第 35 卷 第 12 期 西 北 农 林 科 技 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) Vol.35 No.12 2007 年 12 月 JournalofNorthwestA & FUniversity(Nat.Sci.Ed.) Dec.2007 近 45 年 毛 乌 素 沙 地 的 气 候 变 化 及 其 与 沙 漠 化 的 关 系 杨 永 梅 1a,2, 杨 改 河 1b,2, 冯 永 忠 1b,2 (1 西 北 农 林 科 技 大 学 a. 资 源 环 境 学 院 ;b. 农 学 院, 陕 西 杨 凌 712100; 2 陕 西 省 循 环 农 业 工 程 技 术 研 究 中 心, 陕 西 杨 凌 712100) [ 摘 要 ] 气 候 变 化 是 影 响 区 域 生 态 环 境 演 化 的 重 要 因 素, 为 了 研 究 毛 乌 素 沙 地 的 气 候 变 化 及 其 对 沙 漠 化 的 影 响, 利 用 近 45 年 (1961~2005 年 ) 的 气 象 资 料, 分 析 了 毛 乌 素 沙 地 4 个 典 型 旗 县 ( 鄂 托 克 旗 乌 审 旗 榆 阳 区 及 盐 池 县 ) 的 气 温 降 水 量 气 温 与 降 水 量 的 关 系 年 大 风 累 计 日 数 及 蒸 发 量 的 变 化 结 果 表 明, 该 地 区 20 世 纪 70~80 年 代 气 候 发 生 了 重 要 变 化, 气 温 回 升 较 快, 降 水 量 和 气 温 变 化 具 有 同 步 性, 大 风 日 数 逐 渐 减 少, 蒸 发 量 下 降, 这 些 气 象 要 素 的 变 化 有 利 于 沙 漠 化 逆 转 ; 该 地 区 气 候 空 间 差 异 很 大, 东 南 部 地 区 的 气 候 条 件 较 西 北 部 地 区 优 越 依 据 文 献 记 载, 毛 乌 素 沙 地 沙 漠 化 的 总 体 趋 势 及 不 同 地 区 的 空 间 差 异 与 本 文 研 究 所 得 的 气 候 变 化 趋 势 及 空 间 差 异 结 论 相 似, 说 明 该 地 区 的 气 候 变 化 与 沙 漠 化 关 系 非 常 密 切 [ 关 键 词 ] 毛 乌 素 沙 地 ; 气 候 变 化 ; 沙 漠 化 [ 中 图 分 类 号 ] P931.3 [ 文 献 标 识 码 ] A [ 文 章 编 号 ] 1671 9387(2007)12 0087 06 Climaticvariationanditsefectondesertificationin45recent yearsinmuussandland YANG Yong mei 1a,2,YANG Gai he 1b,2,FENG Yong zhong 1b,2 (1 犪. 犆 狅 犾 犲 犵 犲 狅 犳 犚 犲 狊 狅 狌 狉 犮 犲 狊 犈 狀 狏 犻 狉 狅 狀 犿 犲 狀 狋 ; 犫. 犆 狅 犾 犲 犵 犲 狅 犳 犃 犵 狉 狅 狀 狅 犿 狔, 犖 狅 狉 狋 犺 狑 犲 狊 狋 犃 牔 犉 犝 狀 犻 狏 犲 狉 狊 犻 狋 狔, 犢 犪 狀 犵 犾 犻 狀 犵, 犛 犺 犪 犪 狀 狓 犻 712100, 犆 犺 犻 狀 犪 ; 2 犜 犺 犲 犚 犲 狊 犲 犪 狉 犮 犺 犆 犲 狀 狋 犲 狉 狅 犳 犚 犲 犮 狔 犮 犾 犲 犃 犵 狉 犻 犮 狌 犾 狋 狌 狉 犲 犈 狀 犵 犻 狀 犲 犲 狉 犻 狀 犵 犪 狀 犱 犜 犲 犮 犺 狀 狅 犾 狅 犵 狔 狅 犳 犛 犺 犪 犪 狀 狓 犻 犘 狉 狅 狏 犻 狀 犮 犲, 犢 犪 狀 犵 犾 犻 狀 犵, 犛 犺 犪 犪 狀 狓 犻 712100, 犆 犺 犻 狀 犪 ) 犃 犫 狊 狋 狉 犪 犮 狋 :Climaticchangehasanimportantefectontheecologicalenvironmentalevolution.Inorder tostudythetendencyofclimaticchangeanditsefectondesertification,themeteorologicalobservationda taof4counties (Etuoke,Wushen,YuyangandYanchi)inrecent45yearshavebeenanalyzed,whichin cludetemperature,precipitation,therelationshipbetweentemperature,galedaysandevaporationin MuUs sandland.resultsshowthattheclimaticchangeinthisareaisdistinctsince1970,suchastheincreaseof temperature,thesynchronismofprecipitationandtemperature,thereductionofgaledaysandtheevapora tion.documentshaveshowedthatthetendencyofdesertificationandthespacediferencebetweendiferent areashasbeensimilartothetendencyofmeteorologicalvariationinlast45years. 