近50年阿爾山市植物氣候生產(chǎn)力與氣候變化特征

都瓦拉 代海燕 辛巖

摘要：通過(guò)分析阿爾山市近50年年平均氣溫及年降水量變化，評(píng)估該地區(qū)植物氣候生產(chǎn)力（TSPV）的年代際變化及未來(lái)氣候變化情景下變化趨勢(shì)。本文應(yīng)用 Thornthwaite Memorial 模型，計(jì)算植物氣候生產(chǎn)力對(duì)年均氣溫和降水量變化的響應(yīng)情況。研究結(jié)果表明：（1）該區(qū)增溫率為0. 35 ℃ /10a，降水呈弱減趨勢(shì)，減少率為5.64 mm/10a;（2）近50年阿爾上市TSPV變化緩慢，表現(xiàn)為不顯著的增加趨勢(shì);（3）“冷濕型”“暖干型”氣候類型都出現(xiàn)TSPV正負(fù)距平現(xiàn)象，說(shuō)明氣溫和降水不是該地區(qū)植物氣候生產(chǎn)力變化的唯一限制因子;（4）TSPV增減與年平均氣溫和降水變化同步，其中降水變化對(duì)TSPV的影響大于氣溫變化的影響。

關(guān)鍵詞：氣溫;降水量;氣候生產(chǎn)力;阿爾山市

中古分類號(hào)：X16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）11-0-02

Abstract： Through the analysis of Alshancity nearly 50 years average temperatures and Annual precipitation change，evaluate the climate productivity of Alshan cityinterannual and interdecadal change and the future climate change scenarios trend. The paper using Thornthwaite Memorial model Calculation the climate productivity change response to annual temperature and rainfall changes. The result indicated that The rate of warming of Alshan was 0. 35 ℃ / 10 a， rainfall is weak decreasing trend， decrement rate was5.64 mm/10a; the TSPV of Alshan changes slowly， appear weak increase trend in The last 50 years; “Cold- wet” and “warm-dry” climate TSPV all appear positive and negative anomaly phenomenon， the result show that the temperature and precipitation is not the only limit factor to Alshan TSPV change; the TSPV increase or decrease synchronization with the temperature and precipitation change， the precipitation change influence TSPV value changes greater than the temperature effects.

Key words ： Temperature;Precipitation;Phytoclimate productivity; Alshan

阿爾山市位于興安盟西北部，其坐標(biāo)為119°28～121°23E， 46°39～47°39N，是全國(guó)緯度最高的城市之一。由于近年來(lái)阿爾山市GDP快速增長(zhǎng)，人口增長(zhǎng)，資源耗費(fèi)增大，引起很多環(huán)境問(wèn)題。因此，以科學(xué)的方法分析評(píng)價(jià)阿爾山市植物氣候生產(chǎn)力，對(duì)阿爾山未來(lái)的建設(shè)具有重要意義。本文根據(jù)阿爾山市區(qū)氣象臺(tái)1961-2010年的歷史數(shù)據(jù)，利用 ThornthwaiteMemoriai[2-7]氣候生產(chǎn)力模型，分析阿爾山市近50年平均氣溫、降水量及植物氣候生產(chǎn)力的年際和年代際變化特征等，開(kāi)展生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)業(yè)務(wù)，為保護(hù)和改善該區(qū)生態(tài)環(huán)境提供服務(wù)。

1 資料和分析方法

1.1 資料來(lái)源

本文選取的數(shù)據(jù)是阿爾山1961—2010年間的年平均氣溫、降水量。 多年平均值采用1961—2010年平均。

1.2 植物氣候生產(chǎn)力TSPV的計(jì)算

植物氣候生產(chǎn)力（ TSPV）是單獨(dú)考慮氣候因素對(duì)植物產(chǎn)量影響的一個(gè)指數(shù)，是指在其他因子處于最佳狀態(tài)時(shí)，單位面積單位時(shí)間由氣候因素所決定的植物產(chǎn)量。有很多方法用以計(jì)算植物氣候生產(chǎn)力，本文利用了大多數(shù)學(xué)者的研究 Lieth方法[7-15]，其原因是該方法所涉及的資料易于獲取，且可以清楚說(shuō)明氣候變化的影響。 利用著名的 ThornthwaiteMemoriai模型：

