北塔山牧場氣候資源變化及其對牧草生長的影響*

田喜鳳

（昌吉州氣象局，新疆 昌吉 831100）

北塔山牧場氣候資源變化及其對牧草生長的影響*

田喜鳳

（昌吉州氣象局，新疆 昌吉 831100）

本文根據北塔山氣象站近45年的氣象資料，選用日照時數、氣溫、積溫、降水量等幾個要素，對北塔山牧場的氣候資源進行了分析，初步探討了氣候資源變化對該地區牧草生長的影響，進而有針對性的為牧業生產做好氣象服務。

北塔山牧場；氣候資源；牧草；影響

新疆地處亞歐大陸腹地，遠離海洋且被群山環繞，是著名的干旱與半干旱地區，生態環境極其脆弱。近50年來，新疆氣候變暖、降水增多的趨勢明顯。胡汝驥等[1-4]指出，20世紀80年代中期以來，新疆出現了氣候由暖干向暖濕轉變的記錄。新疆近50年來氣溫呈上升趨勢，北疆變暖幅度大于南疆，而且變暖主要在冬季[5-6]。有數據表明，新疆降水自20世紀50年代中期至70年代末呈緩慢下降趨勢，其后轉為上升趨勢，尤其是1987年以后上升幅度十分明顯[7-8]；也有研究表明，新疆的降水量在20世紀60～70年代為減少階段，進入20世紀80年代后轉為增加的轉型時期，20世紀90年代是逐年增加時期[9]。在全球和新疆氣候變暖的背景下，新疆極端天氣、氣候事件頻發，防災減災形勢更為嚴峻，大部分冰川退縮，并呈加速減退的趨勢；但因氣候變暖的同時降水增多，河流徑流量呈增加趨勢，生態環境隨之有所恢復與改善，對于農牧業的生產，也帶來很多影響，北塔山牧場的牧業生產也不例外，對其進行氣候資源的分析，積極為牧業生產提供有效的氣象服務是必要的工作。

1 地理情況

北塔山牧場始建于1952年，原名新疆軍區八一牧場，1954年新疆生產建設兵團成立后，更名為北塔山牧場，隸屬新疆生產建設兵團第六師。北塔山牧場地處準噶爾盆地東緣，位于北緯44°59′20″～45°33′20″，東經90°16′45″～91°11′48″，境內山戀迭起，地勢高峻，溝壑相間，灘地開闊，地貌復雜多樣，海拔1 031～3 287 m，地處邊陲要塞，東北與蒙古國接壤，西北與阿勒泰地區青河縣相連，南與奇臺縣五馬場鄉相鄰。南北長約52 km，東西寬約74 km，境內主要河流有卡哈提河、烏龍布拉克河、金西克蘇河、大錫別特河、烏拉斯臺河等5條河流，年均總徑流量約189.2萬m3，境內有山泉60多處。因當地的氣候情況，農牧業生產主要以牧業為主，也種植少量的糧食作物。土地面積22.53萬hm2，天然草場22.4萬hm2，土壤類型為灰漠土、棕鈣土、黑鈣土和草甸土，草地類型為高寒荒漠類和山地草甸類。可利用面積21.73萬hm2，對發展牧區綠色畜牧業有著得天獨厚的優勢。總人口3 387人，牧業人口2 974人，其中哈薩克族占總人口的87.8%。放牧主要靠傳統的游牧方式。

2 氣候概況

北塔山牧場地處準噶爾盆地東緣的北塔山地區，地處高寒，受大陸性氣候因素制約，氣候多變，主要表現在：全年日照時間短，熱量不足，晝夜溫差大，降水量小，蒸發量大，冷季漫長寒冷，暖季短促涼潤，全年多風干旱，年均溫2.4℃左右。冬季草場，牧草覆蓋度40%～50%，年均降水量160.5 mm，無霜期90～143 d。夏季草場，草質較好，牧草覆蓋度50%～70%，年均降水量250 mm以上，無霜期60～70 d。山前戈壁地區地勢平坦，生長有多種牧草，由于缺水，牧草覆蓋率20%～30%，是主要的春秋草場。