犓 犲 狔 狑 狅 狉 犱 狊 :MuUssandland;climaticvariation;desertification 近 年 来, 全 球 气 候 变 化 已 引 起 国 内 外 学 者 的 重 视 有 研 究 表 明, 自 工 业 革 命 以 来, 生 产 的 发 展 和 石 化 燃 料 的 大 量 应 用 以 及 森 林 植 被 破 坏 和 土 壤 碳 的 分 [1] 解, 使 空 气 中 的 CO 2 等 温 室 气 体 浓 度 显 著 上 升 在 过 去 的 100 年 里,CO 2 浓 度 从 275mg/kg 增 加 到 1996 年 的 345 mg/kg, 与 此 同 时, 全 球 气 温 上 升 了 0.3~0.6 [2], 北 半 球 气 温 上 升 趋 势 更 加 明 显, 增 温 达 到 1 以 上, 中 国 气 温 的 变 化 趋 势 与 北 半 球 大 [ 收 稿 日 期 ] 2006 11 28 [ 基 金 项 目 ] 国 家 重 大 基 础 预 研 项 目 (2005CCA05300); 国 家 林 业 局 948 引 进 项 目 (2006 4 11) [ 作 者 简 介 ] 杨 永 梅 (1975-), 女, 内 蒙 古 包 头 人, 在 读 博 士, 主 要 从 事 资 源 与 环 境 研 究 E mail:yym0105@yahoo.com.cn [ 通 讯 作 者 ] 杨 改 河 (1957-), 男, 陕 西 耀 县 人, 教 授, 博 士 生 导 师, 主 要 从 事 资 源 利 用 与 区 域 开 发 研 究
[3] 致 相 似 国 际 政 府 间 气 候 变 化 委 员 会 在 1992 年 曾 指 出, 温 室 气 体 的 排 放 如 不 加 控 制, 到 21 世 纪 全 球 平 均 气 温 每 10 年 会 升 高 0.3, 到 21 世 纪 中 叶 将 比 20 世 纪 90 年 代 高 3 同 时 还 指 出,CO 2 等 温 室 气 体 效 应 将 导 致 高 纬 度 亚 洲 季 风 区 年 降 水 及 中 纬 度 冬 季 降 水 增 加, 但 是 这 个 模 型 的 结 果 尚 难 以 定 [4] 论 另 有 研 究 表 明, 近 50 年 是 400 年 以 来 中 国 西 部 年 降 水 量 最 丰 沛 的 时 期, 多 雨 主 要 发 生 在 气 候 急 [5] [6] 剧 变 暖 的 20 世 纪 最 后 30 年 ; 赵 哈 林 等 利 用 近 40 年 来 的 温 度 降 水 和 蒸 发 量 等 气 象 资 料 分 析 了 科 尔 沁 沙 地 的 气 候 变 化, 结 果 表 明 气 温 呈 显 著 的 升 高 态 势, 降 水 量 波 动 性 较 大, 总 体 上 呈 缓 慢 的 增 加 趋 [7] 势, 年 蒸 发 量 下 降 ; 白 美 兰 等 利 用 1961~2003 年 43 年 的 气 象 资 料, 分 析 了 内 蒙 古 中 部 地 区 浑 善 达 克 沙 地 的 气 候 变 化 情 况, 得 出 气 温 在 不 断 升 高, 而 降 水 量 在 减 少, 年 累 计 大 风 日 数 下 降 对 于 西 北 地 区 的 气 温 变 化, 各 方 面 专 家 都 估 计 为 变 暖, 而 对 降 水 量 的 预 测, 各 方 面 意 见 有 很 大 差 异, 特 别 是 对 于 20 世 纪 90 年 代 以 来 新 疆 等 地 降 水 量 增 多 的 现 象, 是 属 于 西 北 全 区 由 暖 干 型 气 候 向 暖 湿 转 型, 还 是 属 于 西 北 西 部 局 部 地 区 的 转 型, 是 属 于 长 期 的 时 间 上 的 变 化 趋 势, 还 是 仅 属 于 年 际 的 10 年 的 波 动, 有 各 种 不 同 意 [8] 见 地 处 黄 土 高 原 北 部 的 毛 乌 素 沙 地, 跨 内 蒙 古 陕 西 宁 夏 三 省, 总 面 积 约 7.8 万 km 2, 对 全 球 气 候 变 化 和 环 境 的 改 变 十 分 敏 感, 是 沙 漠 化 发 生 的 