格尔木牧区牧事活动气象服务指标研究

雷玉红，许学莲，李春晖，王发科，颜亮东，哈金龙

（1.青海省格尔木市气象局，青海 格尔木 816099；2.青海省气象科学研究所，西宁 810001；3.青海省防灾减灾重点实验室，西宁 810001）

青海省地处青藏高原，是中国几大牧区之一，畜牧业一直是青海省国民经济的重要组成部分。格尔木属高原大陆性气候，太阳辐射强烈，日照丰富，有利家畜维持畜体热量平衡，加之昼夜温差大，显示出高原气候特点下发展畜牧业生产的优越性。格尔木牧区目前畜牧业尚处于“靠天养畜”的状况，牲畜一年四季均以采食天然牧草为生。目前，国内有关气候条件与牧事活动之间指标的研究较少，而研究者主要研究了气候条件对屠宰期、转场期、产毛、抓绒期的影响［1-6］，结合气象资料进行研究分析，得到以草食为主的畜牧业在自然条件下生产应遵循的气候规律。

根据格尔木的气候条件合理安排各种牧事活动，不仅能充分利用气候资源与草场资源，还能使畜牧业生产获得更多的优质产品。因此，为了满足牧业气象服务的需求，需要对各牧事活动指标进行研究，可以为进一步开展精细化的牧事活动研究提供前期理论和实践支持，为合理利用草场资源、气候资源和牧业灾害预警提供科学依据。

1 资料与方法

选取沱沱河气象站、小灶火气象站及格尔木市气象台2000—2019年气象资料；沱沱河气象站2005—2020年观测的牧草发育期资料以及格尔木2000—2013年草本植物物候期资料，结合调查的牧事活动出现时段，应用数理统计方法进行相关分析，确定出牧事活动相关气象指标。资料整理、统计计算、图表制作均使用Microsoft Excel 2010软件完成。

2 牧事活动气象指标及相应时间段确立

2.1 格尔木牧区牧草返青期气象指标分析

根据牧草地上生物量积累、牧草生长发育的生理特点，牧草生长与温度的变化具有很大的相关性。当日平均气温稳定通过≥0℃时，牧草开始萌动发芽进入营养生长；当日均气温≥3℃时，牧草返青，地上开始有生物量形成［6］。

2.1.1 唐古拉牧区返青期气象指标及时段分析从图1中可以看出，近20年来，唐古拉地区牧草返青期在5月下旬至6月上旬，历年平均返青期为6月3日，最早与最晚出现时间相差20 d；可以明显看出，以2012年为分界点，前期返青期偏晚，后期偏早，提前趋势明显，通过0.01显著性水平检验。通过对沱沱河气象站2000—2019年日平均气温稳定通过3℃资料分析，历年稳定通过3℃初日平均日期为6月3日［7］，其最早出现在2012年的5月18日，而最晚出现在2014年的6月16日，其余时间在5月下旬至6月上旬，由此可把日平均气温≥3℃的初日作为唐古拉牧区牧草返青期的始期。

图1 沱沱河2005—2020年牧草返青期

2.1.2 盆区牧区返青期气象指标及时段分析盆区牧区包含乌图美仁乡及郭勒木德镇等地，因未观测牧草发育期，故以格尔木市气象台观测的草本植物芦苇其萌芽期作为牧草返青期的参考。分析2000—2013年该地区芦苇萌芽期（图2），其萌芽出现时间平均为4月5日，最早与最晚出现日期相差20 d。从趋势变化来看，萌芽期是递减的，递减率为每10年9.077 d，也就是说萌芽期提前趋势明显，通过了0.01显著性水平检验。

图2 芦苇萌芽期出现日期

分析格尔木盆区（格尔木市气象台和小灶火气象站资料，下同）2000—2019年稳定通过5℃资料分析，历年稳定通过5℃平均日期为4月11日［7］，其最早稳定通过是在2007年的3月28日，最晚稳定通过是在2010年的4月23日，其余时间均在4月上中旬，由此可把日平均气温≥5℃的初日作为盆区牧草返青期的始期。

2.2 转场放牧与气候关系预报指标及起止时间分析

畜牧转场放牧的必要条件是可食饱青草，此期是牧草进行光合作用、制造有机物质、形成初级生产量的时期，在畜牧业上具有重要意义。沱沱河、五道梁属于高寒草甸草场［8］，以莎草科牧草为主；小灶火、格尔木属于荒漠草原，以荒漠草为主。对于转场而言，与牧草的返青和黄枯息息相关，为预报转场的适宜时间，可以先确定牧草的返青、黄枯时间，再选择合适的气象因子，最后结合牧草的生长发育特性确定转场适宜时间。

