臨夏州氣候變化及對干旱影響分析

孫玉蓮，唐紅英，張淑芳，蔡廣珍，許顯鑫，石登科

(1.甘肅省臨夏州氣象局，甘肅 臨夏 731100；2.新疆巴里坤縣氣象局，新疆 巴里坤 839200)

氣候暖干化對甘肅農業和生態環境產生的不良影響，引起了政府決策部門和公眾的廣泛關注。甘肅中部是全國有名的旱作農業區，干旱頻繁，農業生產條件十分惡劣，大部分農田以自然降水為主要水分來源。旱災是甘肅最主要的自然災害，其影響范圍和程度在各種自然災害中占居首要地位[1]。

臨夏屬甘肅省中部地區，南部與甘南州相鄰，東部與定西地區接壤，北部與蘭州市毗鄰。地處青藏高原和黃土高原的過渡地帶，地勢受積石山、太子山山系影響，呈西南部高、東北部低的傾斜盆地。西南部為土石山地，中部山川相間，多為沖積川谷臺地，東北為黃土高原溝壑區，梁峁溝谷相間，丘陵起伏。境內地形復雜，相對高差大，具有大陸性、季風和山地氣候特點，既有干旱半干旱氣候區又有高寒陰濕氣候區，氣候地域性差異懸殊[2]。各地降水分布差異非常懸殊，各縣年均降水量為273.7～592.7 mm，年平均蒸發量為1241.1～1593.6 mm，是降水量的3倍多[3]，區內氣候干燥，蒸發強烈，年降雨量不足，且季節分布不均，春季干旱少雨，降雨主要集中在7～9月份[4]，屬典型的旱作雨養農業區，由于水資源短缺，干旱氣候條件嚴重制約了該區的經濟發展和農業生產力的提高[5]。分析表明，臨夏干旱發生的頻率和受災程度隨著氣候變暖，呈由東北向西南遞減趨勢。位于臨夏東北部的永靖縣及東鄉縣的大部分地區干旱嚴重，特別是董嶺、唐汪、車家灣等一帶十年九旱；東鄉縣西南、臨夏縣等大部分地方是三年兩頭旱；沿積石山至太子山脈前麓一線，平均4～5年一旱。從20世紀60年代中期至今，臨夏的旱災主要發生在5月或6月份，其中大旱占干旱年份的60%，春末夏初旱是臨夏分布范圍最廣、影響程度最重的自然災害，多年平均受災面積占總耕地面積的2/3以上[6]。近年來有關專家對西北地區氣候變化的研究比較多[7-10]，氣候變化對西北地區農業生產的影響也有不少研究[11-15]。劉德祥等[15]研究分析了1991～2005年氣候變暖對甘肅干旱氣象災害的影響，指出了氣候暖干化對甘肅農業和生態環境產生的不良影響。但對甘肅中部分析氣候變暖引發的干旱對當地經濟造成損失研究較少。本文應用臨夏5縣1市氣象部門1971～2015年氣溫、降水資料，1980～2015年干旱及臨夏州民政部門災情統計資料，研究分析了氣候變化以及由此引發的干旱災害，旨在提高人們認識氣候變暖對農業生產的影響，提高人們認識氣候變暖對農業生產的利弊影響，盡早采取有效的應對措施，增強農業生產適應氣候變化的能力。

1 研究資料

利用臨夏州臨夏市、永靖縣、東鄉縣、廣河縣、和政縣、康樂縣等5縣1市氣象部門1971～2015年氣溫、降水，以及1980～2015年干旱及臨夏州民政部門災情統計資料，采用統計分析方法，研究分析了45年來臨夏氣溫、降水的空間分布特征和季節性差異，氣候變化的主要趨勢，以及由此引起的干旱空間分布特征、災害等。

2 結果與分析

2.1 近50年氣溫的空間變化特征

根據臨夏氣象實測資料，1971～2015年，臨夏年平均氣溫呈上升趨勢，升溫速率為0.5 ℃/12 a，20世紀90年代以后升溫顯著。20世紀80年代初期氣溫較低， 90年代后期開始進入暖期，特別是到了1999～2015年，氣溫突然急劇增暖。氣溫變暖區主要分布在中部，以臨夏市變暖趨勢最為顯著，南部(康樂)變暖次之，北部(永靖)變化最小。增溫趨勢由北向南遞增規律不同，但整體逐年變化趨勢基本一致(圖1)。

