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森林气象站

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森林气象站

森林气象站范文第1篇

关键词:生态;服务产品;需求分析

中图分类号: R167 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20150932026

引言

党的十根据我国经济社会发展实际,把生态文明建设纳入中国特色社会主义事业“五位一体”的总体布局,强调“积极应对全球气候变化”。围绕节约资源、保护环境、确保生态安全3大问题,本文探讨了长白山生态气象服务的必要性,对长白山生态气象服务的现状及存在的问题进行了阐述,针对存在的问题,提出了相应的对策与建议。

1 发展生态气象服务的必要性

1.1 长白山的生态资源

长白山是松花江、鸭绿江和图们江三江源头,三江流域面积61.2万km2,拥有欧亚大陆东部最为典型、保存最为完好的、典型的温带山地森林生态系统,长白山森林覆盖率极高,植被较好,从海拔600~2000多米均有植被覆盖。1960年建立的长白山自然保护区,面积21.5万hm2,是我国北方面积最大、保护最好的原始林区,保存着欧亚大陆从中温带到寒带完整的野生植物区系和特有的动物区系。2005年,长白山保护开发区管委会成立后,加大了对生态保护的力度。

据长白山科学院统计,长白山地区生物多样性是地球同纬度其他地区的2倍,其中木本植物是2倍多、草本植物为3倍。目前,长白山共有植物2639种,国家一级保护植物4种,动物1586种,国家一级保护动物9种。

1.2 开展生态气象服务的必要性

长白山拥有温带山地森林生态系统,是东北亚的“生态绿肺”,在调节气候、保持水土、阻挡来自日本海的台风、生态干扰和外来物种入侵等方面有着得天独厚的作用,保障着我国东北乃至整个东北亚地区的生态系统平衡,是防止整个东北乃至东亚地区荒漠化向东扩展的最后一道生态屏障。

2 生态气象服务的需求分

2.1 长白山生态保护的需求

自然生态系统极易受到气候变化的影响而发生不可逆转的破坏,如森林、草原、湿地、湖泊、冰原等脆弱性生态系统的退化。近年来长白山保护开发区因气候变化、旅游开发、人口增加等因素影响,原有的生态平衡已经出现被打破的现象。尤其是2000年以后,长白山气候变化明显,长白山主峰夏季降水量呈明显减少趋势,降水日数2000年以后较60年代10a平均减少了18d,近50a来,长白山西坡东岗年平均最低、最高气温总体均呈上升趋势,增温率分别为0.518℃/10a和0.082℃/10a,平均最低气温上升明显。目前,受气候大背景变化的影响,长白山最具代表性的5个垂直气候带也发生了明显的变化:山地针阔混交林气候带、山地针叶林气候带、山地岳桦林气候带、高山灌丛气候带、高山苔原气候带的分布已经发生变化,岳桦林带开始向上延伸,高山苔原带退化现象明显;出现了外来物种入侵的现象等;

2.2 防御极端气象灾害的需求

在全球气候变暖大背景下,极端天气气候事件呈明显增多、增强趋势。2013年8月16日,长白山出现了有水文记录以来的百年至洪暴雨,暴雨伴随雷电持续10h以上,长白山部分地段出现泥石流、崩塌现象,极端气象灾害对生态造成了一定的损失,由于目前没有针对生态损失的定量评估办法,具体造成的损失只是粗略的树木损毁、泥石流流量等间接统计。据不完全统计,长白山因地理、气候环境复杂,不断发生造成重大经济损失的极端气象灾害出现的概率明显增加。因此,提供准确及时的气象预报警报服务,提高全社会防御灾害事件的能力和水平,最大程度地保护人民生命财产的安全,对经济发展和社会进步具有很强的现实意义。

2.3 生态资源可持续发展的需求

长白山生态气候资源丰富多样,拥有许多珍稀物种以及良好的生态环境,风能、太阳能、空中云水资源、碳汇资源等具有巨大的开发潜力,将其转化为现实生产力有着巨大的经济、环保和生态价值。

