近50年阿爾山市植物氣候生產力與氣候變化特征

都瓦拉 代海燕 辛巖

摘要：通過分析阿爾山市近50年年平均氣溫及年降水量變化，評估該地區植物氣候生產力（TSPV）的年代際變化及未來氣候變化情景下變化趨勢。本文應用 Thornthwaite Memorial 模型，計算植物氣候生產力對年均氣溫和降水量變化的響應情況。研究結果表明：（1）該區增溫率為0. 35 ℃ /10a，降水呈弱減趨勢，減少率為5.64 mm/10a;（2）近50年阿爾上市TSPV變化緩慢，表現為不顯著的增加趨勢;（3）“冷濕型”“暖干型”氣候類型都出現TSPV正負距平現象，說明氣溫和降水不是該地區植物氣候生產力變化的唯一限制因子;（4）TSPV增減與年平均氣溫和降水變化同步，其中降水變化對TSPV的影響大于氣溫變化的影響。

關鍵詞：氣溫;降水量;氣候生產力;阿爾山市

中古分類號：X16 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）11-0-02

Abstract： Through the analysis of Alshancity nearly 50 years average temperatures and Annual precipitation change，evaluate the climate productivity of Alshan cityinterannual and interdecadal change and the future climate change scenarios trend. The paper using Thornthwaite Memorial model Calculation the climate productivity change response to annual temperature and rainfall changes. The result indicated that The rate of warming of Alshan was 0. 35 ℃ / 10 a， rainfall is weak decreasing trend， decrement rate was5.64 mm/10a; the TSPV of Alshan changes slowly， appear weak increase trend in The last 50 years; “Cold- wet” and “warm-dry” climate TSPV all appear positive and negative anomaly phenomenon， the result show that the temperature and precipitation is not the only limit factor to Alshan TSPV change; the TSPV increase or decrease synchronization with the temperature and precipitation change， the precipitation change influence TSPV value changes greater than the temperature effects.

Key words ： Temperature;Precipitation;Phytoclimate productivity; Alshan

阿爾山市位于興安盟西北部，其坐標為119°28～121°23E， 46°39～47°39N，是全國緯度最高的城市之一。由于近年來阿爾山市GDP快速增長，人口增長，資源耗費增大，引起很多環境問題。因此，以科學的方法分析評價阿爾山市植物氣候生產力，對阿爾山未來的建設具有重要意義。本文根據阿爾山市區氣象臺1961-2010年的歷史數據，利用 ThornthwaiteMemoriai[2-7]氣候生產力模型，分析阿爾山市近50年平均氣溫、降水量及植物氣候生產力的年際和年代際變化特征等，開展生態環境評價業務，為保護和改善該區生態環境提供服務。

1 資料和分析方法

1.1 資料來源

本文選取的數據是阿爾山1961—2010年間的年平均氣溫、降水量。 多年平均值采用1961—2010年平均。

1.2 植物氣候生產力TSPV的計算

植物氣候生產力（ TSPV）是單獨考慮氣候因素對植物產量影響的一個指數，是指在其他因子處于最佳狀態時，單位面積單位時間由氣候因素所決定的植物產量。有很多方法用以計算植物氣候生產力，本文利用了大多數學者的研究 Lieth方法[7-15]，其原因是該方法所涉及的資料易于獲取，且可以清楚說明氣候變化的影響。 利用著名的 ThornthwaiteMemoriai模型：

2 分析結果

2.1 氣候變化特征

暖而干是近年阿爾山的氣候主要特征之一。由于全球變暖，阿爾山市氣溫有增高趨勢，增溫率為0.35 ℃ /10a。1990—2000年增溫率達0.77℃/10 a，1998年，平均溫度創歷史最高，達-1.1℃，較多年平均值偏高1.56℃。近50年年平均降水變化為：前20年（1961—1980）降水接近平均，中間20年（1981—2000）降水較多，2001—2010這10年降水較少，分別比多年平均偏少12.86 mm/10 a、偏多39.32 mm/10 a、偏少52.91 mm/10 a。降水呈現減少趨勢，減少率為0.56 mm/10a。

