围场满族蒙古族自治县植被覆盖变化对局地气象要素的可能影响

易永力　谭国明

【摘要】：作者利用河北省围场满族蒙古族自治县1962年-2012年植被覆盖变化数据以及1951年-2008年地面观测资料，分析了植被覆盖变化对局地气象要素的可能影响。结果表明，植被覆盖率的增加，能有效降低平均风和最大风的风速，对浮尘日数的降低有正向作用，与年降水量、年雨日数无明显关联性。植被覆盖变化对部分地面气象要素存在反馈作用。

【关键词】： 围场县； 植被覆盖； 气象要素； 影响

The influence of vegetation cover change on local meteorological factors in Weichang Manchu and Mongolian Autonomous County

Yiyongli Tanguoming

（Chengde Meteorological Bureau，hebei Chengde 067000）

Abstract： According to the data of vegetation cover change from 1962 to 2012 and the ground observation material from 1951 to 2008 in Weichang Manchu and Mongolian Autonomous County of Hebei province ，analysed the vegetation cover change is likely to impact on local meteorological factors. The results show that the increase of vegetation coverage can effectively reduce the wind speed about the average wind and the strong wind， has a positive effect on reducing the dust day， with the annual precipitation and annual number of rainy days without obvious correlation. The change of vegetation cover has feedbacks to some meteorological factors on the ground.

Keywords： Weichang County， vegetation cover， meteorological factors， influence

1、 引言

陆地植被覆盖变化对全球、区域和局地尺度的气候变化存在反馈作用。植被变化通过改变地表反照率、地面湿度和地面粗糙度等陆面参数，直接影响地表感热、潜热通量和地表长波辐射的变化， 还通过对大气 CO2 的作用间接影响生地化循环过程。[1]

以往大多数研究多采用敏感性试验来分析陆地尺度植被覆盖变化对气候的影响， 较少采用统计方法来定量分析局地植被覆盖变化对气象要素的影响。通过理解局地植被覆盖变化与气象要素的关系， 对理解区域乃至全球植被覆盖变化在气候变化中的作用有帮助作用。作者采用1951年至2008年河北省围场满族蒙古族自治县（以下简称围场县）国家基本气象观测站观测数据来分析植被覆盖变化与气象要素之间的关系， 关注的气象要素主要包括最大风速、平均风速、浮尘日数、年降水量、年雨日数，其中主要对风速做了具体分析。

2 、 地理位置概况

围场县位于承德市北部，县境东西长138公里，南北宽118公里，总面积9219平方公里，为承德市面积最大的县。地理坐标为北纬41.58°-42.67°，东经116.53°-118.23°。围场县地处内蒙古高原与冀北山地的过渡地带。地势西北高， 东南低， 海拔在 700- 2 000 m 之间。[2]全县根据海拔高度分为北部坝上地区和中南部坝下地区，坝上地区地势平坦开阔，有始建于1962年的塞罕坝机械林场。坝下地区山岭沟壑密布，无高峰，许多山峰海拔在2000m以下。

3 、 植被情况

目前围场县拥有林地面积769万亩，森林覆盖率57.6%。围场县大面积植树造林分为两个时期，分别为1962年至1993年以及2000年至2012年两个时期，其中第一个时期共植树造林255万亩，封山育林120万亩，第二个时期共植树造林74.5万亩，退耕还林100万亩。其中1962年至1982年塞罕坝机械林场建设时期共造林127.6万亩，保存80万亩。[3]1978年至1993年实施“三北”防护林体系建设二期工程，即首都周围绿化工程，共完成人工造林175万亩，封山育林120万亩。[4]2000年开展京津风沙源治理以及退耕还林，至2012年共造林64.1万亩，退耕还林100万亩。[5]2004年中德财政合作河北二期造林项目在围场县共造林10.4万亩。[6]

4 、 气象资料概况

气象数据来源于围场县国家基本气象观测站观测数据。观测站始建于1951年，并于2009年迁址至新址，对气象数据的延续性产生了一定影响，故数据主要选取的1951年至2008年各项气象要素数据。

5 、 对气象要素的影响

5.1 风

因围场县国家基本气象观测站1971才开始使用电接风进行风速测量，故最大风风速选取的为1971-2008年资料。其中平均风数据使用的是每日02时、08时、14时、20时风速的平均值。

5.1.1 最大风

其中把最大风风速分为六个检验区间，取值区间为大于8m/s、大于6m/s小于8m/s、大于5m/s小于6m/s、大于4m/s小于5m/s、大于3m/s小于4m/s、小于3m/s。按照不同风速检验区间对应天数进行统计，并将数据制作成曲线图，如图1。从图中可以看出，對应1962年至1993年以及2000年至2012年两个主要的植树造林阶段进行分析发现，最大风风速在6m/s以上的大风日数从1970年以后呈逐年减少态势，其中最大风风速在8m/s以上的大风日数从1978年以后减少的最为明显。最大风风速在5m/s至6m/s之间以及3m/s以下的大风日数无明显变化。最大风风速在3m/s至5m/s之间的大风日数增加较明显。可以看出，植被覆盖率的增加对最大风的风速降低有正向作用，主要作用最大风风速在6m/s以上的大风。

