甘肃省玛曲县1981～2010年气候变化动态

田久胜，田新会，卡召加，杜文华

(1.甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心,甘肃 兰州 730070；2.甘肃省甘南州河曲马场，甘肃 玛曲 747300)

甘肃省玛曲县1981～2010年气候变化动态

田久胜1，田新会1，卡召加2，杜文华1

(1.甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心,甘肃 兰州 730070；2.甘肃省甘南州河曲马场，甘肃 玛曲 747300)

根据甘肃省甘南州玛曲县河曲马场地面气象站提供的日气温，降水量和日照时数等观测数据，对玛曲县1981～2010年的温度、降水量及日照时数进行了统计分析。结果表明：30年间年平均温度为1.7 ℃，年际变化呈波动上升趋势；1998年和1999年温度上升剧烈，增温异常；同一年内1～12月平均温度接近于正态分布。年际降水量呈下降趋势，气候向干旱方向发展，同一年内最高气温与最高降水量均出现在7月，雨热同期。平均日照时数为2 594 h，呈缓慢上升趋势。降水量与日照时数负相关，月平均温度与降水量极显著正相关。

玛曲县；温度；降水量；日照时数;变化动态

20世纪以来，气候变化对水资源的影响已越来越受到社会各界的关注[1，2]。随着气候变化，各地区日照时数也发生了变化[3]。全球变暖的背景下，中国近100年平均温度明显升高，增幅为0.5～0.8 ℃，比同期全球年均温度(0.6±0.2) ℃略高[4]。中国西北部从19世纪小冰期结束以来，气候变暖、变干，但从20世纪80年代后期开始，新疆气候变干中止，趋向变湿，而青海湖的水位仍继续下降，祁连山东段石羊河径流量也持续减少[5]。

甘肃省甘南地区位于青藏高原与黄土高原的交汇处，在气候变化区域类型上属于青藏高原与中温带东部地区、暖温带东部地区的过渡地带，是甘青宁农牧交错区的一部分，气候变化敏感，生态环境比较脆弱，水土流失、草地退化等环境问题严重[6]。黄河源区玛曲县是青藏高原的一部分，属高寒湿润气候区，素有“黄河蓄水池”的美誉。近年玛曲县的天然草地出现严重退化。河道两岸的护岸林几乎消失殆尽，动植物物种多样性锐减[7]。降水量的减少直接导致玛曲县湿地地表径流的减少和地下水位的不断下降[8]。对玛曲县气候的研究中，李国军等[9-11]研究了积温和日照时数的变化、气候与牧草产量的关系。王素萍等[12]从气候倾向率方面分析了气候变化。柴成武等[7]对玛曲县1967～1999年的降水量和气温进行统计分析。宁和平等[13]对玛曲1971～2010年地表温度进行了深入研究。通过分析玛曲县1981～2010年气候变化动态，将为研究玛曲县气候变化提供基础资料。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

甘肃省玛曲县地处青藏高原东端，E 100°46′～102°29′，N 33°06′～ 34°33′，海拔3 300～4 806 m。面积9.6×105hm2，其中，89.4%为天然草地[14]。气候属高原大陆性气候，年平均温度1.7 ℃，冬季最低温度达-20.9 ℃，夏季最高温度20.7 ℃，年均降水量599.7 mm。自然特征为海拔高、辐射量大、温度低、牧草生长期短[15]，年均日照时数为2 594 h。草地类型以高寒草甸、沼泽化草甸、灌丛草甸、草原化草甸和沼泽类草地为主。土壤类型以高寒草甸土和沼泽化草甸土为主。境内分布着黄河上游支流330余条，补给黄河径流水量的45%[16]，是黄河源区主要水量补给区。

1.2 数据来源

由甘肃省甘南州玛曲县河曲马场地面气象观测站提供日气温、降水量和日照时数等观测数据。

1.3 数据处理

根据玛曲县实际情况，将3～5月作为春季，6～8月作为夏季，9～11月作为秋季，从当年12月到翌年2月作为冬季[13]。利用SPASS 19.0软件分析玛曲县1981～2010年不同季节间降水量和日照时数是否存在显著差异，如果差异达显著水平，利用Duncan法进行多重比较。温度和降水量年际变化分析以及温度、降水量和日照时数间的相关分析也用SPASS 19.0软件Pearson法完成。

