瑪河流域
——瑪納斯綠洲氣候資源變化分析*

田喜鳳（昌吉州氣象局，新疆　昌吉　831100）

瑪河流域
——瑪納斯綠洲氣候資源變化分析*

田喜鳳
（昌吉州氣象局，新疆昌吉831100）

本文對瑪河流域——瑪納斯綠洲的氣候資源進行了初步分析，結(jié)果表明：瑪納斯綠洲的光照資源總體呈減少的趨勢，平均減幅為36 h/10 a；溫?zé)豳Y源呈增加趨勢，傾向率為0.28℃/10 a；0℃界限溫度積溫呈逐年代際遞增趨勢，平均每10年增加57.7℃·d；10℃界限溫度積溫也呈逐年代際遞增趨勢，平均每10年增加97.7℃·d；年均降水量呈增加趨勢，傾向率為17.9 mm/10 a。

瑪河流域；瑪納斯綠洲；氣候資源

新疆地處亞歐大陸腹地，遠離海洋且被群山環(huán)繞，是著名的干旱與半干旱地區(qū)，生態(tài)環(huán)境極其脆弱。近50年來，新疆氣候變暖、降水增多的趨勢明顯。胡汝驥等人［1-4］指出，20世紀(jì)80年代中期以來，新疆出現(xiàn)了氣候由暖干向暖濕轉(zhuǎn)變的記錄。新疆近50年來氣溫呈上升趨勢，北疆變暖幅度大于南疆，而且變暖主要在冬季［5-6］。有數(shù)據(jù)表明，新疆降水自20世紀(jì) 50年代中期至 70年代末呈緩慢下降趨勢，其后轉(zhuǎn)為上升趨勢，尤其是1987年以后上升幅度十分明顯［7］；也有研究表明，新疆的降水量在20世紀(jì)60～70年代為減少階段，進入80年代后轉(zhuǎn)為增加的轉(zhuǎn)型時期，90年代是逐年增加時期［8］。在全球和新疆氣候變暖的背景下，新疆極端天氣、氣候事件頻發(fā)，防災(zāi)減災(zāi)形勢更為嚴(yán)峻，大部分冰川退縮，并呈加速減退的趨勢；但因氣候變暖的同時降水增多，河流徑流量呈增加趨勢，生態(tài)環(huán)境隨之有所恢復(fù)與改善。

瑪納斯綠洲屬于瑪納斯河流域，地處天山北麓，準(zhǔn)噶爾盆地南緣，既有中溫帶大陸性干旱氣候特征，又有垂直氣候特征，降水稀少并受水汽來源、地形和緯度影響較大。該區(qū)域主要的經(jīng)濟基礎(chǔ)為綠洲農(nóng)業(yè)，棉花在整個綠洲農(nóng)業(yè)中處于首要的地位，棉花的播種面積較大，已達到農(nóng)作物總播種面積的70％左右，其棉花產(chǎn)區(qū)在全疆乃至全國都占有舉足輕重的地位。研究瑪河流域——瑪納斯綠洲的氣候變化情況，對于合理的改善和利用氣候資源，為瑪納斯綠洲農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和制定相應(yīng)戰(zhàn)略規(guī)劃提供理論依據(jù)。

