近45年毛乌素沙地的气候变化及其与沙漠化的关系.pdf

1、第 35 卷 第 12 期 西 北 农 林 科 技 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) Vol. 35 No. 122007 年 12 月 Journal of Northwest A 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

2、 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 ,

3、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 167129387 (2007) 1220087206Climatic variation an

4、d its effect on desertification in 45 recentyears in Mu Us sandlandYAN G Yong2mei1a ,2 , YAN G Gai2he1b ,2 ,FEN G Yong2zhong1b ,2(1 a. College of Resources Envi ronment ; b. College of A gronom y , N orthwest A 2 T he Research Center of Recycle A griculture Engineering and Technology of S haanx i Pr

5、ovince , Yangling , S haanx i 712100 , China)Abstract : Climatic change has an important effect on t he ecological environmental evolution. In orderto study t he tendency of climatic change and it s effect on desertification ,the meteorological observation da2ta of 4 counties ( Et uoke , Wushen , Yu

6、yang and Yanchi) in recent 45 years have been analyzed ,which in2clude temperat ure ,precipitation ,t he relationship between temperat ure ,gale days and evaporation in Mu U ssandland. Result s show t hat t he climatic change in t his area is distinct since 1970 ,such as t he increase oftemperat ure

7、 ,the synchronism of p recipitation and temperat ure ,t he reduction of gale days and the evapora2tion. Document s have showed t hat t he tendency of desertification and t he space difference between differentareas has been similar to the tendency of meteorological variation in last 45 years.Key wor

8、ds : Mu U s sandland ;climatic variation ;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 分解 ,使 空 气 中 的 CO2 等 温 室 气 体 浓 度 显 著 上 升 1 。在 过 去 的 100 年 里 ,CO2 浓 度 从 275 mg/ kg 增 加 到1996 年 的 345 mg/ kg ,与 此 同 时 ,全 球

9、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3收 稿 日 期 2006211228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 (200624211)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 。 E2mail :yym0105 yahoo. com. cn通 讯 作 者

10、 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 。致 相 似 3 。 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 ,CO2 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

11、 加 ,但 是 这 个 模 型 的 结 果 尚 难 以 定论 4 。 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 急剧 变 暖 的 20 世 纪 最 后 30 年 5 ;赵 哈 林 等 6 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 趋势 ,年 蒸 发 量 下 降 ;白

12、 美 兰 等 7 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

13、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 意见 8 。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 km2 ,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 地区 环 境 变 迁 研 究 的 热 点

14、 问 题 9 。 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 耕还 林 还 草 等 有 效 的 治 理 措 施 10 ,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

15、 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 的地 理 分 布 自 东 南 向 西 北 、 东 北 递 减 。 吴 波 等 11 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

16、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 成果 11 ,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

17、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 : = 1n ni = 1X i , = ni = 1( X i - ) 2 / n , Z = X i - 。式 中 : X i 代 表 第 i 年 的 平 均 气 温 (或 年 降 水 量 ) , n 代表 参 加 统 计 的 年 数 , 代

18、 表 所 有 年 平 均 气 温 (或 年 降水 量 ) 的 均 值 , 代 表 标 准 差 , Zi 代 表 X i 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

19、 ,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 。

20、 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 变暖 与 我 国 35 N 55 N 西 风 指 数 明 显 增 强 相 关 12 。气 温 升 高 对 于 生

21、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88 西 北 农 林 科 技 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 第 35 卷化 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 ,冬 季 枯 萎 慢 。 因

22、 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 。表 1 1961 2005 年 毛 乌 素 沙 地 不 同 地 区 平 均 气 温 的 变 化Table 1 Variation of mean temperature in different areas in Mu Us sandland during 1961 - 2005 地 区Area年 份 Year1961 1970 1971 1980 1981 1990 1991 2000 2001 2005盐 池 县 Yanchi 7. 5 7. 9 8. 2 8.