從圖1可明顯看出，進入20世紀90年代后期，增溫現象明顯。據1971～2015年45年的資料分析結果，臨夏州年平均氣溫增暖以冬季和夏季為主，春、秋季各地增溫趨勢不如冬、夏明顯。臨夏市、永靖、廣河和康樂縣氣溫增暖主要在夏季和冬季，趨勢基本一致；和政和東鄉縣氣溫增暖主要在夏季、秋季和冬季，趨勢一致。冬季各地平均氣溫上升0.6 ℃/12 a，夏季為0.5 ℃/12 a，春季和秋季均為0.4 ℃/12 a。

從實測資料分析，自20世紀90年代以來，四季均增暖，但時間不同步，氣候增暖以冬季、夏季最為明顯。

圖1 臨夏州1971～2015年平均氣溫距平變化曲線

2.2 近50年氣溫的年際變化

臨夏州地處內陸，大陸性氣候顯著。由表1看出，各地年平均氣溫年際變化在2.4～3.2 ℃之間，南北部小，中部大，但變化幅度較小，表明氣溫年際變化較穩定。夏季7月平均氣溫年際變化幅度在4.3～5.8 ℃之間，比年平均氣溫變幅大，說明夏季氣溫年際變化較不穩定。北部的永靖和東鄉縣變化幅度比其他各縣市大，表明北部溫度年際間差異較大，會出現氣溫較大幅度的波動。冬季1月平均氣溫年際變化幅度在4.1～9.3 ℃之間，表明冬季氣溫年際變化很不穩定，容易出現氣溫年際間更大的波動，尤其是臨夏市年際變化達9.3 ℃。

表1 臨夏州各地平均氣溫年際變化幅度℃

1980～2015年30年臨夏州各地逐月平均氣溫，夏季(7月)最熱，為16.5～21.9 ℃，夏季極端最高氣溫為33.5～40.7 ℃；冬季(1月)最冷，為-7.8～-4.5 ℃，冬季極端最低氣溫為-32.2～-18.2 ℃；春、秋季氣溫介于冬、夏季氣溫之間，春溫高于秋溫。1～7月氣溫逐月遞升，春季回暖快，每月以2～6 ℃幅度上升；秋季降溫速度快于春季升溫，以每月4～7 ℃幅度下降。夏季氣溫比較穩定，月際變化僅為1～2 ℃；冬季各月均在0 ℃以下，月際變化1～4 ℃。

2.3 近50年降水量的變化特征

2.3.1 近50年降水量的地理分布特征 臨夏州降水量的地理分布極不均勻，各地降水多寡懸殊，大致趨勢是北少南多。年降水量洮河中下游、劉家峽水庫以下黃河沿岸及永靖縣西北部200～300 mm，降水最少的地方在東鄉縣車家灣，年降水量216 mm，永靖縣東北部和西南部山區300～400 mm，東鄉縣東西兩邊半山地區300～400 mm，東鄉縣東部高山地區、大夏河下游、廣通河中下游、臨夏縣、積石山兩縣北部400～500 mm；康樂縣東北部、廣河縣西南部、和政縣東北部、臨夏縣、積石山兩縣中部及臨夏市500～700 mm；康樂、和政、臨夏、積石山四縣南部沿山地區700～800 mm，和政縣的羅家集至臨夏縣刁祁一帶800 mm以上，臨夏縣尹集鄉(原鐵寨鄉)的新發村年降水量達1030.4 mm，為甘肅省年降水量之冠。從車家灣至新發，直線距離僅60 km，而新發的年降水量等于車家灣的4.8倍；降水分布的懸殊差異是甘肅省其他地區所罕見的。年降水量和甘肅省其他地區比較，北部的永靖、東鄉兩縣與省內中部干旱區其他各縣接近，而南部各縣降水與隴東隴南接近，太子山、積石山地區比隴東降水還多，因此，北部水分資源缺乏，南部水分資源較豐富，有利于植物多樣性的開發和利用。

