1961年—2018年蘇尼特草原干旱變化特征及危害

迎 春，艷 萍，閆默茹

(1.錫林郭勒盟氣象局；2.錫林浩特國家氣候觀象臺，內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000)

IPCC聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會第五次評估報告指出氣候變暖是毋庸置疑的事實，世界各地干旱形式日趨嚴重，我國的時空分布格局也發(fā)生了顯著的變化，每年因干旱造成的經(jīng)濟損失遠超其他自然災害所造成的損失[1-3]。干旱是春季或夏季草原植被返青和生長的需水季節(jié)由于天然降水少，土壤和大氣供水不足，導致牧草減產(chǎn)的現(xiàn)象。干旱對草原最明顯的表現(xiàn)在于草原生產(chǎn)力的影響，牧草主要生長期的嚴重干旱缺水直接影響牧草的返青和生長，造成草畜矛盾日益突出，草原生態(tài)環(huán)境不斷惡化。

蘇尼特草原位于內(nèi)蒙古荒漠草原東界,地處我國北方草原帶的典型草原與荒漠草原過渡帶，同時也是內(nèi)蒙古重要的“蘇尼特羊”養(yǎng)羊基地,由于荒漠草原的脆弱性，一旦破壞就難以恢復，同時也影響著畜牧業(yè)的健康發(fā)展[4-6]。因此，筆者基于北方草原干旱指標對蘇尼特草原干旱的變化特征進行分析，了解該地區(qū)干旱變化特征，為該地區(qū)的旱情進行評估、預警以及抗旱救災工作提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 資料來源

根據(jù)蘇尼特草原涉及的范圍，選擇蘇尼特左旗、蘇尼特右旗、二連浩特、朱日和鎮(zhèn)4個氣象站點為區(qū)域代表站點，利用1961年—2018年逐日平均最高氣溫、平均最低氣溫、相對濕度、風速和日照時數(shù)、凈輻射、降水量等氣象數(shù)據(jù)分析蘇尼特草原的干旱特征，數(shù)據(jù)均來自錫林郭勒盟氣象局。

1.2 研究方法

參考中華人民共和國氣象行業(yè)標準《北方草原干旱指標》(QX/T 142-2011)[7-9]，其計算公式為：

W(i)Etm(i)-R(i)-W(i-1)

(1)

Wd(i)=W(i)/W

(2)

式中：W——歷年平均牧草水分虧缺量；W(i)——第i時段牧草水分虧缺量；Etm(i)——第i時段草地蒸散量；R(i)——第i時段降水量；W(i-1)——第i時段初0～50 cm土壤有效水分貯存量；Wd(i)——第i時段相對水分虧缺量；Wi——第i時段歷年平均水分虧缺量。

(3)

式中：n——樣本數(shù)。

表1 荒漠草原相對虧缺量Wd的干旱等級

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱時空分布

2.1.1 春旱分布特征

春季蘇尼特草原重旱發(fā)生頻率較高，嚴重影響牧草返青和生長。蘇尼特草原各地輕旱發(fā)生頻率為17%～26%，其中北部地區(qū)為17%～19%，南部地區(qū)為24%～26%；重旱發(fā)生頻率為22%～29%，其中二連浩特市發(fā)生頻率最高29%；特旱發(fā)生頻率為9%～12%，蘇尼特右旗為最高12%，見表2。

表2 1961年—2018年蘇尼特草原各地春旱發(fā)生頻率 單位：%

2.1.2 夏旱分布特征

夏季重旱發(fā)生頻率較春旱低，但影響嚴重，輕旱發(fā)生頻率較高，占19%～31%，多屬階段性和地域性干旱，發(fā)生頻率最高的地區(qū)是朱日和鎮(zhèn)31%；各地重旱的發(fā)生頻率為14%～21%，其中二連浩特市和蘇尼特右旗為19%～21%，頻率較高；特旱發(fā)生頻率為9%～10%，見表3。

