近30年福建泉州紅樹林生態(tài)區(qū)氣候變化特征分析及其影響評估

方愛花　方笑堃　嚴韜

摘要：本文采用崇武國家基準氣候站1991—2020年氣象觀測資料，分析了近30年來福建泉州灣河口紅樹林生態(tài)區(qū)基本氣象要素、極端天氣氣候事件特征及其對紅樹林的影響，結果表明：1991—2020年福建泉州灣紅樹林生態(tài)區(qū)的平均氣溫、平均最高氣溫與最低氣溫均呈不同程度的升溫趨勢，以平均最低氣溫的升溫速率最為顯著，為0.477 ℃/10 a，而年平均最高氣溫的升溫趨勢最為平緩，其變化速率為0.294 ℃/10 a。而年平均降水量、平均最高與最低降水量均呈不同程度的下降趨勢，以平均最低降水量的變化速率最為顯著，為﹣0.21 mm/10 a，年平均最高降水量的變化趨勢最為平緩，其變化速率為-0.153 mm/10 a。近30年來福建泉州灣紅樹林生態(tài)區(qū)極端天氣事件頻發(fā)，其中主要包括大風、低溫等。由此對紅樹林的影響與危害較為嚴重。

關鍵詞：福建泉州；紅樹林生態(tài)區(qū)；氣候變化；影響

福建泉州灣位于泉州東部，其北起惠安縣崇武半島，南至石獅市祥芝角，是泉州三灣之一，區(qū)域內擁有大面積的紅樹林。紅樹林作為熱帶、亞熱帶海濱獨特的人文與自然景觀，也是物種多樣化的生態(tài)系統之一，其中包含有眾多的生物資源，具有極高的生態(tài)價值。泉州灣紅樹林生態(tài)區(qū)隸屬于亞熱帶海洋性季風氣候區(qū)，優(yōu)越的地理、氣候等條件使紅樹林快速繁衍與生長，還有利于其固碳、固岸護堤、防風消浪、凈化空氣與海水及生物多樣性等生態(tài)功能得到充分發(fā)揮。

近些年來，隨著全球加速變暖，各地區(qū)氣候異常變化，由此對植被的影響較為嚴重?，F如今，多項植被生態(tài)系統研究證實氣候變化會對植被產生嚴重影響。研究表明：氣候變化會加重83.36%的草原干旱現象，同時草原植物群落生產力也會明顯減少；海平面上升耦合氣溫升高，降雨量明顯增加，再加上亞熱帶冬季低溫事件明顯減少，將對紅樹林碳埋藏起到一定程度的促進作用。另外，溫度升高還導致紅樹林逐漸北移擴展，預測當氣溫升高2 ℃之后，我國紅樹植物的分布區(qū)域將會有所增加，然而氣溫過高將不利于植物葉的形成及光合作用。氣候變化改變了降水的時空布局，而且紅樹林生境土壤和水的鹽度改變對紅樹林也有較大影響。

1? ? 資料來源和研究方法

本文所使用的氣象資料主要來源于福建省惠安縣氣象局。主要選取泉州灣紅樹林生態(tài)區(qū)1991—2020年的氣溫、降水量等氣象要素觀測資料及霜凍、干旱、高溫、大風等極端天氣事件統計資料，著重采用線性趨勢分析法針對紅樹林生態(tài)區(qū)幾種常規(guī)氣象要素及常見極端天氣事件的變化特征進行統計分析，并在此基礎上分析氣候變化特征對紅樹林的影響。

2? ? 福建泉州灣河口紅樹林生態(tài)區(qū)氣候變化特征

2.1 氣象要素特征分析

結合表1和圖1可見，1991—2020年福建泉州灣紅樹林生態(tài)區(qū)的平均氣溫、平均最高氣溫與最低氣溫依次為20.6 ℃、23.2 ℃與18.7 ℃。年平均氣溫的峰值與谷值依次為21.4 ℃與19.5 ℃，分別出現在2020年與1992年；年平均最高氣溫的峰值與谷值依次為24.1 ℃與22.1 ℃，分別出現在2002年與1992年；年平均最低氣溫的峰值與谷值依次為19.7 ℃與17.4 ℃，分別出現在2020年與1992年，見圖1。而且以上三種要素均呈不同程度的升溫趨勢，以平均最低氣溫的升溫速率最為顯著，為0.477 ℃/10 a，年平均氣溫次之，其升溫速率為0.359 ℃/10 a。而年平均最高氣溫的升溫趨勢最為平緩，其變化速率為0.294 ℃/10 a，見表1。