3 存在的问题及对策

目前,长白山气象局监测手段、服务产品比较单一,高层次人才严重不足,区内生态观测资料不全、不连续等问题,成为生态气象无进一步发展的阻力。

针对上述问题,长白山气象局积极谋划,开拓创新,合作共建,逐步完善生态气象服务体系建设。

3.1 采取的措施

3.1.1 谋划建设长白山生态气象监测站

长白山是5A级国家旅游景区,东北亚的生态绿肺,长白山气象局根据地域、生态、旅游资源的优势。2013年,长白山气象局积极谋划,组织人员编写《长白山生态气象站建设实施方案》,加强对长白山典型森林生态系统特征量(如碳通量、水汽通量、热量通量等)的长期定位观测,积累长期观测数据资料,为长白山生态资源保护,为吉林省应对与适应气候变化提供科学依据。

经过对实施方案的多次修改完善,审核已经通过,气象观测站、生态监测站、气象雷达站“三站合一”,长白山气象局根据建设方案,开始认真部署建设任务,逐步实施,高质量的完成建设任务。

3.1.2 合理布局自动观测站网

根据建站时间及站点布局要求,长白山气象局撤消了山门自动站,在北景区瀑布与长白山国土资源局共建6要素自动气象站1个,在西景区梯子河、池南小学各建设6要素自动站1个,对长白山北坡无人自动气象站进行了迁移,使整个长白山区自动站布局更为合理。

3.1.3 加强合作,共建共享

加强与长白山科学研究院在自动站建设方面的共建,加大生态数据、气象数据互换、共享力度,在长白山生态资源变化方面不断拓宽合作范围,共同研究气候变化对长白山生态的影响。

3.2 建议

针对新形势下的服务要求,提出了一些参考意见。

3.2.1 服务产品

围绕节约资源、保护环境、确保生态安全3大问题,制定不同的精细化服务产品。

3.2.2 人工增雨

森林火灾是对长白山生态破坏较大的自然灾害之一,合理利用空中云水资源,适时开展人工增雨作业,防火于未燃,非常必要。2012年长白山气象局成立至今,成功实施增雨作业5次,增雨后有效降低森林火险,极大减少了保护中心工作人员的工作量。

3.2.3 监测手段

森林生态系统在碳循环中具有重要的意义,森林是陆地生态系统中最大的碳库, 贮存了陆地生态系统总碳库的56%,加快长白山建设生态气象观测站的进度,长期定位观测,积累长期观测数据资料。

4 小结

目前长白山的生态气象服务还处于建设阶段,在强调“积极应对全球气候变化”,生态文明建设纳入中国特色社会主义事业“五位一体”的总体布局的良好大背景下,气象部门需找准工作切入点,切实发挥出气象工作的基础性科技保障作用。

参考文献

[1]覃妙玲,冷伟,赵品建. 崇左市生态旅游气候资源评价及利用初探[J]. 气象研究与应用,2013(4).

[2]张惠莲,罗小金. 永定县旅游气象灾害分析及对策[J]. 安徽农学通报,2013(9).

森林气象站范文第2篇

(一)乡镇自动气象站观测网建设

续建乡镇自动站,实现全市195个乡镇全部覆盖。对已建自动站全部升级改造为4要素或以上自动站。

(二)暴雨山洪地质灾害监测网建设

在暴雨、山洪地质灾害易发区加密布点建设自动气象站。在武都、文县、康县等重点防御县城和人口密集防御地段建设实景监测站。

(三)风廓线雷达建设

在武都建设一部风廓线雷达,实现高空气象加密观测。

(四)农业干旱监测系统建设

市县所有气象站建设固定式土壤水分自动观测仪,配备便携式土壤水分观测仪。为成县、文县、礼县农气观测站配备农业气象灾害调查和农情调查设备。

(五)专业气象监测站网建设

在气象灾害多发区及重点区交通路段建设交通气象观测站。

二、自然灾害监测预警信息共享系统建设

由市气象局为技术总负责,组织气象、水务、国土、水文、地震、环保、泥石流预警站、安监等部门,对全市有关气象监测站点实行统一布局,整合全市自然灾害监测预警体系项目,建立《市自然灾害监测预警指挥系统》,实现全市自然灾害监测资料信息和预警信息通道的共享,提高自然灾害监测预警综合能力和水平。建成市级气象数据海量存储及检索系统,实现全市自然灾害监测预警资料信息的共享。

