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淺析張掖國家濕地公園在氣象方面的價值
發布日期:2012-5-29 9:30:02 來源:廣東自考網 閱讀: 【字體:

     內容提要:濕地作為地球上一個重要的復合生態系統,對全球氣候變化、環境?;?、經濟發展等方面有著不菲的價值。張掖國家濕地公園,作為我國濕地生態系統的組成部分,在改善局域氣候條件、涵養水源、調節地表水徑流量、防風固沙、維護生態平衡等方面作用效果顯著。根據近30年來觀測得到的氣象水文資料顯示,張掖地區的氣候特征正逐步向暖濕型氣候過度,作為張掖地區溫和型綠洲區之一的甘州區近幾年來降水幅度呈現遞增趨勢。甘州區是全國重要的糧食種植區,屬于資源缺水型地區,春季播種期降水量直接影響作物發芽生長,近5年來,該地區春季降水增加明顯,促進了地區糧食種植,直接關系到農業增產增收,張掖地區近年來大風、沙塵等災害性天氣發生頻率、強度均有所下降。
 
     張掖國家濕地公園是我國在甘肅首個國家級濕地公園,也是我國首個在內陸河流域上的濕地公園。張掖位于中國地勢的第二大階梯上,“兩山夾一川”的地理特征明顯,受大氣環流和青藏高原、內蒙古高原的共同作用,除祁連山地區屬高寒半濕潤、濕潤性氣候外,其余大部分地區均屬于溫帶干旱性氣候,因其深處內陸走廊盆地,外加南部高峻的祁連山阻隔,海洋性溫濕氣流不易到達,所以內部降水稀少,然而蒸發旺盛,山多川少,屬于缺水地區之一[1]。如何解決居民正常用水、涵養水源是張掖人民需致力解決的問題。濕地無疑是張掖綠洲這一內陸干旱區脆弱生態系統的?;ど?,因其水源涵養和水資源調蓄、凈化水質、維護生物多樣性、防止沙漠化和改善區域外氣候等生態作用明顯,只有深入了解濕地對各個氣象要素的作用,才能更好的發揮該生態系統的價值,為人民創造更好的生活環境,提供更多的經濟效益。
 
1.張掖濕地公園概況
張掖國家濕地公園規劃區處于黑河中游祁連山洪積扇前緣和黑河古河道及泛濫平原的潛水溢出地帶,位于張掖市甘州區城郊北部,與市區緊密相連,地理位置介于東經100°06′—100°54′,北緯38°32′—39°24′。區劃面積6.2萬畝[2]。地下水滲出是其主要水源,北郊濕地內有天然泉眼12202個、渠道3條、人工引水排陰溝17條[3] 。張掖國家濕地公園區氣候屬于明顯的溫帶大陸性氣候,其顯著特點是:年降雨量只有129毫米,并且年內降水時間分布很不均勻,集中在6到9月份,占全年降水量的71.9%,而春季降水總量只達到全年14%左右;但是年蒸發量高達2047毫米,干旱指數高達10.3;晝夜溫差大,日照充足,太陽年輻射總量147.99千卡/平方米,年日照時數達到3085小時;多年平均氣溫為7℃,歷年最高氣溫為37.4℃,最低氣溫為 -28℃,無霜期153天。全年盛行西北風,年均風速2米/秒,最大風速36米/秒,年均大風日數14.9天,最多天數40天,最少3天。災害性天氣有大風、沙塵暴、干熱風、干旱、霜凍、初春低溫等[4]。
 
2.近10年來區域氣候變化特征
 
2.1 溫度變化
    結合李名驥、石培基對張掖地區近38年以來氣候變化分析[5],從20世紀70年代至21世紀初,甘州區平均氣溫逐步上升,在1990年到2000年氣溫增高幅度達到0.47℃,在2000年到20006年升溫幅度達到0.71攝氏度,在2006年到2010年升溫幅度回降到0.45℃。甘州區位于張掖市中部,是冷涼型綠洲區與溫和型綠洲區的交界處,由于張掖地區地理位置特殊,再加上甘州區處于一個類似的小盆地中,溫度波動較全國而言具有滯后性,全國氣溫達到極高值是20世紀末也就是1998年左右,而甘州區在2002年左右,在這一時間區間內,升溫幅度也比以往較大,而在2002年之后升溫幅度減?。ㄍ?)。