重 点 地 区 之 一, 其 形 成 与 演 化 历 来 是 我 国 干 旱 和 半 干 旱 地 [9] 区 环 境 变 迁 研 究 的 热 点 问 题 过 去 人 们 主 要 研 究 人 为 因 素 对 该 地 区 沙 漠 化 的 影 响, 提 出 了 诸 如 退 耕 [10] 还 林 还 草 等 有 效 的 治 理 措 施, 而 从 气 候 方 面 研 究 则 较 少 本 研 究 在 未 考 虑 人 为 活 动 影 响 的 情 况 下, 探 讨 了 气 候 变 化 对 该 地 区 沙 漠 化 的 影 响, 以 期 从 气 候 变 化 角 度 分 析 该 沙 地 的 自 然 沙 漠 化 过 程 1 站 点 选 择 数 据 来 源 及 数 据 处 理 1.1 站 点 选 择 与 数 据 来 源 从 西 北 至 东 南 方 向, 毛 乌 素 沙 地 气 候 按 干 旱 - 半 干 旱 - 湿 润 过 渡 年 均 降 水 量 的 地 理 分 布 从 东 南 部 的 约 400 mm, 向 西 递 减 为 约 200 mm, 大 致 由 森 林 草 原 过 渡 到 荒 漠 草 原 的 降 水 范 围 年 均 气 温 的 [11] 地 理 分 布 自 东 南 向 西 北 东 北 递 减 吴 波 等 根 据 毛 乌 素 沙 地 的 气 候 条 件 及 土 地 利 用 方 式 的 不 同, 人 为 将 毛 乌 素 沙 地 划 分 为 4 部 分 : 西 北 部 的 鄂 托 克 前 旗 和 鄂 托 克 旗 等 旗 县, 中 部 的 乌 审 旗, 东 部 的 榆 林 和 神 木 等 县, 及 南 部 的 横 山 靖 边 定 边 及 盐 池 等 县 笔 者 依 据 毛 乌 素 沙 地 气 候 带 特 点 以 及 前 人 的 研 究 成 [11] 果, 选 取 了 4 个 典 型 的 旗 县 作 为 研 究 对 象, 即 内 蒙 古 鄂 尔 多 斯 市 的 鄂 托 克 旗 和 乌 审 旗 陕 西 榆 林 市 的 榆 阳 区 及 宁 夏 吴 忠 市 的 盐 池 县 本 研 究 数 据 由 内 蒙 古 鄂 尔 多 斯 市 气 象 局 榆 林 市 榆 阳 区 气 象 局 及 宁 夏 吴 忠 市 盐 池 县 气 象 局 提 供 1.2 数 据 处 理 毛 乌 素 沙 地 整 体 气 象 要 素 变 化 均 依 据 4 个 旗 县 ( 鄂 托 克 旗 乌 审 旗 榆 阳 区 和 盐 池 县 ) 站 点 的 平 均 状 况, 按 照 年 际 将 气 象 资 料 作 相 应 处 理 所 得 平 均 气 温 和 降 水 量 进 行 正 规 化 处 理, 处 理 方 法 如 下 : μ= 1 狀 狀 狀 犡 犻,σ= ( 犡 犻 犻 =1 槡 -μ ) 2 / 狀, 犡 犻 犣 = -μ 犻 =1 σ 式 中 : 犡 犻 代 表 第 犻 年 的 平 均 气 温 ( 或 年 降 水 量 ), 狀 代 表 参 加 统 计 的 年 数, μ 代 表 所 有 年 平 均 气 温 ( 或 年 降 水 量 ) 的 均 值,σ 代 表 标 准 差, 犣 犻 代 表 犡 犻 经 正 规 化 处 理 后 的 数 值 2 毛 乌 素 沙 地 气 候 要 素 的 变 化 从 20 世 纪 60 年 代 至 本 世 纪 初, 毛 乌 素 沙 地 生 态 环 境 变 化 很 大, 其 中 气 候 要 素 的 变 化 起 着 很 重 要 的 作 用, 本 研 究 对 20 世 纪 60 年 代 以 来 该 地 区 的 气 温 降 水 气 温 与 降 水 的 关 系 及 大 风 日 数 进 行 了 分 析 2.1 平 均 气 温 的 变 化 由 表 1 可 见,1961~2005 年, 随 着 年 份 的 推 进, 乌 审 旗 鄂 托 克 旗 盐 池 县 榆 阳 区 平 均 气 温 的 变 化 趋 势 总 体 上 相 同, 均 呈 现 增 温 ; 不 同 地 区 平 均 气 温 差 异 很 大, 且 增 温 效 果 不 同 其 中, 榆 阳 区 平 均 气 温 高, 鄂 托 克 旗 平 均 气 温 低 ; 从 20 世 纪 60 年 代 到 21 世 纪 初 期, 乌 审 旗 和 鄂 托 克 旗 平 均 气 温 均 增 加 了 1.8, 榆 阳 区 平 均 气 温 增 加 了 1.6, 盐 池 县 增 加 幅 度 最 小, 为 1.2 由 表 2 可 见, 以 乌 审 旗 为 例,21 世 纪 初 期 相 较 20 世 纪 80 年 代 和 90 年 代 初 期, 冬 季 春 季 增 温 最 明 显, 其 次 是 秋 季 夏 季, 说 明 增 温 效 果 主 要 表 现 为 暖 冬 暖 春 有 关 研 究 表 明, 西 风 指 数 强 时, 我 国 暖 月 出 现 概 率 比 冷 月 多 一 倍 ; 西 风 指 数 弱 时 则 相 反 ;20 世 纪 70 年 代 以 来, 我 国 北 方 气 候 明 显 变 [12] 暖 与 我 国 35 N~55 N 西 风 指 数 明 显 增 强 相 关 气 温 升 高 对 于 生 态 环 境 有 正 面 影 响, 亦 有 负 面 影 响 一 方 面 温 度 升 高 会 增 加 地 表 蒸 发, 尤 其 是 暖 冬 暖 春, 使 冬 春 季 节 原 本 覆 盖 较 少 的 地 面 蒸 发 量 加 大, 干 旱
