天峻縣近30年氣候變化特征分析及對(duì)牧草產(chǎn)量的影響

摘 要：利用青海省天峻縣2005—2020年牧草產(chǎn)量資料及1991—2020年氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)等觀測(cè)資料，采用氣候傾向率法分析了天峻縣氣候變化和牧草產(chǎn)量變化特征，并重點(diǎn)探討了氣候變化對(duì)牧草產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明：1991—2020年天峻縣年平均氣溫以0.612 ℃/10年的速率升溫，冬季平均氣溫對(duì)年氣溫升溫的貢獻(xiàn)率最大；年平均降水量以30.861 mm/10年的速率增加，夏季降水量最多，秋季降水量變化最為顯著；年日照時(shí)數(shù)以-115.55 h/10年的速率呈下降趨勢(shì)，春季日照時(shí)數(shù)最多，夏季日照時(shí)數(shù)變化最為顯著，冬季日照時(shí)數(shù)變化最為平穩(wěn)；2005—2020年天峻縣牧草平均產(chǎn)量為156.9 g/m2，以58.159 （g/m2）

/10年的速率呈波動(dòng)增加趨勢(shì)；天峻縣氣象因子與牧草產(chǎn)量存在一定的相關(guān)關(guān)系，其中牧草產(chǎn)量和年平均氣溫之間表現(xiàn)出明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，與年降水量呈正相關(guān)關(guān)系，但并不明顯。

關(guān)鍵詞：氣候變化特征；牧草產(chǎn)量；天峻縣

中圖分類號(hào)：P467 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）06–0-03

作為中國(guó)陸地上分布范圍最廣的生態(tài)系統(tǒng)，草地是常見(jiàn)的一種可再生自然資源，也是牧區(qū)牧民與畜牧業(yè)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)健康發(fā)展密切相關(guān)[1-3]。然而，牧草長(zhǎng)勢(shì)與產(chǎn)量受多種因素影響，氣候即為其中之一。天峻縣隸屬于青海省海西蒙古族藏族自治州，位于青海湖西北部，柴達(dá)木盆地東緣，縣域內(nèi)以山地為主，高山、中低山、山谷與山間盆地等相間分布。天峻縣屬于高原大陸性氣候，具有氣候寒冷、降水分布不均等特點(diǎn)，為牧草生長(zhǎng)創(chuàng)造了有利條件。20世紀(jì)以來(lái)，隨著全球氣候異常變化，天峻縣氣溫、降水量與日照時(shí)數(shù)均發(fā)生異常變化，由此對(duì)牧草生長(zhǎng)和產(chǎn)量產(chǎn)生一定的影響。對(duì)此，研究天峻縣氣候變化特征及其對(duì)牧草產(chǎn)量的影響，對(duì)于掌握區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境變化規(guī)律、合理利用草地資源，保護(hù)區(qū)域內(nèi)草地生態(tài)系統(tǒng)，助力草地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展等具有重大意義。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

天峻縣地處青海湖西北部及柴達(dá)木盆地東緣，其東部靠近海北州祁連縣與剛察縣，南部毗鄰海南州共和縣與海西州烏蘭縣，西部鄰近德令哈市，西北靠近甘肅肅北縣。天峻縣下轄3鎮(zhèn)7鄉(xiāng)，全縣總面積為2.5萬(wàn) km2，是海西蒙古族藏族自治州唯一的純牧業(yè)縣。

縣域內(nèi)高山縱橫，山脈呈東南西北走向，以山地為主，高山、中低山、山谷與山間盆地相間分布。天峻縣平均海拔＞4 000 m，海拔最高為5 826.8 m，最低為2 850 m，相對(duì)高差將近3 000 m。境內(nèi)隸屬于高原大陸性氣候區(qū)，年平均氣溫-0.3 ℃，極端最高氣溫28.0 ℃，

