基于“濕島”效應的六盤山自然保護區降水差異影響分析

常耀軍 王桂芳

摘要選取1975—2015年六盤山自然保護區附近各氣象站和保護區內外自動氣象觀測站的降水資料，利用EXCEL、SPSS統計軟件，統計保護區各站多年降水量平均值，并對比分析不同觀測站點的降水差異。結果表明，保護區降水量的分布受地形影響很大，夏季東坡迎風坡比西坡北風坡降水量多；降水量分布有南多北少和東多西少的特點。在海拔2 600 m以下地區是隨著地勢增高而降水量增多，在2 600 m以上地區隨地勢增高而降水量減少。降水有明顯的季節特征，夏秋多、冬春少。

關鍵詞“濕島”效應；降水差異；影響分析；六盤山自然保護區

中圖分類號S716.3文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）09-0191-03

Analysis of Precipitation Difference in Liupan Mountain Nature Reserve Based on "Wet Island" Effect

CHANG Yaojun，WANG Guifang*

（Guyuan City Meteorological Bureau，Guyuan，Ningxia 756000）

AbstractThe precipitation data were collected from the meteorological stations near the Liupan Mountain nature reserve and the automatic meteorological stations of nature reserve inside and outside during 1975-2015.The average annual precipitation of the stations in the nature reserve was statistically and the difference in precipitation between different observation sites were analyzed.The results showed that the distribution of precipitation in reserve was greatly influenced by the terrain. The precipitation of east slope windward in summer was more than that in the north slope of west slope.Precipitation distribution had the characteristics of south more and north less and east more and west less.In the area below 2 600 m， the precipitation increased with the increase of the terrain， and the precipitation decreased with the increase of the terrain above 2 600 m.Precipitation had obvious seasonal characteristics， summer and autumn more， winter and spring less.

Key words"Wet Island" effect；Precipitation difference；Effect analysis；Liupan Mountain nature reserve

寧夏降水受地形、地貌和地理緯度影響很大。董永祥等[1]分析寧南山區降水量的地理分布指出，以固原北境為界可分為干、濕2個區域，整個固原地區以六盤山為高值中心（677 mm），年降雨量均在400 mm以上。吳俊明等[2]從天氣過程形成環流背景角度，指出強回流影響寧夏銀川平原，弱回流一般僅影響南部的六盤山區，回流路徑沿渭河北岸的涇河、葫蘆河北上，因受六盤山、月亮山的阻擋，在迎風坡造成了陰雨天氣，六盤山之所以成為氣候上的陰濕區，回流天氣是其中的一個因素。許多學者對寧夏的氣候變化進行了研究[3-7]，而對六盤山自然保護區“濕島”效應影響研究較少。筆者以保護區內外氣象站降水資料進行差異對比分析，研究六盤山保護區“濕島”效應對寧夏南部山區降水的影響。

1資料與方法

1.1研究區概況

六盤山國家級自然保護區是西北干旱區域黃土高原區、溫暖帶落葉闊葉林區保存較完整的山地森林生態系統，總面積6.81 萬hm2，區內森林繁茂、資源豐富、物種多樣、成分復雜。林區內分布著高等植物788種、脊椎動物213種、昆蟲905種，被科學家稱為黃土高原上的一顆“綠色明珠”、西北生物種質資源的“基因庫”。 該區森林覆蓋率達80%以上，年平均氣溫5.8 ℃，年降水量676 mm，年平均相對濕度60%～70%，是西北重要的水源涵養林基地。

1.2資料來源與方法

選取六盤山自然保護區附近各氣象站和保護區內外自動氣象觀測站1975—2015年的降水資料。利用EXCEL、SPSS統計軟件，統計六盤山自然保護區附近各站多年降水量平均值，并對比分析不同觀測站點的降水差異。

2降水特征分析

經統計，六盤山自然保護區內年降水量550～820 mm，大部分地區在600 mm以上，年最大降水量1 173.8 mm（西峽，1961年），年最少降水量419.4 mm（豐臺，1979年）。保護區降水量的分布受地形影響很大，東坡為夏季東南季風迎風坡，降水量比西坡多。且在東坡海拔2 100～2 600 m有一個最大降水帶，其中心位置在二龍河附近。降水量分布有南多北少和東多西少的特點（表1）。