表3 1961年—2018年蘇尼特草原各地夏旱發(fā)生頻率 單位：%

2.2 干旱年代演變分析

2.2.1 春旱年代變化特征

2.2.1.1 春旱發(fā)生范圍年代變化特征。蘇尼特草原1961年—2018年春旱的發(fā)生范圍具有減少趨勢。無春旱的年份為1967年、1975年、1985年、1988年、1992年、1997年、1998年、2000年、2003年、2010年、2012年，其余年份均有區(qū)域性或全草原性春旱。1961年—2018年58年中，發(fā)生大范圍重旱以上春旱(4個站)6次，分別為1966年、1980年、1994年、1996年、2001年、2013年，春旱集中的年份是1994年—2001年的8年中，共發(fā)生重度以上全草原性春旱3次，其余年份為10年一遇重度以上春旱。其中1993年—1996年連續(xù)4年發(fā)生全草原性春旱，如圖1所示。

圖1 蘇尼特草原1961年—2018年春旱發(fā)生范圍

2.2.1.2 蘇尼特左旗春旱年變化特征。蘇尼特左旗1961年—2018年春旱的發(fā)生具有減少趨勢，近58年發(fā)生5次特旱，分別為1962年、1974年、1994年、1996年、2004年，20世紀80年代未發(fā)生特大干旱，其余時段為十年一遇特旱。58年中無旱為29年，其中1975年—1979年連續(xù)5年未發(fā)生春旱，1997年—2000年，2009年—2012年，連續(xù)4年未發(fā)生春旱。其余24年發(fā)生輕旱或重旱，1993年—1996年連續(xù)4年發(fā)生春旱。近十年春旱具有減少趨勢，僅在2013年、2016年、2017年發(fā)生重旱，2018年發(fā)生輕旱，其余6年均無春旱，如圖2所示。

圖2 蘇尼特左旗1961年—2018年春旱變化

2.2.1.3 二連浩特市春旱年變化特征。二連浩特市1961年—2018年春旱的發(fā)生具有減少趨勢，近58年發(fā)生6次特旱，分別為1963年、1969年、1974年、1994年、1996年、2001年，1975年—1993年未發(fā)生特旱。20世紀60年代和1989年—1996年重旱和特旱發(fā)生較多。58年中無旱為24年，其中2009年—2012年，連續(xù)4年未發(fā)生春旱，其余18年發(fā)生輕旱或重旱，1961年—1966年連續(xù)6年發(fā)生春旱，1978年—1981年，1993年—1996年分別連續(xù)4年發(fā)生春旱。近十年春旱具有明顯減少趨勢，僅在2013年、2016年發(fā)生重旱，2017年發(fā)生輕旱，其余7年均無春旱，如圖3所示。

圖3 二連浩特市1961年—2018年春旱變化

2.2.1.4 蘇尼特右旗春旱年變化特征。蘇尼特右旗1961年—2018年春旱的發(fā)生具有減少趨勢，近58年發(fā)生7次特旱，分別為1961年、1963年、1965年、1969年、1972年、1986年、1994年，特旱主要發(fā)生在60年代和70年代初，共發(fā)生5次，基本2年一遇，1975年—2018年未發(fā)生特旱。60年代、70年代末和90年代初，特旱和重旱發(fā)生較多。58年中無旱為21年，其中1997年—2000年，連續(xù)4年未發(fā)生春旱，其余30年發(fā)生輕旱或重旱，1968年—1973年連續(xù)6年發(fā)生春旱，1977年—1981年，2013年—2017年，分別連續(xù)5年發(fā)生春旱。2013年—2018年重旱具有增多趨勢，6年中發(fā)生4次重旱，1次輕旱，如圖4所示。

圖4 蘇尼特右旗1961年—2018年春旱變化

2.2.2 夏旱年代變化特征

2.2.2.1 夏旱發(fā)生范圍年代變化特征。蘇尼特草原1961年—2018年夏旱的發(fā)生范圍略有增多趨勢。無春旱的年份為1967年、1975年、1979年、1991年、1996年、1998年、2003年、2012年，其余年份均有區(qū)域性或全草原性夏旱。1961年—2018年中，發(fā)生全草原性重旱以上夏旱(4個站)5次，分別為1968年、1980年、2005年、2011年、2014年，20世紀80年代和2000年—2018年夏旱發(fā)生頻繁，特別是1980年—1983年，2014年—2017年，每4年中發(fā)生3次全草原性夏旱。2010年—2018年干旱發(fā)生范圍具有明顯增多趨勢，9年中具有5次全草原性夏旱，夏旱發(fā)生頻率較高，如圖5所示。