3 氣候資源變化分析

3.1 光資源

光資源指太陽照射到地面的光能，其多少一般用年日照小時數來衡量，其對牧草生長的影響比較大。1971-2015年，北塔山牧場年平均日照時數為3 051.8 h/a。自20世紀70年代起，年平均日照時數呈逐年代際遞減趨勢；1971-1980年的年平均日照時數為3 202.7 h，1981-1990年的年平均日照時數為3 124.8 h，1991-2000年的年平均日照時數為3 030.8 h，2001-2015年的年平均日照時數為2 916.6 h。2001-2015年的年平均日照時數比1971-1980年的年平均日照時數減少286.1 h。對統計資料分析表明，自1992年之后，北塔山牧場的年均日照時數只有1995年、1997年和2012年高于3 100 h/a，其它年份都相對偏低，波動幅度也明顯下降。近45年，北塔山牧場的年日照時數總體呈下降趨勢，平均減幅為78.8 h/10 a。

3.2 溫熱資源

溫熱資源是最核心的氣候資源之一，溫熱資源對牧草生長的影響比降水和光照的影響大。溫熱資源包括溫度和熱量資源，本文在這里對溫度的測算用年平均溫度，熱量用高于0℃的年積溫。

3.2.1 溫度變化

北塔山牧場1971-1980年的年平均氣溫為2.49℃，1981-1990年的年平均氣溫為2.63℃，1991-2000年的年平均氣溫為3.16℃，2001-2015年的年平均氣溫為3.44℃，呈逐年代際遞增趨勢。1971-2015年，北塔山牧場45年的平均氣溫為0.7～4.6℃，呈增溫趨勢，變化傾向率為0.31℃/10 a。

3.2.2 熱量條件（積溫）變化

北塔山牧場1971-1980年的平均0℃界限溫度積溫為2 364.2℃·d，除1981-1990年的平均0℃界限溫度積溫為2 319.2℃·d，略有下降外，1991-2000年的年平均0℃界限溫度積溫為246.3.9℃·d，2001-2015年的平均0℃界限溫度積溫為2 574.2℃·d。北塔山牧場45年來0℃界限溫度積溫為2 054.1～2 969.0℃·d，平均2 446.3℃·d，呈逐年代際遞增趨勢，平均增幅79.6℃·d/10 a。

北塔山牧場1971-1980年的平均10℃界限溫度積溫為1702.1℃·d，1981-1990年的平均10℃界限溫度積溫為1 707.9℃·d，1991-2000年的年平均10℃界限溫度積溫為1 850.6℃·d，2001-2010年的平均10℃界限溫度積溫為1955.6℃·d。10℃界限溫度積溫為1 242.7～2177.2℃·d，平均1820.9℃·d，呈逐年代際遞增趨勢，平均增幅74.9℃·d/10a。

3.3 降水量變化

北塔山牧場45年中降水量最低年份為1974年的82.8 mm，最高年份是1984年的286.7 mm。1971-1980年平均降水量159.1 mm，1981-1990年平均降水量185.6 mm，1991-2000年平均降水量180.0 mm，2000-2015年平均降水量194.4 mm。近45年來，北塔山牧場年均降水量為181.4 mm，呈逐年代際遞增趨勢，平均增幅10.1 mm/10 a。

4 氣候變化對牧草生長的影響

研究表明，牧草返青期除決定于溫度外，上年（9～10月）和當年春季（3～4月）的降水量對返青期具有明顯的影響。如果前一年秋雨多，即使春季旱一些，牧草仍可以正常返青；反之，如果前一年秋雨少，土壤墑情很差，即便春雨接近歷年同期平均值，也可能發生春旱，而影響返青[11]。