2.2.1 唐古拉牧区夏秋季转场气象条件指标及相应时段分析当日平均气温稳定通过3℃时牧草开始返青，地上虽有生物量形成，但量值较小，牲畜采食仍有困难；过7˜10 d，日平均气温稳定通过5℃时地上生物量才增加明显，家畜也可啃食地上青草［6］。到达返青期以后，牧草草层高度≥5 cm时家畜可进行正常采食放牧，即可考虑转场。通过对沱沱河气象站2000—2019年稳定通过5℃（图3）初日资料分析，历年稳定通过5℃初日平均日期为6月17日，其最早稳定通过5℃初日日期出现在2000年的6月3日，而最晚稳定通过出现在2001年的6月30日，其余时间均在6月中下旬，由此可见，唐古拉地区牧草返青以后10˜15 d牧草生长高度可达到家畜采食的标准。考虑到唐古拉地区牧草长势，其夏季转场时间确定为日平均气温稳定通过5℃初日后10˜20 d为宜，即6月下旬和7月上旬是唐古拉地区夏季转场最佳时间。

图3 沱沱河站历年稳定通过5℃初日

图4为沱沱河站2005—2020年牧草黄枯期变化。从图4中可以看出，近20年来唐古拉地区牧草黄枯期平均日期为9月15日，最早出现在2013年的9月8日，最晚出现在2020年的9月28日，其余时间均在9月中下旬。从变化趋势来看，其牧草黄枯期呈递减趋势，也就是黄枯期表现出微弱的偏早趋势，但未通过0.05显著性水平。

图4 沱沱河2005—2020年牧草黄枯期

秋季随气温降低，日平均气温≥5℃结束时，唐古拉地区牧草逐渐枯黄［9］，有降水的早晨常伴有积雪存在，家畜膘情在稳定中略下降，这时应及时迁出夏季草场，进入秋季草场。从图5可以看出，沱沱河站历年稳定通过5℃终日平均日期为9月5日，最早出现在2015年的8月17日，最晚出现在2009年的9月19日，其他日期在9月上中旬，与牧草枯黄期出现的时间基本稳合，故将日平均气温稳定通过5℃终日作为唐古拉牧区秋季牧场转场的指标，即秋季转场最佳时段为9月上中旬。

图5 沱沱河站历年稳定通过5℃终日

2.2.2 盆区牧区夏秋季转场气象条件指标及相应时段分析以到达返青期以后牧草草层高度≥5 cm时家畜可进行正常采食放牧为准，其与草本植物物候期展叶期时间段基本吻合。分析2000—2013年格尔木芦苇（图6）展叶盛期资料，展叶盛期最早出现时间为2007年的4月24日，最晚出现时间为2010年的5月13日，平均日期为5月8日。以2008年为节点，之前展叶盛期出现时间段在4月下旬，2008年之后均在5月上中旬，前期偏早，后期偏晚，展叶期推迟明显，通过了0.05显著水平。

图6 格尔木盆区历年芦苇展叶盛期

分析格尔木盆区历年稳定通过10℃初日资料（图7），其最早稳定通过10℃初日为2011—2012年的4月25日，最晚稳定通过10℃初日为2002年的5月25日，两者相差1个月，平均日期为5月11日，呈递减趋势，即稳定通过10℃初日略提早到达，但未通过信度水平检验。此时段与草本植物展叶盛期出现时段基本吻合，其家畜可以正常采食放牧，但两地牧草长势不一，综合考虑，其盆区夏季转场时间确定为日平均气温稳定通过10℃初日后10˜20 d为宜，即5月下旬和6月上旬是格尔木盆区牧区夏季转场最佳时间。

图7 格尔木盆区历年稳定通过10℃初日

秋季随气温降低，日平均气温≥10℃结束时，牧草逐渐枯黄，此时牧民们应迁出夏季草场，转向秋冬季草场。从格尔木地区历年草本植物芦苇黄枯期出现时间资料分析（图8），其黄枯期出现时间段在9月中下旬，最早出现在2006年9月13日，最晚出现在2009年、2011年的9月30日，平均日期为9月23日。以2008年为节点，之前基本在9月中旬出现，之后均出现在9月下旬，呈递增趋势，递增率为每10年7.8 d，芦苇黄枯期偏晚趋势明显，通过了0.05显著性水平检验。

图8 格尔木地区历年芦苇黄枯期

分析格尔木盆区历年稳定通过10℃终日资料（图9）发现，其稳定通过10℃终日平均日期为9月27日，而最早出现在2018年9月13日，最晚出现在2017年10月4日，平均日期为9月27日，此时段正好处于草本植物黄枯期。故将日平均气温稳定通过10℃终日作为格尔木盆区牧区秋季牧场转场的指标，即秋季转场最佳时段为9月下旬至10月上旬。