表1　瑪河流域不同地貌的氣候分布特征

1　瑪河流域氣候概況

瑪納斯河流域（以下簡稱為瑪河流域）地處歐亞大陸中心，準(zhǔn)噶爾盆地南緣，遠離海洋，干旱少雨，蒸發(fā)量大，多荒漠，屬典型的大陸性氣候。南起天山山脈依連哈比爾尕山北麓分水嶺與和靜縣毗鄰，北接古爾班通古特大沙漠，與和布克賽爾縣、福?？h分界。東起塔西河，西至巴音溝河。其地理位置處在東經(jīng)84°43′～86°35′E，北緯43°21′～45°20′N。東西長198.7 km，南北最寬260.8 km，總面積3.1萬km2，由5個綠洲聯(lián)結(jié)而成。該區(qū)域為典型的山盆結(jié)構(gòu)，發(fā)源于山區(qū)的河流流出山口進入山前傾斜平原，流速減慢，攜帶的泥沙等逐級沉積，依次形成沖積洪積扇-泉水溢出帶（扇緣）-沖積平原-干三角洲等地貌。流域內(nèi)地勢由東南向西北傾斜，海拔最高5 242.5 m，最低256 m。差度為4 986.5 m，平均落差17.84 m/km?，敽恿饔虻孛矎?fù)雜多變，具有明顯的垂直地帶分布，降雨量由南至北逐漸降低，平均溫度、最熱月溫度、最冷月溫度、蒸發(fā)量由南至北逐漸增加（表1）。

2　瑪納斯綠洲氣候資源變化分析

2.1光資源

光資源指太陽照射到地面的光能，其多少一般用年日照小時數(shù)來衡量，其對農(nóng)作物的影響比較顯著。近45年，瑪納斯綠洲的年日照時數(shù)總體呈下降趨勢，平均減幅為36h/10a?，敿{斯綠洲從1971年至2015年，年平均日照時數(shù)為2 764.9 h。自20世紀(jì)70年代起，年平均日照時數(shù)呈逐年代際遞減趨勢；1971—1981年的年平均日照時數(shù)為2 889.4 h，1981—1991年的年平均日照時數(shù)為2 726 h，1991—2001年的年平均日照時數(shù)為2 726 h，2001—2015年的年平均日照時數(shù)為2744h。2001—2015年的年平均日照時數(shù)比1971—1981年的年平均日照時數(shù)減少145.4h。統(tǒng)計資料分析表明，自1985年之后，瑪納斯綠洲年均日照時數(shù)只有2012年高于2 900 h，其它年份都低于2 900 h。波動幅度也明顯下降。年均日照時數(shù)的減少不利于喜溫喜光作物的生長，因為沒有足夠的光照，其生長期間的有機物質(zhì)不能充分累積，從而影響農(nóng)作物產(chǎn)量。

2.2溫?zé)豳Y源

溫?zé)豳Y源是最核心的氣候資源之一，溫?zé)豳Y源對農(nóng)作物的影響比降水和光照的影響大。溫?zé)豳Y源包括溫度和熱量資源，本文在這里對溫度的測算用年平均溫度，熱量用高于0℃的年積溫。經(jīng)研究表明溫度是影響棉花產(chǎn)量的主要氣象因子，棉花各生育期內(nèi)溫度對棉花產(chǎn)量的影響幅度要大于降水量和日照時數(shù)的影響，苗期氣溫每增加1℃，產(chǎn)量約增加4.2 kg/hm2，吐絮收獲期氣溫每增加1℃，產(chǎn)量約增加10 kg/hm2，花鈴期前期主要表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)，溫度每增加1℃，棉花產(chǎn)量約減少4.4 kg/hm2，

2.2.1溫度變化

調(diào)查顯示，1971—2015年瑪納斯綠洲45年平均氣溫為5.4～8.7℃，呈增溫趨勢，氣候傾向率為0.28℃/10a。1971—1981年的年平均氣溫為6.77℃，1981—1991年的年平均氣溫為6.99℃，1991—2001年的年平均氣溫為7.15℃，2001—2015年的年平均氣溫為7.68℃，呈逐年代際遞增的趨勢。

2.2.2熱量條件（積溫）變化

瑪納斯綠洲近45年來0℃界限溫度積溫為3 728.6～4 511.9℃·d，平均4 053.2℃·d，呈逐年代際遞增趨勢，平均每10年增加57.7℃·d；1971—1981年年平均0℃界限溫度積溫為4 006.3℃·d，1981—1991年年平均0℃界限溫度積溫為3 997.4℃·d，1991—2001年年平均0℃界限溫度積溫4030.6℃·d，2001—2015年年平均0℃界限溫度積溫4164.9℃·d。

