“双百万亩”科尔沁沙地集中治理区气候变化分析.pdf

4343生态资源环境“双百万亩”科尔沁沙地集中治理区气候变化分析孙慕龄（内蒙古自治区科尔沁左翼后旗气象局，内蒙古通辽028100）摘要：利用科尔沁左翼后旗“双百万亩”科尔沁沙地集中治理区内三个站点近 1 0 年气温、降水、风速资料，研究三个项目区治理前后的气候变化特征，以及与非项目治理区的三个站点进行对比分析，得出“双百万亩”项目区建设治理的第二阶段比第一阶段平均气温降低 0.2 4 ，平均降水量增加 1 1.4%，平均风速减小 0.1 3 m/s。项目治理区和非治理区对比得出，温度差异不大，降水、风速变化上存在差异，但变化趋势均一致，尤其风速要素差异最为明显，治理区下降速率为 0.0 7，非治理区下降速率为 0.0 4，治理区风速下降幅度偏大。关键词：科左后旗；科尔沁沙地；气候变化；气候要素中图分类号：P467文献标识码：A文章编号：2096-0743（2023）20-0043-030引言党的十八大，习近平总书记基于生态文明的工程建设整体视野提出“山水林田湖草是生命共同体”论断。2 0 2 1年全国两会期间，习近平总书记特别指出，“统筹山水林田湖草沙系统治理，这里要加一个沙字”。科尔沁左翼后旗（以下简称“科左后旗”）始终遵循自然规律，统筹规划推进“山水林田湖草沙”综合治理。科左后旗规划集中治理区占地 2 0 0 万亩。其中，努古斯台项目区占地5 0 万亩，阿古拉项目区占地7 5 万亩，茂道吐项目区占地 7 5 万亩，建设期为 2 0 1 4 2 0 2 0 年，目前项目已全部建设完成。工程建设至今，获得了一定生态成效。项目区植被覆盖率大幅提高至 9 0 以上，新增森林活立木蓄积 1 2 0 万 m3，形成百万亩大林场，有效控制了风沙造成的危害。在全球性气候变化的大背景下，我国气候变化极为显著 1。植被覆盖是土地覆盖的重要组成部分，对气候变化尤为敏感。因此，科左后旗“双百万亩”科尔沁沙地集中治理区建设以来，是否对气候产生影响，以及影响幅度如何，都是需要探讨的问题。本文选取治理区内的三个站点（努古斯台、阿古拉、茂道吐）及治理区外的三个站点（巴彦毛都、散都、常胜）近 1 0 年的气象数据，对科左后旗“双百万亩”集中治理区内的三个测站以及治理区外的三个测站 3 类气象要素进行对比分析，分析集中治理区及周边区域气候变化的不同特征。1科左后旗“双百万亩”科尔沁沙地集中治理区概况科尔沁沙地地处西辽河平原，是中国最大的沙地，是京津冀风沙主要源头之一，沙地分布区面积约 6.6 3 万 k m2，其中沙地面积 3.5 1 万 k m2。科左后旗正处于科尔沁沙地腹地。科左后旗属温带大陆性气候，春季干旱多风；夏季短促温热，降水集中；秋季凉爽；冬季干冷。通辽市地处森林和草原的过渡地带，植被类型主要是干旱草原类型，由旱生草本植物构成 2。生态环境脆弱，再加上气候变化及过垦过牧，生态环境失衡严重。科左后旗规划“双百万亩”科尔沁沙地集中治理项目，目的在于改善生态环境。2资料与方法2.1 资料选取为反映各站点在治理前后的气候变化，选取集中治理区内的三个站点（努古斯台、茂道吐、阿古拉）及治理区外的三个站点（巴彦毛都、散都、常胜）的气温、降水、风速 3 个气象要素资料。时间序列为自站点建站以来至2 0 2 2 年的近 1 0 年。2.2 研究方法努古斯台区域自动气象观测站自 2 0 1 4 年 1 月 1 日开始正常运行，阿古拉区域自动气象观测站自 2 0 1 5 年 1 0 月2 0 日开始正常运行，茂道吐区域自动气象观测站自 2 0 1 1年 5 月 1 5 日开始正常运行，分别统计各个站点自运行以来至 2 0 2 2 年的降水、气温、风速气象数据，建立气象资料的时间序列。三个时段序列长短相近，有利于开展数据的对比（如表 1 所示）。选取同纬度治理区外的三个测站的3 类气象要素进行时间上纵向及空间上横向的对比分析 3。表 1 三个项目区研究阶段划分前建设阶段/年后建设阶段/年完成建设阶段/年茂道吐2 0 1 2 2 0 1 52 0 1 6 2 0 2 02 0 2 1 2 0 2 2阿古拉2 0 1 6 2 0 1 72 0 1 8 2 0 2 02 0 2 1 2 0 2 2努古斯台2 0 1 4 2 0 1 62 0 1 7 2 0 2 02 0 2 1 2 0 2 2为比较 3 个气象要素在各个时间段内是否存在差异及差异是否显著，使用 S P S S 对数据进行处理分析，对比分析项目区建设前后期的气象要素，选用独立样本 T 检验分析不同数据组差异，通过显著性数据来判断是否存在差异性。