5.1.2 平均风

根据对1951年至2008年平均风数据统计分析可以发现，随着1962年开始的植树造林，平均风大于3m/s的日数从1976年之后有明显减少。将每年年平均风风速大于3m/s的日数除以年日数后，再分1951年至1976年和1977年至2008年两个时间段求平均后发现。1976年以后，年平均风风速大于3m/s的日数占比由之前的平均22.1%降到了平均13.3%，降幅较为明显。平均风在1.5m/s以下的日数，对应有所增多。

5.1.3 大风日数

图2为1951年至2008年大风日数统计曲线图，从图中可以看出，大风日数从1951年逐年上升，随着植被覆盖率的增加，在1978年达到峰值45天之后逐年下降，且波动幅度也明显减弱。

5.2 降水

数据分别采用1951年至2008年的年降水量和年雨日数。根据1951年至2008年年降水量进行统计分析发现，植被覆盖率的变化与年降水量的变化没有较明显的关联性，而根据1951年至2008年年雨日数统计数据发现，植被覆盖变化与年雨日数的变化未发现较明显的关联性。围场县的降水主要与大尺度天气系统活动有关，降水需要大规模水汽输送条件，所以围场县植被覆盖变化对降水量与降水日数的影响较小。

5.3 浮尘日数

根据1951年至2008年年浮尘日数统计分析，随着1962年开始植树造林进行风沙治理，自1978年以后，除2002年浮尘日数达到5天，其余年份浮尘日数明显减少。1951年至1978年，年浮尘日数出现5次以上的年份达到4个，占比14.8%，无浮尘年份为6个，占比22.2%。1979年至2008年，年浮尘日数出现5次以上的年份只有1个，占比3.3%，无浮尘年份为13个，占比43.3%。特别是1994年至2008年这15年间，无浮尘年份达到了10个，占比达66.7%。可以看出植被的增加，对浮尘日数的降低有明显作用。

6、 小结

6.1 植被覆盖变化对风的影响

（1）随着1962年至1993年以及2000年至2012年两个阶段大规模的植树造林，植被覆盖率逐年上升。由于植被的增加，可以发现，围场县最大风风速在6m/s以上的大风日数从1970年以后呈逐年减少态势，其中最大风风速在8m/s以上的大风日数从1978年以后减少的最为明显。这与1962年开始建设的塞罕坝机械林场以及1978开始实施的“三北”防护林体系建设二期工程，在时间上较为统一。最大风风速在5m/s到6m/s之间以及3m/s以下的大风日数无明显变化。最大风风速在3m/s到5m/s之间的大风日数增加较明显。大风日数从1951年逐年上升，在1978年达到峰值45天之后逐年下降。可以得出，防护林对最大风的风速降低有正向作用，主要作用最大风风速在6m/s以上的大风。

（2）得益于1962年开始建设的年塞罕坝机械林场以及“三北”防护林体系建设等植树造林活动，围场县平均风大于3m/s的天数从1976年之后明显减少；平均风在1.5m/s以下的天数对应有所增多。防护林对平均风的风速降低有正向作用，主要作用在平均风大于3m/s的风。

6.2 植被覆盖变化对降水的影响

根据1951年至2008年的年降水量以及年雨日数变化，发现植被覆盖变化与围场县年降水量和年雨日数的变化没有较明显的关联性。

6.3 植被覆盖变化对浮尘日数的影响

统计1951年至2008年年浮尘日数变化，发现自1978年以后，浮尘日数明显降低，特别是1994年至2008年这15年间，无浮尘年份达到了10个，占比达66.7%。可以发现，植被的增加，对浮尘日数的降低有明显作用。

【参考文献】：

[1]Pielke R.Avissar R，Raupach M，et al.Interactions between the atm osphere and terrestrial ecosystems：Influenceon weather and climate.Global Change Bidogy，1998，4：461～475

[2]狄彩云.基于遥感的承德围场县植被动态变化监测研究[J].首都师范大学学 报，2007，（2）：84～87

[3]赵云国.塞外明珠放异彩_塞罕坝机械林场四十年建设纪实[J].河北林业，2002，（3）：19～21

[4]王永文.圍场县生态建设结硕果[J].河北林业，2004，（2）：24～25

[5]李博涛.围场县退耕还林的几点工作体会[J]. 国土绿化，2012，（2）：47～48

[6]池术学.中德财政合作河北二期造林项目要点[J].现代农村科技，2012，（1）：73