淺談張掖國家濕地公園在氣象方面的價值
崔強
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、環境保護、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。 關鍵詞:張掖濕地 ;氣候特征 ;價值 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保護傘,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年之后升溫幅度減小(圖1)。
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]。保護和恢復濕地,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。還有一種氣象災害會直接影響該地區的糧食產量,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。
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