩省的母親河，甘、陜兩省有3 000多萬(wàn)人口世代生活在渭河流域。渭河流經(jīng)甘肅、寧夏、陜西三省，其中甘肅省部分占流域總面積的44.1%。受自然及人類(lèi)活動(dòng)等因素影響，近年來(lái)渭河源區(qū)森林植被減少、草地退化、水源涵養(yǎng)能力下降、自然災(zāi)害頻發(fā)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后，成為黃河流域水土流失最嚴(yán)重的地區(qū)之一。針對(duì)水土流失嚴(yán)重的狀況，各級(jí)黨委、政府高度重視渭河源區(qū)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，不斷加大保護(hù)與治理力度，積極啟動(dòng)了《甘肅定西渭河源區(qū)生態(tài)保護(hù)與綜合治理規(guī)劃》的編制和申報(bào)工作。2005年《渭河流域近期重點(diǎn)治理規(guī)劃》經(jīng)國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部等部委和渭河流域省份會(huì)簽，報(bào)請(qǐng)國(guó)務(wù)院審批，2013年9月獲得正式批復(fù)。基于國(guó)家對(duì)渭河源區(qū)生態(tài)治理的重視和渭河源區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，立項(xiàng)研究源頭區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的演變及發(fā)展趨勢(shì)，弄清基本情況，提出生態(tài)恢復(fù)技術(shù)模式，對(duì)于改善渭河源區(qū)生態(tài)環(huán)境，構(gòu)筑黃河生態(tài)安全屏障意義重大。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于甘肅省中部、定西市中西部、渭源縣西南部，距渭源縣城10 km，距省會(huì)蘭州164 km，地理坐標(biāo)為E104°02′～104°49′、N33°26′～35°07′。地貌類(lèi)型包括黃土丘陵溝壑區(qū)和西秦嶺山地，面積193.9 km2，總?cè)丝?.99萬(wàn)人，人口密度360人/km2，行政區(qū)劃隸屬渭源縣的清源鎮(zhèn)和五竹鎮(zhèn)。屬溫帶半濕潤(rùn)和中溫帶半干旱區(qū)，大陸性氣候特征明顯，歷年極端最高氣溫30.5 ℃、極端最低氣溫-20.1 ℃，多年平均氣溫5.9 ℃、無(wú)霜期166 d、降水量492.3 mm、蒸發(fā)量1 119.2 mm。土壤類(lèi)型多樣，南部西秦嶺山地分布有黑土、灰褐土、黑鈣土、山地草甸土等，北部黃土丘陵溝壑區(qū)主要有紅土、黑土、麻壚土、黃綿土等。植被類(lèi)型豐富，其中黃土丘陵溝壑區(qū)主要是多年生草本(以禾本科的針茅屬、菊科的蒿屬、薔薇科的委陵菜屬為優(yōu)勢(shì)種)、灌木、半灌木，西秦嶺山地以天然草地、灌木林地和喬木林地為主。

2 氣候因子演變特征及發(fā)展趨勢(shì)

本研究中氣象數(shù)據(jù)來(lái)源于渭河水文、氣象觀測(cè)站——清源河渭源站，主要數(shù)據(jù)為氣溫、降水量和蒸發(fā)量，數(shù)據(jù)時(shí)段分別為氣溫1980—2010年、降水量1980—2012年，蒸發(fā)量1992—2012年。

2.1 氣 溫

圖1為渭源站1980—2010年年平均氣溫的演變趨勢(shì)。由圖1可以看出，1980—2010年，渭河源區(qū)年平均氣溫總體呈上升趨勢(shì)，這與我國(guó)西北地區(qū)氣候變化情形一致。1980—2010年，研究區(qū)多年平均氣溫為6.06 ℃，標(biāo)準(zhǔn)差為0.57 ℃，變異系數(shù)為9.3%，其中年平均氣溫最低值出現(xiàn)在1984年，為5.40 ℃，最高值出現(xiàn)在2006年，達(dá)到7.10 ℃。1980—1990年研究區(qū)平均氣溫為5.67 ℃，1991—2000年平均氣溫達(dá)到6.03℃，相比1980—1990年增加了0.36 ℃；2001—2010年平均氣溫上升到6.54℃，相比1991—2000年增加了0.51 ℃。

圖1 渭源站1980—2010年年平均氣溫變化趨勢(shì)

