石羊河流域气候变化及其对雨养农业区农业生产的影响

【摘要】：石羊河流域位于甘肃省河西走廊东部,地处青藏高原东北边缘,是三大自然带过渡交汇区。气候系统复杂,是典型的气候敏感区和生态环境脆弱带。研究本区的气候变化有很重要的现实意义。气候的急剧变化对农业的形响尤为显著,特别是对雨养农业区农业生产的影响更为巨大。 本文选用石羊河流域五个气象站点,1959~2008年的气候观测数据,利用气候倾向率法、曼-肯德尔(Mann-Kendall)趋势法,分析流域气候变化速率和变化趋势。利用曼-肯德尔(Mann-Kendall)突变检验法、复值Morlet小波周期分析法、GIS软件分别对流域的气候突变、周期、空间性分布进行了分析。最后简单分析了流域气候变暖对雨养农业区农业生产的影响。 研究得出:(1)石羊河流域平均日照时数呈增加的趋势。以春季日照时数增加为主,冬季次之,夏季最少。1963年的突变是低日照时数向相对高日照时数的突变,1983年的突变是日照时数幅度进一步增大的突变。流域25a的主周期最为显著。日照的分布特点是北部日照时间长,南部山区日照时间短,中部走廊平原的日照等值线大概和纬线平行。暗岛效应在一定程度上影响了城区日照时数的变化。 (2)流域50a来气温均在变暖,其倾斜率达到0.321℃/10a。中游和下游的增温幅度明显大于上游。20世纪60~80年代中期气温较低,20世纪90年代和21世纪初气温多为正距平。气候变暖主要表现在冬季,主要来自于最低气温升高的贡献。气温于1996年发生了由低温到高温的增温突变。气温存在12a左右的变化周期。气温的分布特点是北部温度高,南部温度低,气温变化由南向北单位距离温差由大变小。热岛效应对城区的增温有很大的影响。古浪站1971~2007年,日平均≥0℃、≥10℃积温,都呈增加趋势。日平均气温≥0℃积温突变点出现在1991年和1992年;日平均气温≥10℃积温突变点出现在1989年。日平均气温≥0℃积温,表现为明显的14a周期;日平均气温≥10℃积温存在14a和8a周期。 (3)流域50a来平均降水量为247.53mm,并以7.3mm/10a的速度增长,可见石羊河流域有变湿的趋势。四季降水量春、夏、冬季均表现为微弱增加趋势,而秋季呈现微弱的减少趋势。年均降水量的突变并不明显。降水量13a的周期为第一主周期。降水量的空间分布与日照的分布特点相似,南部山区降水多,北部降水少。雨岛效应没有影响到城区降水量的增加。 (4)流域50a来平均风速呈现下降趋势,只有上游的乌鞘岭风速是明显的上升趋势。60年代风速最低,90年代到目前为止风速基本都在3m/s。并且春、秋、冬季风速都呈现下降趋势,夏季以0.004m/(s·10a)的速度上升。风速于1988年发生了由高到低的突变。风速存在19a的周期。风速的高值区集中在南部的山地,北部武威地区的风速一直以来都是低值区。 (5)石羊河流域雨养农业区存在明显的变暖趋势,使热量资源增加,适宜种植喜温作物的范围扩大,而春小麦的种植面积在减少,导致夏秋季作物种植结构发生明显改变。由于气候不断变暖使春小麦全生育期缩短近2天,播种期提前5-9天。 (6)气候的变化使得天祝县草场面积严重退化。天祝县草场生长的热量条件不足,而水分条件充足,热量是限制草场生长的主要因素。日照和风速对草场气候产量的增加起到一定的削弱作用,气候产量随着降水量的增加而增加。气温的升高对气候产量的增加起到推动的作用。