图9 格尔木盆区历年稳定通过10℃终日

2.3 剪毛、抓绒与气候关系预报指标及起止时间分析

羊的被毛是适应外界环境的保护层。被毛不但有保温作用，当外界环境温度高于皮肤温度时，又具有隔热作用，以减轻强烈辐射热和高温对机体的影响。所以剪毛、抓绒适时与否，对毛绒的产量、品质和畜体健康影响较大。过早剪毛抓绒，当天气变化时，牲畜的热代谢难以平衡而遭受冻害；过迟则不利于散热，被毛将自行脱落，从而影响毛绒的产量。

目前，对于这方面的研究成果很少，黄德昌等［10］等研究认为剪毛当日应天气晴朗，气温在8˜ 14℃，最低气温必须＞0℃，风力不大于4 m/s；剪毛后1˜2 d一般不出现大风或降水天气过程。当然青海牧区剪毛时间必须因地制宜，结合牲畜的膘情及天气情况进行剪毛工作。

2.3.1 唐古拉地区剪毛、抓绒与气候关系预报指标分析在青藏高原高寒草甸分布区，在7月下旬到8月上旬，较大天气过程发生较少，这是因为在7月下旬到8月上旬太平洋副热带高压西进北上，是全年发生发展最旺盛时期，反气旋环流作用，冷空气活动相对较弱，实际上青藏高原其他地区也多以下沉气流为主，降水相对较少，是预计的一个间歇时期。分析沱沱河站历年稳定通过10℃初日日期（图10），其最早出现在2009年6月17日，最晚出现在2013年8月12日，平均日期为7月24日，同时7、8月是年内温度最高时期，是唐古拉地区最好的季节。

图10 沱沱河站历年稳定通过10℃初日

分析降水及相对湿度变化（图11），其7—8月平均降水量达81.7 mm，而平均相对湿度达66%，唐古拉地区历年平均降水量达293.9 mm，丰富的降水资源对牧草生长有利，但对剪毛、抓绒等牧事活动有一定影响。7—8月是该地区最低气温不会出现0℃以下的月份。分析其日最低气温变化（图11），平均最低气温为3.3℃，历年日最低气温出现在2015年的7月，为0.3℃，其余时间均在1℃以上；分析其风速变化（图11），平均风速为3.1 m/s，7—8月其平均风速未超过4 m/s，这符合黄德昌等［10］认为的剪毛期条件。综合上述分析，将日平均气温稳定通过10℃初日至10 d内作为唐古拉地区剪毛、抓绒的指标，即剪毛、抓绒最佳时段为7月下旬至8月上旬，选择晴好天气进行。

图11 沱沱河站历年7—8月各气象要素变化

2.3.2 格尔木盆区牧区剪毛、抓绒与气候关系指标分析一般情况下，剪毛期应放在气温较高、降水相对较少、后期无较大的天气过程［6］发生时进行为宜，同时要注意后期近10˜15 d内不会出现长久的晴天及暴晒的可能。据分析，格尔木盆区晚霜冻一般出现在5月居多，为了避开冻害对家畜造成伤害，故剪毛、抓绒期宜选择在6月之后进行。分析格尔木盆区稳定通过15℃初日日期（图12），其最早出现日期出现在2005年的5月29日，最晚出现在2003年的7月15日，其余时间均在6月中下旬，平均初日为6月19日，是适合剪毛、抓绒的时段。

图12 格尔木历年稳定通过15℃初日日期

分析盆区历年6—7月各气象要素变化（图13），其日最低气温平均值为5.1℃，格尔木地区最低气温出现在2004年的6月，为0.4℃，其余时间均在1℃以上，而小灶火6月有4次日最低气温在0℃以下，对剪毛及抓绒有一定的影响；分析平均风速变化，平均风速为3.2 m/s，格尔木地区为2.3 m/s，小灶火为4.2 m/s，适宜剪毛期要求的风速；分析平均相对湿度变化，平均相对湿度为36%，相对湿度较小在40%以下，符合相对湿度要求［11］。综合上述分析，故将日平均气温稳定通过15℃初日至10 d内作为格尔木盆区牧区剪毛、抓绒的指标，即剪毛、抓绒最佳时段为6月下旬至7月上旬，选择晴好天气进行。

图13 盆区历年6—7月各气象要素变化

2.4 屠宰期与气候关系预报指标及起止时间分析

赵新全等［12］对2˜7岁的藏系绵羊体重进行跟踪观测发现，在冬瘦之前进行屠宰能获得最大经济效益，但在广大高寒草甸牧区，限于冷冻条件，该时段不能及时屠宰，以致到屠宰时畜体膘情有所下降。