      據資料顯示,過去100年內,去全國平均氣溫升高0.65℃,而甘州區僅在2000年到2010年這10年間就升溫1.05℃,遠比全國平均升溫速度快,趙宗慈等指出,在溫室氣體和硫化物共同作用下,模擬西北地區近百年氣溫變暖為-0.430~0.961℃[6] ,甘州區在10年間地面溫度升高幅度超過這一指標,說明該地區變暖加劇,究竟會對地區生態系統造成什么樣的影響,還有待觀測與研究。甘州區是全國重點糧食、蔬菜生產基地,對于農作物來說,溫度較高會直接影響其授粉和灌漿,輕者導致糧食減產,重度者直接絕收。濕地具有良好的固碳作用,全球濕地占地球陸地面積的6.4%,但其碳匯能力卻與全球七成海洋碳匯能力相當[7]。?;ず突指詞?,增加濕地對溫室氣體的吸收和儲存,是減緩氣候變化的一項重要措施。
 
2.2濕度變化
甘州區近10年來空氣相對濕度如圖2所示,自2000年甘州區空氣相對濕度總體呈上升趨勢,這也是甘州區向溫濕型地區轉變的一個信號。經過濕地表面的水汽蒸發及植被蒸騰作用,一部分水汽會被帶到大氣中,參與大氣中水汽循環,使空氣濕度增加,使氣溫有所下降,起到調節局域氣候的作用。當水汽凝結,以降水的形式回落到陸地,又會增加局地降水量(圖3),對比圖2、圖3,不難發現在甘州區,空氣濕度與降水量基本成正比關系,尤其是2007年到2010年,空氣濕度與降水量曲線走勢一致。濕地能起到濕潤環境和調控溫度的作用,會使局地氣候趨于穩定[8]。

 

 
2.3降水變化
    甘州區地理環境復雜,影響甘州區種植的因素也很復雜,比如溫度、風速、降水等。春季播種期間,如果氣溫過低,凍土難以消融或消融土層過淺,會導致部分作物錯過播種期影響產量。比如今年(2011年),春季氣溫回升過慢,有些冬季灌溉過的土地未能按時令及時消融,部分地區錯過了小麥播種期,部分農戶直接選擇放棄小麥種植,改種其它作物?;褂幸恢制笤趾嶂苯佑跋旄玫厙牧甘巢?,那就是春旱。甘州區降水時段集中在7到9月份,而春季降水少(圖3)。今年春季,在玉米發芽期,因為土壤含水量不足以植物正常發芽,降雨量又小,有些地區玉米在播種后未能發芽,有些農戶不得不選擇補種,費時費力。


    濕地能影響局地氣候,能影響一個地區的降水量,能保持當地的濕度和降雨量,甘州區近10年來降水量總體呈現一個上升的態勢(圖3),尤其在07年之后,甘州區年降水量均在135ml以上。張掖市是個農業城市,發展起步晚,近幾年來發展迅速,城市化建設過程中還遺留了一部分問題,比如市區綠化還有待加強,城市熱島效應明顯,而毗鄰市區的濕地公園在調節城市小氣候過程中效果也尤為顯著。張掖市國家濕地公園一方面是為了發展當地旅游,而我認為它在改善地區生態中的作用會遠高于此,張掖地區人民靠祁連山雪水生活,現在全球氣溫升高明顯,溫室效應顯著的情況下沒有即時可行的辦法來緩解溫室效應,祁連山雪水勢必越來越少,黑河流量在這種趨勢下也會只減不增,會直接導致張掖人民若干年后用水局勢緊張。濕地具有良好的涵養水源的作用,一定程度上會增加局域降水量,使水汽較長時間在該地區循環、停留,緩解空氣增溫速率,從而減小祁連山區雪線抬升的速率,是今后地區發展的保障。