化 趋 势 加 剧, 有 利 于 沙 漠 化 的 发 生 发 展, 对 该 沙 地 生 态 环 境 恢 复 较 为 不 利 ; 但 另 一 方 面, 温 度 升 高 可 以 延 长 植 被 生 长 期, 尤 其 是 暖 冬 暖 春, 春 季 牧 草 返 青 早, 地 区 Area 表 1 1961~2005 年 毛 乌 素 沙 地 不 同 地 区 平 均 气 温 的 变 化 冬 季 枯 萎 慢 因 此, 单 从 气 温 变 化 的 角 度 来 分 析 毛 乌 素 沙 地 自 然 沙 漠 化 的 趋 势 是 不 全 面 的 Table1 Variationofmeantemperatureindiferentareasin MuUssandlandduring1961-2005 1961~1970 1971~1980 1981~1990 1991~2000 2001~2005 盐 池 县 Yanchi 7.5 7.9 8.2 8.8 8.7 榆 阳 区 Yuyang 7.8 8.0 8.1 8.8 9.4 乌 审 旗 Wushen 6.5 6.9 7.2 8.0 8.3 鄂 托 克 旗 Etuoke 6.3 6.6 6.9 7.7 8.1 表 2 1981~2005 年 乌 审 旗 不 同 季 节 平 均 气 温 的 变 化 Table2 Variationoffourseasons'meantemperaturein Wushenduring1981-2005 季 节 Season 1981~1985 1991~1995 2001~2005 春 季 (3~5 月 )Spring(MarchtoMay) 8.2 8.3 10.0 夏 季 (6~8 月 )Summer(JunetoAugust) 20.6 20.6 21.5 秋 季 (9~11 月 )Autumn (SeptembertoNovember) 6.7 7.1 8.2 冬 季 (12~ 来 年 2 月 )Winter(DecembertoFebruarynextyear) -9.3-7.2-6.4 2.2 降 水 量 的 变 化 由 表 3 可 见,1961~2005 年, 毛 乌 素 沙 地 不 同 地 区 的 平 均 降 水 量 分 布 极 不 均 匀, 不 同 年 代 降 水 量 的 变 率 也 很 大 其 中, 榆 阳 区 降 水 量 较 为 丰 富, 平 均 约 为 400mm, 其 次 为 乌 审 旗 和 盐 池 县, 鄂 托 克 旗 最 小, 仅 250 mm 左 右 不 同 年 代 4 个 地 区 降 水 量 的 变 化 趋 势 基 本 一 致 :20 世 纪 60 年 代 降 水 较 多,70 年 代 有 所 减 少,80 年 代 普 遍 回 升,90 年 代 稍 有 减 少,21 世 纪 初 又 有 所 回 升 关 于 20 世 纪 80 年 代 以 来, 我 no SouthernOscilation 的 缩 写, 译 为 厄 尔 尼 诺 ) 事 件 相 关,20 世 纪 50 年 代 到 70 年 代 末, 海 表 温 度 距 平 尚 无 明 显 变 化 趋 势, 但 20 世 纪 从 70 年 代 末 到 90 年 代, 海 表 温 度 明 显 偏 高,ENSO 事 件 发 生 较 多, 1976 年 到 2000 年 共 发 生 了 7 次 ; 从 20 世 纪 80 年 代 以 来, 大 西 洋 副 热 带 高 压 带 偏 强, 我 国 的 西 北 风 偏 弱, 南 风 分 量 偏 强, 有 利 于 海 洋 水 气 向 北 输 送, 在 这 种 大 气 候 背 景 下, 毛 乌 素 沙 地 的 降 水 量 也 在 逐 渐 升 [13] 高 国 北 方 降 水 量 的 增 多, 有 研 究 表 明 与 ENSO(E1Ni 表 3 1961~2005 年 毛 乌 素 沙 地 不 同 地 区 平 均 降 水 量 的 变 化 Table3 Variationofaverageprecipitationindiferentareasin MuUssandlandduring1961-2005 mm 地 区 Area 1961~1970 1971~1980 1981~1990 1991~2000 