2.3.2 近50年降水量的時空分布特征 由表2可知，1971～2015年近50年間，臨夏州年均降水量488.8 mm，按縣分，永靖279.0 mm、東鄉537.0 mm、臨夏市499.8 mm、廣河478.1 mm、政604.7 mm、康樂534.0 mm；按大區，臨夏北部408.0 mm、中部488.0 mm、南部569.3 mm。近50年的年均降雨量與歷年降雨量值相比，永靖縣、東鄉縣、臨夏市與歷年值相比正常，廣河、和政、康樂縣與歷年值相比偏多。臨夏降水量北部基本沒變，南部呈增加的趨勢。

分年代變化情況：20世紀70年代降水量比多年平均降水量普遍偏多；80～90年代偏少；進入21世紀后臨夏州南部各地降水量比多年平均偏大幅度較大，而北部偏少。詳見表2。

臨夏州年均降水量年際變化較大。1991～2000年是降水量減少幅度最大的一個時期，比1971～1980年均值減少了3%～16%，減少幅度之大是臨夏有氣象記錄以來少有的。臨夏降水地域分布不均，自南向北遞增。45年來臨夏各地年平均降水量北部呈下降而南部呈上升趨勢。

表2 臨夏州各地各年代年降水量變化分析mm

2.4 近50年氣候變化對干旱的影響

臨夏大部分地方干旱少雨，水資源短缺，人均250 m3，屬于干旱、半干旱區。水資源的貧乏與全州的經濟社會發展需求不相適應。水資源是長期制約臨夏州經濟社會發展的重要因素之一。

2.4.1 干旱種類及標準 按干旱發生的時間，臨夏主要有冬旱、春旱、春末夏初旱、伏旱、秋旱。其中以春旱、春末夏初旱危害最為嚴重。因為這一時期為農作物播種、出苗、幼苗生長的關鍵時期，降水的多少直接關系到夏秋作物產量的高低。由于春旱、春末夏初旱出現的頻率高、范圍廣、危害大，對當地農業生產影響大，嚴重制約了當地經濟的發展。

2.4.2 干旱的年分布特征 1980～2015年36年的資料顯示，臨夏州出現區域性干旱年份占88.9%，無旱年占11.1%，干旱有加重趨勢。特別是本地區東北部的干旱帶上，干旱發生頻繁且嚴重，受災幾率可達97.2%；在1960～1997年的38年之間，嚴重干旱發生率為39.5%；1998～2015年18年間，嚴重干旱發生率為58.9%，嚴重干旱發生率在增加。每年5～6月正值臨夏州植物生長發育的關鍵期，也是作物需水量最大時段，一旦發生干旱，輕則減產，重則絕收。

2.4.3 干旱的季節分布特征 臨夏州干旱在3～10月農作物生長期均有可能發生。有的春旱年份在前一年的冬季就少雨(雪)，甚至秋季就少雨，干旱可持續4～5個月；有的春旱可持續到6、7月份。出現秋、冬和春連旱、冬春連旱、春夏連旱等。夏旱通常又稱“伏旱”，單純的伏旱一般影響不很嚴重，但與春旱或秋旱相連，春旱連伏旱或伏旱連秋旱時危害就比較嚴重。

有災害記錄以來臨夏州出現區域性春旱占57%，春末夏初旱占46%，伏旱占46%，秋旱占20%。據1980～2015年36年資料分析，臨夏州區域性春旱出現21次，發生概率為58.3%；區域性春末夏初旱出現16次，發生概率為44.4%；區域性伏旱出現16次，發生概率為44.4%；春旱連春末夏初旱11次，發生概率為30.5%；區域性秋旱出現8次，發生概率為22.2%(圖2)。春旱、秋旱略有增加，春末夏初及伏旱略有減少趨勢。

20世紀80年代至今，臨夏州的旱災主要發生在3～6月份，春旱是臨夏州分布范圍最廣的自然災害，影響當地春耕春播生產；春末夏初旱是臨夏州影響最大的自然災害，嚴重年份導致作物幼苗枯死，多年平均受災面積占總耕地面積的2/3以上。

