石嘴山市大武口區(qū)生態(tài)改善與當地氣象要素變化趨勢分析

孫學珍 顧建兵 程雅茹 陳彥虎 王忠娃

摘 要：通過闡述石嘴山市大武口區(qū)近20年（1997-2017）生態(tài)改善的重點成果，結合當地氣象觀測站近30年（1988-2017）氣象要素的變化情況，分析石嘴山市大武口區(qū)生態(tài)改善與當地氣象要素變化趨勢的關系，用氣象數據定性定量分析見證人為改善生態(tài)環(huán)境的積極成果，為今后生態(tài)建設、氣象防災減災和公共氣象服務提供參考，充分發(fā)揮氣象工作在生態(tài)文明建設中的基礎性科技保障作用。

關鍵詞：生態(tài)改善；氣象要素；變化分析；科技保障

中圖分類號：P339 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）33-0079-03

Abstract： Through expounding the key achievements of ecological improvement in Dawukou District of Shizuishan City in the past 20 years （1997-2017）， and combining with the changes of meteorological elements in the past 30 years （1988-2017） at the local meteorological observation station， this paper analyzes the relationship between ecological improvement and the changing trend of local meteorological elements in Dawukou District of Shizuishan City， and makes a qualitative and quantitative analysis of witnesses' positive results in improving ecological environment using meteorological data. This will provide reference for future ecological construction， meteorological disaster prevention and mitigation and public meteorological services and give full play to the basic role of scientific and technological support of meteorological work in the construction of ecological civilization.

Keywords： ecological improvement； meteorological elements； variation analysis； scientific and technological support

引言

良好的生態(tài)環(huán)境是人類社會持續(xù)發(fā)展的基礎，是最普惠的民生福祉。石嘴山市人民政府自九十年代開始對大武口區(qū)的生態(tài)環(huán)境進行了有計劃的大規(guī)模整治，對當地氣候產生了積極影響。以下通過石嘴山市大武口區(qū)生態(tài)改善的重點成果及當地石嘴山氣象站氣象要素的變化趨勢分析，用氣象數據定性定量分析見證人為改善生態(tài)環(huán)境的積極成果。

1 石嘴山市大武口區(qū)生態(tài)狀況及石嘴山氣象觀測站概況

1.1 石嘴山市大武口區(qū)生態(tài)狀況

石嘴山市大武口區(qū)是石嘴山市政治、經濟、文化、商貿和信息中心，是座依煤而建、因煤而興的城市，號稱“塞上煤城”，煤炭大規(guī)模開采始于1956年，經過30多年的開采，對當地生態(tài)環(huán)境造成惡劣的影響，主要表現為地表沉陷、水資源破壞、煤矸石堆積、水土流失、植被破壞、濕地縮減、大氣和水環(huán)境污染等。進入九十年代，生態(tài)系統(tǒng)已經遭到了嚴重破壞，可持續(xù)發(fā)展和城市生態(tài)問題日益突出。石嘴山市堅持將生態(tài)轉型作為轉型發(fā)展的保障，增綠、節(jié)能、抑塵、治源等等一系列舉措落地生根。

1.2 石嘴山氣象觀測站概況

石嘴山氣象站始建于1972年，始建位于大武口市區(qū)中心，進入九十年代隨著城市建設的迅速發(fā)展，四周建筑物不斷增高增多，觀測環(huán)境受到嚴重破壞，于2002年1月1日搬遷到大武口森林公園內至今。新址地理環(huán)境屬“市郊”。建站至今地面觀測資料保存完整。本文統(tǒng)計了石嘴山站1988年至2017年30年部分地面觀測資料做對比分析。

2 石嘴山市大武口區(qū)生態(tài)環(huán)境整治的重點成果

2.1 大武口森林公園的建成

首先在大武口市區(qū)西北部賀蘭山東麓建設了占地面積1萬畝的塞上花園-大武口森林公園，是大武口山水園林城市建設的重要成果。昔日，這里是賀蘭山腳下茫茫戈壁荒灘，土質全部為亂石飛沙，一片荒涼景象。森林公園于1997年11月16日正式開工建設，先后清運土方60余萬立方米，更換土方2萬立方米，平整綠化帶132萬平方米，種植35萬平方米的草坪和3萬平方米的苜蓿，共完成120個品種、32.1萬株樹木的栽植任務。樹木成活率達到93.8%以上，并不斷建設完善。大武口森林公園的建成，對大武口市區(qū)防風固沙、涵養(yǎng)水源、美化家園、改善生態(tài)環(huán)境具有明顯作用。

2.2 大武口星海湖的建設

后在大武口市區(qū)東部2公里處建有水域面積20多平方公里星海湖。整治前，這里是大武口電廠和太西洗煤廠兩大用煤企業(yè)多年廢水和廢渣的排放地和堆積地，到處是煤矸石、粉煤灰和爛泥塘，異味蔓延，一刮大風，粉煤灰垃圾滿天飛，石嘴山環(huán)境空氣質量在那個時候跌入到了低谷。2003年石嘴山市啟動了星海湖建設工程，巨大的渣山被挖湖的泥土覆蓋，被改造成今天的湖心島，泄洪溝、爛泥塘被疏浚開挖成湖，并且把四周的溝渠、魚塘納入，形成了現在大型濕地湖泊，此后經過不斷建設美化，星海湖以完善的生態(tài)功能和旖旎的風光成為“國家濕地公園”和“國家級水利風景區(qū)”，現在星海湖水域面積20多平方公里，整個景區(qū)面積43平方公里，環(huán)繞著半個城市，由城市之瘡一舉變成城市之肺和城市名片，目前已成為石嘴山市山水園林城市建設的標志性工程，具有城市防洪調節(jié)、有效配置水資源、搶救性保護濕地生態(tài)和城市水景觀等多種功能。