10℃界限溫度積溫為2 700.8～4 176.3℃·d，平均3 522.8℃·d，呈逐年代際遞增趨勢，平均每10年增加97.7℃·d；1971—1981年年平均10℃界限溫度積溫為 3 398.3℃·d，1981—1991年的年平均 10℃界限溫度積溫為 3 501.9℃·d，1991—2001年的年平均10℃界限溫度積溫達到3 538.5℃·d，2001—2015年年平均10℃界限溫度積溫為3 662.4℃·d。

2.3降雨量變化

瑪納斯綠洲45年來年均降雨量為204.3 mm，呈逐年代際遞增趨勢，平均增幅17.9 mm/10 a，45年中最低年份為1997年的107.20 mm，最高年份是1999年的326.20 mm。20世紀(jì)70年代平均降雨量 165.34 mm，80年代是 206.55 mm，90年代為199.82 mm，2000—2015年平均值是230.60 mm。

3　討論

據(jù)IPCC第4次評估報告顯示，全球氣候變暖已成為不爭的事實。氣候變暖將導(dǎo)致作物種植制度、品種布局發(fā)生變化，進而對糧食安全造成重大威脅。并且，據(jù)全球氣候模式和中國區(qū)域氣候模式預(yù)估，21世紀(jì)，隨著溫室氣體濃度的持續(xù)增加，我國新疆地區(qū)的氣候還將繼續(xù)呈“暖濕化”趨勢。氣候變化已經(jīng)并將繼續(xù)對瑪納斯綠洲的農(nóng)業(yè)氣候資源、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的時空分布產(chǎn)生影響，進而對農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)布局、種植制度、栽培方式、作物品種熟性、農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量、品質(zhì)以及作物需水量、病蟲害等產(chǎn)生復(fù)雜而深刻的影響。在此背景下，本文分析了瑪納斯綠洲近45年氣候資源變化情況，發(fā)現(xiàn)瑪納斯綠洲近45年的氣候也發(fā)生了以光照減少、氣溫升高、降水增多為主要特征的變化。這為今后合理利用農(nóng)業(yè)氣候資源、科學(xué)布局農(nóng)作物生產(chǎn)提供了重要依據(jù)，對農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益、發(fā)展特色農(nóng)業(yè)、保障瑪納斯綠洲糧食安全具有十分重要的意義。

［1］胡汝驥，樊自立，王亞俊，等.近50a新疆氣候變化對環(huán)境影響的評估［J］.干旱區(qū)地理，2001，24（2）：97-103.

［2］胡汝驥，姜逢清，王亞俊，等.新疆氣候由暖干向暖濕轉(zhuǎn)變的信號及影響［J］.干旱區(qū)地理，2002，25（3）：194-200.

［3］胡汝驥，姜逢清，王亞俊.新疆雪冰水資源的環(huán)境評估［J］.干旱區(qū)研究，2003，20（3）：187-191.

［4］胡汝驥，馬虹，樊自立，等.新疆水資源對氣候變化的響應(yīng)［J］.自然資源學(xué)報，2002，17（1）：22-27.

［5］王健，丁永健，劉時銀，等.新疆阿克蘇地區(qū)近40a氣候、水文變化特征分析［J］.干旱區(qū)研究，2005，22（3）：336-340.

［6］何清，楊青，李紅軍.新疆40a來氣溫、降水和沙塵天氣變化［J］.冰川凍土，2003，25（4）：423-427.

［7］王嬌，任宜勇.新疆降水與環(huán)流場演變研究［J］.干旱區(qū)研究，2005，22（3）：326-331.

［8］薛燕，韓萍，馮國華.半世紀(jì)以來新疆降水和氣溫的變化趨勢［J］.干旱區(qū)研究，2003，20（2）：127-128.

2016—07—13

*本文由自治區(qū)科技興農(nóng)項目 “北疆地區(qū)葡萄安全越冬預(yù)警技術(shù)及防御措施的推廣應(yīng)用”資助。