川西高原氣候變化特征分析

魏邦憲　張玉宬　苗婷

摘要 利用川西高原紅原和諾爾蓋1971—2010年逐日觀測(cè)資料，研究了2個(gè)站點(diǎn)的氣候變化。結(jié)果表明，紅原和諾爾蓋這2個(gè)地區(qū)氣溫明顯升高，其中紅原約以每10年0.26 ℃的傾向率增高，諾爾蓋約以每10年0.27 ℃的傾向率增高；降水量則呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，紅原降水減少傾向率為每10年16.34 mm，諾爾蓋降水減少傾向率為每10年4.72 mm。通過(guò)研究氣候變化的特征，可以更全面地了解生態(tài)環(huán)境變化的根源，進(jìn)而從氣候方面采取適當(dāng)措施緩解生態(tài)環(huán)境退化對(duì)人類(lèi)造成的影響。

關(guān)鍵詞 氣候變化特征；降水；氣溫；紅原；諾爾蓋；川西高原

中圖分類(lèi)號(hào) P467 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）16-0176-03

川西高原的地理位置和生態(tài)環(huán)境獨(dú)特，具有豐富的自然資源與生物種類(lèi)。川西高原屬于典型的生態(tài)脆弱區(qū)，抵御外界環(huán)境擾動(dòng)和人為干擾的能力低下且保護(hù)、改善、治理區(qū)域生態(tài)環(huán)境的經(jīng)濟(jì)成本和生態(tài)成本明顯高于低海拔地區(qū)。

隨著人口的迅速增長(zhǎng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的加速發(fā)展，人們對(duì)資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)及對(duì)環(huán)境的破壞，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)退化成為普遍現(xiàn)象[1-5]。特別是在生態(tài)環(huán)境本來(lái)就十分脆弱的地區(qū)，這一現(xiàn)象表現(xiàn)得更明顯。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，我國(guó)退化生態(tài)系統(tǒng)面積已占國(guó)土面積的45%以上[6]。同時(shí)，有研究表明，川西高原自然植被破壞嚴(yán)重，生物多樣性降低，水土流失嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境惡化，災(zāi)害頻繁，貧困與環(huán)境退化相互影響[7]。因此，對(duì)退化生態(tài)系統(tǒng)的研究成為我國(guó)生態(tài)環(huán)境建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展面臨的重大課題，刻不容緩。而近30年來(lái)，川西高原大部分區(qū)域氣溫升高，氣候變暖[8]，導(dǎo)致凍土環(huán)境和植被發(fā)生變化，土地沙化、草地嚴(yán)重退化等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境發(fā)展產(chǎn)生了重要影響[9-10]。氣候系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)處在動(dòng)態(tài)平衡之中，一個(gè)系統(tǒng)的變化會(huì)引發(fā)另一系統(tǒng)的響應(yīng)。因此，對(duì)紅原和諾爾蓋氣候變化的分析將有助于生態(tài)環(huán)境的影響評(píng)價(jià)，從而更好地保護(hù)、改善、治理、恢復(fù)和重建該區(qū)生態(tài)體系。

1 資料與方法

川西高原地區(qū)紅原和諾爾蓋2個(gè)氣象觀測(cè)站（表1）1971—2000年的資料包括日平均氣溫、日降水量和日照時(shí)長(zhǎng)。由于川西高原地區(qū)氣象站點(diǎn)稀少，各站海拔、氣候差異極大，無(wú)法對(duì)站點(diǎn)進(jìn)行空間平均或平滑以進(jìn)行面上的研究，故本文分別描述各站的氣候及其變化，以最大限度地反映其本質(zhì)，找到2站共有的特征，以獲得面上的規(guī)律。

通過(guò)研究這些觀測(cè)要素的年代際變化，做直線擬合（采用擬合直線斜率的10倍稱(chēng)為氣候傾向率，分別代表每10年氣溫、降水、日照的變化值），并利用觀測(cè)站資料的5年滑動(dòng)平均研究氣候變化趨勢(shì)，包括資料的年際變化滑動(dòng)平均和資料的距平年際變化的滑動(dòng)平均。同時(shí)，還從10年尺度對(duì)要素資料進(jìn)行分析，進(jìn)而更好地研究在全球氣候變暖背景下川西高原的紅原和諾爾蓋這2個(gè)站點(diǎn)的生態(tài)氣候變化特征，并為分析其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響提供依據(jù)。

2 紅原、諾爾蓋氣候變化分析

2.1 降水變化趨勢(shì)

