辽宁冰砬山林区气象要素变化特征研究

颜廷武

(辽宁省林业科学研究院，辽宁 沈阳 110032)

辽宁冰砬山林区气象要素变化特征研究

颜廷武

(辽宁省林业科学研究院，辽宁 沈阳 110032)

基于辽宁冰砬山森林生态系统国家定位观测研究站多年观测数据，研究辽宁冰砬区多年气象要素变化特征，结果表明：2007—2016年每年气温呈单峰型周期变化，峰值80 %出现在7月份，谷值90 %出现在1月份。4、5月空气湿度最小，7、8、9月份空气湿度最大。降水总量分布不均，降水最大年份降水量是最小年份的2.4倍，冬季降水少，夏季降水多，降水集中在生长季。冰砬山处于西风带，全年盛行西南风。每年总辐射月均值近似呈单峰变化，峰值出现在5、6、7月份，其中50 %峰值出现在5月份，谷值出现在12月份。

冰砬山；气象要素；特征

森林具有调节温度、增加垂直降水、提高空气湿度、消减风速、提高太阳辐射吸收率等调节森林小气候的作用，对邻近地区的气候也有较大影响，同时具有固碳释氧功能，对缓解气候变化具有重要意义[1-3]。然而，林区往往地处偏远山区，与城市相比，气象观测发展滞后。充分认识林区气候特征，进而掌握森林生态系统应对气候变化的机制，对于保护人类生存环境、指导林业发展、实现可持续发展具有非常重要意义。虽然森林对气候调节作用的相关报道很多，但对林区气候特征的报道却很少。本文基于辽宁冰砬山森林生态系统国家定位观测研究站观测数据，研究辽宁冰砬山区多年气象要素变化特征，旨在为森林应对气候变化研究提供参考。

1 研究地区概况

研究地区为冰砬山区，位于辽宁省铁岭市西丰县境内，地理位置124°45′～125°15′E，42°20′～42°40′N，为吉林哈达岭向西南延续地带，平均海拔500～600 m，最高峰870 m。森林类型主要有天然次生林、落叶松林、红松林、油松林、樟子松林等。土壤以暗棕色森林土为主，其次为棕色森林土，土壤质地多为粉砂壤质、壤质，土层深厚，有机质含量高，土壤pH6～7。

2 研究方法

冰砬山区林外空地建设25 m×25 m标准气象场。利用ENVIS自动气象站观测空气温湿度、降水、风速风向、总辐射等气象要素，空气温湿度观测高度为1.5 m，风速风向观测高度为3 m，数据每隔10 min自动记录一次。选择2007—2016年整10年观测数据，利用Excel处理和统计分析、作图。

3 结果与分析

3.1 2007—2016年冰砬山气温变化特征

以2007—2016年冰砬山气温变化特征数据作图,结果如图1所示。

图1 2007—2016年冰砬山气温变化特征曲线Fig.1 Air temperature change characteristic curve of Binglashan of 2007—2016

从图1中可以看出，冰砬山区气温呈周期变化规律，每年月均值呈单峰变化规律，峰值出现在6、7月份(20.5～22.7 ℃)，其中出现在7月份占80 %；谷值出现在1月份和12月份(-10.6～-18.5 ℃)，其中90 %现在1月份；每年月极端最高气温变化规律近似呈单峰型，峰值出现在6、7、8月份；每年月极端最低气温变化规律呈单峰型，最低值出现在1、2、12月份。2007—2016年平均温度为5.5 ℃，极端最高气温34.7 ℃，极端最低气温-32.6 ℃。

3.2 2007—2016年冰砬山区空气湿度变化特征

以2007—2016年冰砬山区空气湿度变化特征数据作图,结果如图2所示。

图2 2007—2016年冰砬山区空气湿度变化特征曲线Fig.2 Air humidity change features curve of Binglashan area of 2007—2016

从图2中可以看出，冰砬山区2007—2016年十年湿度变化规律明显，每年月均值近似单峰变化规律，各别月份略有波动，4、5月份空气相对湿度最小，月平均值40 %～60 %，随后迅速升高，7、8、9月份空气湿度最大，月平均值80 %左右，而后缓慢降低，生长季空气湿度大于非生长季空气湿度。月极端最大空气湿度变化规律近似呈直线型特征，平均97 %，每月极端最低湿度多数在6 %～30 %。

3.3 2007—2016年冰砬山区月平均降水特征

以2007—2016年冰砬山区月平均降水特征数据作图,结果如图3所示。

图3 2007—2016年冰砬山区月平均降水特征Fig.3 Average rainfall feature of Binglashan area of 2007—2016

图4 2007—2016年冰砬山区降水总量Fig.4 Total precipitation of Binglashan area of 2007—2016

从图3中可以看出，冰砬山区降水总量分布不均，夏季降水多，冬季降水少，生长季5—9月份降水占年均降水(705.3 mm)79 %，其中8月份降水最多，平均185.3 mm，占年均降水26 %；1月份降水最少，平均2.4 mm，占年均降水量的0.3 %。

