玛河流域——玛纳斯绿洲气候资源变化分析*

田喜凤（昌吉州气象局，新疆　昌吉　831100）

玛河流域
——玛纳斯绿洲气候资源变化分析*

田喜凤
（昌吉州气象局，新疆昌吉831100）

本文对玛河流域——玛纳斯绿洲的气候资源进行了初步分析，结果表明：玛纳斯绿洲的光照资源总体呈减少的趋势，平均减幅为36 h/10 a；温热资源呈增加趋势，倾向率为0.28℃/10 a；0℃界限温度积温呈逐年代际递增趋势，平均每10年增加57.7℃·d；10℃界限温度积温也呈逐年代际递增趋势，平均每10年增加97.7℃·d；年均降水量呈增加趋势，倾向率为17.9 mm/10 a。

玛河流域；玛纳斯绿洲；气候资源

新疆地处亚欧大陆腹地，远离海洋且被群山环绕，是著名的干旱与半干旱地区，生态环境极其脆弱。近50年来，新疆气候变暖、降水增多的趋势明显。胡汝骥等人［1-4］指出，20世纪80年代中期以来，新疆出现了气候由暖干向暖湿转变的记录。新疆近50年来气温呈上升趋势，北疆变暖幅度大于南疆，而且变暖主要在冬季［5-6］。有数据表明，新疆降水自20世纪 50年代中期至 70年代末呈缓慢下降趋势，其后转为上升趋势，尤其是1987年以后上升幅度十分明显［7］；也有研究表明，新疆的降水量在20世纪60～70年代为减少阶段，进入80年代后转为增加的转型时期，90年代是逐年增加时期［8］。在全球和新疆气候变暖的背景下，新疆极端天气、气候事件频发，防灾减灾形势更为严峻，大部分冰川退缩，并呈加速减退的趋势；但因气候变暖的同时降水增多，河流径流量呈增加趋势，生态环境随之有所恢复与改善。

玛纳斯绿洲属于玛纳斯河流域，地处天山北麓，准噶尔盆地南缘，既有中温带大陆性干旱气候特征，又有垂直气候特征，降水稀少并受水汽来源、地形和纬度影响较大。该区域主要的经济基础为绿洲农业，棉花在整个绿洲农业中处于首要的地位，棉花的播种面积较大，已达到农作物总播种面积的70％左右，其棉花产区在全疆乃至全国都占有举足轻重的地位。研究玛河流域——玛纳斯绿洲的气候变化情况，对于合理的改善和利用气候资源，为玛纳斯绿洲农业可持续发展和制定相应战略规划提供理论依据。

表1　玛河流域不同地貌的气候分布特征

1　玛河流域气候概况

玛纳斯河流域（以下简称为玛河流域）地处欧亚大陆中心，准噶尔盆地南缘，远离海洋，干旱少雨，蒸发量大，多荒漠，属典型的大陆性气候。南起天山山脉依连哈比尔尕山北麓分水岭与和静县毗邻，北接古尔班通古特大沙漠，与和布克赛尔县、福海县分界。东起塔西河，西至巴音沟河。其地理位置处在东经84°43′～86°35′E，北纬43°21′～45°20′N。东西长198.7 km，南北最宽260.8 km，总面积3.1万km2，由5个绿洲联结而成。该区域为典型的山盆结构，发源于山区的河流流出山口进入山前倾斜平原，流速减慢，携带的泥沙等逐级沉积，依次形成冲积洪积扇-泉水溢出带（扇缘）-冲积平原-干三角洲等地貌。流域内地势由东南向西北倾斜，海拔最高5 242.5 m，最低256 m。差度为4 986.5 m，平均落差17.84 m/km。玛河流域地貌复杂多变，具有明显的垂直地带分布，降雨量由南至北逐渐降低，平均温度、最热月温度、最冷月温度、蒸发量由南至北逐渐增加（表1）。

2　玛纳斯绿洲气候资源变化分析

2.1光资源

光资源指太阳照射到地面的光能，其多少一般用年日照小时数来衡量，其对农作物的影响比较显著。近45年，玛纳斯绿洲的年日照时数总体呈下降趋势，平均减幅为36h/10a。玛纳斯绿洲从1971年至2015年，年平均日照时数为2 764.9 h。自20世纪70年代起，年平均日照时数呈逐年代际递减趋势；1971—1981年的年平均日照时数为2 889.4 h，1981—1991年的年平均日照时数为2 726 h，1991—2001年的年平均日照时数为2 726 h，2001—2015年的年平均日照时数为2744h。2001—2015年的年平均日照时数比1971—1981年的年平均日照时数减少145.4h。统计资料分析表明，自1985年之后，玛纳斯绿洲年均日照时数只有2012年高于2 900 h，其它年份都低于2 900 h。波动幅度也明显下降。年均日照时数的减少不利于喜温喜光作物的生长，因为没有足够的光照，其生长期间的有机物质不能充分累积，从而影响农作物产量。