三、气象灾害预报预警及服务系统建设

(一)乡镇精细化天气预报预警业务系统建设

建设精细化预报数据库、综合天气分析业务系统和乡镇精细化预报业务系统。

(二)灾害性天气预报预警系统建设

建设灾害性天气短期预报系统、短时临近预报预警系统和雷电临近预警系统,建设山洪地质灾害气象预报预警系统。

(三)农业气象灾害预报预测系统建设

建立农业气象服务指标体系。建设和完善特色农业服务系统、农用天气预报系统、农林病虫害发生发展气象条件等级预报和森林火险气象等级预报系统。开发农村气象灾害预报服务产品制作系统、农村气象灾害应急指挥管理系统。

四、气象灾害预警信息网络建设

(一)气象信息传输网络改造

省、市、县局域网改造实现市到省接入速率达到20—50Mbps,县到市接入速率达到8—20Mbps,并同时接入两家通信运营商,实现线路双备份。

(二)应急通信系统建设

购置车载式移动雷达1部,建设移动应急保障气象平台,车载式数据处理系统和覆盖全市的短波单边带通信系统。在市局和部分县气象局配备海事卫星电话。

(三)高清视频会议会商系统建设

建设省市县三级互通高清视频会议会商系统以及气象部门与乡镇直通的信息系统。

(四)气象预警信息系统建设

在县气象局建立气象预警“村村通”中心。完善手机短信预警信息平台,同时,依托市自然灾害监测预警指挥系统,利用多部门预警信息通道气象预警信息。

五、农村气象灾害防御系统建设

(一)人工增雨防雹系统建设

建立市级人影作业指挥中心,建立基于气象信息网络和地理信息系统技术的市级人影业务指挥平台,统筹规划、统一指挥全市人影业务。建立以车载式新型火箭作业为主的增雨作业系统。建设市级人工影响天气作业基地。建立人影作业试验示范基地,建设全市人影常态作业区;建设林区防火和生态环境保护型人工增雨服务系统。建立县级增雨防雹减灾作业平台。新建标准化防雹炮点40个,更换原有老式防雹高炮11门,新购置30门,实现主要冰雹路径线上有布点、全覆盖。建立作业效果评估系统。

(二)农村雷电灾害防御业务建设

根据全市雷电分布特点,建设雷电监测站和大气电场仪,开展雷电灾害普查和雷电灾害风险区划和中小学、农村、重点行业防雷示范工程建设。完善雷电监测预警业务平台。

(三)农村气象灾害风险及影响评估建设

建立气象灾害风险评估的指标体系和基础数据库,编制农村气象灾害风险区划、精细化农业气候区划和市县两级气象灾害防御规划。

森林气象站范文第3篇

关键词:农业生态环境建设;气象因子;影响

农作物是农业生产的主要针对对象,且目前露天作业仍然是最主要的农业生产模式,因而与其他产业相比农业更容易受到自然环境、气象因子等的影响,一旦农业生态环境遭到破坏将对农业生产造成严重的影响,区域内的农民容易遭受巨大的经济损失。