2.1.1 降水的動(dòng)態(tài)變化特征及降水傾向率。從圖1可以看出，紅原與諾爾蓋的年降水量的年際變化較大，20世紀(jì)70年代初及90年代，紅原和諾爾蓋這2個(gè)站點(diǎn)降水較為豐富。而90年代以來(lái)，這2個(gè)站點(diǎn)的降水普遍較少，其中，諾爾蓋在90年代初有一極小值。從平滑后的曲線可以看出，90年代末期，這2個(gè)站點(diǎn)降水均出現(xiàn)小幅度回升；從變化趨勢(shì)看，二者降水量趨于一致，均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)降水的分析可見(jiàn)，20世紀(jì)70年代中期及80年代是多雨時(shí)段，而90年代以來(lái)，降水呈減少趨勢(shì)，是少雨時(shí)段。另外，圖中也顯示了多年夏季降水的年際變化，可以看出，多年夏季降水與年降水的分布曲線趨勢(shì)較相似。

從圖2可看出，紅原和諾爾蓋1971—2000年30年時(shí)間序列的10年年降水量平均值的變化基本一致，這2個(gè)站點(diǎn)20世紀(jì)70—80年代降水量均增加，其中紅原增加130.5 mm，諾爾蓋增加289 mm；80—90年代降水量減少，其中紅原減少499.6 mm，諾爾蓋減少321.5 mm；從整個(gè)30年來(lái)看，70—90年代，紅原減少369.1 mm，諾爾蓋減少32.5 mm，即2個(gè)站點(diǎn)均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，其中紅原較明顯。

2.1.2 年代際平均降水量特征。從表2可看出，這2個(gè)站點(diǎn)的夏、秋季節(jié)從20世紀(jì)70—80年代季降水量一直在增加；80年代后，這2個(gè)季節(jié)的季降水又均表現(xiàn)為下降趨勢(shì)，春季則相反。紅原冬季降水量變化為70—80年代一直在減少，80年代以后降水量增加；諾爾蓋的冬季降水量從70年代開(kāi)始則一直在增加。由以上分析可知，80年代的降水最多。

2.2 氣溫變化趨勢(shì)

2.2.1 氣溫動(dòng)態(tài)變化特征及氣溫傾向率。從圖3可以看出，紅原與諾爾蓋的年平均氣溫的年際變化趨勢(shì)較相似，這2個(gè)站點(diǎn)的最高氣溫均出現(xiàn)在1998年和1999年，而最低氣溫也均出現(xiàn)在1977年。從5年滑動(dòng)曲線可以看出這2個(gè)站點(diǎn)在20世紀(jì)70年代中后期、80年代中期和90年代初氣溫均呈下降趨勢(shì)，且每次下降均比前次下降要小，其他年份則呈現(xiàn)逐漸上升趨勢(shì)。從圖3可以看出，紅原和諾爾蓋這2個(gè)站點(diǎn)70—90年代氣溫均增加，其中紅原增加了0.48 ℃，諾爾蓋增加了0.52 ℃，諾爾蓋比紅原多增加了0.04 ℃，2個(gè)站點(diǎn)均呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)。從紅原和諾爾蓋的年平均氣溫?cái)M合曲線圖可以看出，2個(gè)站點(diǎn)的氣溫均呈上升趨勢(shì)，其中，紅原的年平均氣溫傾向率為0.26 ℃/10年，諾爾蓋的年平均氣溫的傾向率為0.27 ℃/10年，諾爾蓋比紅原的增溫趨勢(shì)略明顯，這與以上分析的年代際氣溫一致。在全球氣溫上升趨勢(shì)明顯的背景下，紅原與諾爾蓋也呈現(xiàn)明顯的增溫趨勢(shì)。

2.2.2 年代際平均氣溫特征。從圖4可以看出，這2個(gè)站點(diǎn)的夏、秋和冬季3個(gè)季節(jié)20世紀(jì)70—90年代季平均氣溫持續(xù)增加，春季變化趨勢(shì)為先降低后升高。

3 結(jié)論endprint

綜上所述，紅原和諾爾蓋2個(gè)站點(diǎn)的年降水量均呈減少趨勢(shì)，紅原降水傾向率為每10年減少16.34 mm，諾爾蓋降水傾向率為每10年減少4.72 mm；季節(jié)降水中，秋季減少明顯。紅原和諾爾蓋地區(qū)氣溫呈明顯升高的變化趨勢(shì)，其中紅原以約0.26 ℃/10年的傾向率增高，諾爾蓋以約0.27 ℃/10年的傾向率增高；季節(jié)變化中，4個(gè)季節(jié)均呈增加的趨勢(shì)，以秋季增溫最為明顯。

由于站點(diǎn)資料不全和時(shí)間尺度不夠長(zhǎng)，只對(duì)川西高原地區(qū)的紅原和諾爾蓋2個(gè)站點(diǎn)30年的氣候資料進(jìn)行研究，并不能完全反映整個(gè)川西高原的演變趨勢(shì)；而對(duì)影響該地區(qū)生態(tài)環(huán)境的要素資料未進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，主要是從理論上分析了氣候變化對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

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