2.2 TSPV的年際變化特征

1960—2010年，阿爾山市植物氣候生產力表現為不明顯的增加趨勢。1961年TSPV最低，為3980 kg/hm2，偏少于多年平均值18.91;1995年TSPV最高，達6052.47kg/hm2，較多年平均值偏多23.3。從滑動平均曲線看，20世紀80年代為降低期，90年代為上升期，近10年阿爾山地區 TSPV值（5051.46 kg/ hm2）略高于多年平均值4908.6 kg/ hm2，呈緩慢上升的趨勢。

2.3 TSPV的年代際變化特征

TSPV的年代際變化（圖2）：1960—1970年間，阿爾山市氣候屬于“冷干型”，降水量與常年接近，TSPV為低于歷年均值;1970—1980年，也為“冷干型”，無論氣溫、降水，都接近常年值，TSPV值較歷年均值低;1980—1990年，氣溫和降水嚴重偏高于常年，TSPV值同樣偏高于常年值; 1990—2000年，年均氣溫、年均降水量和 TSPV值都為高于歷年，暖濕型氣候使 TSPV達到歷10年最大值， 增幅為0.53（ kg/ hm2）·/10 a。2000—2010年，年平均氣溫顯著增加，年降水低于歷年，植物生產力高于歷年值，增幅為0.29（ kg/ hm2）·/10 a。“冷干型”氣候，TSPV呈負距平;“暖濕型”則TSPV呈正距平。

2.4 氣候情景預測對TSPV的影響

若年降水量不變時，年平均氣溫變化增減1℃，TSPV值變化為增減9.2;氣溫變化增減2℃，TSPV值變化﹣18.6和18.3（kg/ hm2）。若年平均氣溫保持不變，年降水量變化增減10mm和增減20mm時，TSPV變化為﹣50、47.2、﹣103.5和91（kg/ hm2）。由此，TSPV的變化趨勢與年平均氣溫和降水變化變化趨勢保持一致。

綜合分析溫度、降水對TSPV的影響：若年平均氣溫±1℃或±2℃，年降水量±10mm或±20mm ，氣候類型為“暖濕型”和“冷濕型”，植物氣候生產力（TSPV 值）呈增加趨勢，氣候類型為“冷干型”和“暖干型”，植物氣候生產力（TSPV值）表現為減少趨勢。降水變化對TSPV的影響大于氣溫變化對TSPV的影響。

3 結論

（1）近50年阿爾山市氣溫增溫明顯，增溫率為0.36℃/10a，從整體看，降水減少，減少率為2.91 mm/10 a。（2）近50年阿爾山市TSPV的變化趨勢是緩慢增加。近10年阿爾山地區TSPV值（5051.94kg/hm2）略高于多年平均值（4908.60 kg/hm2），緩慢上升。（3）阿爾山地區 20世紀60年代氣候屬于“冷干型”，TSPV降低;70年代同為“冷干型”，TSPV值降低;80年代為“冷濕型”，TSPV值接近常年;90年代 TSPV最大值，增幅為0.53（kg/hm2）/10a。20世紀初十年，年平均氣溫增加明顯，年降水量降低，植物生產力增加，增幅為0.29（kg/hm2）/10a。（4）植物生產力增減與降水或溫度變化趨勢相同，降水變化對植物生產力的影響較大。

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收稿日期：2019-08-05

基金項目：1.國家自然基金項目，中蒙邊境高火險區的森林草原火時空演變機制及蔓延趨勢預測模型研究（41761101）;2.內蒙古科技廳科技計劃項目《基于3S技術的蒙古高原多尺度草原火災風險綜合評價技術研究》（201502113）

作者簡介：都瓦拉（1978-），女，蒙古族，博士，研究方向為生態及應用氣象。