1961年—2018年苏尼特草原干旱变化特征及危害

迎 春，艳 萍，闫默茹

(1.锡林郭勒盟气象局；2.锡林浩特国家气候观象台，内蒙古 锡林浩特 026000)

IPCC联合国政府间气候变化专门委员会第五次评估报告指出气候变暖是毋庸置疑的事实，世界各地干旱形式日趋严重，我国的时空分布格局也发生了显著的变化，每年因干旱造成的经济损失远超其他自然灾害所造成的损失[1-3]。干旱是春季或夏季草原植被返青和生长的需水季节由于天然降水少，土壤和大气供水不足，导致牧草减产的现象。干旱对草原最明显的表现在于草原生产力的影响，牧草主要生长期的严重干旱缺水直接影响牧草的返青和生长，造成草畜矛盾日益突出，草原生态环境不断恶化。

苏尼特草原位于内蒙古荒漠草原东界,地处我国北方草原带的典型草原与荒漠草原过渡带，同时也是内蒙古重要的“苏尼特羊”养羊基地,由于荒漠草原的脆弱性，一旦破坏就难以恢复，同时也影响着畜牧业的健康发展[4-6]。因此，笔者基于北方草原干旱指标对苏尼特草原干旱的变化特征进行分析，了解该地区干旱变化特征，为该地区的旱情进行评估、预警以及抗旱救灾工作提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 资料来源

根据苏尼特草原涉及的范围，选择苏尼特左旗、苏尼特右旗、二连浩特、朱日和镇4个气象站点为区域代表站点，利用1961年—2018年逐日平均最高气温、平均最低气温、相对湿度、风速和日照时数、净辐射、降水量等气象数据分析苏尼特草原的干旱特征，数据均来自锡林郭勒盟气象局。

1.2 研究方法

参考中华人民共和国气象行业标准《北方草原干旱指标》(QX/T 142-2011)[7-9]，其计算公式为：

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

(1)

Wd(i)=W(i)/W

(2)

式中：W——历年平均牧草水分亏缺量；W(i)——第i时段牧草水分亏缺量；Etm(i)——第i时段草地蒸散量；R(i)——第i时段降水量；W(i-1)——第i时段初0～50 cm土壤有效水分贮存量；Wd(i)——第i时段相对水分亏缺量；Wi——第i时段历年平均水分亏缺量。

(3)

式中：n——样本数。

表1 荒漠草原相对亏缺量Wd的干旱等级

2 结果与分析

2.1 干旱时空分布

2.1.1 春旱分布特征

春季苏尼特草原重旱发生频率较高，严重影响牧草返青和生长。苏尼特草原各地轻旱发生频率为17%～26%，其中北部地区为17%～19%，南部地区为24%～26%；重旱发生频率为22%～29%，其中二连浩特市发生频率最高29%；特旱发生频率为9%～12%，苏尼特右旗为最高12%，见表2。

表2 1961年—2018年苏尼特草原各地春旱发生频率 单位：%

2.1.2 夏旱分布特征

夏季重旱发生频率较春旱低，但影响严重，轻旱发生频率较高，占19%～31%，多属阶段性和地域性干旱，发生频率最高的地区是朱日和镇31%；各地重旱的发生频率为14%～21%，其中二连浩特市和苏尼特右旗为19%～21%，频率较高；特旱发生频率为9%～10%，见表3。

表3 1961年—2018年苏尼特草原各地夏旱发生频率 单位：%

2.2 干旱年代演变分析

2.2.1 春旱年代变化特征

2.2.1.1 春旱发生范围年代变化特征。苏尼特草原1961年—2018年春旱的发生范围具有减少趋势。无春旱的年份为1967年、1975年、1985年、1988年、1992年、1997年、1998年、2000年、2003年、2010年、2012年，其余年份均有区域性或全草原性春旱。1961年—2018年58年中，发生大范围重旱以上春旱(4个站)6次，分别为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，共发生重度以上全草原性春旱3次，其余年份为10年一遇重度以上春旱。其中1993年—1996年连续4年发生全草原性春旱，如图1所示。

图1 苏尼特草原1961年—2018年春旱发生范围

2.2.1.2 苏尼特左旗春旱年变化特征。苏尼特左旗1961年—2018年春旱的发生具有减少趋势，近58年发生5次特旱，分别为1962年、1974年、1994年、1996年、2004年，20世纪80年代未发生特大干旱，其余时段为十年一遇特旱。58年中无旱为29年，其中1975年—1979年连续5年未发生春旱，1997年—2000年，2009年—2012年，连续4年未发生春旱。其余24年发生轻旱或重旱，1993年—1996年连续4年发生春旱。近十年春旱具有减少趋势，仅在2013年、2016年、2017年发生重旱，2018年发生轻旱，其余6年均无春旱，如图2所示。

图2 苏尼特左旗1961年—2018年春旱变化

2.2.1.3 二连浩特市春旱年变化特征。二连浩特市1961年—2018年春旱的发生具有减少趋势，近58年发生6次特旱，分别为1963年、1969年、1974年、1994年、1996年、2001年，1975年—1993年未发生特旱。20世纪60年代和1989年—1996年重旱和特旱发生较多。58年中无旱为24年，其中2009年—2012年，连续4年未发生春旱，其余18年发生轻旱或重旱，1961年—1966年连续6年发生春旱，1978年—1981年，1993年—1996年分别连续4年发生春旱。近十年春旱具有明显减少趋势，仅在2013年、2016年发生重旱，2017年发生轻旱，其余7年均无春旱，如图3所示。

