虎林區域濕地小氣候的動態勢分析

姚 遠,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

八五八農場屬于烏蘇里江沿江低平原， 地勢低洼，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場35 km， 屬寒溫帶大陸性季風氣候，是濕地開發和保護的典型區域，研究濕地的動態變化及可持續性，對保護生態環境，人類環境、社會環境和經濟發展都將產生重大影響。 氣候的寒暖、干濕、風雨作為環境條件，與經濟建設和人民生活密切相關，越來越被人們重視。

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，稱為小氣候。 小氣候僅是發生在土壤表面之上15-20 m 氣層以內的物理現象和過程，由于下墊面結構不一致，個別地方具有自己獨特的小氣候，在個別氣候要素上表現出來。 本文探討濕地小氣候，選擇了氣溫、熱量、積溫、降水和蒸發這些氣象要素， 以內陸虎林氣象站和濕地858 農場氣象站近50 a 的氣象資料進行對比， 對比中把虎林氣象站看作干區，將八五八農場氣象站看作是濕地。

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日益明顯， 而濕地的屬性也隨之改變，局部區域氣溫升高，對農業生產起到了一個推動作用。 從目前狀況看，自然濕地在逐漸減少，種植結構也在改變，具有濕地功能的水稻田面積在逐漸擴大， 氣溫的變化就區域生態平衡的可持續性會有較大影響。

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，兩地平均溫差為0.2℃，說明溫度的變化與不同性質構成的下墊面的熱屬性有關。 濕地地勢低平，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，干地增溫強烈；在濕地有大量的熱量用于蒸發，干區只有小部分熱量用于蒸發， 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。

圖1 1961-2010年干濕兩地的年平均溫度變化曲線

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， 而積溫可當作熱力資源的一部分，≥10 ℃積溫情況更能較好地反映一個地區的氣候特點和作物生長期的長短。

1961-2010年間， 總體上濕地積溫大于干區積溫。 但是90年代之后，濕地積溫小于或接近于干區積溫，應該說是與濕地動態有一定關系。 濕地前期的下墊面性質以水為主，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月份開始氣溫回升較快，作物生育期季節溫度要略高于干區。 據資料統計，自90年代開始八五八農場耕地面積增加，荒原面積減少，到2000年耕地面積增加了54 萬畝，而荒原面積減少了56 萬畝。參照耕地面積的增加，濕地面積也相應減少，下墊面的性質也隨之發生變化， 濕地的熱量條件開始趨近于干區，干區又由于種植結構的改變，人工濕地（稻田）增多，熱量條件又向濕區傾斜，濕地動態的變化使區域小氣候的熱量有不同的改變。

3.3 干濕兩地初、終霜日數的變化

由50 a 資料統計，濕地的初霜日在逐年偏晚，終霜日在逐年提前，無霜期有所延長，變幅從114-152 d 變為114-160 d，80%的保證率由123 d 變為129 d。干區基本維持無霜期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；干區終霜日在5月1-10日，地域分布在一區。 比較起來濕地的初、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年期間濕區降水明顯大于干區，1981-2000年這20 a 間，濕區降水與干區逐漸持平，并開始出現干區大于濕區的反差現象， 而2000-2010年濕區降水就明顯少于干區了(圖2)。

圖2 1961-1980年干濕兩地的年平均降水量變化曲線

3.5 干濕兩地蒸發量的變化

一個地區的降水量與蒸發量存在相關性， 比較50 a 來干區和濕區兩地蒸發量，1985年以前干區蒸發量大于濕區， 從1986年開始濕區蒸發量大于干區， 尤其是2000年以后濕區蒸發量明顯大于干區。用降水量與蒸發量進行對比分析， 變化是相互對應的，蒸發過程不僅是水分交換過程的主要組成部分，同樣是熱量交換的主要因素，蒸發的大小，表示下墊面與大氣之間熱量的交換和水分轉換。 濕地的蒸發量大于干地，表明濕地水分交換加強，土壤表面水分蒸發從而補充比較干燥的空氣， 干區近幾年由于人工濕地的增加， 使得空氣濕度相應增大， 蒸發量減少。

蒸發與降水是小氣候變化中起主要作用的因子， 根據資料比較1985年之前干區蒸發量大于濕區，1986年開始濕區大于干區。 而當地1985年之前濕地面積238 萬畝，地表狀態比較濕潤，與近地面層空氣的水分交換緩慢，相對濕度偏大，蒸發量偏小。

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程度上有較明顯的差異， 使858 地區形成獨特的小氣候， 這個小氣候與當時濕地的總面積有關，1981-1995年隨著荒地開墾數量的增加， 濕地面積也在減少， 兩地的K 值發生了明顯的改變， 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，濕地面積也相應減少，臨近濕地的K 值也變大，空氣漸漸干燥，而在干區，由于人工濕地（稻田地）的增多，空氣漸漸濕潤，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系，得出5 個階段K 值的大小，也說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，說明積溫、降水的兩地差值也在縮小。

4 結論與討論

（1）從干濕兩地氣溫、積溫和無霜期的變化來看， 差值趨于減小。 主要是隨著農田開墾面積的增加，對局地小氣候的影響較大，從熱量的變化來看對農田作物生長比較有利。 在全球氣溫普遍升高的背景下，濕地的開發和利用，使濕區熱量狀況越來越趨近于干區。 開發濕地，使局地積溫增加，初霜偏晚，終霜結束偏早。 從氣候角度分析增加熱量對農業生產是一個有利因素， 在擴大農業生產及農作物的布局方面， 虎林市一直保持著自西向東選擇晚中早熟品種，對農業的增產增收起到良好的效果。

（2） 從氣候角度分析，在一個區域，熱量的增加，降水的調節， 無霜期的延長， 形成的這個區域小氣候，對農業生產的發展是有利的，應該保護自然狀況下的小氣候。 當前隨著自然環境的不斷改變，對局地小氣候產生了不同影響， 從上述濕地的減少與小氣候變化而言，增加局地熱量，調節降水，可延長農作物的生育期，使不利的小氣候融于有利的大氣候，在一定區域有著一定意義。

（3） 從虎林市目前調查狀況來看，虎林濕地占總面積的1/3（人工濕地：水田3000 萬畝，濕地保護區130 萬畝）就濕地對小氣候而言：人工濕地在春、夏、秋季和自然濕地的氣候狀態相類似， 而冬季人工濕地變為干地，地表植被也發生了變化，此時已不具備濕地功能，自然濕地則常年積水，生長濃密的植被，能阻攔大量的太陽能，尤其冬季地面被水面覆蓋，能儲蓄降雪，就小氣候而言，人工濕地只能是在春至秋季體現出濕地功能，冬季即失去了濕地功能，因為下墊面的性質是影響小氣候的物理基礎。