1980—2018年托木爾峰國家級自然保護區氣候變化特征

趙景啟 滿蘇爾·沙比提 阿曼妮薩·庫爾班 艾克旦·依薩克

摘 要：氣溫與降水作為氣候系統中的2個重要因子，一直是國內外學者關注的焦點。托木爾峰國家級自然保護區位于新疆阿克蘇地區，是我國為數不多的高山自然保護區之一，其生態環境的優劣對其下游居民意義重大。選取近38年來托木爾峰國家級自然保護區及其周圍6個氣象站點的氣象數據，通過Origin軟件，采用線性回歸法，對托木爾峰國家級自然保護區近38年氣溫、降水量進行趨勢分析，進而獲得保護區氣溫、降水的年際變化趨勢方程與變化特征。結果顯示：1980—2018年托木爾峰國家級自然保護區多年氣溫、降水量均呈上升趨勢，兩者均達顯著水平;近38年托木爾峰國家級自然保護區春、夏、秋、冬季平均氣溫分別為8.22、17.71、6.29、-8.06℃，其線性變化率分別為0.52、0.24、0.32、0.19℃/（10年），其中春、夏、秋3季呈顯著增長趨勢，冬季不顯著;近38年托木爾峰國家級自然保護區春、夏、秋、冬季平均降水量分別為62.17、113.15、43.99、11.92mm，其線性變化率分別為0.27、12.32、6.23、1.68mm/（10年），其中夏、秋、冬3季呈顯著增長趨勢，春季不顯著。總體來說，托木爾峰國家級自然保護區氣候正朝著暖濕化方向發展，增溫、增濕趨勢顯著。

關鍵詞：托木爾峰國家級自然保護區;氣候變化特征;暖濕化

中圖分類號 P423.3;P426.61+4? 文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2020）18-0167-04

氣候變化一直是全球關注的重點話題，氣溫和降水作為氣候系統中的兩個重要因子，一直是國內外學者關注的焦點[1]。IPCC第5次評估報告指出，1880—2012年全球平均地表溫度升高了0.85℃，1951—2012年全球平均地表溫度的升溫速率幾乎是1880年以來升溫速率的2倍[2-3]。氣候變化也會引起水循環的變化，進而對降水量、蒸發量、河流徑流、水土保持等產生直接或間接的影響，對全球的自然生態系統及社會經濟系統都可能產生重大的影響[4-5]。隨著全球氣候不斷變暖，其對社會與自然生態系統所帶來的風險不斷增大，如何減緩和適應氣候變化已成為國內外學者關注的重點話題[6]。新疆地處西北干旱區，作為古今絲綢之路的重要核心地帶，其氣候變化會直接影響當地的經濟發展狀況與自然生態條件。托木爾峰國家級自然保護區地處新疆阿克蘇，是我國重要的高山自然保護區之一，其氣候的變化對保護區生態環境的演變及其生態安全產生極大的影響，并進一步影響其下游地區居民的居住環境、經濟發展等[7-8]。因此，對托木爾峰國家級自然保護區氣候變化特征進行研究有著重大意義。

近年來，全球氣候變化較大，國內外學者對氣候變化的研究舉不勝數。任國玉等[9]利用國家基準氣候站和基本氣象站觀測網資料對近50年來全國氣候研究發現，我國近50年來平均地表氣溫變暖幅度約為1.1℃，增溫速率接近0.22℃/（10年），比全球或半球同期平均增溫速率明顯偏高。降水量變化趨勢對所取時間段和區域范圍敏感。王遵婭等[10]發現近50年來，全國平均氣溫在20世紀80年代以后上升更加明顯，西南低溫區在90年代以后溫度也呈上升狀態;夏季的長江中上游出現明顯的降溫趨勢。全國平均年總降水量波動略有減少，但90年代以后夏季降水增加明顯，尤其是長江以南地區，而華北、東北地區降水顯著減少，體現了夏季風的減弱。施雅風等[11]指出我國西北地區正由“暖干型”氣候向“暖濕型”氣候轉變。托木爾峰國家級自然保護區地處新疆阿克蘇地區[12]，是我國重要的高山自然保護區之一，海拔高差較大，各海拔之間氣候特征及地理環境差異巨大[7]。目前，針對該保護區氣候變化特征的研究較少，因此筆者選取托木爾峰自然保護區及其周圍6個氣象站點的氣溫、降水數據，分別代表其高山帶、中山帶與低山帶的氣候特征，并選取這6個站點氣溫與降水量的平均值來代表保護區的整體氣候狀況，通過對托木爾峰自然保護區的氣候特征進行分析，以期為該保護區的規劃、管理提供科學依據。

1 資料與方法

1.1 研究區概況 托木爾峰國家級自然保護區位于新疆阿克蘇境內（79°50′～80°54′E，41°40′～42°04′N），天山南麓，西臨吉爾吉斯斯坦，南抵溫宿以北的低山山麓地帶，北與昭蘇盆地的特克斯河相連，東與木扎爾特河毗連，自然保護區長105km、寬28km，是我國為數不多的高山自然保護區之一[13-15]。保護區海拔高差較大，擁有南天山最完整的7個垂直自然帶譜[16]。同時，保護區是木札爾特河、大庫孜巴依河、小庫孜巴依河、大臺蘭河、小臺蘭河、塔克拉克河和阿托依那克河等幾條內陸河水系的發源地，是新疆重要的水資源補給區，為生物繁衍生存提供了空間，生態地位十分重要[17]。