2 结果与分析

2.1 温度

2.1.1 年际变化 1981～2010年，玛曲县平均温度总体呈上升趋势，30年的年平均温度为1.7 ℃。年均温最高值为1999年(2.8 ℃)，最低值为1984年(0.5 ℃)(图1)。线性关系为y=0.057x+0.88，R=0.76；具有较强的线性关系，斜率为0.057，温度年增幅较小。但1984～1989年，1998～1999年和2001～2004年的3个时段升温比较明显，分别达到了1.6，1.6和1.2 ℃；1982～1984年和1999～2001年的2个时段的降幅明显，分别为0.8 ℃和1.1 ℃。

图1 玛曲县1981～2010年年平均温度Fig.1 The interannual change of temperature in Maqu from 1981 to 2010

2.1.2 月变化 玛曲县月平均温度变化与北方气候变化相一致，呈正态分布(图2)。最高温度(11.2 ℃)出现在7月，最低温度(-9.0 ℃)出现在1月。高温集中出现在6、7、8、9 月。平均温度在0 ℃以上的为4～10月。11月到次年3月为冰冻期。

2.2 降水量

2.2.1 年际变化 1981～2010年玛曲县降水量分布曲线及线性模拟趋势线表明(图3)。年际降水量总体呈微弱下降趋势，平均降水量为599.7 mm，最大降水量为809.7 mm(1982年)，降水量最小为448.4 mm(1997年)。1997年以后降水量趋于稳定。1981～2010年降水量的离散系数60%都在10%以内，整体波动不大(表1)。

图2 玛曲县1981～2010年月平均气温与降水量关系Fig.2 The relationship between the monthly temperature and recipitation in Maqu

图3 玛曲县1981～2010年年均降水量Fig.3 The change of annual precipitation in Maqu from 1981 to 2010

表1 玛曲县1981～2010年降水量离散系数Table1 Dispersion coefficient for the precipitation in Maqu

2.2.2 季节变化 春季平均降水量为109.6 mm，占全年降水量的18.50%；夏季平均降水量为332.9 mm，占全年降水量的56.20%；秋季平均降水量为137.3 mm，占全年降水量的23.18%；冬季平均降水量为12.6 mm，占全年降水量的2.12%(表2)。

2.2.3 月变化 玛曲县月平均降水量变化与月平均温度变化一致，呈正态分布。最高降水量122.5 mm，出现在7月，最低降水量2.0 mm，出现在12月。降水主要分布6、7、8、9月，雨热同期(图2)。

表2 玛曲县1981～2010年降水量的季节变化Table2 Seasonal variation for the precipitation from 1981 to 2010 in Maqu

注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同

2.3 日照时数

2.3.1 年际变化 玛曲县1981～2010年日照时数整体呈上升趋势，但2003年以后下降趋势明显(图4)。1981～2010年平均日照时数为2 594.0 h，最大值为2 881.1 h(2003年)，最小值为2 195.4 h(2010年)，T值为7.4，P=0.085，无显著差异。与降水量年际变化相反，1981～1990年平均日照时数最低(2 465.0 h)，显著低于后20年；1991～2000年平均日照时数最高(2 685.0 h)；2001～2010年的平均日照时数与1991～2000年相近，为2 632.0 h(表3，图4)。

图4 玛曲县1981～2010年年均日照时数Fig.4 The change of the annual sunshing duration in Maqu from 1981 to 2010

表3 玛曲县1981～2010年日照时数的季节变化Table3 Seasonal variation of the sunshine duration in Maqu from 1981 to 2010

注：同行不同大写字母表示差异显著(P<0.05)，同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)

2.3.2 季节变化 春季平均日照时数为680.1 h，占全年日照时数的26.3%；夏季平均日照时数为633.2 h，占全年日照时数的24.4%；秋季平均日照时数为608.8 h，占全年日照时数的23.5%；冬季平均降水量为672.0 h，占全年降水量的25.9%(表3)。可以看出，日照时数在4季的分布比较均匀。

2.4 温度和降水量的相关性

玛曲县平均温度与降水量的月际变化呈极显著正相关(R=0.946)。最高值均出现在7月(温度11.2 ℃，降水量123.6 mm)，最低值均在冬季(温度1月，-9 ℃；降水量12月，1.8 mm)。