2.4.1 唐古拉地区屠宰期气象预报指标及时间段分析根据赵新全等［12］、李英年［6］研究屠宰期预报为日最低温度稳定在≥0℃结束后进行家畜屠宰最为适宜。分析近20年沱沱河站稳定通过0℃终日变化（图14），其最早出现时间为2000年9月28日，最晚出现在2007年和2017年的10月13日，平均日期为10月5日。从变化趋势来看，呈略递增趋势，稳定通过0℃终日有逐渐推后趋势。本来前期还考虑到有部分地区没有冷冻条件，但是据牧民介绍，近几年随着政府加大对牧业生产的支持力度，大部分牧区已经基本解决冷冻储藏条件。综合上述分析，故将日平均气温稳定通过0℃终日后10˜20 d内作为唐古拉地区屠宰期的指标，即屠宰最佳时段为10月中下旬，选择晴好天气进行。

图14 沱沱河历年稳定通过0℃终日

2.4.2 格尔木盆区牧区屠宰期气象预报指标及时间段分析根据牲畜的生物学生长需求，青海省屠宰期精确预报就是日均气温稳定在≥0℃结束时进行家畜屠宰最为适宜。分析盆区近20年稳定通过0℃终日变化（图15）可以看出，历年稳定通过0℃终日平均日期为11月6日，从变化趋势来看，呈略递增趋势，稳定通过0℃终日有推后趋势。大部分牧业区已有冷冻储藏条件，所以盆区牧区其0℃达到后即可开始进行屠宰。综合上述分析，将日平均气温稳定通过0℃终日至15 d内作为格尔木盆区牧区的屠宰期指标，即屠宰最佳时段为11月上、中、下旬，选择晴好天气进行。

图15 格尔木盆区历年稳定通过0℃终日

2.5 分析牧事活动期间潜在的气象灾害

2.5.1 转场期潜在的气象灾害夏秋季转场达到其相应的界限温度稳定通过初日和终日的要求；夏季转场时家畜可饱食青草，秋季转场时家畜尚未掉膘，这是转场的基本条件；家畜转场时要避开连阴雨或大风等不利天气，特别是唐古拉地区年降水量达到290 mm以上，选择晴好天气转场是关键，避免家畜在转场途中因能量消耗过大而造成家畜疲劳、生病甚至死亡。

2.5.2 剪毛、抓绒期潜在的气象灾害剪毛、抓绒期最忌遇阴雨天气，剪毛、抓绒期其相应界限温度要稳定通过；剪毛抓绒过早，气温偏低，家畜受冷后代谢不平衡，稍有天气变化易受冻害染病，重者将导致死亡。剪毛抓绒过迟，畜体散热减缓，受到太阳辐射照射和高温环境的影响［11］，畜体易患热射病，家畜变得懒惰，食欲下降，影响家畜抓膘生产。

2.5.3 屠宰期潜在的气象灾害屠宰期时最好有冷藏设备，选择畜体膘情最好的时期进行宰杀，以获得最高的肉产量，达到提高经济效益的目的。稳定通过0℃终日时即可进行，后期温度会越来越低，家畜开始掉膘。

2.5.4 产仔期潜在的气象灾害前期没有分析具体的气象指标，但在具备棚圈设施和补饲的条件下，提倡生产冬羔是有利的；没有棚圈设施时，阴雨天气、大风及冻害天气对家畜产仔非常不利，幼畜可能抵御不了外界的气候而夭折。

3 小结

1）日平均气温≥3℃的初日作为唐古拉地区牧草返青期的始期；日平均气温≥5℃的初日作为盆区牧草返青期的始期。

2）唐古拉地区夏季牧场转场时间确定为日平均气温稳定通过5℃初日后10˜20 d为宜；日平均气温稳定通过5℃终日作为唐古拉地区秋季牧场转场的指标。

3）格尔木盆区夏季牧场转场确定为稳定通过10℃初日后10˜20 d为宜；日平均气温稳定通过10℃终日作为盆区牧区秋季牧场转场的指标。

4）日平均气温稳定通过10℃初日至10 d内作为唐古拉地区剪毛、抓绒的指标，日平均气温稳定通过15℃初日至10 d内作为格尔木盆区牧区剪毛、抓绒的指标，选择晴好天气进行。

5）日平均气温稳定通过0℃终日至10˜20 d内作为唐古拉地区屠宰期的指标，日平均气温稳定通过0℃终日至15 d内作为盆区牧区的屠宰期指标，选择晴好天气进行。

6）分析了各种牧事活动潜存的气象灾害，最大限度避免气象灾害对牲畜的影响是保证牧区牧业发展的重要措施。