虎林區(qū)域濕地小氣候的動(dòng)態(tài)勢(shì)分析

姚 遠(yuǎn),張秀艷,姜海晶

（1.雞西市氣象局，黑龍江 雞西158100；2.虎林市氣象局，黑龍江 虎林158400）

1 引言

八五八農(nóng)場(chǎng)屬于烏蘇里江沿江低平原， 地勢(shì)低洼，多百畝以上的泡沼，為典型的濕地小氣候。 虎林市距離八五八農(nóng)場(chǎng)35 km， 屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，是濕地開(kāi)發(fā)和保護(hù)的典型區(qū)域，研究濕地的動(dòng)態(tài)變化及可持續(xù)性，對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，人類(lèi)環(huán)境、社會(huì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都將產(chǎn)生重大影響。 氣候的寒暖、干濕、風(fēng)雨作為環(huán)境條件，與經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活密切相關(guān)，越來(lái)越被人們重視。

2 資料

由下墊面條件影響而形成與大范圍氣候不同的貼地層和土壤上層的氣候，稱(chēng)為小氣候。 小氣候僅是發(fā)生在土壤表面之上15-20 m 氣層以?xún)?nèi)的物理現(xiàn)象和過(guò)程，由于下墊面結(jié)構(gòu)不一致，個(gè)別地方具有自己獨(dú)特的小氣候，在個(gè)別氣候要素上表現(xiàn)出來(lái)。 本文探討濕地小氣候，選擇了氣溫、熱量、積溫、降水和蒸發(fā)這些氣象要素， 以?xún)?nèi)陸虎林氣象站和濕地858 農(nóng)場(chǎng)氣象站近50 a 的氣象資料進(jìn)行對(duì)比， 對(duì)比中把虎林氣象站看作干區(qū)，將八五八農(nóng)場(chǎng)氣象站看作是濕地。

3 各氣象要素變化分析

3.1 干濕兩地氣溫的變化

目前全球氣候變暖的趨勢(shì)日益明顯， 而濕地的屬性也隨之改變，局部區(qū)域氣溫升高，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到了一個(gè)推動(dòng)作用。 從目前狀況看，自然濕地在逐漸減少，種植結(jié)構(gòu)也在改變，具有濕地功能的水稻田面積在逐漸擴(kuò)大， 氣溫的變化就區(qū)域生態(tài)平衡的可持續(xù)性會(huì)有較大影響。

分析兩地1961-2010年平均溫度變化（圖1）,表明干濕兩地溫度都呈增溫趨勢(shì)，兩地平均溫差為0.2℃，說(shuō)明溫度的變化與不同性質(zhì)構(gòu)成的下墊面的熱屬性有關(guān)。 濕地地勢(shì)低平，位于烏蘇里江畔、地表常年積水；在地面受熱期間，濕地增溫遲緩，干地增溫強(qiáng)烈；在濕地有大量的熱量用于蒸發(fā)，干區(qū)只有小部分熱量用于蒸發(fā)， 大部分熱量用于增高近地層空氣的溫度。 由于干、濕地的熱力情況的差別，使得90年代以前濕地的氣溫要明顯低于干地氣溫， 且存在著明顯的年代際變化，90年代后兩地氣溫升高且趨于持平狀態(tài)。

圖1 1961-2010年干濕兩地的年平均溫度變化曲線(xiàn)

3.2 干濕兩地大于10 ℃積溫的變化

氣溫只能反映熱能的一部分， 而積溫可當(dāng)作熱力資源的一部分，≥10 ℃積溫情況更能較好地反映一個(gè)地區(qū)的氣候特點(diǎn)和作物生長(zhǎng)期的長(zhǎng)短。

1961-2010年間， 總體上濕地積溫大于干區(qū)積溫。 但是90年代之后，濕地積溫小于或接近于干區(qū)積溫，應(yīng)該說(shuō)是與濕地動(dòng)態(tài)有一定關(guān)系。 濕地前期的下墊面性質(zhì)以水為主，雖然升溫較慢，同樣降溫也較慢，在冬季11-3月份，濕地地表近似冰面，氣溫偏低，從4月份開(kāi)始?xì)鉁鼗厣^快，作物生育期季節(jié)溫度要略高于干區(qū)。 據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，自90年代開(kāi)始八五八農(nóng)場(chǎng)耕地面積增加，荒原面積減少，到2000年耕地面積增加了54 萬(wàn)畝，而荒原面積減少了56 萬(wàn)畝。參照耕地面積的增加，濕地面積也相應(yīng)減少，下墊面的性質(zhì)也隨之發(fā)生變化， 濕地的熱量條件開(kāi)始趨近于干區(qū)，干區(qū)又由于種植結(jié)構(gòu)的改變，人工濕地（稻田）增多，熱量條件又向濕區(qū)傾斜，濕地動(dòng)態(tài)的變化使區(qū)域小氣候的熱量有不同的改變。

3.3 干濕兩地初、終霜日數(shù)的變化

由50 a 資料統(tǒng)計(jì)，濕地的初霜日在逐年偏晚，終霜日在逐年提前，無(wú)霜期有所延長(zhǎng)，變幅從114-152 d 變?yōu)?14-160 d，80%的保證率由123 d 變?yōu)?29 d。干區(qū)基本維持無(wú)霜期141 d，保證率128 d。濕地終霜平均日5月7-16日， 仍處在地域分布的二區(qū)；干區(qū)終霜日在5月1-10日，地域分布在一區(qū)。 比較起來(lái)濕地的初、終霜日變化要明顯。

