临夏州气候变化及对干旱影响分析

孙玉莲，唐红英，张淑芳，蔡广珍，许显鑫，石登科

(1.甘肃省临夏州气象局，甘肃 临夏 731100；2.新疆巴里坤县气象局，新疆 巴里坤 839200)

气候暖干化对甘肃农业和生态环境产生的不良影响，引起了政府决策部门和公众的广泛关注。甘肃中部是全国有名的旱作农业区，干旱频繁，农业生产条件十分恶劣，大部分农田以自然降水为主要水分来源。旱灾是甘肃最主要的自然灾害，其影响范围和程度在各种自然灾害中占居首要地位[1]。

临夏属甘肃省中部地区，南部与甘南州相邻，东部与定西地区接壤，北部与兰州市毗邻。地处青藏高原和黄土高原的过渡地带，地势受积石山、太子山山系影响，呈西南部高、东北部低的倾斜盆地。西南部为土石山地，中部山川相间，多为冲积川谷台地，东北为黄土高原沟壑区，梁峁沟谷相间，丘陵起伏。境内地形复杂，相对高差大，具有大陆性、季风和山地气候特点，既有干旱半干旱气候区又有高寒阴湿气候区，气候地域性差异悬殊[2]。各地降水分布差异非常悬殊，各县年均降水量为273.7～592.7 mm，年平均蒸发量为1241.1～1593.6 mm，是降水量的3倍多[3]，区内气候干燥，蒸发强烈，年降雨量不足，且季节分布不均，春季干旱少雨，降雨主要集中在7～9月份[4]，属典型的旱作雨养农业区，由于水资源短缺，干旱气候条件严重制约了该区的经济发展和农业生产力的提高[5]。分析表明，临夏干旱发生的频率和受灾程度随着气候变暖，呈由东北向西南递减趋势。位于临夏东北部的永靖县及东乡县的大部分地区干旱严重，特别是董岭、唐汪、车家湾等一带十年九旱；东乡县西南、临夏县等大部分地方是三年两头旱；沿积石山至太子山脉前麓一线，平均4～5年一旱。从20世纪60年代中期至今，临夏的旱灾主要发生在5月或6月份，其中大旱占干旱年份的60%，春末夏初旱是临夏分布范围最广、影响程度最重的自然灾害，多年平均受灾面积占总耕地面积的2/3以上[6]。近年来有关专家对西北地区气候变化的研究比较多[7-10]，气候变化对西北地区农业生产的影响也有不少研究[11-15]。刘德祥等[15]研究分析了1991～2005年气候变暖对甘肃干旱气象灾害的影响，指出了气候暖干化对甘肃农业和生态环境产生的不良影响。但对甘肃中部分析气候变暖引发的干旱对当地经济造成损失研究较少。本文应用临夏5县1市气象部门1971～2015年气温、降水资料，1980～2015年干旱及临夏州民政部门灾情统计资料，研究分析了气候变化以及由此引发的干旱灾害，旨在提高人们认识气候变暖对农业生产的影响，提高人们认识气候变暖对农业生产的利弊影响，尽早采取有效的应对措施，增强农业生产适应气候变化的能力。

1 研究资料

利用临夏州临夏市、永靖县、东乡县、广河县、和政县、康乐县等5县1市气象部门1971～2015年气温、降水，以及1980～2015年干旱及临夏州民政部门灾情统计资料，采用统计分析方法，研究分析了45年来临夏气温、降水的空间分布特征和季节性差异，气候变化的主要趋势，以及由此引起的干旱空间分布特征、灾害等。

2 结果与分析

2.1 近50年气温的空间变化特征

根据临夏气象实测资料，1971～2015年，临夏年平均气温呈上升趋势，升温速率为0.5 ℃/12 a，20世纪90年代以后升温显著。20世纪80年代初期气温较低， 90年代后期开始进入暖期，特别是到了1999～2015年，气温突然急剧增暖。气温变暖区主要分布在中部，以临夏市变暖趋势最为显著，南部(康乐)变暖次之，北部(永靖)变化最小。增温趋势由北向南递增规律不同，但整体逐年变化趋势基本一致(图1)。

