黑龍江省氣候變化及人類活動對水資源的影響效應(yīng)研究

崔 穎

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150006）

0 引言

黑龍江省位于中國東北部，全省土地總面積約為45.48km2。省內(nèi)河流縱橫，湖泊眾多，坐擁黑龍江，嫩江，松花江，烏蘇里江，綏芬河五大水系，多年平均水資源總量為810.3億m3。黑龍江水資源分布呈現(xiàn)著邊緣多，腹地少，中部多，東西部少的特點(diǎn)。同時(shí)，黑龍江省是我國重要的糧食主產(chǎn)區(qū)與商品糧生產(chǎn)基地，在保障我國糧食安全方面占有重要的地位。雖然糧食總產(chǎn)已實(shí)現(xiàn)了十二連增，但農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、水資源利用效率低下、水資源空間分布不均、農(nóng)業(yè)靠天吃飯等問題仍然沒有得到有效的解決。

在氣候變化對水資源會產(chǎn)生什么樣的影響這一方面，在1980年左右，國內(nèi)首次在西北華北部地區(qū)開展了氣候變化對水資源影響的相關(guān)考察工作。而國外關(guān)于這一研究內(nèi)容最早出現(xiàn)在20世紀(jì)40年代末的美國，主要以研究降水-徑流關(guān)系為主。進(jìn)入21世紀(jì)之后，氣候變化對水資源會產(chǎn)生什么影響已經(jīng)成為國際重大會議主要議題之一，引起了國內(nèi)外學(xué)者更加廣泛的關(guān)注。

在人類生產(chǎn)生活對水資源的影響這一方面，我國的研究起步較晚，始于1990年左右，芮孝芳分析了水庫工程、灌溉面積、大型調(diào)水工程、地下水開采以及城市化對水資源產(chǎn)生的影響。在國外，人類活動對水資源的影響研究最早開始于1935年，由南非學(xué)者研究了森林開發(fā)對水資源的影響。

本文即以黑龍江省為研究對象，通過分析1959-2013年多個(gè)站點(diǎn)平均氣溫與平均降水量，力求得到氣候變化及人類活動會對該省的水資源產(chǎn)生怎樣的影響，從而為提高水資源利用效率提供有力依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本項(xiàng)目以黑龍江省的七個(gè)觀測站點(diǎn)（富錦、佳木斯、雞西、依蘭、寶清、虎林、鶴崗）為研究對象，從中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)收集了1959—2013年各站點(diǎn)多年平均氣溫及平均降水量等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

1.2 分析方法

將所得到的數(shù)據(jù)利用如下公式進(jìn)行分析

2 結(jié)果與分析

由下述折線圖可以得出，曲線在1956—2013年呈曲折變化，但由x-y曲線可得總體趨勢為上升趨勢，除富錦站點(diǎn)外，其余站點(diǎn)R2均在0.3~0.5之間。

由表2對于各個(gè)站點(diǎn)特征值的計(jì)算可知，7個(gè)站點(diǎn)多年平均降水量均位于3~4.5之間，方差在0.72~0.91之間，變差系數(shù)均在0.2上下浮動，中位數(shù)則較穩(wěn)定在3~4.5之間，富錦、佳木斯、依蘭、寶清、雞西的偏差系數(shù)值均為0，虎林和鶴崗的偏差系數(shù)在0.1左右。

表2 各站點(diǎn)降水量相關(guān)特征值計(jì)算

表1 各站點(diǎn)平均氣溫

圖1 富錦站平均氣溫折線圖

圖2 佳木斯站平均氣溫折線圖

圖3 依蘭站平均氣溫折線圖

圖4 雞西站平均氣溫折線圖

圖5 虎林站平均氣溫折線圖

圖6 寶清站平均氣溫折線圖

圖7 鶴崗站平均氣溫折線圖

由各個(gè)站點(diǎn)平均氣溫可得，富錦1959年為3.6℃，而2013年為3℃，期間有微弱的下降趨勢。依蘭站及雞西站變化趨勢與富錦站呈現(xiàn)相似規(guī)律。鶴崗1959年為1.3℃，而1999年為3.5℃，其呈明顯的上升趨勢。

通過對黑龍江省七個(gè)研究站點(diǎn)1959—2013年的氣溫及降水量進(jìn)行系統(tǒng)的分析得出，黑龍江省近五十年氣候呈現(xiàn)出明顯的變暖趨勢，氣溫曲折上升，共計(jì)升高約1.35℃。同時(shí)富錦站、依蘭站和雞西站方差較小，年降水量呈現(xiàn)出微弱的下降趨勢，寶清站和鶴崗站的年降水量下降趨勢相對明顯，而佳木斯站和虎林站的年降水量呈現(xiàn)出微弱的上升趨勢，依蘭站、雞西站和鶴崗站的年降水量突變點(diǎn)較多。

3 結(jié)論

假定人類的生產(chǎn)活動不對水資源的時(shí)空演變產(chǎn)生直接的干預(yù)，則氣候變化是驅(qū)使水資源發(fā)生時(shí)空演變的主要因素。首先，氣候變化會使大氣中水的蒸發(fā)量增大，使得地下潛水礦化度增加，逐漸咸化。其次，氣候變化使得降水在時(shí)間和空間上的分配更加不均衡；在時(shí)間上，強(qiáng)降水強(qiáng)度增加，暴雨洪澇、干旱頻率增加，在空間上導(dǎo)致地球水資源地區(qū)分配更加不均衡，降水季節(jié)不均衡，季節(jié)流量相對全年流量失調(diào)。同時(shí)，氣溫變化及年降水量也對水資源的演變有著極為重要的影響，在空間上年降水量的變化趨勢與夏秋季節(jié)具有一定的相似性。對于季節(jié)降水量，除大興安嶺北部和三江平原北部外，黑龍江省冬、春季節(jié)降水量均呈現(xiàn)出上升的趨勢；除大興安嶺中部和中西部以及三江平原西北部的部分地區(qū)外，夏、秋季節(jié)降水量均呈現(xiàn)出下降的趨勢。對于年降水量，黑龍江省中部年降水量呈現(xiàn)出減少的趨勢，而大興安嶺地區(qū)和西部半干旱區(qū)以及三江平原西北部地區(qū)呈現(xiàn)出了上升的趨勢。

當(dāng)氣候?qū)λY源時(shí)空演變的影響忽略不計(jì)時(shí)，人類的生產(chǎn)活動是影響它的主要因素。首先，人類建造了大量水庫大壩等水利工程，使得水資源在時(shí)間和空間上發(fā)生變化。它們或削減洪峰流量，達(dá)到泄洪目的，或南水北調(diào)，調(diào)節(jié)全球的總徑流，對地表水資源量進(jìn)行了人為的再分配。其次，人類進(jìn)行工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對水環(huán)境造成了一定的污染，侵害水體功能，造成了水資源的二次分配，從而影響其時(shí)空演變規(guī)律。

根據(jù)以上結(jié)論，可以對黑龍江省水資源時(shí)空演變規(guī)律的認(rèn)識更進(jìn)一步，同時(shí)對于黑龍江省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也具有一定指導(dǎo)意義。