1.2 數據來源與研究方法 選取中國氣象數據網（http：//data.cma.cn/user/toLogin.html）的氣溫和降水數據，以及近38年來托木爾峰國家級自然保護區及其周圍6個氣象站點包括昭蘇、阿合奇、吐爾尕特、拜城、溫宿與烏什氣象站氣象站的氣象數據，氣象站點包括昭蘇、阿合奇、吐爾尕特、拜城、溫宿與烏什氣象站。利用Origin軟件，采用線性回歸法，對托木爾峰國家級自然保護區近38年氣溫、降水量進行趨勢分析，進而獲得保護區氣溫、降水的年際變化趨勢方程與變化特征。其中，季節的劃分依照慣例，將3—5月劃分為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月至次年2月為冬季。

2 結果與分析

2.1 氣溫、降水量年際變化趨勢 在全球氣候變化的大背景下，托木爾峰國家級自然保護區氣候也處于動態變化中。由圖1a可知，1980—2018年托木爾峰國家級自然保護區氣溫呈穩固上升趨勢，多年氣溫平均值為6.04℃，其中，最高氣溫出現于2016年，年均氣溫為7.11℃，最低氣溫為1984年的4.95℃，兩者相差2.16℃;其線性變化率為0.3℃/（10年），達顯著水平（p<0.05），保護區增溫現象明顯。由圖1b可知，1980—2018年自然保護區降水量亦呈增長趨勢，年降水量平均值為231.69mm，其中，年降水量最大值為2010年的334.20mm，最小值為1985年的148.65mm，兩者相差高達185.55mm;年降水量的線性變化率為19.3mm/（10年），達顯著水平，保護區增濕現象明顯。

2.2 氣溫、降水量季節性變化趨勢

2.2.1 春季 由圖2a可知，托木爾峰國家級自然保護區多年春季平均氣溫為8.22℃，其中，春季最高氣溫出現于2007年，為10.10℃，最低春季氣溫為1996年的6.28℃，兩者相差3.82℃;春季氣溫呈波動上升趨勢，其線性變化率為0.52℃/（10年），達顯著性水平（p<0.05）。由圖2b可知，多年春季平均降水量為62.17mm，春季總降水量占全年降水量的26.89%，最大值為1996年的98.73mm，最小值為2014年的26.40mm，兩者相差72.33mm;春季降水量呈略微增長趨勢，但增濕現象不明顯，未達顯著水平，其線性增長率為0.27mm/（10年）。

2.2.2 夏季 由圖3a可知，托木爾峰國家級自然保護區多年夏季平均氣溫為17.71℃，其中，夏季最高氣溫出現于1984年，為18.81℃，最低氣溫為1989年的16.27℃，兩者相差2.54℃;夏季氣溫呈穩固上升趨勢，其線性變化率為0.24℃/（10年），達顯著水平（p<0.05）。由圖3b可知，多年夏季平均降水量為113.15mm，夏季總降水量占全年降水量的48.93%，夏季降水量最大值為1998年的178.08mm;最小值為1984年的45.58mm，兩者相差132.50mm;夏季降水量呈波動上升趨勢，增濕現象明顯，達顯著水平（p<0.05），其線性增長率為12.32mm/（10年）。

2.2.3 秋季 由圖4a可知，托木爾峰國家級自然保護區多年秋季平均氣溫為6.29℃，其中，最高氣溫出現于2006年，為7.74℃，最低氣溫為1981年的4.32℃，兩者相差3.42℃;秋季氣溫呈波動上升趨勢，其線性變化率為0.33℃/（10年），達顯著性水平（p<0.05）。由圖4b可知，多年秋季平均降水量為43.99mm，秋季總降水量占全年降水量的19.03%，最大值為2010年的9.92mm，最小值為1997年的14.55mm，兩者相差83.37mm;秋季降水量亦呈上升趨勢，達顯著水平，其線性增長率為6.23mm/（10年）。

2.2.4 冬季 由圖5a可知，托木爾峰國家級自然保護區多年冬季平均氣溫為-8.06℃，其中，冬季最高氣溫出現于1998年，為-5.97℃，最低冬季氣溫為2007年的-10.92℃，兩者相差4.95℃;冬季氣溫呈略微上升趨勢，其線性變化率為0.27℃/（10年），未通過顯著性水平（α=0.05）檢驗。由圖5b可知，多年冬季平均降水量為11.92mm，冬季總降水量占全年降水量的5.15%，最大值為1994年的22.82mm，最小值為1996年的3.60mm，兩者相差19.22mm;冬季降水量亦呈上升趨勢，達顯著水平（p<0.05），其線性增長率為1.68mm/（10年）。

3 結論

試驗結果表明：1980—2018年托木爾峰國家級自然保護區多年氣溫、降水量均呈上升趨勢，多年氣溫平均值為6.04℃，線性變化率為0.3℃/（10年）;年降水量平均值為231.69mm，線性變化率為19.3mm/（10年），兩者均在0.05水平下顯著增長;近38年托木爾峰國家級自然保護區春、夏、秋、冬季平均氣溫分別為8.22、17.71、6.29、-8.06℃，其線性變化率分別為0.52、0.24、0.32、0.19℃/（10年），其中春、夏、秋3季呈顯著增長趨勢，但冬季不顯著;近38年托木爾峰國家級自然保護區春、夏、秋、冬季平均降水量分別為62.17、113.15、43.99、11.92mm，其線性變化率分別為0.27、12.32、6.23、1.68mm/（10年），其中夏、秋、冬3季呈顯著增長趨勢，但春季不顯著。總體而言，托木爾峰國家級自然保護區氣候正朝著暖濕化方向發展，增溫、增濕趨勢顯著。

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（責編：徐世紅）