从图1可明显看出，进入20世纪90年代后期，增温现象明显。据1971～2015年45年的资料分析结果，临夏州年平均气温增暖以冬季和夏季为主，春、秋季各地增温趋势不如冬、夏明显。临夏市、永靖、广河和康乐县气温增暖主要在夏季和冬季，趋势基本一致；和政和东乡县气温增暖主要在夏季、秋季和冬季，趋势一致。冬季各地平均气温上升0.6 ℃/12 a，夏季为0.5 ℃/12 a，春季和秋季均为0.4 ℃/12 a。

从实测资料分析，自20世纪90年代以来，四季均增暖，但时间不同步，气候增暖以冬季、夏季最为明显。

图1 临夏州1971～2015年平均气温距平变化曲线

2.2 近50年气温的年际变化

临夏州地处内陆，大陆性气候显著。由表1看出，各地年平均气温年际变化在2.4～3.2 ℃之间，南北部小，中部大，但变化幅度较小，表明气温年际变化较稳定。夏季7月平均气温年际变化幅度在4.3～5.8 ℃之间，比年平均气温变幅大，说明夏季气温年际变化较不稳定。北部的永靖和东乡县变化幅度比其他各县市大，表明北部温度年际间差异较大，会出现气温较大幅度的波动。冬季1月平均气温年际变化幅度在4.1～9.3 ℃之间，表明冬季气温年际变化很不稳定，容易出现气温年际间更大的波动，尤其是临夏市年际变化达9.3 ℃。

表1 临夏州各地平均气温年际变化幅度℃

1980～2015年30年临夏州各地逐月平均气温，夏季(7月)最热，为16.5～21.9 ℃，夏季极端最高气温为33.5～40.7 ℃；冬季(1月)最冷，为-7.8～-4.5 ℃，冬季极端最低气温为-32.2～-18.2 ℃；春、秋季气温介于冬、夏季气温之间，春温高于秋温。1～7月气温逐月递升，春季回暖快，每月以2～6 ℃幅度上升；秋季降温速度快于春季升温，以每月4～7 ℃幅度下降。夏季气温比较稳定，月际变化仅为1～2 ℃；冬季各月均在0 ℃以下，月际变化1～4 ℃。

2.3 近50年降水量的变化特征

2.3.1 近50年降水量的地理分布特征 临夏州降水量的地理分布极不均匀，各地降水多寡悬殊，大致趋势是北少南多。年降水量洮河中下游、刘家峡水库以下黄河沿岸及永靖县西北部200～300 mm，降水最少的地方在东乡县车家湾，年降水量216 mm，永靖县东北部和西南部山区300～400 mm，东乡县东西两边半山地区300～400 mm，东乡县东部高山地区、大夏河下游、广通河中下游、临夏县、积石山两县北部400～500 mm；康乐县东北部、广河县西南部、和政县东北部、临夏县、积石山两县中部及临夏市500～700 mm；康乐、和政、临夏、积石山四县南部沿山地区700～800 mm，和政县的罗家集至临夏县刁祁一带800 mm以上，临夏县尹集乡(原铁寨乡)的新发村年降水量达1030.4 mm，为甘肃省年降水量之冠。从车家湾至新发，直线距离仅60 km，而新发的年降水量等于车家湾的4.8倍；降水分布的悬殊差异是甘肃省其他地区所罕见的。年降水量和甘肃省其他地区比较，北部的永靖、东乡两县与省内中部干旱区其他各县接近，而南部各县降水与陇东陇南接近，太子山、积石山地区比陇东降水还多，因此，北部水分资源缺乏，南部水分资源较丰富，有利于植物多样性的开发和利用。