2001~2005 盐 池 县 Yanchi 335.3 243.8 271.7 292.7 304.7 榆 阳 区 Yuyang 449.8 365.2 385.2 345.5 478.5 乌 审 旗 Wushen 369.9 322.2 332.7 285.6 395.3 鄂 托 克 旗 Etuoke 275.6 280.2 275.9 238.1 246.9 2.3 平 均 气 温 与 降 水 量 间 的 关 系 全 球 气 温 普 遍 升 高 已 成 为 定 论, 目 前 关 于 气 温 升 高 对 大 气 环 流 的 影 响 以 及 大 气 环 流 对 降 水 量 的 影 [14] 响 已 成 为 研 究 的 焦 点 高 学 杰 等 通 过 模 拟 CO 2 对 东 亚 大 槽 的 影 响 表 明, 在 CO 2 倍 增 情 况 下, 东 亚 大 槽 将 明 显 减 弱, 高 纬 度 南 下 的 冷 空 气 势 力 减 弱, 南 部 暖 湿 空 气 北 上, 从 而 导 致 中 国 北 方, 尤 其 是 东 北 和 华 北 地 区 较 大 幅 度 的 增 温, 降 水 量 大 范 围 增 加 说 明 我 国 北 方 气 温 与 降 水 量 间 存 在 内 在 的 关 系 毛 乌 素 沙 地 的 温 度 一 直 在 升 高,20 世 纪 80 年 代 之 后 更 趋 明 显 ; 降 水 量 在 60~70 年 代 呈 现 下 降 趋 势, 从 80 年 代 之 后 开 始 回 升, 到 21 世 纪 降 水 量 大 幅 度 升 高 可 见, 自 20 世 纪 80 年 代 以 后, 毛 乌 素 沙 地 的 温 度 与 降 水 量 同 时 出 现 了 明 显 变 化, 推 断 二 者 之 间 可 能 存 在 一 定 的 关 系 为 了 研 究 4 个 旗 县 的 温 度 和 降 水 配 置 情 况, 将 20 世 纪 80 年 代 以 来 的 温 度 和 降 水 量 数 据 进 行 正 规 化 处 理, 结 果 见 图 1 图 1 显 示,1980~ 2005 年,4 个 旗 县 虽 然 有 个 别 年 份 温 度 升 高 而 降 水 量 下 降, 但 总 体 变 化 趋 势 具 有 同 步 性, 说 明 随 着 温 度 的 升 高, 降 水 量 有 增 加 的 趋 势 随 着 未 来 CO 2 等 温 室 气 体 排 放 量 的 增 加, 气 温 可 能 会 进 一 步 升 高, 降 水 量 有 可 能 继 续 增 加, 气 候 会 倾 向 于 暖 湿, 暖 湿 的 气 候
对 该 地 区 的 沙 漠 化 逆 转 将 具 有 促 进 作 用 图 1 1980~2005 年 毛 乌 素 沙 地 4 旗 县 平 均 气 温 与 降 水 量 的 正 规 化 曲 线. 降 水 ;. 气 温 Fig.1 Regularvariationofaveragetemperatureandprecipitationin MuUssandlandduring1980-2005.Precipitation;.Temperature 2.4 年 累 计 大 风 日 数 的 变 化 由 表 4 可 见,1961~2005 年 不 同 地 区 年 累 计 大 日 数 变 化 趋 势 不 同, 但 是 70 年 代 是 转 折 点, 即 从 70 年 代 开 始 年 累 计 大 风 日 数 趋 于 平 稳 或 稍 有 降 低 风 日 数 差 异 很 大, 其 中 榆 阳 区 的 年 累 计 大 风 日 数 较 少, 一 年 约 12d; 而 鄂 托 克 旗 的 年 累 计 大 风 日 数 最 多, 每 年 约 37d 不 同 地 区 不 同 年 代 年 累 计 大 风 日 数 波 动 各 异 : 盐 池 县 乌 审 旗 20 世 纪 60 年 代 的 年 累 计 大 风 日 数 较 多, 进 入 70 年 代 以 后 大 风 日 数 趋 于 稳 定 ; 榆 阳 区 20 世 纪 60 年 代 大 风 日 数 较 少,70~80 年 代 增 加, 进 入 90 年 代 又 减 少,21 世 纪 初 又 增 加 ; 鄂 托 克 旗 在 20 世 纪 60 年 代 大 风 日 数 约 多 达 51d, 进 入 20 世 纪 70 年 代 后 开 始 减 少, 之 后 略 有 波 动, 但 图 2 显 示, 从 20 世 纪 60 年 代 开 始, 毛 乌 素 沙 地 年 累 计 大 风 日 数 总 体 呈 现 减 少 趋 势, 显 然 有 利 于 该 区 沙 丘 的 固 定 大 风 日 数 减 少 的 原 因 可 能 有 : 首 先, 气 温 变 暖, 东 亚 大 槽 减 弱, 蒙 古 - 西 伯 利 亚 高 压 势 力 减 弱, 西 北 风 减 弱 ; 其 次, 国 家 对 西 部 地 区 生 态 环 境 建 设 非 常 重 视, 诸 如 行 之 有 效 的 退 耕 还 林 还 草 建 设 等 初 显 成 效 ; 第 三, 城 镇 发 展 和 规 模 的 扩 大, 使 气 象 台 站 周 围 的 环 境 发 生 了 改 变, 导 致 所 测 的 大 风 日 数 减 少 基 本 维 持 在 30d 左 右 虽 然 各 地 区 的 年 累 计 大 风 表 4 1961~2005 年 毛 乌 素 沙 地 不 同 地 区 年 累 计 大 风 日 数 的 变 化 Table4 Variationofaccumulatedgaledaysindiferentareasin MuSusandlandduring1961-2005 d 地 区 Area 1961~1970 1971~1980 1981~1990 1991~2000 2001~2005 盐 池 县 Yanchi 24.2 13.8 11.0 12.0 13.0 榆 阳 区 Yuyang 10.3 15.6 14.9 6.1 13.0 乌 审 旗 Wushen 33.3 18.1 14.5 15.1 - 鄂 托 克 旗 Etuoke 50.7 33.7 38.2 24.8-2.5 蒸 发 量 的 变 化 毛 乌 素 沙 地 不 同 地 区 不 同 年 代 气 温 降 水 量 及 大 风 日 数 的 总 体 变 化 趋 势 具 有 一 致 性, 说 明 该 沙 地 不 同 地 区 的 气 象 因 子 在 毛 乌 素 沙 地 大 环 境 下, 其 变 化 趋 势 具 有 相 似 性, 下 面 以 盐 池 县 蒸 发 量 为 例, 说 明 毛 乌 素 沙 地 蒸 发 量 的 变 化 趋 势 图 3 显 示, 该 地 区 的 蒸 发 量 远 远 大 于 降 水 量, 不 同 年 份 蒸 发 量 变 化 较 大, 但 总 体 趋 势 是 在 20 世 纪 80 年 代 之 前 呈 现 平 稳, 之 后 平 缓 下 降, 说 明 该 地 区 的 蒸 发 量 保 持 大 体 平 衡 并 稍 有 下 降 趋 势, 这 对 该 地 区 沙 漠 化 的 固 定 很 有 利
[15] 据 周 淑 贞 研 究, 在 自 然 条 件 下, 影 响 蒸 发 量 的 两 个 主 要 因 素 有 饱 和 差 和 风 速 与 湍 流 强 度 饱 和 差 愈 大, 蒸 发 量 愈 大 无 风 时, 蒸 发 面 上 的 水 气 单 靠 分 子 扩 散, 水 汽 压 减 小 得 很 慢, 饱 和 差 小, 因 而 蒸 发 缓 慢 ; 有 风 时, 湍 流 加 强, 蒸 发 面 上 水 汽 压 减 小, 而 饱 和 差 增 大, 蒸 发 快 20 世 纪 80 年 代 以 来, 我 国 北 方 气 候 发 生 了 很 大 变 化, 东 亚 大 槽 减 弱, 蒙 古 - 西 伯 利 亚 西 北 风 势 力 减 弱, 风 速 降 低, 大 风 日 数 减 少 ; 同 时, 南 部 [13] 暖 湿 气 流 北 上, 空 气 中 的 湿 汽 加 大, 饱 和 差 减 小, 这 些 因 素 的 变 化 对 蒸 发 量 下 降 有 很 大 作 用 图 2 1961~2005 年 毛 乌 素 沙 地 年 累 计 大 风 日 数 的 变 化 Fig.2 Variationofaccumulatedgaledaysin MuUssandlandduring1961-2005 图 3 1961~2001 年 盐 池 县 年 蒸 发 量 的 变 化 Fig.3 VariationofevaporationinYanchiduring1961-2001 2.6 气 候 变 化 对 沙 漠 化 的 综 合 影 响 通 过 对 1961~2005 年 毛 乌 素 沙 地 4 个 典 型 旗 利 于 植 被 的 恢 复 和 流 沙 的 固 定, 对 毛 乌 素 沙 地 自 然 沙 漠 化 逆 转 极 为 有 利 本 研 究 中 不 同 地 区 气 候 空 间 县 年 平 均 气 温 降 水 量 年 平 均 气 温 和 降 水 量 之 间 的 关 系 年 大 风 累 计 日 数 及 蒸 发 量 的 变 化 分 析 表 明, 该 地 区 年 平 均 气 温 在 逐 年 升 高, 进 入 20 世 纪 80 年 代 后 更 加 明 显, 增 温 效 果 主 要 表 现 为 暖 冬 暖 春 ; 降 水 量 在 20 世 纪 80 年 代 之 前 下 降,80 年 代 以 后 开 始 回 升, 到 21 世 纪 大 幅 度 上 升 ;20 世 纪 80 年 代 以 后 年 平 均 气 温 和 降 水 量 之 间 的 关 系 具 有 协 同 性 ; 大 风 日 数 在 20 世 纪 60 年 代 最 高, 