近50年阿尔山市植物气候生产力与气候变化特征

都瓦拉 代海燕 辛岩

摘要：通过分析阿尔山市近50年年平均气温及年降水量变化，评估该地区植物气候生产力（TSPV）的年代际变化及未来气候变化情景下变化趋势。本文应用 Thornthwaite Memorial 模型，计算植物气候生产力对年均气温和降水量变化的响应情况。研究结果表明：（1）该区增温率为0. 35 ℃ /10a，降水呈弱减趋势，减少率为5.64 mm/10a;（2）近50年阿尔上市TSPV变化緩慢，表现为不显著的增加趋势;（3）“冷湿型”“暖干型”气候类型都出现TSPV正负距平现象，说明气温和降水不是该地区植物气候生产力变化的唯一限制因子;（4）TSPV增减与年平均气温和降水变化同步，其中降水变化对TSPV的影响大于气温变化的影响。

关键词：气温;降水量;气候生产力;阿尔山市

中古分类号：X16 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）11-0-02

Abstract： Through the analysis of Alshancity nearly 50 years average temperatures and Annual precipitation change，evaluate the climate productivity of Alshan cityinterannual and interdecadal change and the future climate change scenarios trend. The paper using Thornthwaite Memorial model Calculation the climate productivity change response to annual temperature and rainfall changes. The result indicated that The rate of warming of Alshan was 0. 35 ℃ / 10 a， rainfall is weak decreasing trend， decrement rate was5.64 mm/10a; the TSPV of Alshan changes slowly， appear weak increase trend in The last 50 years; “Cold- wet” and “warm-dry” climate TSPV all appear positive and negative anomaly phenomenon， the result show that the temperature and precipitation is not the only limit factor to Alshan TSPV change; the TSPV increase or decrease synchronization with the temperature and precipitation change， the precipitation change influence TSPV value changes greater than the temperature effects.

Key words ： Temperature;Precipitation;Phytoclimate productivity; Alshan

阿尔山市位于兴安盟西北部，其坐标为119°28～121°23E， 46°39～47°39N，是全国纬度最高的城市之一。由于近年来阿尔山市GDP快速增长，人口增长，资源耗费增大，引起很多环境问题。因此，以科学的方法分析评价阿尔山市植物气候生产力，对阿尔山未来的建设具有重要意义。本文根据阿尔山市区气象台1961-2010年的历史数据，利用 ThornthwaiteMemoriai[2-7]气候生产力模型，分析阿尔山市近50年平均气温、降水量及植物气候生产力的年际和年代际变化特征等，开展生态环境评价业务，为保护和改善该区生态环境提供服务。

1 资料和分析方法

1.1 资料来源

本文选取的数据是阿尔山1961—2010年间的年平均气温、降水量。 多年平均值采用1961—2010年平均。

1.2 植物气候生产力TSPV的计算

植物气候生产力（ TSPV）是单独考虑气候因素对植物产量影响的一个指数，是指在其他因子处于最佳状态时，单位面积单位时间由气候因素所决定的植物产量。有很多方法用以计算植物气候生产力，本文利用了大多数学者的研究 Lieth方法[7-15]，其原因是该方法所涉及的资料易于获取，且可以清楚说明气候变化的影响。 利用著名的 ThornthwaiteMemoriai模型：

2 分析结果

2.1 气候变化特征

暖而干是近年阿尔山的气候主要特征之一。由于全球变暖，阿尔山市气温有增高趋势，增温率为0.35 ℃ /10a。1990—2000年增温率达0.77℃/10 a，1998年，平均温度创历史最高，达-1.1℃，较多年平均值偏高1.56℃。近50年年平均降水变化为：前20年（1961—1980）降水接近平均，中间20年（1981—2000）降水较多，2001—2010这10年降水较少，分别比多年平均偏少12.86 mm/10 a、偏多39.32 mm/10 a、偏少52.91 mm/10 a。降水呈现减少趋势，减少率为0.56 mm/10a。

2.2 TSPV的年际变化特征

1960—2010年，阿尔山市植物气候生产力表现为不明显的增加趋势。1961年TSPV最低，为3980 kg/hm2，偏少于多年平均值18.91;1995年TSPV最高，达6052.47kg/hm2，较多年平均值偏多23.3。从滑动平均曲线看，20世纪80年代为降低期，90年代为上升期，近10年阿尔山地区 TSPV值（5051.46 kg/ hm2）略高于多年平均值4908.6 kg/ hm2，呈缓慢上升的趋势。

2.3 TSPV的年代际变化特征

TSPV的年代际变化（图2）：1960—1970年间，阿尔山市气候属于“冷干型”，降水量与常年接近，TSPV为低于历年均值;1970—1980年，也为“冷干型”，无论气温、降水，都接近常年值，TSPV值较历年均值低;1980—1990年，气温和降水严重偏高于常年，TSPV值同样偏高于常年值; 1990—2000年，年均气温、年均降水量和 TSPV值都为高于历年，暖湿型气候使 TSPV达到历10年最大值， 增幅为0.53（ kg/ hm2）·/10 a。2000—2010年，年平均气温显著增加，年降水低于历年，植物生产力高于历年值，增幅为0.29（ kg/ hm2）·/10 a。“冷干型”气候，TSPV呈负距平;“暖湿型”则TSPV呈正距平。

2.4 气候情景预测对TSPV的影响

若年降水量不变时，年平均气温变化增减1℃，TSPV值变化为增减9.2;气温变化增减2℃，TSPV值变化﹣18.6和18.3（kg/ hm2）。若年平均气温保持不变，年降水量变化增减10mm和增减20mm时，TSPV变化为﹣50、47.2、﹣103.5和91（kg/ hm2）。由此，TSPV的变化趋势与年平均气温和降水变化变化趋势保持一致。

综合分析温度、降水对TSPV的影响：若年平均气温±1℃或±2℃，年降水量±10mm或±20mm ，气候类型为“暖湿型”和“冷湿型”，植物气候生产力（TSPV 值）呈增加趋势，气候类型为“冷干型”和“暖干型”，植物气候生产力（TSPV值）表现为减少趋势。降水变化对TSPV的影响大于气温变化对TSPV的影响。

3 结论

（1）近50年阿尔山市气温增温明显，增温率为0.36℃/10a，从整体看，降水减少，减少率为2.91 mm/10 a。（2）近50年阿尔山市TSPV的变化趋势是缓慢增加。近10年阿尔山地区TSPV值（5051.94kg/hm2）略高于多年平均值（4908.60 kg/hm2），缓慢上升。（3）阿尔山地区 20世纪60年代气候属于“冷干型”，TSPV降低;70年代同为“冷干型”，TSPV值降低;80年代为“冷湿型”，TSPV值接近常年;90年代 TSPV最大值，增幅为0.53（kg/hm2）/10a。20世纪初十年，年平均气温增加明显，年降水量降低，植物生产力增加，增幅为0.29（kg/hm2）/10a。（4）植物生产力增减与降水或温度变化趋势相同，降水变化对植物生产力的影响较大。

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收稿日期：2019-08-05

基金项目：1.国家自然基金项目，中蒙边境高火险区的森林草原火时空演变机制及蔓延趋势预测模型研究（41761101）;2.内蒙古科技厅科技计划项目《基于3S技术的蒙古高原多尺度草原火灾风险综合评价技术研究》（201502113）

作者简介：都瓦拉（1978-），女，蒙古族，博士，研究方向为生态及应用气象。