1991—2020年福建泉州灣紅樹林生態(tài)區(qū)降水量的變化趨勢并不顯著。據統計，近30年來研究區(qū)年平均降水量、平均最高與最低降水量分別為1 011.65 mm、1 013.67 mm與1 009.5 mm。年平均降水量的峰值與谷值依次為1 013 mm與1 010.6 mm，分別出現在1995年與2000年；年平均最高降水量的峰值與谷值依次為1 015 mm與1 012.5 mm，分別出現在1995年與2000年；年平均最低降水量的峰值與谷值依次為1 010.9 mm與1 008.4 mm，分別出現在1995年與2012年（見圖2）。而且以上三種要素均呈不同程度的下降趨勢，以平均最低降水量的變化速率最為顯著，為-0.21 mm/10 a，年平均降水量次之，其變化速率為-0.188 mm/10 a。而年平均最高降水量的變化趨勢最為平緩，其變化速率為-0.153 mm/10 a，見表1。

2.2 極端天氣事件分析

1991—2020年福建泉州灣紅樹林生態(tài)區(qū)極端天氣事件頻發(fā)，由此對紅樹林的影響與危害較為嚴重，其中主要包括大風、降雨等。

（1）低溫

1991—2020年福建泉州灣紅樹林生態(tài)區(qū)僅出現一次結冰天氣現象，出現在2016年1月25日，且持續(xù)1 d。

（2）高溫、降水

1991—2020年福建泉州灣紅樹林生態(tài)區(qū)日最高氣溫不小于30 ℃的日數較多，且以5.2 d/10 a的速率呈顯著增多趨勢，最高氣溫不小于35 ℃的日數以0.5 d/10 a的速率也呈一定的增多趨勢。

福建泉州灣紅樹林生態(tài)區(qū)出現降雨天氣的頻率也比較高，年平均降雨日數為141 d。1991—2020年期間研究區(qū)域內降雨日數呈減少趨勢，其減少速率為-11.106 d/10 a。

（3）大風

大風是福建泉州灣紅樹林生態(tài)區(qū)最為常見的極端天氣事件之一。據統計，近30年間該區(qū)域一共出現978次大風天氣現象，并以-17.424次/10 a的速率顯著下降。其中1993年出現大風天氣最多，為84次；2012年出現大風天氣最少，僅出現3次，兩者差異顯著。

3? ? 紅樹林生態(tài)區(qū)氣候變化對紅樹林的影響

3.1 氣象要素變化對紅樹林的影響

近30年來，福建泉州灣紅樹林生態(tài)區(qū)氣溫呈增暖趨勢。在這一背景下暖冬、暖春、炎夏與熱秋將會明顯增多，往往會為紅樹林木病蟲害順利越冬、擴展等創(chuàng)造有利條件。冬季天氣寒冷將會導致蟲害與病菌失去生存能力，然而暖冬將會增加病蟲種群增長力與繁殖世代數，有利于病蟲害順利越冬并快速繁衍。另外，夏秋季節(jié)30℃以上日數的增加，導致研究區(qū)域內病蟲害發(fā)生更加頻繁，不僅會加劇紅樹林病蟲害，還會導致紅樹林損毀面積顯著增加。紅樹植物生長速度主要與水的利用有關，而這取決于土壤中水的容量以及土壤的鹽度。在有大量淡水流入且有一定鹽度的環(huán)境中，紅樹植物在適宜的溫度條件下能繁盛生長，因此降水量的變化趨勢，將對紅樹植物的生長范圍產生深刻影響。由于多數紅樹植物為周期性的潮水淹沒，僅在洪水不頻繁且降水很少時，土壤的水容量才成為問題。但是紅樹植物對鹽度的要求有一定的生態(tài)幅度，一些紅樹植物在比較低鹽度下生命力更頑強。如果降水量減少，土壤鹽度增加，紅樹植物將出現組織內鹽水平增加和有效水量減少的問題。組織內鹽水平的增加可能導致單位葉面積的凈同化速率的減小，結果生長減慢。有效水量也能控制生長，表現在蒸騰速率和每單位水分的減少時碳的獲取量的變化。1991—2020年福建泉州灣紅樹林生態(tài)區(qū)降水量的變化趨勢并不顯著，因此理論上可視為對紅樹林生態(tài)區(qū)總體影響較小。