2.2温热资源

温热资源是最核心的气候资源之一，温热资源对农作物的影响比降水和光照的影响大。温热资源包括温度和热量资源，本文在这里对温度的测算用年平均温度，热量用高于0℃的年积温。经研究表明温度是影响棉花产量的主要气象因子，棉花各生育期内温度对棉花产量的影响幅度要大于降水量和日照时数的影响，苗期气温每增加1℃，产量约增加4.2 kg/hm2，吐絮收获期气温每增加1℃，产量约增加10 kg/hm2，花铃期前期主要表现为负效应，温度每增加1℃，棉花产量约减少4.4 kg/hm2，

2.2.1温度变化

调查显示，1971—2015年玛纳斯绿洲45年平均气温为5.4～8.7℃，呈增温趋势，气候倾向率为0.28℃/10a。1971—1981年的年平均气温为6.77℃，1981—1991年的年平均气温为6.99℃，1991—2001年的年平均气温为7.15℃，2001—2015年的年平均气温为7.68℃，呈逐年代际递增的趋势。

2.2.2热量条件（积温）变化

玛纳斯绿洲近45年来0℃界限温度积温为3 728.6～4 511.9℃·d，平均4 053.2℃·d，呈逐年代际递增趋势，平均每10年增加57.7℃·d；1971—1981年年平均0℃界限温度积温为4 006.3℃·d，1981—1991年年平均0℃界限温度积温为3 997.4℃·d，1991—2001年年平均0℃界限温度积温4030.6℃·d，2001—2015年年平均0℃界限温度积温4164.9℃·d。

10℃界限温度积温为2 700.8～4 176.3℃·d，平均3 522.8℃·d，呈逐年代际递增趋势，平均每10年增加97.7℃·d；1971—1981年年平均10℃界限温度积温为 3 398.3℃·d，1981—1991年的年平均 10℃界限温度积温为 3 501.9℃·d，1991—2001年的年平均10℃界限温度积温达到3 538.5℃·d，2001—2015年年平均10℃界限温度积温为3 662.4℃·d。

2.3降雨量变化

玛纳斯绿洲45年来年均降雨量为204.3 mm，呈逐年代际递增趋势，平均增幅17.9 mm/10 a，45年中最低年份为1997年的107.20 mm，最高年份是1999年的326.20 mm。20世纪70年代平均降雨量 165.34 mm，80年代是 206.55 mm，90年代为199.82 mm，2000—2015年平均值是230.60 mm。

3　讨论

据IPCC第4次评估报告显示，全球气候变暖已成为不争的事实。气候变暖将导致作物种植制度、品种布局发生变化，进而对粮食安全造成重大威胁。并且，据全球气候模式和中国区域气候模式预估，21世纪，随着温室气体浓度的持续增加，我国新疆地区的气候还将继续呈“暖湿化”趋势。气候变化已经并将继续对玛纳斯绿洲的农业气候资源、农业气象灾害的时空分布产生影响，进而对农业结构布局、种植制度、栽培方式、作物品种熟性、农产品的产量、品质以及作物需水量、病虫害等产生复杂而深刻的影响。在此背景下，本文分析了玛纳斯绿洲近45年气候资源变化情况，发现玛纳斯绿洲近45年的气候也发生了以光照减少、气温升高、降水增多为主要特征的变化。这为今后合理利用农业气候资源、科学布局农作物生产提供了重要依据，对农业防灾减灾、提高农业生产效益、发展特色农业、保障玛纳斯绿洲粮食安全具有十分重要的意义。

［1］胡汝骥，樊自立，王亚俊，等.近50a新疆气候变化对环境影响的评估［J］.干旱区地理，2001，24（2）：97-103.

［2］胡汝骥，姜逢清，王亚俊，等.新疆气候由暖干向暖湿转变的信号及影响［J］.干旱区地理，2002，25（3）：194-200.

［3］胡汝骥，姜逢清，王亚俊.新疆雪冰水资源的环境评估［J］.干旱区研究，2003，20（3）：187-191.

［4］胡汝骥，马虹，樊自立，等.新疆水资源对气候变化的响应［J］.自然资源学报，2002，17（1）：22-27.

［5］王健，丁永健，刘时银，等.新疆阿克苏地区近40a气候、水文变化特征分析［J］.干旱区研究，2005，22（3）：336-340.

［6］何清，杨青，李红军.新疆40a来气温、降水和沙尘天气变化［J］.冰川冻土，2003，25（4）：423-427.

［7］王娇，任宜勇.新疆降水与环流场演变研究［J］.干旱区研究，2005，22（3）：326-331.

［8］薛燕，韩萍，冯国华.半世纪以来新疆降水和气温的变化趋势［J］.干旱区研究，2003，20（2）：127-128.

2016—07—13

*本文由自治区科技兴农项目 “北疆地区葡萄安全越冬预警技术及防御措施的推广应用”资助。