極端最低氣溫-34.3 ℃，年平均降水量378.5 mm，年平均日照時(shí)數(shù)2 908.5 h。

1.2 資料來(lái)源

選用青海省天峻縣氣象局1991—2020年氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)等觀測(cè)資料及2005—2020年牧草監(jiān)測(cè)資料，采用氣候傾向率法探析了天峻縣各種氣象要素和牧草產(chǎn)量變化特征，并借助相關(guān)分析法研究了氣候變化對(duì)牧草產(chǎn)量的影響。嚴(yán)格按照春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）、冬季（12—翌年2月）的季節(jié)劃分標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展研究[4-5]。

2 氣候變化特征分析

2.1 氣溫變化特征

據(jù)統(tǒng)計(jì)，1991—2020年天峻縣年平均氣溫為-0.3 ℃。

在研究時(shí)間段內(nèi)，天峻縣氣溫整體以0.612 /10年的速率呈一定的升溫趨勢(shì)，這與全球氣候變暖的大背景吻合。如圖1所示，2016年平均氣溫最高，為1.3 ℃；1993年平均氣溫最低，為-1.9 ℃，兩者相差3.2 ℃。年代際間天峻縣氣溫均呈升溫趨勢(shì)，年平均最高氣溫為15.5 ℃

（2003年），最低為12.7 ℃（2012年），相差2.8 ℃。

分析各季節(jié)平均氣溫及其變化趨勢(shì)可見(jiàn)（表1），天峻縣夏季平均氣溫最高，冬季平均氣溫最低。對(duì)比各季節(jié)氣溫變化趨勢(shì)可見(jiàn)，冬季平均氣溫對(duì)年氣溫升溫的貢獻(xiàn)率最大。

2.2 降水量變化特征

1991—2020年天峻縣年平均降水量為378.5 mm。在此期間，天峻縣年降水量未發(fā)生明顯的波動(dòng)變化，但整體以30.861 mm/10年的速率顯著增加（圖2）。年降水量的峰值與谷值分別為490.3、253.0 mm，分別出現(xiàn)在2005、2000年，兩者相差237.3 mm。

統(tǒng)計(jì)研究時(shí)段內(nèi)天峻縣四季降水量可知，1991—2020年天峻縣四季平均降水量依次為62.12、253.49、59.47、3.42 mm。以夏季降水最為充沛，占比66.97%；春季次之，占比16.41%。對(duì)比各季節(jié)降水量變化趨勢(shì)可見(jiàn)，秋季降水量變化最為顯著，春季次之，冬季降水量的變化趨勢(shì)最為平緩（表2）。結(jié)合表3可知，天峻縣降水多集中在每年的5—9月，共計(jì)346.3 mm，占到年總降水量的91.5%。月降水量峰值出現(xiàn)在7月，達(dá)91.5 mm，

占比24.2%。其次為8月，占比22.0%。而11—翌2月降水量最少，還不足年降水量的1.5%。

2.3 日照時(shí)數(shù)變化特征

天峻縣年平均日照時(shí)數(shù)為2 908.5 h，日照相對(duì)充沛。1991—2013年天峻縣年日照時(shí)數(shù)未發(fā)生明顯的波動(dòng)變化，2013—2020年日照時(shí)數(shù)大幅下降（圖3）。在研究時(shí)段內(nèi)，天峻縣年日照時(shí)數(shù)以-115.55 h/10年的速率呈下降趨勢(shì)。其中，年日照時(shí)數(shù)的峰值與谷值分別為3 103.9、2 471.6 h，分別出現(xiàn)在1991、2020年，兩者相差632.3 h。

統(tǒng)計(jì)研究時(shí)段內(nèi)天峻縣四季日照時(shí)數(shù)可知，1991

—2020年天峻縣四季日照時(shí)數(shù)依次為786.64、692.15、739.93、715.12 h。以春季日照最為充沛，占比27.05%；秋季次之，占比25.44%。對(duì)比各季節(jié)日照時(shí)數(shù)的變化趨勢(shì)可見(jiàn)，夏季日照時(shí)數(shù)變化最為顯著，秋季次之，冬季日照變化最為平穩(wěn)（表4）。結(jié)合表5可知，天峻縣每月日照時(shí)數(shù)變化較小，且均在220.10～266.2 0 h。其中4月日照最為充沛，達(dá)266.20 h，占9.15%；其次為10月，日照時(shí)數(shù)為262.68 h，占比9.03%；9月日照時(shí)數(shù)最少（220.10 h），占比7.57%。