圖2 臨夏州1980～2015年不同季節干旱發生概率分布

2.5 干旱造成的損失

2.5.1 干旱災害直接損失 圖3是1980～2015年臨夏遭受干旱氣象災害圖，從圖中看出，1980～2015年臨夏州由干旱導致的直接經濟損失呈逐年遞增的趨勢，2005年以后干旱造成的損失突然增加。

圖3 1980～2015年干旱損失變化

2.5.2 干旱災害受災面積和受災人口 近年來，臨夏州的干旱問題尤為突出。隨著經濟的飛速發展，工農業用水量的急劇增加，加之境內降水量時空分布不均勻，水資源污染增加，人類活動所造成的森林、草原植被破壞，導致水土流失，局地熱力、水分不平衡，進一步促進了氣候的惡化，使干旱加劇，生態環境變得更脆弱，給工業生產及人民生活造成極大的危害。

圖4是1979～2008年近30年臨夏州遭受干旱災害的農業耕地面積和受災人口對比分析圖，從圖4中看出，1979年以來，臨夏州旱災受災面積和人口均呈逐漸增加趨勢，1982～1992年維持在0.974萬～2.9175萬km2、7.31萬～22.89 萬人的水平，而從1993年以后，兩者均大幅度提升，2006年受災面積7.681萬km2，受災人口更是高達69.16萬人，為近30年干旱受災人口數量之最；而在1994年至2000年，干旱受災面積基本維持在2.0萬km2以上，為近30年階段性的干旱災害較為嚴重時期。

1979～2008年近30年，臨夏州由干旱造成的受災面積為78.1765萬km2，其中，有3.488萬km2為絕收面積，占受災面積的4.461%；受災總人口為730.3868 萬人，其中有253.77萬人飲水困難；旱災直接經濟損失總值達到181497.6萬元，農業經濟損失為178250.6萬元，約占損失總值的98.21%，說明干旱對臨夏州國民經濟造成的損失主要是對農業經濟造成的損失。

圖4 臨夏1979-2008年旱災受災面積和受災人口的年際變化

3 結論

(1)1971～2015年45年，臨夏年均氣溫呈上升趨勢，升溫速率為0.5 ℃/12 a，20世紀90年代以后升溫顯著。20世紀80年代初期氣溫較低，90年代后期開始進入暖期，特別是到了1999～2015年，氣溫突然急劇增暖。氣溫變暖區主要分布在中部，以臨夏市變暖趨勢最為顯著，南部變暖次之，北部變化最小。增暖以冬季和夏季為主，春、秋季各地增溫趨勢不如冬、夏明顯。

(2)年均氣溫年際變化在2.4～3.2 ℃之間，南北部小，中部大，但變化幅度較小。夏季(7月)平均氣溫年際變化幅度在4.3～5.8 ℃之間，比年均氣溫變幅大。冬季(1月)平均氣溫年際變化幅度在4.1～9.3 ℃之間。

(3)1971～2015年45年間降水量年際變化較大。1991～2000年是降水量減少幅度最大的一個時期，比1971～1980年平均值減少了3%～16%。臨夏降水地域分布不均，自南向北遞增。45年來各地年均降水量北部呈下降而南部呈上升趨勢。

(4)1980～2015年36年資料顯示，臨夏州出現區域性干旱年份占88.9%，無旱年占11.1%，干旱有加重趨勢。特別是本地區東北部的干旱帶上，干旱發生頻繁且嚴重，受災幾率可達97.2%；在1960～1997年的38年之間，嚴重干旱發生率為39.5%；1998～2015年18年間，嚴重干旱發生率為58.9%。

(5)1980～2015年36年資料分析，臨夏州區域性春旱發生概率為58.3%；區域性春末夏初旱發生概率為44.4%；區域性伏旱發生概率為44.4%；區域性秋旱發生概率為22.2%，春旱、秋旱略有增加，春末夏初及伏旱略有減少趨勢。

(6)平均氣溫與干旱的直接損失、干旱受災面積、受災人口呈顯著正相關。氣候變暖，氣溫持續升高，蒸發量增大，是造成干旱受災面積擴大的重要因素。氣候暖干化發展趨勢加快，對農業的負面影響十分明顯。