1970—2020年呼伦贝尔草原气候变化特征分析

洪海岳

摘要 选取呼伦贝尔草原6个指标站代表呼伦贝尔草原特征，利用1991—2020年的气温观测资料，以气候学标准划分四季，得出呼伦贝尔草原常年四季季长;利用1970—2020年气温、降水量资料，以Mann-Kendall突变检验法和线性趋势估计法分析呼伦贝尔草原气候变化特征。结果表明：（1）呼伦贝尔草原年均气温整体呈现变暖的趋势，在1988年发生突变，20世纪90年代后暖突变更为显著;（2）呼伦贝尔草原年累计降水量在2000年前整体呈现增多的变化趋势，在2000年前后降水量开始减少;（3）现阶段呼伦贝尔草原呈现出气温升高、降水减少的趋势。

关键词 呼伦贝尔草原;气候变化;Mann-Kendall突变检验;气候要素

中图分类号：S812.2 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）12–0084–02

随着温室效应的不断累加，全球气候变暖的形势愈发严峻，极端天气气候事件频发。我国幅员辽阔，不同的地形有着不同的气候特征，对全球变暖的响应程度也有所不同。呼伦贝尔草原就是具有代表性的区域之一。呼伦贝尔草原位于内蒙古东北部，是世界四大草原之一，东部为大兴安岭山脉，西北部为蒙古高原，呼伦贝尔草原为蒙古高平原地形，草原内部河流纵横交错，其气候类型为中温带大陆性草原气候，有着独特的生态系统和气候类型。研究表明，内蒙古地區的年平均降水量在1960—2012年呈下降的趋势，在空间上呈现出由东南向西北逐渐增加的趋势[1-3]。但是，呼伦贝尔草原降水在近20年仍呈现出减少的趋势，由于呼伦贝尔草原从东至西依次为黑钙土、暗栗钙土及栗钙土，土壤表层有机质层厚度逐渐减少，配合降水量的逐年减少，加上受人类活动影响，呼伦贝尔草原阶段性气象干旱频发，草甸草原的退化程度加剧[4]。查阅大量的研究资料可知，对呼伦贝尔草原气候变化特征的研究相对较少，因此，主要选取6个指标站研究呼伦贝尔草原的气温、降水等气象要素的变化特征，进一步了解呼伦贝尔草原的气候变化程度，从而提高相关行业对呼伦贝尔草原气候变化的应对能力。

1 资料与方法

选取新巴尔虎右旗、新巴尔虎左旗、鄂温克族自治旗、满洲里市、陈巴尔虎旗、海拉尔市为指标站代表呼伦贝尔草原，选取各站气温、降水等观测数据。数据来源于呼伦贝尔市气象局。

主要采用Mann-Kendall突变检验方法和线性趋势估计法。Mann-Kendall法是一种非参数统计检验方法，其优点在于不需要样本遵循一定的分布，也不受少数异常值的干扰，更适用于类型变量和顺序变量。通过分析UF值的变化规律来判断相关要素的变化趋势。线性趋势估计法主要将样本变化趋势归为一元线性分布，可以直观地看出样本的长期变化趋势。

2 呼伦贝尔草原气候特征

2.1 呼伦贝尔草原常年季节分布和气候变化趋势

参考《内蒙古自治区地方标准气候季节划分》，利用各站1991年1月—2020年1月3个年代的日平均气温资料，统计处理为365 d（其中2月不考虑闰年）日平均气温的常年值，以气候季节划分标准统计各站四季季长。统计得出呼伦贝尔草原春季约为60 d，夏季约为51 d，为四季日数最少季节，秋季约为57 d，冬季约为197 d，占全年半数以上。由此可见，呼伦贝尔草原虽冬长夏短但依旧四季分明。通过对各指标站1970—2020年1月的日平均气温统计处理，得出各指标站的年平均气温在0℃上下，新巴尔虎右旗年平均气温最高为1.48℃，呼伦贝尔草原年平均气温由西南向东北逐渐减少。从年平均气温线性变化趋势来看，呼伦贝尔草原所有指标站一元线性回归系数均为正值，表示在1970—2020年间，呼伦贝尔草原呈现变暖的整体变化趋势。其中，东北部指标站（鄂温克族自治旗、陈巴尔虎旗）回归系数值相对于其他区域较大，表现为呼伦贝尔草原北部变暖升温的趋势相对呼伦贝尔草原南部区域更为显著。