1农业生态环境建设与气象因子的关系分析

1.1生态环境建设有利于气象系统减灾

在生态环境的日益恶化之下,农业生产更易遭受到气象灾害的影响,农业气象在防范农业气象灾害以及生物入侵等方面发挥了重要的作用。经济全球化的发展推动了我国农作物出口贸易,同时对于动植物检疫也提出了更高的要求,但是我国传统的农业部门只能对农作物的病虫害进行防治,而土壤、气象等方面的灾害却无法处理,而全面的农作物医疗系统就需要农业气象研究的支持。农业生态环境的改善可以减轻当前的农业气象灾害,促进农业生产发展。

1.2农业气象对农业生态系统效应的作用

农业生态系统作为一种人工的生态系统,与自然生态系统不同其损害将直接导致生态系统对人类的服务功能的下降,同时损害人类的利益。正确认识农业生态系统的效应在一定程度上可以控制农业污染以及农业生态多样性的减少。农业气象对于农业生态系统既有正面效应也有负面效应,一方面森林等有利于气候的稳定同时有利于减少沙尘暴等自然灾害,但农药、化肥等的使用又会对环境造成污染。为了充分发挥农业气象对农业生态建设的促进作用目前农业气象部门已经在调整服务结构,积极参与农业生态环境建设。

2农业生态建设与气象系统的协调发展

2.1区域生态气象观测站的建立

地方政府根据当地气候环境、农作物种植类型以及农业生产结构的特点要对于当前的农业气象观测站设置情况进行改进,扩大农业气象监测的覆盖范围,同时根据农业经济发展和农民生活的实际需求对于观测项目和服务内容进行创新调整,从而充分发挥农业气象系统建设对于农业生产以及农业生态建设的促进作用。在原始森林植被覆盖率较高的地区建立林业生态气象站,在工业区与农业区的交界的地方设置农业生态环境监测站等,气象站的监测指标要与区域的生态环境特点以及监测需求相适应,同时气象观测站与环保检测的内容和指标要避免重复,不同地区的生态气象观测站要加强联系,通过资源的共享推动农业生态建设的发展。

2.2气象部门要注重新课题的研究

随着社会的进步与经济的发展目前人们对于农业产品也提出了更高的要求,开始追求无公害无污染的绿色农产品,因而各地要加强农业生态建设,促进绿色农业生产基地的建设。绿色农业生产使得农业气象也加入了一些新的课题,包括农作物检疫、农业生产培训、农业科技推广等等。例如马铃薯是我国北方地区重要的农产品之一,马铃薯在种植过程中会受到多种病害的影响,包括PSTV、PX、晚疫病等,但是由于种植地区的气候差异马铃薯的发病时间以及病害严重程度都会有所差别。一般来说南方地区的马铃薯发病时间较多集中在发育阶段,严重影响马铃薯的产量,而北方地区发病时间大多在成熟期且发病率低。气象部门对于农业生产中的新课题要加强研究,促进现代化农业生产的发展。

2.3加强农业生态以及农业气象专业人才的培养

人才的缺乏严重阻碍了我国的农业气象系统以及农业生态建设的发展,农业气象参与生态建设要求相关人才同时具备农学、生态学以及气象学等多方面的专业知识,但是在目前我国的人才培养模式之下很难培养出这种复合型的人才,相关院校应当通过专业结构以及课程设置的改革加强该方面专业人才的培养促进农业气象与农业生态建设的相结合,与此同时在职的农业气象工作人员要不断更新自身的知识体系,善于学习先进的农业生态气象理念来推动自身研究的进展,为所在地区的农业生态环境建设作出贡献。

2.4加强农业生态建设的气象研究

气象作为农业生产的影响因子中最为活跃多变的,通过加强农业生态建设针对性的气象研究有利于农业疑难问题,促进农业生产的发展,同时生态环境建设的质量又会对农业气象产生反作用。

作者:李宏伟 单位:内蒙古包头市气象局

参考文献:

森林气象站范文第4篇

关键词 气象灾害;变化规律;甘肃张掖;1980―2010年

中图分类号 S42 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)03-0258-02

张掖市位于甘肃西部温带干旱区,属大陆性季风气候,由高山、中低山和走廊平原3个类型组成,植被稀疏,自然环境较差,生态环境脆弱;具有光热丰富、温差大、夏季短而热、冬季长而严寒、春季升温快、秋季降温快、干燥少雨、光照充足、太阳辐射强、昼夜温差大的特点。暴雨(雪)、干旱、高温、大风、沙尘暴、低温冻害等气象灾害时有发生,由气象条件引发的山洪、泥石流、山体滑坡以及农业气象灾害、森林火灾等也较为严重,对经济社会发展、工农业生产、人民群众生命财产安全以及生态环境造成较大影响[1]。

受全球气候变化影响,各类极端天气事件更加频繁,气象灾害的强度和影响程度不断加重,据统计,气象灾害占张掖市自然灾害的80%以上[1]。尤其近年来,张掖市城市化发展迅猛,人口和经济增长速度快,而现有的防灾减灾能力建设和管理跟不上城市发展的步伐,因此气象灾害造成的经济损失有进一步的加重趋势。现利用张掖市6个气象站近31年的气象资料分析气象灾害变化规律及危险性等级分布,对气象灾害的预测和防御具有重要意义。

1 资料来源与研究方法

数据资料来源于张掖市6个县(区)气象站的灾害观测资料。统计分析1980―2010年各站主要气象灾害资料,找出其变化规律。按季节分析张掖市气象灾害分布特征,其中四季划分如下:春季3―5月,夏季6―9月,秋季9―11月,冬季12月至翌年2月。根据不同气象灾害类型,分别统计分析其变化特征,包括干旱、大风与沙尘暴、低温冻害、暴雨洪涝、冰雹、高温、干热风、雪灾等。根据近31年张掖市气象资料、气象灾害形成的机理和成灾环境的区域特点,综合评价,分析主要气象灾害的时空变化规律以及危险性等级分布。

2 气象灾害变化规律分析

1980―2010年气象灾害观测资料统计分析结果表明,春季冷空气活动频繁,天气多变,风沙大,降雨少,气温回升快而不稳定,时有春旱、寒潮、霜冻出现;夏季降雨集中,气温最高,对流性天气频繁,是冰雹、大风、暴雨活动的主要季节,常伴有初夏旱和伏旱;秋季气温下降快,秋初出现连阴雨,深秋少雨,霜冻出现;冬季天寒地冻,降雪稀少,气候干燥。因地形复杂,相对高差大,境内气候差异大,气象要素从偏北方向到偏南方向呈带状分布,气温、积温、蒸发量、无霜期由南向北递增。降水量由南向北递减。

2.1 干旱

对于张掖市而言,干旱出现的频率高(78.8%),是主要的农业气象灾害[2]。一年四季均可发生,以春旱、春末初夏旱、伏旱危害最为严重。1980年以来,全市春旱发生频率63.5%,春末夏初旱27.2%,伏旱41.8%,平均1年一遇。干旱出现时间长,并易出现连旱,其中有6年(占19%)出现春夏连旱,危害严重;秋旱多出现在晚秋,一般与冬季或初春相连。根据甘肃省气象灾害标准统计,张掖市1980年以来每年均有不同程度的干旱出现。其中 2000年10月至2001年7月,全市出现了历年罕见的连旱天气,因旱约18.8万hm2农作物受灾,粮食减产近20万t,直接经济损失近3亿元。利用张掖市6个县(区)历年的降水资料,计算降水距平百分率作为干旱指标,结合干旱记录及海拔对干旱的影响,张掖市自南向北干旱危险性等级递增,高台、临泽、甘州区、山丹的中北部干旱危险性等级最高,干旱频次大于90%;肃南和民乐南部干旱危险性等级最低,干旱频次小于50%。

2.2 大风与沙尘暴

由近31年张掖市大风、沙尘暴观测资料得出,大风主要发生在20世纪80年代,90年代后明显减少。年均大风日数5.5 d,全年均有出现,其中3―9月占80.7%,4―6月占52.3%,川区大风频率高于山区。