2.4災害性天氣發生頻數變化
    大風沙塵暴是河西走廊地區比較常見的災害性天氣,在春夏兩季大風發生頻率較高(圖7),尤其在春季,大風嚴重時會直接影響農作物生長,導致減產。張掖地區水資源不豐富,春夏季升溫時地面增溫快,容易形成強對流天氣,最終形成大風和沙塵天氣。而濕地具有削減風速的作用,如圖6所示,甘州區近10年來大風發生頻率明顯減少,原因之一是該地區植被覆蓋率明顯增加,李明驥、石培基利用TM影像和土地詳查資料得出張掖市自1986年到2005年間只林地面積就增加24.54%,牧地面積增加73.08%[9]。地表植被單一或者區域干旱嚴重極易導致水土流失、土壤沙漠化,濕地內涵因子復雜,不僅?;ち松鋃嘌?,還有利于防止土壤沙漠化,位于甘州區的國家濕地公園,植被豐富,挺水植物、浮水植物、沉水植物、濕生植物、鹽生植物與陸生喬灌林木、草原植被、荒漠植被鑲嵌分布,形成的西部綠洲生態系統在我國西北干旱區具有典型性,世界范圍內也具有獨特性[10],生態價值顯著,也能起到一定的防風固沙作用,因此甘州區幾年來大風發生頻率降低的重要原因之一就是局域氣候得以改善,在這當中濕地扮演了相當重要的角色。
      
 
    既然濕地有削減風速的作用,那么它就能減少沙塵暴的發生頻率,據測定新疆博斯騰湖濕地附近氣溫比該地區遠離濕地地區的氣溫低3℃,發生沙塵暴的天數減少了25%[10]。沙塵暴也是甘州區多年來頻發的災害性天氣之一,在甘州區沙塵暴一般發生在春夏兩季,尤其是在春季農耕時節,它對農業溫室大棚和耕地保溫薄膜危害相當大,降低大氣透明度,嚴重影響農業生產安全和交通安全,給人們生活帶來不便,在此期間發生沙塵暴的頻率和強度都值得我們關注?;指詞?、?;な鼐湍茉諞歡ǔ潭壬霞跣∩吵頸┑奈:?,根據資料顯示(圖8),在2006年到2010年間沙塵暴發生累計發生次數比2001年至2005年沙塵暴發生次數減少了50%以上,甘州區近年來恢復濕地的工作初見成效。
 
2.5黑河水流量變化
                   表1.2000年至2010年黑河水量
                Tab.1 The black river discharge during 2000--2010 

 

 

年度

       年徑流量(萬立方米)

總流量

鶯落峽

正義峽

2000

146257

65000

211257

2001

130454

67600

198054

2002

161613

91280

252893

2003

192295

120352

312647

2004

147825

70896

218721

2005

183458

110753

294211

2006

179344

86380

265724

2007

206891

121803

328694

2008

190107

116132

306239

2009

210821

118403

329224

2010

172511

98352

270863

備注:2006年數據可能有誤,正義峽9、10月無水量

 


 
黑河是全國第二大內陸河,黑河水是張掖地區人民賴以生存的寶貴資源,甘州區氣候近年來向溫濕型轉變,氣溫驟然升高,祁連山雪線抬升,局部降水量增加,導致黑河流量穩中有升,這是氣候轉變的標志之一。如何穩定祁連山雪線,除了遏制全球氣溫持續升高,增加局地空氣濕度,補償一部分消融的冰雪也是可取的方法。張掖地區之所以是資源匱乏性缺水地區是因為該地區綠化面積比例小,年蒸發量大,無法有效涵養水汽。建造人工濕地,人工綠化帶,增加水汽在局地的循環次數,也是改善張掖地區干旱氣候的有效手段。
近幾年來黑河不僅肩負著滋養張掖人民的重任,還擔當改善內蒙地區的生態環境的責任,從20世紀60年代至90年代,因為全國生態環境極度惡化,內蒙古居延海曾一度干涸,沙塵暴肆虐,1992年之后,因為人們開始著力于生態環境的?;び牖指垂ぷ?,年年加大力度調度黑河水至居延海,截止2002年居延海重新煥發生機,當地生態環境也得以改善,現在放眼望去,居延海一片汪洋,波光粼粼,野鴨成群。
 
