北塔山牧场气候资源变化及其对牧草生长的影响*

2016-02-20 11:01田喜凤
新疆农垦科技 2016年12期
关键词:气候资源塔山积温

田喜凤

(昌吉州气象局,新疆 昌吉 831100)

北塔山牧场气候资源变化及其对牧草生长的影响*

田喜凤

(昌吉州气象局,新疆 昌吉 831100)

本文根据北塔山气象站近45年的气象资料,选用日照时数、气温、积温、降水量等几个要素,对北塔山牧场的气候资源进行了分析,初步探讨了气候资源变化对该地区牧草生长的影响,进而有针对性的为牧业生产做好气象服务。

北塔山牧场;气候资源;牧草;影响

新疆地处亚欧大陆腹地,远离海洋且被群山环绕,是著名的干旱与半干旱地区,生态环境极其脆弱。近50年来,新疆气候变暖、降水增多的趋势明显。胡汝骥等[1-4]指出,20世纪80年代中期以来,新疆出现了气候由暖干向暖湿转变的记录。新疆近50年来气温呈上升趋势,北疆变暖幅度大于南疆,而且变暖主要在冬季[5-6]。有数据表明,新疆降水自20世纪50年代中期至70年代末呈缓慢下降趋势,其后转为上升趋势,尤其是1987年以后上升幅度十分明显[7-8];也有研究表明,新疆的降水量在20世纪60~70年代为减少阶段,进入20世纪80年代后转为增加的转型时期,20世纪90年代是逐年增加时期[9]。在全球和新疆气候变暖的背景下,新疆极端天气、气候事件频发,防灾减灾形势更为严峻,大部分冰川退缩,并呈加速减退的趋势;但因气候变暖的同时降水增多,河流径流量呈增加趋势,生态环境随之有所恢复与改善,对于农牧业的生产,也带来很多影响,北塔山牧场的牧业生产也不例外,对其进行气候资源的分析,积极为牧业生产提供有效的气象服务是必要的工作。

1 地理情况

北塔山牧场始建于1952年,原名新疆军区八一牧场,1954年新疆生产建设兵团成立后,更名为北塔山牧场,隶属新疆生产建设兵团第六师。北塔山牧场地处准噶尔盆地东缘,位于北纬44°59′20″~45°33′20″,东经90°16′45″~91°11′48″,境内山恋迭起,地势高峻,沟壑相间,滩地开阔,地貌复杂多样,海拔1 031~3 287 m,地处边陲要塞,东北与蒙古国接壤,西北与阿勒泰地区青河县相连,南与奇台县五马场乡相邻。南北长约52 km,东西宽约74 km,境内主要河流有卡哈提河、乌龙布拉克河、金西克苏河、大锡别特河、乌拉斯台河等5条河流,年均总径流量约189.2万m3,境内有山泉60多处。因当地的气候情况,农牧业生产主要以牧业为主,也种植少量的粮食作物。土地面积22.53万hm2,天然草场22.4万hm2,土壤类型为灰漠土、棕钙土、黑钙土和草甸土,草地类型为高寒荒漠类和山地草甸类。可利用面积21.73万hm2,对发展牧区绿色畜牧业有着得天独厚的优势。总人口3 387人,牧业人口2 974人,其中哈萨克族占总人口的87.8%。放牧主要靠传统的游牧方式。

2 气候概况

北塔山牧场地处准噶尔盆地东缘的北塔山地区,地处高寒,受大陆性气候因素制约,气候多变,主要表现在:全年日照时间短,热量不足,昼夜温差大,降水量小,蒸发量大,冷季漫长寒冷,暖季短促凉润,全年多风干旱,年均温2.4℃左右。冬季草场,牧草覆盖度40%~50%,年均降水量160.5 mm,无霜期90~143 d。夏季草场,草质较好,牧草覆盖度50%~70%,年均降水量250 mm以上,无霜期60~70 d。山前戈壁地区地势平坦,生长有多种牧草,由于缺水,牧草覆盖率20%~30%,是主要的春秋草场。