牧草生長季氣象條件，一般情況下牧草豐收之年，生育期降水明顯偏多，氣溫正常或偏高；如果各生育期降水充足，在氣溫偏低的情況下，牧草也能形成相當的產量。因此，評價牧草生長季氣象條件的好壞，主要以降水量為主[11]。

北塔山牧場年降水量小于200 mm，屬于干旱或半干旱氣候類型，降水總量少而且年際變化大，加之太陽輻射強，蒸發量大，土壤水分滿足不了牧草生長發育的需要，供需不協調，因而干旱發生頻繁。有春旱、夏旱、春夏連旱3種類型。其中，春旱發生的頻率最大，范圍也最廣。發生春旱的年份，天然草場牧草的正常返青和人工牧草的播種、出苗將受到影響，從而縮短青草期。夏旱發生的頻率次之，但造成的危害較嚴重。夏旱易導致牧草產量降低，品質變劣，尤其是6～7月份降水量的多少與牧草產量高低密切相關。春夏連旱的情況也時有發生，其危害之重超過前兩種。春夏連旱幾乎使牧草整個生長期處于缺水狀態，故可造成牧草大幅度減產[10]。

氣候資源分析結果表明，北塔山牧場的光照資源總體呈減少的趨勢，平均減幅為83.7h/10a；溫熱資源呈增加趨勢，變化傾向率為0.31℃/10 a，0℃界限溫度積溫呈逐年代際遞增趨勢，平均增幅79.6℃·d/10 a，10℃界限溫度積溫也呈逐年代際遞增趨勢，平均增幅74.9℃·d/10 a；年均降雨量呈增加趨勢，平均增幅10.1 mm/10 a。歸納起來就是，北塔山牧場近45年的氣候發生了以光照減少、氣溫升高、降水增多為主要特征的變化，這樣的氣候資源是有利于牧草的生長和產量的提高的，進而有利于畜牧業的發展。

5 小結

據IPCC第4次評估報告顯示，全球氣候變暖已成為不爭的事實。氣候變暖將導致作物種植制度、品種布局發生變化。并且，據全球氣候模式和中國區域氣候模式預估，21世紀，隨著溫室氣體濃度的持續增加，我國新疆地區的氣候還將繼續呈“暖濕化”趨勢。氣候變化已經并將繼續對北塔山牧場牧草的生長產生影響，進而對牧草的結構布局、品種、產量、品質、病蟲害等產生復雜而深刻的影響。在此背景下，應根據各氣候區內牧草生長發育需要的光、溫、水條件，進一步分析北塔山牧場氣候資源變化對牧草生長的影響，立足畜牧業生產實際，立足草原生產實際，采取堅決有力、符合自然規律的對策，以草定牧，做好技術服務，建立良性高效的草地生態系統，使北塔山牧場牧業持續良好發展。

[1]胡汝驥，樊自立，王亞俊，等.近50 a新疆氣候變化對環境影響的評估[J].干旱區地理，2001，24（2）：97-103.

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[3]胡汝驥，姜逢清，王亞俊.新疆雪冰水資源的環境評估[J].干旱區研究，2003，20（3）：187-191.

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[6]何清，楊青，李紅軍.新疆40 a來氣溫、降水和沙塵天氣變化[J].冰川凍土，2003，25（4）：423-427.

[7]王嬌，任宜勇.新疆降水與環流場演變研究[J].干旱區研究，2005，22（3）：326-331.

[8]李新周，劉曉冬，馬柱國.近百年來全球主要干旱區的干旱化特征分析[J].干旱區研究，2004，21（2）：97-103.

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[11]汪青春.牧草生長發育與氣象條件的關系及氣候年景的研究[J].中國農業氣象，1998，19（3）：1-7.

2016-08-31

*本文由自治區科技興農項目 “北疆地區葡萄安全越冬預警技術及防御措施的推廣應用”資助。