2.3.2 近50年降水量的时空分布特征 由表2可知，1971～2015年近50年间，临夏州年均降水量488.8 mm，按县分，永靖279.0 mm、东乡537.0 mm、临夏市499.8 mm、广河478.1 mm、政604.7 mm、康乐534.0 mm；按大区，临夏北部408.0 mm、中部488.0 mm、南部569.3 mm。近50年的年均降雨量与历年降雨量值相比，永靖县、东乡县、临夏市与历年值相比正常，广河、和政、康乐县与历年值相比偏多。临夏降水量北部基本没变，南部呈增加的趋势。

分年代变化情况：20世纪70年代降水量比多年平均降水量普遍偏多；80～90年代偏少；进入21世纪后临夏州南部各地降水量比多年平均偏大幅度较大，而北部偏少。详见表2。

临夏州年均降水量年际变化较大。1991～2000年是降水量减少幅度最大的一个时期，比1971～1980年均值减少了3%～16%，减少幅度之大是临夏有气象记录以来少有的。临夏降水地域分布不均，自南向北递增。45年来临夏各地年平均降水量北部呈下降而南部呈上升趋势。

表2 临夏州各地各年代年降水量变化分析mm

2.4 近50年气候变化对干旱的影响

临夏大部分地方干旱少雨，水资源短缺，人均250 m3，属于干旱、半干旱区。水资源的贫乏与全州的经济社会发展需求不相适应。水资源是长期制约临夏州经济社会发展的重要因素之一。

2.4.1 干旱种类及标准 按干旱发生的时间，临夏主要有冬旱、春旱、春末夏初旱、伏旱、秋旱。其中以春旱、春末夏初旱危害最为严重。因为这一时期为农作物播种、出苗、幼苗生长的关键时期，降水的多少直接关系到夏秋作物产量的高低。由于春旱、春末夏初旱出现的频率高、范围广、危害大，对当地农业生产影响大，严重制约了当地经济的发展。

2.4.2 干旱的年分布特征 1980～2015年36年的资料显示，临夏州出现区域性干旱年份占88.9%，无旱年占11.1%，干旱有加重趋势。特别是本地区东北部的干旱带上，干旱发生频繁且严重，受灾几率可达97.2%；在1960～1997年的38年之间，严重干旱发生率为39.5%；1998～2015年18年间，严重干旱发生率为58.9%，严重干旱发生率在增加。每年5～6月正值临夏州植物生长发育的关键期，也是作物需水量最大时段，一旦发生干旱，轻则减产，重则绝收。

2.4.3 干旱的季节分布特征 临夏州干旱在3～10月农作物生长期均有可能发生。有的春旱年份在前一年的冬季就少雨(雪)，甚至秋季就少雨，干旱可持续4～5个月；有的春旱可持续到6、7月份。出现秋、冬和春连旱、冬春连旱、春夏连旱等。夏旱通常又称“伏旱”，单纯的伏旱一般影响不很严重，但与春旱或秋旱相连，春旱连伏旱或伏旱连秋旱时危害就比较严重。

有灾害记录以来临夏州出现区域性春旱占57%，春末夏初旱占46%，伏旱占46%，秋旱占20%。据1980～2015年36年资料分析，临夏州区域性春旱出现21次，发生概率为58.3%；区域性春末夏初旱出现16次，发生概率为44.4%；区域性伏旱出现16次，发生概率为44.4%；春旱连春末夏初旱11次，发生概率为30.5%；区域性秋旱出现8次，发生概率为22.2%(图2)。春旱、秋旱略有增加，春末夏初及伏旱略有减少趋势。

20世纪80年代至今，临夏州的旱灾主要发生在3～6月份，春旱是临夏州分布范围最广的自然灾害，影响当地春耕春播生产；春末夏初旱是临夏州影响最大的自然灾害，严重年份导致作物幼苗枯死，多年平均受灾面积占总耕地面积的2/3以上。