2007—2016年冰砬山区降水总量如图4所示。从图4中可以看出，冰砬山区年降水总量差距很大，2007—2016年平均降水总量705.3 mm，2016年降水总量最多，达984.2 mm，较平年增加40 %；2011年降水总量最小，仅为409.1 mm，为平年降水量的58 %，降水最大年份降水量是降水最小年份降水量的2.4倍。

3.4 2007—2016年冰砬山区平均风速风向变化特征

以2007—2016年冰砬山区平均风速风向数据作图,结果如图5所示。

图5 2007—2016年冰砬山区平均风速风向Fig.5 Average wind speed and direction of Binglashan area of 2007—2016

从图5中可以看出，冰砬山处于西风带，全年盛行西南风，各方向平均风速中WSW方向平均风速最大，为1.3 m·s-1，其次为SW方向风，为1.1 m·s-1。

3.5 2007—2016年冰砬山区总辐射特征

图6 2007—2016年冰砬山区多年总辐射特征Fig.6 Global radiation features of many years of Binglashan area of 2007—2016

以2007—2016年冰砬山区总辐射特征数据作图,结果如图6所示。

从图6中可以看出，冰砬山区每年总辐射月均值近似呈单峰变化，峰值出现在5、6、7月份(217～268 W·m-2)，其中出现在5月份居多，谷值出现在12月份(47～78 W·m-2)。

4 结论与讨论

林区气候成因复杂，不仅受太阳辐射和大气环流影响，同时地形、地势、森林植被状况、土壤水分也是林区气候形成的重要因素[1]。辽宁冰砬山区地处温带大陆性气候带，根据西丰气象观测站( 距研究地35 km) 多年观测数据统计，年均气温5.2 ℃，7月份气温最高，平均温度为23.2 ℃，极端高温35.2 ℃；1 月份气温最低，平均为-17.2 ℃，极端低温- 41.1 ℃[4]。辽宁冰砬山区受气候环境及下垫面影响，2007—2016年每年气温呈单峰型周期变化，峰值80 %出现在7月份，谷值90 %出现在1月份，多年平均温度为5.5 ℃，极端最高气温34.7 ℃，极端最低气温-32.6 ℃。

空气湿度来源于大气降水和下垫面蒸散，森林具有增加垂直降水作用[3]，同时由于树冠截留、枯落物持水、土壤保持水分能力强等特点，减少地表径流，使下垫面水分供应增加，因此，辽宁冰砬山区生长季空气湿度大于非生长季空气湿度。受降水和气温影响，4、5月份春季干旱少雨，气温升高迅速，导致空气相对湿度最小，月平均值40 %～60 %；7、8、9月份正值雨季，空气湿度最大，月平均值80 %左右。

冰砬山区降水总量分布不均，降水最大年份降水量是降水最小年份降水量的2.4倍。冬季降水少，夏季降水多，生长季5—9月份降水占年均降水(705.3 mm)79 %，雨热同期。森林对水分的需求基本在生长季，冰砬山区降水集中在生长季，便于树木水分供应，有利于树木生长。冰砬山处于西风带，全年盛行西南风。总辐射受日地距离及天气状况影响，冰砬山区每年总辐射月均值近似呈单峰变化，峰值出现在5、6、7月份(217～268 W·m-2)，其中50 %峰值出现在5月份，谷值出现在12月份(47～78 W·m-2)。

[1]陈宏志,胡庭兴,龚伟，等.我国森林小气候的研究现状[J].四川林业科技，2007,28(2):29-32.

[2]李朝婵,周艳,陈训，等.营林与森林小气候关系研究进展[J].山地农业生物学报, 2009,28(6):551-555.

[3]耿利华,耿明辉.森林小气候的形成与变化规律[J].林业勘查设计, 2015,(2):35-36.

[4]颜廷武，邢兆凯，尤文忠，等.辽宁冰砬山长白落叶松林能量平衡和蒸散的研究[J].沈阳农业大学学报，2009,40(4):449-452.

The meteorological elements change features research of Binglashan forest district in Liaoning

YAN Tingwu

(Liaoning Provincial Academy of Forestry Science, Shenyang 110032,China)

The meteorological elements change features of many years of Binglashan forest district in Liaoning were researched based on forest ecosystem national locating observation research station observation data of Binglashan in Liaoning. The result showed that the air temperature of 2007—2016 presented unimodal form periodic variation. The 80 % of peak value appeared in July and the 90 % of valley value appeared in January. The air humidity in April and May was the least. The air humidity in July, August and September was the most. The total precipitation was maldistribution. The precipitation in the year of the most was 2.4 times than that of the year of the least. There was less in winter and more in summer. It concentrated in growing season. The Binglashan was located in westerlies and prevailed southwester. The mean value of global radiation month of every year presented unimodal change. The peak value appeared in May, June and July. The 50 % of peak value appeared in May. The valley value appeared in December.

Binglashan; meteorological elements; features

2017—11—27

林业公益性行业科研专项(201404303)；林业科技创新平台运行补助项目(2017-LYPT-DW-023)

颜廷武(1981—)，男，吉林长春人，高级工程师，硕士，主要从事森林生态研究工作.

10.16115/j.cnki.issn.1005-7129.2018.01.006

1005-7129(2018)01-0018-03

S718.51

A

(本篇专家编审：陈建军)