近30年福建泉州红树林生态区气候变化特征分析及其影响评估

方爱花　方笑堃　严韬

摘要：本文采用崇武国家基准气候站1991—2020年气象观测资料，分析了近30年来福建泉州湾河口红树林生态区基本气象要素、极端天气气候事件特征及其对红树林的影响，结果表明：1991—2020年福建泉州湾红树林生态区的平均气温、平均最高气温与最低气温均呈不同程度的升温趋势，以平均最低气温的升温速率最为显著，为0.477 ℃/10 a，而年平均最高气温的升温趋势最为平缓，其变化速率为0.294 ℃/10 a。而年平均降水量、平均最高与最低降水量均呈不同程度的下降趋势，以平均最低降水量的变化速率最为显著，为﹣0.21 mm/10 a，年平均最高降水量的变化趋势最为平缓，其变化速率为-0.153 mm/10 a。近30年来福建泉州湾红树林生态区极端天气事件频发，其中主要包括大风、低温等。由此对红树林的影响与危害较为严重。

关键词：福建泉州；红树林生态区；气候变化；影响

福建泉州湾位于泉州东部，其北起惠安县崇武半岛，南至石狮市祥芝角，是泉州三湾之一，区域内拥有大面积的红树林。红树林作为热带、亚热带海滨独特的人文与自然景观，也是物种多样化的生态系统之一，其中包含有众多的生物资源，具有极高的生态价值。泉州湾红树林生态区隶属于亚热带海洋性季风气候区，优越的地理、气候等条件使红树林快速繁衍与生长，还有利于其固碳、固岸护堤、防风消浪、净化空气与海水及生物多样性等生态功能得到充分发挥。

近些年来，随着全球加速变暖，各地区气候异常变化，由此对植被的影响较为严重。现如今，多项植被生态系统研究证实气候变化会对植被产生严重影响。研究表明：气候变化会加重83.36%的草原干旱现象，同时草原植物群落生产力也会明显减少；海平面上升耦合气温升高，降雨量明显增加，再加上亚热带冬季低温事件明显减少，将对红树林碳埋藏起到一定程度的促进作用。另外，温度升高还导致红树林逐渐北移扩展，预测当气温升高2 ℃之后，我国红树植物的分布区域将会有所增加，然而气温过高将不利于植物叶的形成及光合作用。气候变化改变了降水的时空布局，而且红树林生境土壤和水的盐度改变对红树林也有较大影响。

1    资料来源和研究方法

本文所使用的气象资料主要来源于福建省惠安县气象局。主要选取泉州湾红树林生态区1991—2020年的气温、降水量等气象要素观测资料及霜冻、干旱、高温、大风等极端天气事件统计资料，着重采用线性趋势分析法针对红树林生态区几种常规气象要素及常见极端天气事件的变化特征进行统计分析，并在此基础上分析气候变化特征对红树林的影响。

2    福建泉州湾河口红树林生态区气候变化特征

2.1 气象要素特征分析

结合表1和图1可见，1991—2020年福建泉州湾红树林生态区的平均气温、平均最高气温与最低气温依次为20.6 ℃、23.2 ℃与18.7 ℃。年平均气温的峰值与谷值依次为21.4 ℃与19.5 ℃，分别出现在2020年与1992年；年平均最高气温的峰值与谷值依次为24.1 ℃与22.1 ℃，分别出现在2002年与1992年；年平均最低气温的峰值与谷值依次为19.7 ℃与17.4 ℃，分别出现在2020年与1992年，见图1。而且以上三种要素均呈不同程度的升温趋势，以平均最低气温的升温速率最为显著，为0.477 ℃/10 a，年平均气温次之，其升温速率为0.359 ℃/10 a。而年平均最高气温的升温趋势最为平缓，其变化速率为0.294 ℃/10 a，见表1。

1991—2020年福建泉州湾红树林生态区降水量的变化趋势并不显著。据统计，近30年来研究区年平均降水量、平均最高与最低降水量分别为1 011.65 mm、1 013.67 mm与1 009.5 mm。年平均降水量的峰值与谷值依次为1 013 mm与1 010.6 mm，分别出现在1995年与2000年；年平均最高降水量的峰值与谷值依次为1 015 mm与1 012.5 mm，分别出现在1995年与2000年；年平均最低降水量的峰值与谷值依次为1 010.9 mm与1 008.4 mm，分别出现在1995年与2012年（见图2）。而且以上三种要素均呈不同程度的下降趋势，以平均最低降水量的变化速率最为显著，为-0.21 mm/10 a，年平均降水量次之，其变化速率为-0.188 mm/10 a。而年平均最高降水量的变化趋势最为平缓，其变化速率为-0.153 mm/10 a，见表1。

2.2 极端天气事件分析

1991—2020年福建泉州湾红树林生态区极端天气事件频发，由此对红树林的影响与危害较为严重，其中主要包括大风、降雨等。

（1）低温

1991—2020年福建泉州湾红树林生态区仅出现一次结冰天气现象，出现在2016年1月25日，且持续1 d。

（2）高温、降水

1991—2020年福建泉州灣红树林生态区日最高气温不小于30 ℃的日数较多，且以5.2 d/10 a的速率呈显著增多趋势，最高气温不小于35 ℃的日数以0.5 d/10 a的速率也呈一定的增多趋势。

福建泉州湾红树林生态区出现降雨天气的频率也比较高，年平均降雨日数为141 d。1991—2020年期间研究区域内降雨日数呈减少趋势，其减少速率为-11.106 d/10 a。

（3）大风

大风是福建泉州湾红树林生态区最为常见的极端天气事件之一。据统计，近30年间该区域一共出现978次大风天气现象，并以-17.424次/10 a的速率显著下降。其中1993年出现大风天气最多，为84次；2012年出现大风天气最少，仅出现3次，两者差异显著。