2 分析結(jié)果

2.1 氣候變化特征

暖而干是近年阿爾山的氣候主要特征之一。由于全球變暖，阿爾山市氣溫有增高趨勢(shì)，增溫率為0.35 ℃ /10a。1990—2000年增溫率達(dá)0.77℃/10 a，1998年，平均溫度創(chuàng)歷史最高，達(dá)-1.1℃，較多年平均值偏高1.56℃。近50年年平均降水變化為：前20年（1961—1980）降水接近平均，中間20年（1981—2000）降水較多，2001—2010這10年降水較少，分別比多年平均偏少12.86 mm/10 a、偏多39.32 mm/10 a、偏少52.91 mm/10 a。降水呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，減少率為0.56 mm/10a。

2.2 TSPV的年際變化特征

1960—2010年，阿爾山市植物氣候生產(chǎn)力表現(xiàn)為不明顯的增加趨勢(shì)。1961年TSPV最低，為3980 kg/hm2，偏少于多年平均值18.91;1995年TSPV最高，達(dá)6052.47kg/hm2，較多年平均值偏多23.3。從滑動(dòng)平均曲線看，20世紀(jì)80年代為降低期，90年代為上升期，近10年阿爾山地區(qū) TSPV值（5051.46 kg/ hm2）略高于多年平均值4908.6 kg/ hm2，呈緩慢上升的趨勢(shì)。

2.3 TSPV的年代際變化特征

TSPV的年代際變化（圖2）：1960—1970年間，阿爾山市氣候?qū)儆凇袄涓尚汀?，降水量與常年接近，TSPV為低于歷年均值;1970—1980年，也為“冷干型”，無(wú)論氣溫、降水，都接近常年值，TSPV值較歷年均值低;1980—1990年，氣溫和降水嚴(yán)重偏高于常年，TSPV值同樣偏高于常年值; 1990—2000年，年均氣溫、年均降水量和 TSPV值都為高于歷年，暖濕型氣候使 TSPV達(dá)到歷10年最大值， 增幅為0.53（ kg/ hm2）·/10 a。2000—2010年，年平均氣溫顯著增加，年降水低于歷年，植物生產(chǎn)力高于歷年值，增幅為0.29（ kg/ hm2）·/10 a。“冷干型”氣候，TSPV呈負(fù)距平;“暖濕型”則TSPV呈正距平。

2.4 氣候情景預(yù)測(cè)對(duì)TSPV的影響

若年降水量不變時(shí)，年平均氣溫變化增減1℃，TSPV值變化為增減9.2;氣溫變化增減2℃，TSPV值變化﹣18.6和18.3（kg/ hm2）。若年平均氣溫保持不變，年降水量變化增減10mm和增減20mm時(shí)，TSPV變化為﹣50、47.2、﹣103.5和91（kg/ hm2）。由此，TSPV的變化趨勢(shì)與年平均氣溫和降水變化變化趨勢(shì)保持一致。

綜合分析溫度、降水對(duì)TSPV的影響：若年平均氣溫±1℃或±2℃，年降水量±10mm或±20mm ，氣候類型為“暖濕型”和“冷濕型”，植物氣候生產(chǎn)力（TSPV 值）呈增加趨勢(shì)，氣候類型為“冷干型”和“暖干型”，植物氣候生產(chǎn)力（TSPV值）表現(xiàn)為減少趨勢(shì)。降水變化對(duì)TSPV的影響大于氣溫變化對(duì)TSPV的影響。