年平均沙尘暴日数4.8 d,春季最多,占全年的67%;从沙尘暴年际变化分析,主要发生在20世纪80年代,1987年后沙尘暴天气明显减少。高台、临泽、甘州区、山丹的大部年平均大风日数大于6 d,危险性等级较高;肃南的大部分地方年平均大风日数小于2 d,危险性等级较低。沙尘暴灾害自西北向东南递减,高台、临泽大部及肃南的西北部沙尘暴危险性等级最高,年平均沙尘暴日数大于5 d;甘州区、山丹、民乐大部地方沙尘暴危险性等级较低,年平均沙尘暴日数小于3 d。

森林气象站范文第5篇

干旱区的农业活动、特别是沙漠绿洲的开发,改变了地—气系统的能量交换。几年来的沙漠绿洲气候与防风林的研究、气候资料的分析和实地考察表明,中国西部干旱区最近43年来的沙漠绿洲开发已改变着那里的局地气候环境,使其向有利于人类和农业的方向发展着。在沙漠绿洲的开发利用与局地环境变化之间,存在着两种截然相反的反馈作用:环境变好绿洲发展环境更好绿洲再发展;环境恶化绿洲退化环境更坏绿洲再退化,甚至消失。决定这两种反馈作用的是大环境的变迁和绿洲开发利用中是否合理利用资源和按自然规律办事。

关键词绿洲开发;环境变化

1引言

沙漠、戈壁等干旱地带占据着地球陆地的近1/3。人类从很早以前就开始在不毛之地的沙漠中开发和利用沙漠绿洲。随着人类人口的增加和科学技术的发展,沙漠绿洲的开发和利用就越来越重要。然而,地球环境的变化会很大程度地影响沙漠绿洲的开发和利用,反之沙漠绿洲的开发利用也会影响局地环境的改变。在我国现有的沙漠中,有不少的古代城镇及水利设施的遗迹。这些遗迹的废弃原因,大多与河流的改道和断流以及战争相关,有的还不清楚[1]。近年有学者提出东亚游牧民的南迁与气候的变化相关[2]。许多学者研究认为,随着全球变化,我国干旱、半干旱区气候在

变干[3~6]。然而,作者近来对我国干旱区气候变化,特别是近15年来的变化研究表明,我国干旱区西部和东部的气温和降水变化是不同的。因此,研究我国干旱区环境变化与沙漠绿洲的开发和利用的关系有着很重要的意义。本文试图总结沙漠绿洲气候特点、绿洲防风林效益,结合近年来我国西部干旱区气候环境及沙漠绿洲开发和利用的变化,阐明沙漠绿洲的开发与环境变化的相互影响关系,为今后绿洲开发与利用提供科学依据。

2沙漠绿洲的气候特点,防风设施的效益

2.1沙漠与森林的地—气系统能量交换的比较

我们知道,地—气系统能量交换的各个分量是随下垫面覆盖、水分及大气中的水分(云)等因素的不同而变化的。沙漠地带由于空气中水分(云)含量少,到达大气上层的太阳能几乎95%以上可以到达下垫面,而雨林地区只有约70%到达下垫面;由于反射率大和下垫面温度高,到达下垫面的太阳能作为净辐射能的部分在沙漠却少于雨林;下垫面的净辐射能在沙漠主要以显热交换形式传给大气,而雨林地主要以潜热形式与大气交换能量。因此,在大面积干旱荒漠地区,改变下垫面植被覆盖及土壤物理特性,会对局地边界层气候产生影响,甚至可能影响全球气候变化。