3.4 干濕兩地降水量的變化

虎林的降水分布基本狀況是東多西少。 1961-1980年期間濕區(qū)降水明顯大于干區(qū)，1981-2000年這20 a 間，濕區(qū)降水與干區(qū)逐漸持平，并開(kāi)始出現(xiàn)干區(qū)大于濕區(qū)的反差現(xiàn)象， 而2000-2010年濕區(qū)降水就明顯少于干區(qū)了(圖2)。

圖2 1961-1980年干濕兩地的年平均降水量變化曲線(xiàn)

3.5 干濕兩地蒸發(fā)量的變化

一個(gè)地區(qū)的降水量與蒸發(fā)量存在相關(guān)性， 比較50 a 來(lái)干區(qū)和濕區(qū)兩地蒸發(fā)量，1985年以前干區(qū)蒸發(fā)量大于濕區(qū)， 從1986年開(kāi)始濕區(qū)蒸發(fā)量大于干區(qū)， 尤其是2000年以后濕區(qū)蒸發(fā)量明顯大于干區(qū)。用降水量與蒸發(fā)量進(jìn)行對(duì)比分析， 變化是相互對(duì)應(yīng)的，蒸發(fā)過(guò)程不僅是水分交換過(guò)程的主要組成部分，同樣是熱量交換的主要因素，蒸發(fā)的大小，表示下墊面與大氣之間熱量的交換和水分轉(zhuǎn)換。 濕地的蒸發(fā)量大于干地，表明濕地水分交換加強(qiáng)，土壤表面水分蒸發(fā)從而補(bǔ)充比較干燥的空氣， 干區(qū)近幾年由于人工濕地的增加， 使得空氣濕度相應(yīng)增大， 蒸發(fā)量減少。

蒸發(fā)與降水是小氣候變化中起主要作用的因子， 根據(jù)資料比較1985年之前干區(qū)蒸發(fā)量大于濕區(qū)，1986年開(kāi)始濕區(qū)大于干區(qū)。 而當(dāng)?shù)?985年之前濕地面積238 萬(wàn)畝，地表狀態(tài)比較濕潤(rùn)，與近地面層空氣的水分交換緩慢，相對(duì)濕度偏大，蒸發(fā)量偏小。

表1 干濕兩地K 值變化表

比較兩地K 值可以看到， 干濕兩地空氣在濕潤(rùn)程度上有較明顯的差異， 使858 地區(qū)形成獨(dú)特的小氣候， 這個(gè)小氣候與當(dāng)時(shí)濕地的總面積有關(guān)，1981-1995年隨著荒地開(kāi)墾數(shù)量的增加， 濕地面積也在減少， 兩地的K 值發(fā)生了明顯的改變， 濕地的K 值增大， 虎林的K 值減小，1991-2000年趨于平均值(表1)。由于耕地面積的增加，濕地面積也相應(yīng)減少，臨近濕地的K 值也變大，空氣漸漸干燥，而在干區(qū)，由于人工濕地（稻田地）的增多，空氣漸漸濕潤(rùn)，K 值隨之減小， 從公式看出，K 值與積溫和降水有著密切的關(guān)系，得出5 個(gè)階段K 值的大小，也說(shuō)明其中積溫和降水的變化，式中兩地K 值的變化最終趨于近似相等，說(shuō)明積溫、降水的兩地差值也在縮小。

4 結(jié)論與討論

（1）從干濕兩地氣溫、積溫和無(wú)霜期的變化來(lái)看， 差值趨于減小。 主要是隨著農(nóng)田開(kāi)墾面積的增加，對(duì)局地小氣候的影響較大，從熱量的變化來(lái)看對(duì)農(nóng)田作物生長(zhǎng)比較有利。 在全球氣溫普遍升高的背景下，濕地的開(kāi)發(fā)和利用，使?jié)駞^(qū)熱量狀況越來(lái)越趨近于干區(qū)。 開(kāi)發(fā)濕地，使局地積溫增加，初霜偏晚，終霜結(jié)束偏早。 從氣候角度分析增加熱量對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是一個(gè)有利因素， 在擴(kuò)大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)作物的布局方面， 虎林市一直保持著自西向東選擇晚中早熟品種，對(duì)農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)增收起到良好的效果。

（2） 從氣候角度分析，在一個(gè)區(qū)域，熱量的增加，降水的調(diào)節(jié)， 無(wú)霜期的延長(zhǎng)， 形成的這個(gè)區(qū)域小氣候，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展是有利的，應(yīng)該保護(hù)自然狀況下的小氣候。 當(dāng)前隨著自然環(huán)境的不斷改變，對(duì)局地小氣候產(chǎn)生了不同影響， 從上述濕地的減少與小氣候變化而言，增加局地?zé)崃?，調(diào)節(jié)降水，可延長(zhǎng)農(nóng)作物的生育期，使不利的小氣候融于有利的大氣候，在一定區(qū)域有著一定意義。

（3） 從虎林市目前調(diào)查狀況來(lái)看，虎林濕地占總面積的1/3（人工濕地：水田3000 萬(wàn)畝，濕地保護(hù)區(qū)130 萬(wàn)畝）就濕地對(duì)小氣候而言：人工濕地在春、夏、秋季和自然濕地的氣候狀態(tài)相類(lèi)似， 而冬季人工濕地變?yōu)楦傻?，地表植被也發(fā)生了變化，此時(shí)已不具備濕地功能，自然濕地則常年積水，生長(zhǎng)濃密的植被，能阻攔大量的太陽(yáng)能，尤其冬季地面被水面覆蓋，能儲(chǔ)蓄降雪，就小氣候而言，人工濕地只能是在春至秋季體現(xiàn)出濕地功能，冬季即失去了濕地功能，因?yàn)橄聣|面的性質(zhì)是影響小氣候的物理基礎(chǔ)。