图2 临夏州1980～2015年不同季节干旱发生概率分布

2.5 干旱造成的损失

2.5.1 干旱灾害直接损失 图3是1980～2015年临夏遭受干旱气象灾害图，从图中看出，1980～2015年临夏州由干旱导致的直接经济损失呈逐年递增的趋势，2005年以后干旱造成的损失突然增加。

图3 1980～2015年干旱损失变化

2.5.2 干旱灾害受灾面积和受灾人口 近年来，临夏州的干旱问题尤为突出。随着经济的飞速发展，工农业用水量的急剧增加，加之境内降水量时空分布不均匀，水资源污染增加，人类活动所造成的森林、草原植被破坏，导致水土流失，局地热力、水分不平衡，进一步促进了气候的恶化，使干旱加剧，生态环境变得更脆弱，给工业生产及人民生活造成极大的危害。

图4是1979～2008年近30年临夏州遭受干旱灾害的农业耕地面积和受灾人口对比分析图，从图4中看出，1979年以来，临夏州旱灾受灾面积和人口均呈逐渐增加趋势，1982～1992年维持在0.974万～2.9175万km2、7.31万～22.89 万人的水平，而从1993年以后，两者均大幅度提升，2006年受灾面积7.681万km2，受灾人口更是高达69.16万人，为近30年干旱受灾人口数量之最；而在1994年至2000年，干旱受灾面积基本维持在2.0万km2以上，为近30年阶段性的干旱灾害较为严重时期。

1979～2008年近30年，临夏州由干旱造成的受灾面积为78.1765万km2，其中，有3.488万km2为绝收面积，占受灾面积的4.461%；受灾总人口为730.3868 万人，其中有253.77万人饮水困难；旱灾直接经济损失总值达到181497.6万元，农业经济损失为178250.6万元，约占损失总值的98.21%，说明干旱对临夏州国民经济造成的损失主要是对农业经济造成的损失。

图4 临夏1979-2008年旱灾受灾面积和受灾人口的年际变化

3 结论

(1)1971～2015年45年，临夏年均气温呈上升趋势，升温速率为0.5 ℃/12 a，20世纪90年代以后升温显著。20世纪80年代初期气温较低，90年代后期开始进入暖期，特别是到了1999～2015年，气温突然急剧增暖。气温变暖区主要分布在中部，以临夏市变暖趋势最为显著，南部变暖次之，北部变化最小。增暖以冬季和夏季为主，春、秋季各地增温趋势不如冬、夏明显。

(2)年均气温年际变化在2.4～3.2 ℃之间，南北部小，中部大，但变化幅度较小。夏季(7月)平均气温年际变化幅度在4.3～5.8 ℃之间，比年均气温变幅大。冬季(1月)平均气温年际变化幅度在4.1～9.3 ℃之间。

(3)1971～2015年45年间降水量年际变化较大。1991～2000年是降水量减少幅度最大的一个时期，比1971～1980年平均值减少了3%～16%。临夏降水地域分布不均，自南向北递增。45年来各地年均降水量北部呈下降而南部呈上升趋势。

(4)1980～2015年36年资料显示，临夏州出现区域性干旱年份占88.9%，无旱年占11.1%，干旱有加重趋势。特别是本地区东北部的干旱带上，干旱发生频繁且严重，受灾几率可达97.2%；在1960～1997年的38年之间，严重干旱发生率为39.5%；1998～2015年18年间，严重干旱发生率为58.9%。

(5)1980～2015年36年资料分析，临夏州区域性春旱发生概率为58.3%；区域性春末夏初旱发生概率为44.4%；区域性伏旱发生概率为44.4%；区域性秋旱发生概率为22.2%，春旱、秋旱略有增加，春末夏初及伏旱略有减少趋势。

(6)平均气温与干旱的直接损失、干旱受灾面积、受灾人口呈显著正相关。气候变暖，气温持续升高，蒸发量增大，是造成干旱受灾面积扩大的重要因素。气候暖干化发展趋势加快，对农业的负面影响十分明显。