2.2沙漠绿洲的气候特点

通过对在我国新疆吐鲁番距绿洲边缘1km的风蚀地建立的自动气象站与绿洲内气象站资料的对比分析[7]结果表明:由于绿洲内的灌溉和植被的增加,改变了地—气系统的能量交换。绿洲与邻近的荒漠相比,反射率下降,风速降低,地中热容量及热流量增加。在夏季白天,地表温度上升缓慢,净辐射值增加,而得到的太阳能大部分被消耗在蒸散上,显热输送却比荒漠地少;在冬季夜间,地表温度下降缓慢,净辐射损失减少。其结果,绿洲内的气温和地表层温度在冬季和夜间比荒漠地高,在夏季和白天比荒漠低。可谓冬暖夏凉、夜暖日凉。在7月,自早晨7~8时(地方时5~6时)绿洲内气温开始低于荒漠地,直到20时;而在12月大部分时间绿洲内气温高于荒漠地,只有在10~11时到15~16时(地方时13~14时)绿洲内气温才低于荒漠地。7月平均气温绿洲内比邻近荒漠地低1.1℃,12月平均气温绿洲内高出邻近荒漠地2.4℃。如果测站伸入荒漠内,这种差异会更大。对于湿度和降水,由于测站距绿洲太近,加之仪器问题(湿球纱布的夏季积沙和冬季结冰),没有明显差异。但有研究表明绿洲有增加湿度和降水的“湿岛”和增雨作用[8、9]。

2.3绿洲防风设施的效益

沙漠绿洲的开发,为防止风沙,防风林等防风设施的建立是非常重要的。近年来作者在新疆吐鲁番的研究表明[10、11、12],干旱区绿洲防风设施(林、网)不仅有防风、防沙的作用,对气候的缓和作用比湿润的日本要大,能抑制土壤蒸发和植物蒸腾,以利水分的合理利用,促进作物生长。作物的生长高度和产量都随防风林的防护距离有明显的变化。另外,如上所述,在绿洲与荒漠之间存在有明显的温湿度差,这必然在它们之间有一个局地环流,防风设施通过降低风速,同时调节温湿度的变化,增大绿洲效应。

343年来气候环境的变化

3.1平均气温和降水变化

作者选取处于我国西部干旱区大绿洲中的13个气象站,计算了43年来(1951~1993年)冬季(12~2月)和夏季(6~8月)平均气温和降水量的变化,发现43年来冬季平均气温增加了2.0℃(若羌)~9.0℃(乌鲁木齐),13站平均增温3.0℃。但夏季平均气温却下降了1.5℃,在哈密甚至下降了4.5℃。43年来冬季降水没有明显的变化趋势,而夏季降水量在多数站都有增加的趋势,特别是近15年来(1977年以来),降水量增加了5%(若羌)~100%(塔城、和田等)。我国西部干旱区大绿洲中的13个气象站1951~1993年夏季(6~8月)和冬季(12~2月)平均气温和降水量的逐年变化表明,近15年来我国西部干旱区气候环境的变化结果与绿洲效应一样,是冬暖夏凉、夏季雨水增加。

3.2干旱指数(P/(t+α))的变化

为评价气候环境变化对农业的影响,作者计算了夏季Martonne干旱指数(AI=P/(t+α),这里P为降水量、t为平均气温、α为系数,本文取0)。Martonne干旱指数越大,表明农业依存于水或灌溉程度就越低,即气候就越适合农业生产[13]。图1给出1951~1993年我国西部干旱区大绿洲中的13个气象站平均的标准化后的干旱指数逐年变化曲线及5年滑动平均、线性回归和5次多项式回归曲线。可以看出,干旱指数虽然波动很大,但在增加。特别是5年滑动平均表示出50年代后期的下降、60~70年代的波动和70年代后期开始的大幅度上升,表明气候环境向有利于人类和农业的方向发展着。