3 石嘴山市大武口區(qū)生態(tài)改善與氣象要素變化趨勢分析

3.1 風速變化趨勢分析

3.1.1 大武口區(qū)30年（1988-2017）年平均風速統(tǒng)計對比

3.1.2 風速變化趨勢分析

從圖1看出：（1）大武口區(qū)常年風速較大，30年平均風速為1.8米/秒；（2）年平均風速呈現階段性變化，1988-1992年5年平均風速較小，為1.4-1.7m/s之間，5年平均風速為1.6m/s，1993年年平均風速明顯增大，其后直到2001年，9年的風速均較大，為1.9-2.2m/s之間，9年平均風速為2.0m/s，2002-2006年風速又明顯增大，為2.2-2.4m/s之間，5年平均風速為2.3m/s，2007年后風速明顯變小，2007-2017年年平均風速為1.2-1.8之間，11年平均風速為1.5m/s，其中2014、2015年2年年平均風速均為1.2m/s，2次創(chuàng)30年最低值。

3.1.3 風速變化與生態(tài)改善對應分析

隨著煤炭開采近30年的影響，進入九十年代，生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞，1993年開始風速明顯增大，2年之后風速逐年稍有減小，主要是因為測站位于市區(qū)中心，隨著城市的快速發(fā)展，高層建筑不斷增加增高，受高層建筑阻擋影響，1995至2001年風速逐年減小。隨著城市的不斷發(fā)展，石嘴山氣象站探測環(huán)境受到嚴重破壞，2002年測站由原市區(qū)中心搬遷至市郊，新址四周空曠，距離原址3.4公里，探測環(huán)境具有較好的代表性，站址搬遷后風速明顯增大，5年（2002-2006）年平均風速為2.3m/s，期間，森林公園從1997年開始動工建設，近10年的不懈努力，草坪、植被成活逐步成規(guī)模，栽植的樹木逐步長高長大，枝葉茂密，2003年開始動工建設的星海湖水域工程，經過幾年的建設，大型濕地湖泊也初具規(guī)模，此時，這些大規(guī)模的生態(tài)建設成果對生態(tài)環(huán)境產生的影響表現了出來，從圖1中看出，2006年后，風速逐年減小，且減小效果非常明顯，2007年至2017年11年的年平均風速為1.5m/s，較之前市區(qū)1993年至2001年9年的年平均風速2.0m/s減小了0.5m/s，較2002-2006年5年的年平均風速2.3m/s減小了0.8m/s，其中2014、2015年2年年平均風速創(chuàng)30年最小值，均為1.2m/s。

3.2 大風天氣現象出現天數變化趨勢分析

3.2.1 大武口區(qū)30年（1988-2017）年大風天氣現象出現天數統(tǒng)計對比

3.2.2 大風天氣現象出現天數變化趨勢分析

大風天氣現象的定義為瞬時風速達到或超過17.0m/s（或目測估計風力達到或超過8級）的風。根據圖2看出：年大風出現天數變化趨勢同1.2風速變化趨勢分析大致相同，1988-2001年14年大風出現天數平均為每年16天，2002年測站搬遷，地理環(huán)境由市區(qū)變?yōu)槭薪?，大風出現天數明顯增加，2002年-2010年9年大風出現天數平均每年為32天，是之前常年出現天數的2倍，但2011-2017年7年大風出現天數平均每年為10天，明顯減少。

3.2.3 大風出現天數變化趨勢與生態(tài)環(huán)境改善變化對應分析

結合圖2可以看出，年大風出現天數呈現3個階段性特征，遷站前14年（1998-2001）大風出現天數平均每年為16天，遷站后明顯增多，尤其剛遷站的5年內更加明顯，原因同1.3所述，主要受站址地理環(huán)境的影響，原站址位于市區(qū)，受高層建筑阻擋影響，觀測的風速要比實際小，遷站后，測站位于市郊，四周空曠，站址環(huán)境具有較好的代表性，觀測的風速具有本地較大范圍代表性，2002年-2010年9年大風出現天數平均每年為32天，是之前常年出現天數的2倍，同樣，隨著大武口森林公園和星海湖的建成，從2011年開始，年大風天氣現象出現天數呈現逐年減少趨勢，2011-2017年7年大風出現天數平均每年為10天，明顯減少。

3.3 沙塵天氣現象（沙塵暴、揚沙、浮塵）變化趨勢對比分析

3.3.1 30年年沙塵天氣現象出現天數統(tǒng)計對比（如圖3）

3.3.2 沙塵天氣現象年出現天數對比分析

沙塵天氣是沙塵暴、揚沙和浮塵天氣的統(tǒng)稱，它是一種由大風將地面沙塵吹（卷）起、或被高空氣流帶到下游地