3 气候资源变化分析

3.1 光资源

光资源指太阳照射到地面的光能,其多少一般用年日照小时数来衡量,其对牧草生长的影响比较大。1971-2015年,北塔山牧场年平均日照时数为3 051.8 h/a。自20世纪70年代起,年平均日照时数呈逐年代际递减趋势;1971-1980年的年平均日照时数为3 202.7 h,1981-1990年的年平均日照时数为3 124.8 h,1991-2000年的年平均日照时数为3 030.8 h,2001-2015年的年平均日照时数为2 916.6 h。2001-2015年的年平均日照时数比1971-1980年的年平均日照时数减少286.1 h。对统计资料分析表明,自1992年之后,北塔山牧场的年均日照时数只有1995年、1997年和2012年高于3 100 h/a,其它年份都相对偏低,波动幅度也明显下降。近45年,北塔山牧场的年日照时数总体呈下降趋势,平均减幅为78.8 h/10 a。

3.2 温热资源

温热资源是最核心的气候资源之一,温热资源对牧草生长的影响比降水和光照的影响大。温热资源包括温度和热量资源,本文在这里对温度的测算用年平均温度,热量用高于0℃的年积温。

3.2.1 温度变化

北塔山牧场1971-1980年的年平均气温为2.49℃,1981-1990年的年平均气温为2.63℃,1991-2000年的年平均气温为3.16℃,2001-2015年的年平均气温为3.44℃,呈逐年代际递增趋势。1971-2015年,北塔山牧场45年的平均气温为0.7~4.6℃,呈增温趋势,变化倾向率为0.31℃/10 a。

3.2.2 热量条件(积温)变化

北塔山牧场1971-1980年的平均0℃界限温度积温为2 364.2℃·d,除1981-1990年的平均0℃界限温度积温为2 319.2℃·d,略有下降外,1991-2000年的年平均0℃界限温度积温为246.3.9℃·d,2001-2015年的平均0℃界限温度积温为2 574.2℃·d。北塔山牧场45年来0℃界限温度积温为2 054.1~2 969.0℃·d,平均2 446.3℃·d,呈逐年代际递增趋势,平均增幅79.6℃·d/10 a。

北塔山牧场1971-1980年的平均10℃界限温度积温为1702.1℃·d,1981-1990年的平均10℃界限温度积温为1 707.9℃·d,1991-2000年的年平均10℃界限温度积温为1 850.6℃·d,2001-2010年的平均10℃界限温度积温为1955.6℃·d。10℃界限温度积温为1 242.7~2177.2℃·d,平均1820.9℃·d,呈逐年代际递增趋势,平均增幅74.9℃·d/10a。

3.3 降水量变化

北塔山牧场45年中降水量最低年份为1974年的82.8 mm,最高年份是1984年的286.7 mm。1971-1980年平均降水量159.1 mm,1981-1990年平均降水量185.6 mm,1991-2000年平均降水量180.0 mm,2000-2015年平均降水量194.4 mm。近45年来,北塔山牧场年均降水量为181.4 mm,呈逐年代际递增趋势,平均增幅10.1 mm/10 a。

4 气候变化对牧草生长的影响

研究表明,牧草返青期除决定于温度外,上年(9~10月)和当年春季(3~4月)的降水量对返青期具有明显的影响。如果前一年秋雨多,即使春季旱一些,牧草仍可以正常返青;反之,如果前一年秋雨少,土壤墒情很差,即便春雨接近历年同期平均值,也可能发生春旱,而影响返青[11]。

牧草生长季气象条件,一般情况下牧草丰收之年,生育期降水明显偏多,气温正常或偏高;如果各生育期降水充足,在气温偏低的情况下,牧草也能形成相当的产量。因此,评价牧草生长季气象条件的好坏,主要以降水量为主[11]。