4沙漠绿洲的开发与环境变化的相互影响

4.1近年来沙漠绿洲开发与利用的变化

近43年来,中国西部干旱区绿洲扩大很快,新疆的耕地面积增加了近1.4倍。绿洲的扩大主要分两个时期:50年代到60年代初和近15年。早期的绿洲大多以自然植被的破坏和减少为代价。例如,在塔里木盆地塔里木河流域,1951~1958年在原有植被的地带扩大耕地面积3648.5km2,而由于燃料及用材的需求,1958~1978年天然胡杨林减少了1748.9km2、沙漠化土地面积发展到2.17万km2[14]。而近15年的耕地扩大多是向沙漠要地,作者实地考察发现[15],随着经济的发展,以煤代柴使沙漠地带植被的滥砍乱伐得到了很大程度的控制,同时防风林也长大成林。这些变化正与上述干旱指数的变化相对应。

4.2绿洲的开发与环境变化的相互影响

如上所述,沙漠绿洲有冬暖夏凉、夜暖日凉的温度调节作用和增湿增雨的作用,而这些作用正好又适应沙漠绿洲农业生产。所以,绿洲越发展,对环境调节作用就越大,从而绿洲就越能发展。反之,如果沙漠绿洲开发利用不当,如河流水源涵养林破坏引起水土流失,水流不稳;过量超采地下水,破坏地下水资源引起植被死亡、土地旱化、沙漠化;过量灌溉,地下水位上升引起土地盐碱化;滥砍乱伐,沙漠植被破坏引起沙丘活化、流沙再起等等造成绿洲退化,则会使绿洲效应减少,环境恶化,进而使沙漠绿洲进一步退化。也就是说,在沙漠绿洲的开发利用与局地环境变化之间,存在着两种截然相反的反馈作用:环境变好绿洲发展环境更好绿洲再发展;环境恶化绿洲退化环境更坏绿洲再退化,甚至消失。

5结论

综合几年来的沙漠绿洲气候与防风设施效益的研究、气候资料的分析和实地考察,可得以下结论及建议:

(1)由于改变了下垫面和地表粗燥度,增加了水分(灌溉)和植被,沙漠绿洲与其周围的沙漠相比,有着冬暖夏凉、夜暖日凉的温度调节特性;有着增湿的“湿岛”效应;也可以有增雨作用。

(2)绿洲防风设施不仅有防风、防沙的作用,还能抑制土壤蒸发和植物蒸腾,以利水分的合理利用;同时调节温湿度的变化,增大绿洲效应。

(3)近43年来,特别是近15年来,中国西部干旱区的气候环境有冬季升温、夏季降温增雨有利于人类和农业生产的变化,但有必要进一步加强对山区降水等气象要素的监测。

(4)近43年来,中国西部干旱区绿洲扩大很快,新疆的耕地面积增加了近1.4倍。特别是近15年来,随着经济的发展,沙漠地带植被的滥砍乱伐得到了很大程度的控制,同时植树造林得到了很大发展。近年的气候变化,特别是冬季的升温与全球变化有关,而夏季的降温增雨主要是绿洲的扩大、防风林的营造和沙漠植被砍伐减少的结果。

(5)在沙漠绿洲的开发利用与局地环境变化之间,存在着两种截然相反的反馈作用。环境变好绿洲发展环境更好绿洲再发展;环境恶化绿洲退化环境更坏绿洲再退化,甚至消失。决定这两种反馈作用的是大环境的变迁和绿洲开发利用中是否合理利用资源和按自然规律办事。近15年来中国西部干旱区的变化正是促使环境变好的反馈作用在起主要作用的结果。但是,在水资源的有效合理利用方面,却存在严重问题。因此,今后合理开发利用绿洲,对于局地环境的变化有着极其重要的意义。

(6)由于人口的增加,向沙漠要地、要粮、要财富已成必然。但如果不能合理利用资源,盲目扩大绿洲;过量使用地下水和破坏沙漠植被,可能导致沙漠化和环境的恶化,甚至绿洲的消失。对于中国西部干旱区而言,要有对以水资源为主的自然资源进行区域性、流域性的总体评价和规划,把开发利用的重点放在开发利用节水栽培技术、改良灌溉设施等提高水资源利用率和提高单位面积生产力上,以适应人口增加和环境变化的要求。

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