3 氣候變化對(duì)牧草產(chǎn)量的影響

3.1 牧草產(chǎn)量的變化特征

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005—2020年天峻縣牧草平均產(chǎn)量為156.9 g/m2。隨著年份的遞增，天峻縣年牧草產(chǎn)量呈波動(dòng)增加趨勢(shì)，每10年增加58.159 g/m2（圖4）。牧草產(chǎn)量增加可能與天峻縣實(shí)施退牧還草、減少載畜量等生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施有關(guān)。其中2018年牧草產(chǎn)量最高，達(dá)268 g/m2，

比歷年牧草產(chǎn)量平均值高出111.1 g/m2。而牧草產(chǎn)量谷值為73.5 g/m2，比歷年牧草產(chǎn)量平均值少83.4 g/m2。

天峻縣牧草生長(zhǎng)期為每年的6—9月，2005—2020年天峻縣7月牧草產(chǎn)量最高，達(dá)188.9 g/m2，8月次之，為178.3 g/m2。而6月牧草產(chǎn)量最少，為121.5 g/m2（見(jiàn)表6）。

3.2 氣候變化對(duì)牧草產(chǎn)量的影響

在同一時(shí)間段內(nèi)，天峻縣氣象因素與牧草產(chǎn)量存在一定的相關(guān)性，其中，牧草產(chǎn)量和年平均氣溫之間表現(xiàn)出明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系；與年降水量呈正相關(guān)關(guān)系，但并不明顯；與年日照時(shí)數(shù)并不存在相關(guān)關(guān)系。由此可知，氣溫變化對(duì)牧草產(chǎn)量的影響要明顯大于降水量對(duì)牧草產(chǎn)量的影響。結(jié)合表7可知，牧草產(chǎn)量與春、夏和秋季氣溫呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與冬季氣溫呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，而冬季氣溫與牧草產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)要大于其他季節(jié)氣溫和牧草產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)，因此冬季氣溫為影響天峻縣牧草產(chǎn)量的重要?dú)庀笠蛩?。結(jié)合各季節(jié)降水量和牧草產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)可見(jiàn)，牧草產(chǎn)量與春、秋季降水量呈不顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與夏、冬季降水量呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，因此，夏季與冬季降水量成為影響天峻縣牧草產(chǎn)量的又一個(gè)重要?dú)庀笠蛩亍?/p>

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）1991—2020年天峻縣年平均氣溫以0.612 ℃/10年的速率升溫，冬季平均氣溫對(duì)年氣溫升溫的貢獻(xiàn)率最大；年平均降水量以30.861 mm/10年的速率顯著增加。以夏季降水最為充沛，秋季降水量變化最為顯著；年日照時(shí)數(shù)以-115.55 h/10年的速率呈顯著的下降趨勢(shì)，春季日照時(shí)數(shù)最多，夏季日照時(shí)數(shù)變化最為顯著，

冬季日照變化最為平穩(wěn)；

（2）2005—2020年天峻縣牧草平均產(chǎn)量為156.9 g/m2。

以58.159 （g/m2）/10年的速率呈波動(dòng)增加趨勢(shì)。其中，7月牧草產(chǎn)量最高，6月牧草產(chǎn)量最低。

（3）在同一時(shí)間段內(nèi)，天峻縣氣象因子與牧草產(chǎn)量存在一定的相關(guān)性，其中，牧草產(chǎn)量和年平均氣溫之間表現(xiàn)出明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系；與年降水量呈正相關(guān)關(guān)系，但并不明顯。氣溫變化對(duì)牧草產(chǎn)量的影響要明顯大于降水量對(duì)牧草產(chǎn)量的影響。冬季氣溫、夏季與冬季降水量是影響天峻縣牧草產(chǎn)量的重要?dú)庀笠蜃印?/p>

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收稿日期：2024-03-11

作者簡(jiǎn)介：袁世龍（1996—），男，青海海東人，助理工程師，研究方向?yàn)榇髿饪茖W(xué)。