3 結(jié)論

（1）近50年阿爾山市氣溫增溫明顯，增溫率為0.36℃/10a，從整體看，降水減少，減少率為2.91 mm/10 a。（2）近50年阿爾山市TSPV的變化趨勢(shì)是緩慢增加。近10年阿爾山地區(qū)TSPV值（5051.94kg/hm2）略高于多年平均值（4908.60 kg/hm2），緩慢上升。（3）阿爾山地區(qū) 20世紀(jì)60年代氣候?qū)儆凇袄涓尚汀?，TSPV降低;70年代同為“冷干型”，TSPV值降低;80年代為“冷濕型”，TSPV值接近常年;90年代 TSPV最大值，增幅為0.53（kg/hm2）/10a。20世紀(jì)初十年，年平均氣溫增加明顯，年降水量降低，植物生產(chǎn)力增加，增幅為0.29（kg/hm2）/10a。（4）植物生產(chǎn)力增減與降水或溫度變化趨勢(shì)相同，降水變化對(duì)植物生產(chǎn)力的影響較大。

參考文獻(xiàn)

[1]馮林.內(nèi)蒙古森林[M].北京：中國(guó)林業(yè)出版社，1989：57-59.

[2]陳國(guó)南.用邁阿密模型測(cè)算我國(guó)生產(chǎn)量的嘗試[J].自然資源學(xué)報(bào)，1987，2（3）：270-278.

[3]王毅榮，王潤(rùn)元，鄧振鏞.黃土高原氣候生產(chǎn)力演變特征[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2006，27（2）：10-15.

[4]張憲洲.我國(guó)自然植被凈第一性生產(chǎn)力的估算和分布[J].自然資源，1993（1）：15-21.

[5]田志會(huì)，李風(fēng)琴，郭文利，等.基于小網(wǎng)格的北京山區(qū)植物氣候生產(chǎn)力及其限制因子分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，9（6）：2l-26.

[6]楊澤龍，杜文旭，侯瓊，等.內(nèi)蒙古東部氣候變化及其草地生產(chǎn)潛力的區(qū)域性分析[J].中國(guó)草地學(xué)報(bào)，2008，30（6）：62-66.

[7]魏鳳英.現(xiàn)代氣候統(tǒng)計(jì)診斷與預(yù)測(cè)技術(shù)[M].北京：氣象出版社，2007：6，37-39.

[8]郭連云，吳讓，汪青春，等.氣候變化對(duì)三江源興海縣草地氣候生產(chǎn)潛力的影響[J].中國(guó)草地學(xué)報(bào)，2008，30（2）：5-10.

[9]趙慧穎.氣候變化對(duì)典型草原區(qū)牧草氣候生產(chǎn)潛力影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2007，28（3）：281-284.

[10]康西言，馬輝杰.河北省氣候生產(chǎn)潛力的估算與區(qū)劃[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2008，29（1）：37-41.

[11]程霞，李帥，師慶東.阿勒泰地區(qū)氣候生產(chǎn)力變化分析[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2007，25（3）：86-88.

[12]李德新.內(nèi)蒙古高原荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)概論[C]//賽勝寶，李德新.荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)研究.呼和浩特：內(nèi)蒙古人民出版社，1994：1-7.

[13]郭連云，吳讓，汪青春，等.氣候變化對(duì)三江源興?？h草地氣候生產(chǎn)潛力的影響[J].中國(guó)草地學(xué)報(bào)，2008，30（2）：5-10.

[14]馬治國(guó)，王宏.福建省植被氣候生產(chǎn)力的時(shí)空分布特征[J].亞熱帶農(nóng)業(yè)研究，2008，4（3）：208-212.

[15]王建勛，朱曉玲，龐新安，等.塔里木河流域主要農(nóng)作物氣候生產(chǎn)潛力分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2006，27（2）：139-142.

收稿日期：2019-08-05

基金項(xiàng)目：1.國(guó)家自然基金項(xiàng)目，中蒙邊境高火險(xiǎn)區(qū)的森林草原火時(shí)空演變機(jī)制及蔓延趨勢(shì)預(yù)測(cè)模型研究（41761101）;2.內(nèi)蒙古科技廳科技計(jì)劃項(xiàng)目《基于3S技術(shù)的蒙古高原多尺度草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)技術(shù)研究》（201502113）

作者簡(jiǎn)介：都瓦拉（1978-），女，蒙古族，博士，研究方向?yàn)樯鷳B(tài)及應(yīng)用氣象。