2.2 呼伦贝尔草原气候突变特征分析

利用Mann-Kendall方法对呼伦贝尔草原各指标站年平均气温、年累计降水量进行突变检验。年平均气温的M-K突变检验如图1所示，各指标站的UF统计量均为震荡上升趋势，除图1d的满洲里市外，各指标站M-K突变检验51年UF值均在0线以上，表示各指标站的年均气温都处于升温的状态，甚至在20世纪90年代各指标站UF曲线超过0.001显著性水平（U0.001=±2.56），表示呼伦贝尔草原在90年代后变暖增温的状态更加显著。图1a为新巴尔虎右旗年平均气温M-K突变曲线，UF与UB曲线的交点在1988年，且交点在临界线之间（U0.05=±1.96），表明1988年即是该指标站突变开始的年份。图1d为满洲里市M-K突变检验曲线，1976—1989年间UF曲线处于0线以下，表示在这个时间范围内，满洲里市有变冷的趋势，在1989年后逐渐变暖，至20世纪90年代初期这种暖突变开始显著。纵观图1a—图1f，呼伦贝尔草原气温整体呈现明显变暖的趋势，各指标站的UF与UB曲线的交点均在1988年前后，进一步明确1988年为气温发生突变的年份，在20世纪90年代后这种暖突变开始更加显著。

年累计降水量的M-K突变检验如图2所示，图2a为新巴尔虎右旗年累积降水量M-K突变检验分布图，新巴尔虎右旗在2004年之前一直表现为年累积降水量增多的变化趋势，2004年之后表现为减少的变化趋势，2002年存在UF与UB曲线的交点，表示该年份累计降水量发生突变。图2c、图2e、图2f变化趋势与图2a十分类似，均为20世纪70年代初期各站年累计降水量有变少的趋势，至2002年前后，各站年累计降水量开始呈现减少的变化趋势。图2b新巴尔虎左旗年累计降水量M-K突变曲线周期震荡明显，表现为年累计降水量的年际变化更多一些。图2d为满洲里市年累积降水量M-K突变检验分布图，可以看出满洲里市1970—1982年年累计降水量有减少趋势，1982—1999年年累计降水量呈现增多的趋势，1999—2019年满洲里市年累计降水量呈现减少的趋势，且在2010—2012年这种年累积降水量减少的趋势十分显著。结合各指标站整体来看，呼伦贝尔草原在20世纪70年代—21世纪00年代，降水量呈现增多的趋势，在21世纪00年代后呼伦贝尔草原降水量开始减少。

3 小結与思考

呼伦贝尔草原年均气温整体呈现变暖的趋势，在1988年发生突变，在20世纪90年代后这种暖突变开始变得更为显著。呼伦贝尔草原年累计降水量整体呈现先增多、后减少的变化趋势，上述趋势的转折点在2000年前后。现阶段，呼伦贝尔草原呈现出气温升高、降水减少的发展趋势，这样的消极发展趋势使呼伦贝尔草原阶段性气象干旱频发，对生态系统多样性和水土保持十分不利。由于植被覆盖类型的不同，地表反照率等因子差异较大，会导致气候类型的不同，因此，针对呼伦贝尔草原周围不同地形区域的气候变化程度还有待进一步研究。

参考文献

[1] 庞波，毛文书，张禄英.近50年内蒙古夏季降水气候特征分析[J].成都信息工程大学学报，2019，34（4）：428-434.

[2] 任志艳，延军平，王鹏涛.1960—2012年内蒙古降水集中度和降水集中期时空变化[J]. 中国沙漠，2016，36（3）：760-766.

[3] 王璐璐，延军平，王鹏涛，等.海河流域不同等级降水时空变化特征及其影响[J].资源科学，2015，37（4）：690-699.

[4] 魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术[M].北京：气象出版社，1999.

责任编辑：黄艳飞

Analysis of Characteristics of Climate Change in Hulun Buir Grassland During 1970—2020

HONG Hai-yue （Chenbarhu Banner Meteorological Bureau， Chenbarhu Banner， Inner Mongolia 021599）

Abstract Taking six index stations of Hulun Buir Grassland as the characteristics， the days of the four seasons in Hulun Buir Grassland were obtained according to climatological standards by temperature observation data from 1991 to 2020. Based on the temperature and precipitation data from 1970 to 2020， the climate change characteristics of Hulun Buir Grassland were analyzed by Mann-Kendall catastrophe test and linear trend estimation method. The results showed that （1） The average annual temperature of Hulun Buir Grassland had a warming trend as a whole with a sudden change in 1988. What’s more， it began to become more significant after 1990s. （2） The annual accumulative precipitation of Hulun Buir Grassland showed an increasing trend before 2000， and began to decrease around 2000. （3） At present， the Hulun Buir Grassland has the development trend of rising temperature and decreasing precipitation.

Key words Hulun Buir grassland; Climate change; Mann-Kendall test; Climate elements