23、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 Et uoke 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Table 2 Variation of four seasons mean temperature in Wushen during 1981 - 2005 季 节 Season 年 份 Year1981 1985 1991 1995 2001 2005春 季 (3 5

24、月 ) Spring ( March to May ) 8. 2 8. 3 10. 0夏 季 (6 8 月 ) Summer ( J une to August ) 20. 6 20. 6 21. 5秋 季 (9 11 月 ) Autumn ( September to November ) 6. 7 7. 1 8. 2冬 季 (12 来 年 2 月 ) Winter ( December to February next year ) - 9. 3 - 7. 2 - 6. 42. 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

25、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 400 mm ,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 ,我国 北 方 降

26、 水 量 的 增 多 ,有 研 究 表 明 与 ENSO ( E1 Ni2no2Sout hern Oscillation 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

27、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 升高 13 。表 3 1961 2005 年 毛 乌 素 沙 地 不 同 地 区 平 均 降 水 量 的 变 化Table 3 Variation of average precipitation in different areas in Mu Us sandland during 1961 - 2005 mm地 区Area年 份 Year1961 1970 1971 1980 1981 1990 1991 2000 2001 2005盐

28、 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. 92. 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 影响

29、已 成 为 研 究 的 焦 点 。 高 学 杰 等 14 通 过 模 拟 CO2对 东 亚 大 槽 的 影 响 表 明 ,在 CO2 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

30、;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 ,19802005 年 ,4

31、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 CO2 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98第 12 期 杨 永 梅 等 :近 45 年 毛 乌 素 沙 地 的 气 候 变 化 及 其 与 沙 漠 化 的 关 系对 该 地 区 的 沙 漠 化 逆 转 将 具 有 促 进 作 用

32、。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 Regular variation of average temperature and precipitation in Mu Us sandland during 1980 - 2005 . Precipitation ; . Temperature2. 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 大风 日 数 差 异 很 大 ,其 中 榆 阳 区 的 年 累

33、 计 大 风 日 数 较少 ,一 年 约 12 d ;而 鄂 托 克 旗 的 年 累 计 大 风 日 数 最多 ,每 年 约 37 d。 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

34、 多 达 51 d ,进 入 20 世 纪 70 年 代 后 开 始 减 少 ,之 后 略 有 波 动 ,但基 本 维 持 在 30 d 左 右 。 虽 然 各 地 区 的 年 累 计 大 风日 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 。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 :

35、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 。表 4 1961 2005 年 毛 乌 素 沙 地 不 同 地 区 年 累 计 大 风 日 数 的 变 化Table 4 Variation of accum

36、ulated gale days in different areas in Mu Su sandland during 1961 - 2005 d地 区 Area 年 份 Year1961 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 Et uoke 50. 7 33. 7 38. 2 24. 8

37、 -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

38、 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 。09 西 北 农 林 科 技 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 第 35 卷据 周 淑 贞 15 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

39、 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 部暖 湿 气 流 北 上 ,空 气 中 的 湿 汽 加 大 ,饱 和 差 减 小 13 ,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

40、日 数 的 变 化Fig. 2 Variation of accumulated gale days in Mu Us sandland during 1961 - 2005图 3 1961 2001 年 盐 池 县 年 蒸 发 量 的 变 化Fig. 3 Variation of evaporation in Yanchi during 1961 - 20012. 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 旗县 年 平 均 气 温 、 降 水 量 、 年 平 均 气 温 和 降 水 量 之 间 的关 系 、

41、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

42、缓 慢 下 降 ;蒸 发 量 在 20 世 纪 80 年 代 之前 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

43、 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

44、与 本 文 研 究 所 得 的 气 候 变 化 趋 势 及空 间 差 异 结 论 相 似 。 吴 波 等 11 分 析 了 20 世 纪 5090 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19第 12 期 杨 永 梅 等 :近 45 年 毛 乌 素 沙 地 的 气 候 变 化 及 其 与 沙 漠 化 的 关 系于 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 、

45、 牛 家梁 ;吴 薇 等 16 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

46、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

47、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

48、漠 化 的 草 场进 行 了 封 育 ,严 禁 放 牧 、 打 柴 及 挖 药 材 等 ,有 些 地 方还 实 施 了 人 工 补 种 17 。 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 工程 ,随 着 该 项 工 程 的 实 施 10 ,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

49、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