之 后 下 降 很 快, 到 80 年 代 之 后 继 续 缓 慢 下 降 ; 蒸 发 量 在 20 世 纪 80 年 代 之 差 异 较 大, 其 中, 东 部 地 区 榆 阳 区 气 候 条 件 较 好, 偏 于 暖 湿, 而 且 大 风 日 数 较 少 ; 南 部 盐 池 县 偏 于 暖 干, 大 风 日 数 较 榆 阳 区 多, 但 比 乌 审 旗 和 鄂 托 克 旗 少 ; 中 部 乌 审 旗 偏 于 冷 干, 大 风 日 数 较 多 ; 西 北 部 鄂 托 克 旗 表 现 为 典 型 冷 干, 温 度 和 降 水 量 比 其 他 3 个 旗 县 都 低, 大 风 日 数 最 多 因 此, 从 气 候 学 的 角 度 看, 毛 乌 素 沙 地 自 东 南 向 西 北 的 气 候 条 件 逐 渐 变 得 恶 劣 依 据 文 献 记 载, 毛 乌 素 沙 地 沙 漠 化 的 总 体 趋 势 及 不 同 地 区 的 空 间 差 异 与 本 文 研 究 所 得 的 气 候 变 化 趋 势 及 前 呈 现 平 稳, 之 后 呈 现 下 降 趋 势 以 上 结 果 说 明,20 世 纪 80 年 代 以 后 毛 乌 素 沙 地 气 候 发 生 了 很 大 的 变 化, 基 本 上 向 好 的 方 向 发 展, 这 些 气 候 因 子 的 变 化 有 [11] 空 间 差 异 结 论 相 似 吴 波 等 分 析 了 20 世 纪 50~ 90 年 代 毛 乌 素 沙 地 景 观 分 类 及 景 观 动 态 变 化, 结 果 表 明,70 年 代 末 至 90 年 代 初 的 沙 漠 化 速 度 远 远 低
于 50 年 代 末 至 70 年 代 末, 并 且 某 些 地 方 出 现 沙 漠 化 土 地 明 显 负 增 长, 如 榆 阳 区 的 芹 河 金 鸡 滩 牛 家 [16] 梁 ; 吴 薇 等 研 究 也 表 明,1987~1993 年, 毛 乌 素 沙 地 榆 林 市 部 分 流 沙 面 积 减 少 了 50%, 沙 漠 化 土 地 面 积 减 少 10.4%; 同 时, 沙 漠 化 空 间 差 异 也 很 大, 西 北 部 的 鄂 托 克 前 旗 鄂 托 克 旗 和 中 部 的 乌 审 旗 沙 漠 化 扩 展 速 度 (0.94%/ 年 和 0.93%/ 年 ) 远 远 高 于 东 部 的 榆 阳 区 (0.39%/ 年 ) 和 南 部 的 定 边 和 盐 池 (0.12%/ 年 ) [11] 2005 年 夏 季 和 2006 年 秋 季, 笔 者 对 毛 乌 素 沙 地 进 行 了 实 地 考 察, 目 前 该 地 区 沙 漠 化 形 势 明 显 逆 转, 东 南 部 地 区 沿 长 城 一 线 的 榆 林 市 各 县 生 态 条 件 很 好, 有 高 大 的 乔 木 和 灌 木 覆 盖, 低 矮 的 草 木 生 长 茂 盛 ; 中 部 地 区 的 乌 审 旗 和 西 北 部 地 区 的 鄂 托 克 前 旗 鄂 托 克 旗 及 杭 锦 旗 等 县 生 态 环 境 虽 有 所 好 转, 但 与 东 南 部 地 区 相 比 差 距 很 大, 植 被 类 型 基 本 没 有 高 大 的 乔 木 和 灌 木, 多 为 低 矮 的 蒿 属 植 被, 尤 其 鄂 托 克 旗 生 态 条 件 很 差, 苏 密 图 乡 有 类 似 于 沙 漠 的 景 观 当 然, 毛 乌 素 沙 地 沙 漠 化 的 逆 转 不 仅 得 益 于 20 世 纪 80 年 代 以 来 气 候 的 好 转, 国 家 致 力 于 毛 乌 素 沙 地 生 态 环 境 建 设 对 该 地 区 生 态 恢 复 的 功 效 也 很 大 20 世 纪 80 年 代 以 来, 国 家 实 施 了 大 量 生 态 环 境 建 设 工 程, 如 在 流 动 沙 丘 半 固 定 沙 丘 等 地 区 禁 止 放 牧, 使 植 被 得 到 恢 复 发 展, 同 时 对 严 重 沙 漠 化 的 草 场 进 行 了 封 育, 严 禁 放 牧 打 柴 及 挖 药 材 等, 有 些 地 方 [17] 还 实 施 了 人 工 补 种 特 别 是 2000 年 以 来, 西 北 地 区 实 施 了 大 规 模 的 退 耕 还 林 还 草 及 封 山 禁 牧 工 [10] 程, 随 着 该 项 工 程 的 实 施, 沙 漠 化 逆 转 很 大 说 明 在 目 前 的 气 候 条 件 下, 毛 乌 素 沙 地 的 生 态 环 境 有 望 逐 步 得 到 恢 复 3 结 论 1) 毛 乌 素 沙 地 总 体 气 候 变 化 趋 于 向 好 的 方 向 发 展, 特 别 是 以 20 世 纪 70~80 年 代 为 转 折 点, 气 温 回 升 较 快, 降 水 量 和 气 温 变 化 具 有 同 