3.濕地與人們日?;疃?br /> “不望祁連山頂雪,錯把張掖看江南”,這是詩人杜甫游覽張掖后留下的美句,甘州區雖然不大,但是經過這幾年建設,終于無愧于“塞北小江南”的美譽,濕地為這片土地增色不少。在經濟發展的今天,濕地與張掖人民的日常生活休戚相關,濕地資源的開發無疑為這片歷史悠久的農耕之城尋找出了新的發展契機。
甘州區濕地也是城北居民生活用水、工業生產用水和農業灌溉用水的水源。位于城北的烏江鎮,自唐朝武則天命甘州刺史李漢通在甘州屯田引種水稻,甘州區就開啟了種植水稻的歷史,烏江大米因氣候條件適宜,光照充足,生長周期長,味道格外醇香,曾一度成為貢米。明朝詩人郭紳有詩云:“甘州城北水云鄉,每至秋深一望黃。穗老連疇多秀色,實繁隔隴有余香。”足見濕地對地區經濟和人民生活的影響。甘州區地下水資源豐富,與濕地水資源相得益彰,相互調節,從濕地到蓄水層的水可以成為地下水系統的一部分,又可以為周圍地區的工農生產提供水源。如果濕地受到破壞或消失,就無法為地下蓄水層供水,地下水資源就會減少。除此之外,濕地凈化水資源的作用也不可小覷,甘州區市區的大部分生活污水排放后,因為地下水比較淺,如果沒有濕地的凈化,地下水很容易遭污染,將直接威脅到居民的正常的生活用水。
 濕地是甘州區人民生活的?;ど?,甘州區地理環境復雜,大滿紅沙沙漠、丹霞地貌地區空氣是十分干燥的,如果沒有濕地向大氣補充水汽,來補充這些高蒸發地區的水份,甘州區沙漠化不是沒有可能,整個張掖地區的氣象災害發生的頻率也會徒增,氣候惡化勢必導致環境惡化,而環境惡化會進一步加速氣候惡化,造成氣候與環境惡化的惡性循環。
 
4.結論
一) 近10年來甘州區降水量和空氣溫度均波動上升,在2007年之前波動幅度還比較大,之后3年二者波動幅度相對減緩,空氣濕度也呈現上什趨勢,并且上升趨勢穩定,說明甘州區氣候正在朝溫濕型氣候轉變。張掖地區氣候變化具有滯后性,自07年以來甘州區年降水量比之前明顯增多,體現濕地調節氣候因子的作用。
   二) 自07年之后,大風發生頻率明顯減少,甘州區近幾年綠化面積增加,降水量增加,空氣濕度增加,這些都是大風、沙塵天氣明顯減少的重要原因。濕地具有增加局域空氣水汽含量的作用,增加降水量,濕地中植被具有很好的防風固沙作用,因此張掖濕地的對生態恢復、環境改善具有重要作用。
   三) 濕地具有很強的固碳能力,隨著城市經濟發展,城市碳放量肯定會激增,如何控制碳排放量是值得關注的問題,濕地固碳能力是國際公認的,恢復濕地、?;な?、利用濕地,減緩全球氣候變暖的腳步,營造綠色生態甘州。
   四) 調節流量,控制洪水:濕地是一個巨大的蓄水庫,可以在暴雨和河流漲水期儲存過量的降水,均勻地把徑流放出,減弱危害下游的洪水,因此?;な鼐褪潛;ぬ烊淮⑺低?。

 

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