3    红树林生态区气候变化对红树林的影响

3.1 气象要素变化对红树林的影响

近30年来，福建泉州湾红树林生态区气温呈增暖趋势。在这一背景下暖冬、暖春、炎夏与热秋将会明显增多，往往会为红树林木病虫害顺利越冬、扩展等创造有利条件。冬季天气寒冷将会导致虫害与病菌失去生存能力，然而暖冬将会增加病虫种群增长力与繁殖世代数，有利于病虫害顺利越冬并快速繁衍。另外，夏秋季节30℃以上日数的增加，导致研究区域内病虫害发生更加频繁，不仅会加剧红树林病虫害，还会导致红树林损毁面积显著增加。红树植物生长速度主要与水的利用有关，而这取决于土壤中水的容量以及土壤的盐度。在有大量淡水流入且有一定盐度的环境中，红树植物在适宜的温度条件下能繁盛生长，因此降水量的变化趋势，将对红树植物的生长范围产生深刻影响。由于多数红树植物为周期性的潮水淹没，仅在洪水不频繁且降水很少时，土壤的水容量才成为问题。但是红树植物对盐度的要求有一定的生态幅度，一些红树植物在比较低盐度下生命力更顽强。如果降水量减少，土壤盐度增加，红树植物将出现组织内盐水平增加和有效水量减少的问题。组织内盐水平的增加可能导致单位叶面积的净同化速率的减小，结果生长减慢。有效水量也能控制生長，表现在蒸腾速率和每单位水分的减少时碳的获取量的变化。1991—2020年福建泉州湾红树林生态区降水量的变化趋势并不显著，因此理论上可视为对红树林生态区总体影响较小。

3.2 极端天气事件对红树林的影响

（1）低温的影响

在全球变暖的大背景下，福建泉州湾红树林生态区气候也呈增暖趋势，然而异常年份冬季也会出现低温寒冻天气现象，由此对泉州湾红树林生态区的影响较为严峻。2016年1月泉州湾红树林生态区维持低温寒冻天气现象，且出现结冰，导致区域内各种红树林不同程度受灾，无瓣海桑、红海榄等出现大面积死亡；另外，部分区域白骨壤也严重受灾，有30%左右的红树叶片枯黄，部分人工造林的无瓣海桑叶片全部落下。部分红树林还出现濒临死亡甚至死亡现象，由此产生的影响及损失相当严峻。尽管大多数红树植株在气温回暖后均可以长出新叶，但是冻害却严重影响了红树植物的开花结果。而且极端低温冻害还会明显削弱红树植物的繁殖生长能力，使当年结果率大幅下降。

（2）高温的影响

气温升高、干旱天气多发及CO2浓度升高，均会影响到红树林的生态结构。红树林在生长期间对气温的反应极为敏感，一旦出现35 ℃的高温天气现象，将会直接影响到红树植物根部结构、苗发育及其光合作用；福建泉州湾红树林生态区年平均相对湿度高于80%，一旦遭遇高温少雨引发的干旱灾害，再加上空气湿度过大，往往会为红树林病虫害滋生与蔓延创造有利条件。另外，CO2浓度增加将会导致红树林树叶营养成分显著下降，与此同时病虫生存所需的树叶量较多，进而导致病虫害快速蔓延，并使红树林损毁面积显著增加。

红树林病虫害在夏季与秋季发生频率较高。温度与昆虫的生活世代密切相关，在单位时间之内，当有效积温越高时，昆虫完成一个世代所需的时间会越短，因此在这一时间段内繁衍出的世代数就越多。1991—2020年福建泉州湾红树林生态区病虫害频发，分析病虫害多发时间段的气候条件发现，严重病虫害多发生在高温、干旱等气象条件下。

（3）大风的影响

大风天气对红树林的危害也不容忽视。尤其是强烈的热带气旋引发的强大风暴将会严重危害红树林的群落结构，使红树林当中的多样性指数显著下降。另外，随着风暴潮、巨浪等强度与次数的增加，还会冲走红树林根系附近的有机物，使其促淤固滩功能显著下降。

4    结语

本文通过分析1991—2020年福建泉州湾气候变化特征及其对红树林的影响，得出以下几点结论：

（1）1991—2020年福建泉州湾红树林生态区的平均气温、平均最高气温与最低气温均呈不同程度的升温趋势，以平均最低气温的升温速率最为显著，为0.477 ℃/10 a，而年平均最高气温的升温趋势最为平缓，其变化速率为0.294 ℃/10 a。而年平均降水量、平均最高与最低降水量均呈不同程度的下降趋势，以平均最低降水量的变化速率最为显著，为-0.21 mm/10 a，年平均最高降水量的变化趋势最为平缓，其变化速率为-0.153 mm/10 a。

（2）近30年来福建泉州湾红树林生态区极端天气事件频发，其中主要包括大风、低温等。由此对红树林的影响与危害较为严重。气温升高往往会为红树林木病虫害顺利越冬、扩展等创造有利条件。结冰、冻害将会导致红树叶片枯黄，叶片落下，严重时还会影响红树植物的开花结果。而且极端低温冻害还会明显削弱红树植物的繁殖生长能力，使当年结果率大幅下降。气温升高、干旱天气多发及CO2浓度升高，均会影响到红树林的生态结构；高温将会导致红树林病虫害滋生；大风天气尤其是强烈的热带气旋引发的强大风暴将会严重危害红树林的群落结构，使红树林的多样性指数显著下降。严重时还会冲走红树林根系附近的有机物，使其促淤固滩功能显著下降。

参考文献

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