图3 二连浩特市1961年—2018年春旱变化

2.2.1.4 苏尼特右旗春旱年变化特征。苏尼特右旗1961年—2018年春旱的发生具有减少趋势，近58年发生7次特旱，分别为1961年、1963年、1965年、1969年、1972年、1986年、1994年，特旱主要发生在60年代和70年代初，共发生5次，基本2年一遇，1975年—2018年未发生特旱。60年代、70年代末和90年代初，特旱和重旱发生较多。58年中无旱为21年，其中1997年—2000年，连续4年未发生春旱，其余30年发生轻旱或重旱，1968年—1973年连续6年发生春旱，1977年—1981年，2013年—2017年，分别连续5年发生春旱。2013年—2018年重旱具有增多趋势，6年中发生4次重旱，1次轻旱，如图4所示。

图4 苏尼特右旗1961年—2018年春旱变化

2.2.2 夏旱年代变化特征

2.2.2.1 夏旱发生范围年代变化特征。苏尼特草原1961年—2018年夏旱的发生范围略有增多趋势。无春旱的年份为1967年、1975年、1979年、1991年、1996年、1998年、2003年、2012年，其余年份均有区域性或全草原性夏旱。1961年—2018年中，发生全草原性重旱以上夏旱(4个站)5次，分别为1968年、1980年、2005年、2011年、2014年，20世纪80年代和2000年—2018年夏旱发生频繁，特别是1980年—1983年，2014年—2017年，每4年中发生3次全草原性夏旱。2010年—2018年干旱发生范围具有明显增多趋势，9年中具有5次全草原性夏旱，夏旱发生频率较高，如图5所示。

图5 苏尼特草原1961年—2018年夏旱发生范围

2.2.2.2 苏尼特左旗夏旱年代变化特征。苏尼特左旗1961年—2018年夏旱具有明显增多趋势，近58年发生4次特旱，分别为1980年、2005年、2014年、2017年，70年代和90年代夏旱发生较少，分别仅发生4次轻旱。58年中无旱为26年，其余18年发生轻旱或重旱，1999年—2002年连续4年发生夏旱，2013年—2017年连续5年发生夏旱。2010年—2018年干旱具有明显增多趋势，9年当中发生7次夏旱，如图6所示。

图6 苏尼特左旗1961年—2018年夏旱变化

2.2.2.3 二连浩特市夏旱年变化特征。二连浩特市1961年—2018年发生6次特旱，分别为1966年、1980年、1987年、1989年、2001年、2005年，20世纪70年代和90年代未发生特旱。1984年—1998年夏旱发生较少，15年当中仅发生5次夏旱，其中1961年—2018年无旱为23年，其余29发生轻旱或重旱，1961年—1966年连续6年发生夏旱,1980年—1983年连续4年发生夏旱。2010年—2018年夏旱具有增多趋势，9年当中发生5次重旱，1次轻旱，如图7所示。

图7 二连浩特市1961年—2018年夏旱变化

2.2.2.4 苏尼特右旗夏旱年变化特征。苏尼特右旗1961年—2018年夏旱的发生具有增多趋势，近58年发生6次特旱，分别为1966年、1980年、1989年、2005年、2007年、2011年，20世纪90年代未发生特旱，2005年—2011共发生3次特旱，基本3年一遇，2000年—2018年，特旱和重旱发生较多。58年中无旱为29年，主要集中在90年代，其中1990年—1993年连续4年未发生夏旱，1996年—2000年连续5年未发生夏旱，其余23年发生轻旱或重旱，1970年—1974年,1980年—1983年，分别连续4年发生夏旱。2009年—2018年夏旱具有增多趋势，10年中发生1次特旱，5次重旱，1次轻旱，如图8所示。

图8 苏尼特右旗1961年—2018年夏旱年代变化

3 干旱的危害

干旱对草原植被生产危害极为严重，对牧草来说，苏尼特草原光、热条件较好，且比较稳定，基本能满足牧草生长需要。对牧草生长有影响的不稳定因子主要是生长季降水，春季降水少，返青牧草得不到及时的水分补充，往往减缓了牧草的长势。遇有春旱年份，牧草返青后常会凋萎、黄枯，严重时甚至枯死，造成植被盖度降低。夏季是牧草生长最需水分的季节，夏季降水是影响牧草产量的最主要因素。夏季干旱常造成牧草减产，严重时草籽不能成熟，冬季干草量低，牲畜采食困难。春夏连旱常造成牧草产量极低，牲畜膘情差，冬季抗灾能力低。

4 结论

①苏尼特草原春季发生重旱的频率较高，重旱发生频率为22%～29%，其中二连浩特市发生频率最高。②苏尼特草原夏季发生轻旱、重旱、特旱的频率在逐级下降，轻旱占19%～31%，多属阶段性和地域性干旱，发生频率最高的地区是朱日和镇。重旱发生频率较春旱低，但影响严重。③从春旱发生范围年际变化方面，苏尼特草原春旱的发生范围具有减少趋势。20世纪60年代、80年代和2013年至今春旱发生较多，主要以轻旱为主。夏旱的发生范围略有减少趋势。以大范围的轻旱或重旱发生频率较多。