1981～2010年平均温度的年际变化呈上升趋势(图1)，降水量呈缓慢下降趋势(图2)，相关性极低(R=0.156)。

2.5 温度和日照时数的相关性

玛曲县1981～2010年平均温度与日照时数的月际变化较弱，呈负相关(R=-0.444)。平均温度最高值均出现在7月，为11.2 ℃，最低值出现在1月，为-9.0 ℃；日照时数最高值为236.6 h，出现在11月，最低值为194.4 h，出现在6月。

平均温度的年际间呈上升趋势(图1)，日照时数呈缓慢上升趋势(图3)，相关性极低(R=0.149)。

2.6 降水量和日照时数的相关性

玛曲县平均降水量与日照时数的月际变化较弱负相关(R=-0.488)。平均降水量最高值(122.5 mm)出现在7月，最低值(2.0 mm)出现在12月；日照时数最高值为236.6 h，出现在11月，最低值为194.4 h，出现在6月。

平均降水量的年际间呈下降趋势(图2)，日照时数呈缓慢上升趋势(图3)，相关性较低(R=-0.408)。

3 讨论与小结

(1) 玛曲县1981～2010年年平均温度为1.7 ℃，年际变化呈波动上升趋势，1998年和1999年温度上升幅度较大，增温异常；年内1～12月平均温度接近于正态分布，最高温与最高降水量均出现在7月，雨热同期，有利于牧草返青和生长。11月至次年3月为近5个月的冰冻期，同时降水量急剧减少，牧草停止生长，家畜生产性能下降[17，18]。冬季放牧面临极大挑战，应及时补饲[19]。

(2)玛曲县年际降水量呈下降趋势，但由于温度升高使地表蒸发量增大[20]，气候向干旱方向发展。降水量主要分布在降水量离散系数10%以内，夏季集中了全年总降水量的56.20%，其次为秋季和春季，冬季降水量最低，仅占全年的2.12%。从月际变化分析，1～7月缓慢升高，9～12月急剧降低。

(3)玛曲县1981～2010年日照时数呈缓慢上升趋势，但变化不明显，与降水量变化趋势相反。这一趋势与卓玛兰草等[21]利用Mann-Kendall突变检验得出的合作市1958～2009 年日照时数无明显突变的结论相一致。

(4)月平均温度和降水量与日照时数间呈负相关，月平均温度与降水量呈极显著正相关；平均降水量与日照时数的年际变化呈弱负相关，温度与降水量日照时数没有相关性。

(5)玛曲县温度升高有利于植物生长，使植物的生长期延长，但温度升高也加速了草地的地表蒸发，使土壤旱化加剧，沼泽湿地萎缩。降水减少又会加剧该趋势，加速草原沙化。目前，玛曲天然草地过度放牧严重[22]，应根据气候及生态环境变化做出相应调整，以促进草地的可持续发展。

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Climate dynamic in Maqu County from 1981 to 2010

TIAN Jiu-sheng1,TIAN Xin-hui1,Kazhaojia2,DU Wen-hua1

(1.CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem，MinistryofEducation/PrataculturalEngineeringLaboratoryofGansuProvince/Sino-U.S.CentersforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China；2.HequHorseFarm,GananTibetanAutonomousPrefecture,Maqu747300,China)

The temperature,precipitation and sunshine duration in Maqu County from 1981 to 2010 were analyzed.The results showed that,the averaged annual temperature was 1.7 ℃ and the annually change was increased year by year,the annual temperature from 1998 to 1999 were higher than that of the others,the monthly temperature within a year was normal distribution.In the past 30 years,the annual precipitation was declining and the climate was trending to drought.The highest temperature and precipitation were all distributed in July.The averaged sunshine duration was 2594 hours and increased annually with no significant difference.The annual precipitation and sunshine duration were negatively correlated,but the monthly temperature was positively correlated with the precipitation.

Maqu County;temperature;precipitation;sunshine duration;change tendency;correlation

2014-05-11；

2014-10-15

公益性行业(农业)科研专项(201003019)资助

田久胜(1989-)，男，山东枣庄人，在读硕士。 E-mail：tianjiusheng33@163.com 杜文华为通讯作者。

P 412.1

A

1009-5500(2015)01-0084-05