3.2 極端天氣事件對紅樹林的影響

（1）低溫的影響

在全球變暖的大背景下，福建泉州灣紅樹林生態(tài)區(qū)氣候也呈增暖趨勢，然而異常年份冬季也會出現低溫寒凍天氣現象，由此對泉州灣紅樹林生態(tài)區(qū)的影響較為嚴峻。2016年1月泉州灣紅樹林生態(tài)區(qū)維持低溫寒凍天氣現象，且出現結冰，導致區(qū)域內各種紅樹林不同程度受災，無瓣海桑、紅海欖等出現大面積死亡；另外，部分區(qū)域白骨壤也嚴重受災，有30%左右的紅樹葉片枯黃，部分人工造林的無瓣海桑葉片全部落下。部分紅樹林還出現瀕臨死亡甚至死亡現象，由此產生的影響及損失相當嚴峻。盡管大多數紅樹植株在氣溫回暖后均可以長出新葉，但是凍害卻嚴重影響了紅樹植物的開花結果。而且極端低溫凍害還會明顯削弱紅樹植物的繁殖生長能力，使當年結果率大幅下降。

（2）高溫的影響

氣溫升高、干旱天氣多發(fā)及CO2濃度升高，均會影響到紅樹林的生態(tài)結構。紅樹林在生長期間對氣溫的反應極為敏感，一旦出現35 ℃的高溫天氣現象，將會直接影響到紅樹植物根部結構、苗發(fā)育及其光合作用；福建泉州灣紅樹林生態(tài)區(qū)年平均相對濕度高于80%，一旦遭遇高溫少雨引發(fā)的干旱災害，再加上空氣濕度過大，往往會為紅樹林病蟲害滋生與蔓延創(chuàng)造有利條件。另外，CO2濃度增加將會導致紅樹林樹葉營養(yǎng)成分顯著下降，與此同時病蟲生存所需的樹葉量較多，進而導致病蟲害快速蔓延，并使紅樹林損毀面積顯著增加。

紅樹林病蟲害在夏季與秋季發(fā)生頻率較高。溫度與昆蟲的生活世代密切相關，在單位時間之內，當有效積溫越高時，昆蟲完成一個世代所需的時間會越短，因此在這一時間段內繁衍出的世代數就越多。1991—2020年福建泉州灣紅樹林生態(tài)區(qū)病蟲害頻發(fā)，分析病蟲害多發(fā)時間段的氣候條件發(fā)現，嚴重病蟲害多發(fā)生在高溫、干旱等氣象條件下。

（3）大風的影響

大風天氣對紅樹林的危害也不容忽視。尤其是強烈的熱帶氣旋引發(fā)的強大風暴將會嚴重危害紅樹林的群落結構，使紅樹林當中的多樣性指數顯著下降。另外，隨著風暴潮、巨浪等強度與次數的增加，還會沖走紅樹林根系附近的有機物，使其促淤固灘功能顯著下降。

4? ? 結語

本文通過分析1991—2020年福建泉州灣氣候變化特征及其對紅樹林的影響，得出以下幾點結論：

（1）1991—2020年福建泉州灣紅樹林生態(tài)區(qū)的平均氣溫、平均最高氣溫與最低氣溫均呈不同程度的升溫趨勢，以平均最低氣溫的升溫速率最為顯著，為0.477 ℃/10 a，而年平均最高氣溫的升溫趨勢最為平緩，其變化速率為0.294 ℃/10 a。而年平均降水量、平均最高與最低降水量均呈不同程度的下降趨勢，以平均最低降水量的變化速率最為顯著，為-0.21 mm/10 a，年平均最高降水量的變化趨勢最為平緩，其變化速率為-0.153 mm/10 a。

（2）近30年來福建泉州灣紅樹林生態(tài)區(qū)極端天氣事件頻發(fā)，其中主要包括大風、低溫等。由此對紅樹林的影響與危害較為嚴重。氣溫升高往往會為紅樹林木病蟲害順利越冬、擴展等創(chuàng)造有利條件。結冰、凍害將會導致紅樹葉片枯黃，葉片落下，嚴重時還會影響紅樹植物的開花結果。而且極端低溫凍害還會明顯削弱紅樹植物的繁殖生長能力，使當年結果率大幅下降。氣溫升高、干旱天氣多發(fā)及CO2濃度升高，均會影響到紅樹林的生態(tài)結構；高溫將會導致紅樹林病蟲害滋生；大風天氣尤其是強烈的熱帶氣旋引發(fā)的強大風暴將會嚴重危害紅樹林的群落結構，使紅樹林的多樣性指數顯著下降。嚴重時還會沖走紅樹林根系附近的有機物，使其促淤固灘功能顯著下降。

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