若P 0.0 1，则两群体在 0.0 1 水平上呈现差异；作者简介 孙慕龄（1 9 9 8），女，汉族，内蒙古通辽人，本科，助理工程师，主要从事气象服务研究工作。4444生态资源环境若 0.0 1 P 0.0 5，则两群体在 0.0 5 水平上不呈现差异。3变化趋势分析3.1 气温的时间变化分析“双百万亩”项目区三个站点 2 0 1 2 2 0 2 2 年的年平均气温，努古斯台站点 9 年（2 0 1 4 2 0 2 2 年）来平均气温为8.0 2 ，年均温最高值出现在2 0 1 9 年，为8.5 ，前建设阶段比完成建设阶段平均温度高 0.2 5 ，完成建设阶段比后建设阶段平均温度降低 0.3 4 。努古斯台 2 0 1 8 2 0 2 2 年平均温度在 9 年平均值以下；茂道吐站点 1 1 年以来平均气温为 7.5 7 ，年均温最高值出现在 2 0 1 4 年，为 8.2 5 ，前建设阶段比完成建设阶段低0.4 4 ，完成建设阶段比后建设阶段降低0.0 1 。茂道吐2 0 1 8 2 0 2 2 年平均温度在 1 1 年平均值之上；阿古拉站点 7 年平均温度为7.4 6 ，年均温最高值出现在2 0 2 2 年，为7.8 3 。前建设阶段比完成建设阶段低 0.4 6 ，完成建设阶段比后建设阶段高 0.3 3 。阿古拉2 0 1 8 2 0 2 2 年平均温度在1 1 年平均值之上（如图1 所示）。图 1 科左后旗“双百万亩”项目区三个测站逐年气温变化在全球温室效应的大背景下，项目区年平均气温整体出现上升趋势。茂道吐、阿古拉两个集中治理区气温呈缓慢上升趋势，努古斯台集中治理区气温呈缓慢下降趋势。为了研究项目建设阶段与完成建设阶段两个时段三个项目区气温是否有明显的变化，对两组温度数据进行了差异性分析 4（如表 2 所示）。表 2 项目区建设阶段与完成建设阶段温度差异性检验独立样本检验F莱文方差等同性检验平均值等同性 t 检验显著性t自由度S i g.（双尾）茂道吐假定等方差.4 7 55 1 35 2 476 1 6努古斯台假定等方差3.0 5 41 1 4-1.1 1 392 9 5阿古拉假定等方差.2 2 56 5 5-1.5 6 851 7 8其中，三个项目区的差异性分析结果 F 0.0 5，说明三个项目区的两组数据无差异，没有通过 0.0 5 的显著性检验，表明两个阶段平均气温组间无差异。而年均温与年份的 P e a r s o n 相关系数为 0.8 0（在 0.0 1 级别）。其中，努古斯台最大值与茂道吐、阿古拉次大值都出现在 2 0 1 9 年，分别为 8.4 6、8.1 1、7.8 0 。努古斯台、茂道吐、阿古拉在 2 0 2 0 年都出现了温度低值，分别为 7.8、7.2 4、7.2 2 。3.2 降水量的时间变化三个项目区各个时段降水量均有正负距平的站点，具体变化情况是：努古斯台前建设阶段比后建设阶段少1 2 8.1 m m，减少 8%，努古斯台2 0 1 8 2 0 2 2 年平均降水量比9 年平均值多2 3.2 5 m m，增加 6%。茂道吐前建设阶段比后建设阶段少 1 0 4.1 5 m m，减少 2 9%，茂道吐 2 0 1 7 2 0 2 2 年平均降水量比 1 1 年平均值多 4 7.3 4 m m，增加 1 1%。阿古拉前建设阶段比后建设阶段少 7 1.4 9 m m，减少 2 1%，阿古拉 2 0 1 9 2 0 2 2 年平均降水量比 7 年平均值多 3 0.6 3 m m，增加 8%（如图 2 所示）。图 2 科左后旗“双百万亩”项目区三个测站逐年降水量变化同样，对三个项目区前期和后期两个建设阶段平均降水量数据进行差异性分析，F 0.0 5，两组数据无差异，没有通过 0.0 5 的显著性检验。表明两个阶段降水量组间无差异（如表 3 所示）。表 3 项目区建设阶段与完成建设阶段降水量差异性检验独立样本检验F莱文方差等同性检验平均值等同性 t 检验显著性t自由度S i g.