步 性, 年 累 计 大 风 日 数 逐 渐 减 少, 蒸 发 量 下 降, 有 利 于 该 地 区 沙 漠 化 逆 转 ; 该 地 区 气 候 空 间 差 异 很 大, 东 南 部 地 区 的 气 候 条 件 较 西 北 部 地 区 好, 因 此 东 南 部 地 区 的 生 态 条 件 较 好, 对 沙 漠 化 逆 转 有 利 2) 依 据 文 献 记 载, 毛 乌 素 沙 地 沙 漠 化 的 总 体 趋 势 及 不 同 地 区 的 空 间 差 异 与 本 文 研 究 所 得 的 气 候 变 化 趋 势 及 空 间 差 异 结 论 相 似, 说 明 该 地 区 的 气 候 变 化 与 沙 漠 化 关 系 非 常 密 切 [ 参 考 文 献 ] [1] 沙 万 英, 邵 雪 梅, 黄 枚.20 世 纪 80 年 代 以 来 中 国 的 气 候 变 暖 及 其 对 自 然 区 域 界 线 的 影 响 [J]. 中 国 科 学,2004,32(4):317 326. [2] 尚 可 政, 董 光 荣, 王 式 工, 等. 我 国 北 方 沙 区 气 候 变 化 对 全 球 变 暖 的 响 应 [J]. 中 国 沙 漠,2001,21(4):387 392. [3] BradleyRS,DiazH F,JonesPD,etal.Secularoftemperature overnorthernhemispherelandareasandmainlandchinasince themid 19 th century[m]//yed,fuc,chaoj,etal.thecli mateofchinaandglobalclimate.beijing:chinaoceanpress, 1987:76 87. [4] 董 光 荣, 陈 惠 忠, 王 贵 勇, 等.150ka 以 来 中 国 北 方 沙 漠 沙 地 演 化 和 气 候 变 化 [J]. 中 国 科 学,1995,25(12):1303 1312. [5] 甘 师 俊. 中 国 气 候 变 化 国 别 研 究 [M]. 北 京 : 清 华 大 学 出 版 社, 2000:99 100. [6] 赵 哈 林, 张 铜 会, 崔 建 垣, 等. 近 40 年 来 我 国 北 方 农 牧 交 错 气 候 变 化 及 其 与 土 地 沙 漠 化 的 关 系 [J].2000,20( 增 刊 ):134 139. [7] 白 美 兰, 郝 润 全. 气 候 变 化 对 浑 善 达 克 沙 地 生 态 环 境 演 变 的 影 响 [J]. 中 国 沙 漠,2006,26(3):177 181. [8] 施 雅 风, 沈 永 平, 胡 汝 骥, 等. 西 北 气 候 由 暖 干 向 暖 湿 转 变 的 信 号 影 响 和 前 景 初 步 探 讨 [J]. 冰 川 冻 土,2002,24(3):219 226. [9] 国 家 林 业 局. 中 国 荒 漠 化 和 沙 化 状 况 公 告 [N]. 中 国 绿 色 时 报, 2005 06 15(4). [10] 张 小 燕, 杨 改 河. 中 国 西 北 地 区 退 耕 还 林 还 草 研 究 [M]. 北 京 : 科 学 出 版 社,2005:1. [11] 吴 波, 慈 龙 骏. 五 十 年 代 以 来 毛 乌 素 沙 地 荒 漠 化 扩 展 及 其 原 因 [J]. 第 四 纪 研 究,1998(2):166 176. [12] 李 海 涛, 于 贵 芮, 袁 嘉 祖. 中 国 现 代 气 候 变 化 的 规 律 及 未 来 情 景 预 测 [J]. 中 国 农 业 气 象,2003,24(4):1 4. [13] 左 洪 超, 吕 世 华, 胡 隐 樵. 中 国 近 50 年 来 气 温 及 降 水 量 的 变 化 趋 势 分 析 [J]. 高 原 气 象,2004,23(2):130 136. [14] 高 学 杰, 赵 宗 慈, 丁 一 汇, 等. 温 室 效 应 引 起 中 国 的 区 域 气 候 变 化 的 数 值 模 拟 Ⅱ: 中 国 区 域 气 候 的 可 能 变 化 [J]. 气 象 学 报, 2003,61(1):119 128. [15] 周 淑 贞. 气 象 学 与 气 候 学 [M]. 北 京 : 高 等 教 育 出 版 社,1999: 75. [16] 吴 薇, 王 熙 章, 姚 发 芬. 毛 乌 素 沙 地 沙 漠 化 的 遥 感 监 测 [J]. 中 国 沙 漠,1997,17(4):415 421. [17] 苏 金 华, 刘 福 英, 王 龙, 等. 草 地 建 设 是 农 牧 交 错 带 生 态 农 业 建 设 的 关 键 环 节 [J]. 内 蒙 古 环 境 保 护,2001,13(4):20 23.