2.1降水量及其空間分布

2.1.1

垂直分布。六盤山區由于地形所形成的地形雨，使山地周圍降水量增多，成為寧夏回族自治區降水量最多的地方，也是黃土高原西部降水量較多的地區之一，在氣候上稱之為“濕島”。因此，“濕島”作用于東西向之間，約在新民、崆峒以南逐漸消失。山地周圍的降水量等值線大致與山脈走向相平行，而在新民、崆峒以東降水量等值線則與山脈走向近乎垂直。六盤山最大降水量出現在海拔2 200～2 600 m。在東側迎風坡上，在2 600 m以下地區是隨著地勢增高而降水量增多；在2 600 m以上地區隨地勢增高而降水量減少。

2.1.2水平分布。保護區內降水量除受垂直高度和干濕度的影響外，還受南北地帶的影響。從二龍河經西峽、和尚鋪到大灣一線，均處在山地東坡，海拔高度相差不大，但降水量僅相差231.3 mm，大灣降水量只有二龍河的72%（表2）。這是降水量地理上的南多北少差異，是由于東南季風向東北逐漸減弱，同時反映在植被上也出現了差異。

2.2降水量的時間分布

六盤山區處于東南季風影響的邊緣，每年夏秋季太平洋副熱帶高壓的強弱、盛衰決定了保護區內雨季來臨的遲早，從而反映出不同降水量的季節分配狀況[5]。

統計降水資料發現，保護區內降水量有明顯的季節分配。降水主要集中在夏秋兩季，以秋季最多，占全年降水量的41%～48%。其中6—9月總降水量在370～540 mm，占全年降水量的61%～73%。其次是夏季，占全年降水量的37%～43%；冬季最少，僅占全年降水量的2%～6%；春季降水量占全年的9%～13%。

分析涇源縣氣象站的降水量和蒸發量資料發現，該地區3月上旬—6月中旬降水量低于蒸發量，因此，5—6月常有旱象發生，尤其在5月中旬以后。此外，6月下旬—10月中旬降水量大于蒸發量，此時常出現陰雨天氣，且雨量較大，山區常發生水土流失現象。

2.3降水保證率

以經驗頻率法計算保護區內及各代表點的月、年概率經驗頻率發現，其保證率均在80%～90%，在80%保證率的條件下，年降水量東坡在535.9～662.1 mm；西坡在427.9～501.8 mm，東坡比西坡降水量多20%～30%，東坡水分條件較好。冬季（12月—次年1月）各地降水量較少，大部分地區降水量各月降水量在1.0 mm以下。春季4月大部分地區降水量在20.0 mm左右，時有春旱發生。

2.4降水強度

2.4.1日降水量≥0.1 mm的日數。六盤山區≥0.1 mm的降水日數東坡多于西坡，在高山頂部易于成云的條件下，高山多于山麓；東坡在108～116 d，西坡在106～109 d，高山上達134 d。

2.4.2日降水量≥5.0 mm的日數。

日降水量≥5.0 mm時，能滲透到5 cm或稍厚的干土層深度，對植物能產生較好的作用。日降水量≥5.0 mm的日數隨海拔增高而增多已不明顯，但東坡多于西坡仍較明顯，東坡全年為35～37 d，西坡為30～32 d；在春秋季，低海拔地區較高海拔地區多，在夏季仍隨海拔增高而日數增多，以7月最為顯著。

2.4.3

日降水量≥10.0 mm的日數。≥10.0 mm的日降水量一般能解除旱情在夏季可供植物4～6 d的蒸騰量。由表3可見，六盤山自然保護區≥10.0 mm降水量日數全年在16～21 d，東坡為18～19 d，西坡為16 d左右；7—9月均在3 d以上，其余時間1～2 d；11月—次年3月不足1 d。

2.4.4

日降水量≥25.0 mm的日數。≥25.0 mm的日降水量出現時，已產生徑流，以雷陣雨出現，在植被較差的地區則有山洪發生。日降水量≥25.0 mm的日數隨海拔高度而減少，東坡4.5～4.7 d，西坡3.8～3.9 d；出現時間主要集中在7—8月，10月—次年3月不再出現。