2.2 降水量

圖2為渭源站1980—2012年年降水量的變化趨勢(shì)。由圖2知，1980—2012年研究區(qū)年降水量變化波動(dòng)較大。多年平均降水量為492.4 mm，標(biāo)準(zhǔn)差為88.3 mm，變異系數(shù)為17.9%，其中年降水量最大值出現(xiàn)在2003年，達(dá)到659.3 mm，最小值出現(xiàn)在1997年，僅為312.9 mm。1980—1990年平均年降水量為511.0 mm，1991—2000年平均年降水量為490.8 mm，相比1980—1990年減少了20.2 mm；2001—2012年年降水量為476.7 mm，相比1991—2000年減少了14.1 mm。1980—2012年平均年降水量減少的趨勢(shì)較為明顯，降水量年際波動(dòng)較大已成為生態(tài)恢復(fù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水土流失治理的重要限制因素。

圖3為渭源站1980—2012年月平均降水量及其標(biāo)準(zhǔn)差。由圖3可以看出， 4—10月是研究區(qū)降水量較多的月份，雨熱同期，其中6、7、8三個(gè)月是降水量最為集中的月份，這三個(gè)月的降水量占全年降水量的50%以上，同時(shí)也是全年中水土流失發(fā)生的主要時(shí)期。此外，雖然6—8月份降水量相對(duì)較多，但從30多年的降水量觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，不同年份波動(dòng)較大。例如，7月份降水量最大值出現(xiàn)在1999年，達(dá)到199.6 mm，最小值出現(xiàn)在2002年，僅有28.6 mm；8月份最大值出現(xiàn)在1983年，達(dá)到182.1 mm，但1999年8月份卻僅有37.2 mm?？梢?jiàn)研究區(qū)降水量不僅月際變化較大，而且在不同年份相同月份之間也存在較大的差異。降水量年內(nèi)、年際分布不均是這一地區(qū)生態(tài)恢復(fù)和水土流失治理的又一個(gè)重要制約因素。

圖3 渭源站1980—2012年月平均降水量變化特征

2.3 蒸發(fā)量

圖4展示了1992—2012年渭源站年蒸發(fā)量的演變趨勢(shì)。由圖4可知，研究區(qū)歷年蒸發(fā)量波動(dòng)較大。多年平均年蒸發(fā)量為1 120.1 mm，標(biāo)準(zhǔn)差為85.7 mm，變異系數(shù)為7.6%。年蒸發(fā)量最大值出現(xiàn)在2010年，達(dá)到1 267.4 mm，最小值出現(xiàn)在2005年，僅為957.7 mm。2002—2008年研究區(qū)年蒸發(fā)量數(shù)值較低，2009年以后迅速升高。從圖4可以看出，這一地區(qū)年蒸發(fā)量總體上呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。

圖4 渭源站1992—2012年年蒸發(fā)量變化趨勢(shì)

從圖5渭源站1992—2012年月平均蒸發(fā)量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看：4—8月份蒸發(fā)量較大，月平均值達(dá)到151.3 mm，9月份以后蒸發(fā)量逐漸減小，直到次年1月份出現(xiàn)最小值；1、11、12月份屬于冬季，蒸發(fā)量相對(duì)較低，尤其是1月份平均蒸發(fā)量?jī)H為26.8 mm；綜合歷年月平均降水量變化趨勢(shì)(圖3)，研究區(qū)4月份平均降水量相對(duì)較小，而蒸發(fā)量卻有明顯增加，加之4月份屬于集中春播的時(shí)期，降水量小而蒸發(fā)量大，極易出現(xiàn)春旱現(xiàn)象，嚴(yán)重影響植物萌發(fā)和作物播種。

圖5 渭源站1992—2012年月平均蒸發(fā)量變化特征

3 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)清源河渭源站1980—2010年氣溫、1980—2012年降水量，以及1992—2012年蒸發(fā)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)渭河源區(qū)平均氣溫呈上升趨勢(shì)，從5.67 ℃上升到6.54 ℃，增加了0.87 ℃；降水量呈減少趨勢(shì)，從511.0 mm減少到476.7 mm，減少了34.3 mm；蒸發(fā)量呈增加趨勢(shì)，尤其是2009年以后增加比較明顯。研究區(qū)氣候特征總體上向暖干化方向發(fā)展，這與全球氣候變化大趨勢(shì)和我國(guó)西北地區(qū)氣候變化的情形一致。在這種氣候變化的影響下，在渭河源區(qū)開(kāi)展水土保持和生態(tài)恢復(fù)工作將面臨更大的挑戰(zhàn)。

(責(zé)任編輯 李楊楊)

P412.13;S157

A

1000-0941(2017)07-0046-03

王麗潔(1981—)，女，甘肅渭源縣人，工程師，主要從事水土保持科學(xué)研究工作；通信作者孛永明(1981—)，男，甘肅通渭縣人，高級(jí)工程師，主要從事水土保持科學(xué)研究工作。

2017-03-15