圖5 蘇尼特草原1961年—2018年夏旱發(fā)生范圍

2.2.2.2 蘇尼特左旗夏旱年代變化特征。蘇尼特左旗1961年—2018年夏旱具有明顯增多趨勢，近58年發(fā)生4次特旱，分別為1980年、2005年、2014年、2017年，70年代和90年代夏旱發(fā)生較少，分別僅發(fā)生4次輕旱。58年中無旱為26年，其余18年發(fā)生輕旱或重旱，1999年—2002年連續(xù)4年發(fā)生夏旱，2013年—2017年連續(xù)5年發(fā)生夏旱。2010年—2018年干旱具有明顯增多趨勢，9年當中發(fā)生7次夏旱，如圖6所示。

圖6 蘇尼特左旗1961年—2018年夏旱變化

2.2.2.3 二連浩特市夏旱年變化特征。二連浩特市1961年—2018年發(fā)生6次特旱，分別為1966年、1980年、1987年、1989年、2001年、2005年，20世紀70年代和90年代未發(fā)生特旱。1984年—1998年夏旱發(fā)生較少，15年當中僅發(fā)生5次夏旱，其中1961年—2018年無旱為23年，其余29發(fā)生輕旱或重旱，1961年—1966年連續(xù)6年發(fā)生夏旱,1980年—1983年連續(xù)4年發(fā)生夏旱。2010年—2018年夏旱具有增多趨勢，9年當中發(fā)生5次重旱，1次輕旱，如圖7所示。

圖7 二連浩特市1961年—2018年夏旱變化

2.2.2.4 蘇尼特右旗夏旱年變化特征。蘇尼特右旗1961年—2018年夏旱的發(fā)生具有增多趨勢，近58年發(fā)生6次特旱，分別為1966年、1980年、1989年、2005年、2007年、2011年，20世紀90年代未發(fā)生特旱，2005年—2011共發(fā)生3次特旱，基本3年一遇，2000年—2018年，特旱和重旱發(fā)生較多。58年中無旱為29年，主要集中在90年代，其中1990年—1993年連續(xù)4年未發(fā)生夏旱，1996年—2000年連續(xù)5年未發(fā)生夏旱，其余23年發(fā)生輕旱或重旱，1970年—1974年,1980年—1983年，分別連續(xù)4年發(fā)生夏旱。2009年—2018年夏旱具有增多趨勢，10年中發(fā)生1次特旱，5次重旱，1次輕旱，如圖8所示。

圖8 蘇尼特右旗1961年—2018年夏旱年代變化

3 干旱的危害

干旱對草原植被生產(chǎn)危害極為嚴重，對牧草來說，蘇尼特草原光、熱條件較好，且比較穩(wěn)定，基本能滿足牧草生長需要。對牧草生長有影響的不穩(wěn)定因子主要是生長季降水，春季降水少，返青牧草得不到及時的水分補充，往往減緩了牧草的長勢。遇有春旱年份，牧草返青后常會凋萎、黃枯，嚴重時甚至枯死，造成植被蓋度降低。夏季是牧草生長最需水分的季節(jié)，夏季降水是影響牧草產(chǎn)量的最主要因素。夏季干旱常造成牧草減產(chǎn)，嚴重時草籽不能成熟，冬季干草量低，牲畜采食困難。春夏連旱常造成牧草產(chǎn)量極低，牲畜膘情差，冬季抗災能力低。

4 結(jié)論

①蘇尼特草原春季發(fā)生重旱的頻率較高，重旱發(fā)生頻率為22%～29%，其中二連浩特市發(fā)生頻率最高。②蘇尼特草原夏季發(fā)生輕旱、重旱、特旱的頻率在逐級下降，輕旱占19%～31%，多屬階段性和地域性干旱，發(fā)生頻率最高的地區(qū)是朱日和鎮(zhèn)。重旱發(fā)生頻率較春旱低，但影響嚴重。③從春旱發(fā)生范圍年際變化方面，蘇尼特草原春旱的發(fā)生范圍具有減少趨勢。20世紀60年代、80年代和2013年至今春旱發(fā)生較多，主要以輕旱為主。夏旱的發(fā)生范圍略有減少趨勢。以大范圍的輕旱或重旱發(fā)生頻率較多。