北塔山牧场年降水量小于200 mm,属于干旱或半干旱气候类型,降水总量少而且年际变化大,加之太阳辐射强,蒸发量大,土壤水分满足不了牧草生长发育的需要,供需不协调,因而干旱发生频繁。有春旱、夏旱、春夏连旱3种类型。其中,春旱发生的频率最大,范围也最广。发生春旱的年份,天然草场牧草的正常返青和人工牧草的播种、出苗将受到影响,从而缩短青草期。夏旱发生的频率次之,但造成的危害较严重。夏旱易导致牧草产量降低,品质变劣,尤其是6~7月份降水量的多少与牧草产量高低密切相关。春夏连旱的情况也时有发生,其危害之重超过前两种。春夏连旱几乎使牧草整个生长期处于缺水状态,故可造成牧草大幅度减产[10]。

气候资源分析结果表明,北塔山牧场的光照资源总体呈减少的趋势,平均减幅为83.7h/10a;温热资源呈增加趋势,变化倾向率为0.31℃/10 a,0℃界限温度积温呈逐年代际递增趋势,平均增幅79.6℃·d/10 a,10℃界限温度积温也呈逐年代际递增趋势,平均增幅74.9℃·d/10 a;年均降雨量呈增加趋势,平均增幅10.1 mm/10 a。归纳起来就是,北塔山牧场近45年的气候发生了以光照减少、气温升高、降水增多为主要特征的变化,这样的气候资源是有利于牧草的生长和产量的提高的,进而有利于畜牧业的发展。

5 小结

据IPCC第4次评估报告显示,全球气候变暖已成为不争的事实。气候变暖将导致作物种植制度、品种布局发生变化。并且,据全球气候模式和中国区域气候模式预估,21世纪,随着温室气体浓度的持续增加,我国新疆地区的气候还将继续呈“暖湿化”趋势。气候变化已经并将继续对北塔山牧场牧草的生长产生影响,进而对牧草的结构布局、品种、产量、品质、病虫害等产生复杂而深刻的影响。在此背景下,应根据各气候区内牧草生长发育需要的光、温、水条件,进一步分析北塔山牧场气候资源变化对牧草生长的影响,立足畜牧业生产实际,立足草原生产实际,采取坚决有力、符合自然规律的对策,以草定牧,做好技术服务,建立良性高效的草地生态系统,使北塔山牧场牧业持续良好发展。

[1]胡汝骥,樊自立,王亚俊,等.近50 a新疆气候变化对环境影响的评估[J].干旱区地理,2001,24(2):97-103.

[2]胡汝骥,姜逢清,王亚俊,等.新疆气候由暖干向暖湿转变的信号及影响[J].干旱区地理,2002,25(3):194-200.

[3]胡汝骥,姜逢清,王亚俊.新疆雪冰水资源的环境评估[J].干旱区研究,2003,20(3):187-191.

[4]胡汝骥,马虹,樊自立,等.新疆水资源对气候变化的响应[J].自然资源学报,2002,17(1):22-27.

[5]王健,丁永健,刘时银,等.新疆阿克苏地区近40气候、水文变化特征分析[J].干旱区研究,2005,22(3):336-340.

[6]何清,杨青,李红军.新疆40 a来气温、降水和沙尘天气变化[J].冰川冻土,2003,25(4):423-427.

[7]王娇,任宜勇.新疆降水与环流场演变研究[J].干旱区研究,2005,22(3):326-331.

[8]李新周,刘晓冬,马柱国.近百年来全球主要干旱区的干旱化特征分析[J].干旱区研究,2004,21(2):97-103.

[9]薛燕,韩萍,冯国华.半世纪以来新疆降水和气温的变化趋势[J].干旱区研究,2003,20(2):127-128.

[10]魏旭明.北塔山牧场草地畜牧业发展对策初探[J].草业科学,2007,24(3):97-100.

[11]汪青春.牧草生长发育与气象条件的关系及气候年景的研究[J].中国农业气象,1998,19(3):1-7.

2016-08-31

*本文由自治区科技兴农项目 “北疆地区葡萄安全越冬预警技术及防御措施的推广应用”资助。

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