2.4.5

日降水量≥50.0 mm的日數。≥50.0 mm的日降水量已形成暴雨，均可發生山洪。尤以雷陣雨出現時，山洪嚴重，多產生災害，甚至產生山坡滑崩與泥石流，沖毀道路，毀壞橋梁、田園等出現災情。≥50.0 mm日降水日數主要出現在7和8月，各地全年日數不足1 d。

2.4.6

日最大降水量。保護區內11月—次年3月的降水量均在20.0 mm以內，4—10月則出現較大的增加，如莊浪在1973年4月28日出現日降水量85.4 mm，1973年7月29日西峽降水97.0 mm。日降水量超過100.0 mm的有：1966年7月26日二龍河111.0 mm；1977年7月5日頻溝降水125.0 mm、清涼寺127.4 mm、豐臺137.1 mm、山河115.0 mm、五保溝107.4 mm、和尚鋪102.0 mm；同年同月同日，在六盤山區西坡以隆德風嶺、沙塘為中心下過暴雨，其中沙塘日最大降水量207.4 mm。

3干燥度

從各氣象觀測站干燥度計算結果得知，保護區東坡山區，在南部海拔2 000 m以下地區的干燥度>1.00；2 000 m以上地區的干燥度<1.00；北部2 100 m以上地區的干燥度<1.00；西坡干燥度比東坡大；蘇臺海拔2 100 m，干燥度為1.16。對比區內山地海拔與南北坡地上自然植物群落和土壤的分布規律發現，自然植物群落密度和蓋度與干燥度呈負相關。東西兩側坡地上的植物群落隨海拔而變化，西坡植被比東坡的差，南坡植被比北坡的差。干燥度<1.00的地區植被較好，只要封山育林，森林能很快地生長起來；干燥度>100的陽坡，多屬灌木草原植被，要樹好植樹造林，還須增強人工保墑措施。

4 森林對降水的影響分析

森林對降水的蓄積與水土保持等方面的功能目前研究較多，而森林能否增加降水量國內外卻有不同的說法。但森林的蒸騰作用促使林區上空水汽增加、相對濕度增大，在天氣系統的影響下水汽容易形成云霧而致雨。尤其是在森林區及其邊緣附近秋霜寒露、冬雪霧凇等出現的頻率均比無林地區的相對增多。因此，在森林的云霧區中降水量相對增加。西峽、涇源、海子峽、固原、店子洼、城陽、寺口子、三營等降水量增加的地區均在六盤山東坡。從涇源縣到西峽，高度相差100 m，水平距離4 km，雨量增加達120 mm，無論從垂直高度還是水平距離來看，增加的雨量是很多的，水汽容易凝結成云，則是降水增多的重要條件。說明由于森林的存在，對調節氣候、增加降水、改善生態環境等起到重要作用。

5小結

（1）保護區降水量的分布受地形影響很大，夏季東坡迎風坡比西坡北風坡降水量多。東坡海拔2 100～2 600 m有一個最大降水帶，其中心位置在二龍河附近。降水量分布有南多北少和東多西少的特點。在2 600 m以下地區是隨著地勢增高而降水量增多；在2 600 m以上地區隨地勢增高而降水量減少。降水有明顯的季節特征，夏秋多、冬春少。

（2）保護區“濕島”作用于東西向之間，約在新民、崆峒以南逐漸消失。干燥度>1.00的陽坡，要做好植樹造林，增強人工保墑措施。

（3）六盤山自然保護區森林強大的生態功能，對調節寧南山區氣候、增加降水、改善生態環境等起到重要作用。

參考文獻

[1] 董永祥，周仲顯.寧夏氣候與農業[M].銀川：寧夏人民出版社，1986.

[2] 吳俊明，高凱，王自周，等.寧夏短期天氣預報指導手冊[M].銀川：寧夏回族自治區氣象局，1987.

[3] 蘇占勝，王連喜.寧夏南部半干旱山區山地氣候的觀測分析[J].干旱氣象，2005，23（1）：17-20.

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