（双尾）努古斯台假定等方差2 8 56 1 08 3 774 3 0茂道吐假定等方差0 5 38 2 4-1.8 4 890 9 8阿古拉假定等方差1 0.1 7 20 2 4-9 6 953 7 73.3 风速的时间变化风是影响植物生长的一个重要环境因子，地表植被覆盖增大了地表摩擦力，受摩擦和植被阻挡作用，风进入森林后，风速迅速减小。植被覆盖在固化土地、防风沙方面发挥了关键的作用 5。努古斯台后建设阶段比前建设阶段风速小 0.2 2 m/s，减小 9%，努古斯台 2 0 1 9 2 0 2 2 年平均两分钟风速比 7 年平均值少 0.0 9 m/s，减少 3%。茂道吐后建设阶段比前建设阶段风速大 0.3 4 m/s，减小 1 1%，茂道吐 2 0 1 7 2 0 2 2 年平均两分钟风速比 1 1 年平均值大 0.1 6 m/s，增加 5%。阿古拉后建设阶段比前建设阶段风速小 0.5 3 m/s，减小 1 7%，阿古拉2 0 1 9 2 0 2 2 年平均两分钟风速比7 年平均值减小0.2 3 m/s，减少 7%（如图 3 所示）。分析三个项目区测站自建站以来 2 分钟平均风速逐年变化情况，阿古拉、努古斯台 2 0 1 6 2 0 1 9 年年平均风速大多大于年平均值，2 0 1 9 2 0 2 2 年年平均风速大多小于年平均值。平均风速呈现逐年下降的趋势。茂道吐测站在4545生态资源环境2 0 1 8 年开始出现风速逐年下降的趋势。“双百万亩”项目建设前后相比，平均风速下降 0.4 1 m/s。图 3 科左后旗“双百万亩”项目区三个测站逐年风速变化对三个项目区建设前后两个阶段两组平均风速数据进行差异性分析。三个项目区的两组数据均存在差异性，通过了 0.0 5 显著性检验，两个阶段的平均风速组间差异显著（如表 4 所示）。表 4 项目区建设阶段与完成建设阶段风速差异性检验独立样本检验F莱文方差等同性检验平均值等同性 t 检验显著性t自由度S i g.（双尾）茂道吐假定等方差1.5 5 02 4 5-2.7 9 190 2 1阿古拉假定等方差2 1 76 6 14.0 1 750 1 0努古斯台假定等方差1 1.8 8 80 1 83.1 5 850 2 54气象数据空间对比分析整体来看，温度变化趋势基本一致，可见，“双百万亩”项目治理区对温度没有影响（如图 4）。图 4 科左后旗“双百万亩”项目区三个测站 与非项目区三个测站平均气温变化对治理区和非治理区的三个测站 2 0 1 6 2 0 2 2 年平均降水量作统计分析，从逐年变化来看，治理区和非治理区平均降水量均为上升趋势，非治理区上升速度快，非治理区三个站点降水量比治理区三个站点降水量多 3 2 2.3 3 m m，多1 1.5%（如图 5 所示）。图 5 科左后旗“双百万亩”项目区三个测站 与非项目区三个测站平均降水量变化对治理区和非治理区的三个站 2 0 1 6 2 0 2 2 年作平均风速统计分析，治理区的平均风速比非治理区平均风速小0.0 8 m/s，从逐年变化来看，治理区和非治理区平均风速均为下降趋势，非治理区下降速率为 0.0 4，治理区下降速率为 0.0 8，可见双百万项目治理后治理区风速下降幅度远大于非治理区（如图 6 所示）。图 6 科左后旗“双百万亩”项目区三个测站 与非项目区三个测站平均风速变化5结语通过对“双百万亩”项目区内三个气象站、非治理区3 个气象站的温度、降水、风速3 个气象要素进行对比分析，得出以下结论：（1）“双百万亩”项目治理第二阶段比第一阶段平均气温降低 0.2 4 ，平均降水量增加 1 1.4%，平均风速减小 0.1 3 m/s。（2）对项目治理区和非治理区进行对比分析发现，温度差异不大，虽然降水、风速变化上存在差异，但变化趋势均一致，尤其风速要素最为明显，治理区下降速率为0.0 7，非治理区下降速率为0.0 4，治理区风速下降幅度偏大，表明“双百万亩”项目在形成过程中，未影响降水、温度等，但对风速影响较大。参考文献：1 曹勇，姬虎太，张健华，等.浅析灾害性气候对小麦生产的影响及对策 J.安徽农业科学，2013，41（04）：1643-1644.2 王爱香，潘蔷，石磊.近 30 年小兴安岭林区及周边区域的气候变化特征分析 J.气象科技进展，2022，12（04）：54-59.3 邹继峰，刘伟杰，郭卫东，等.浅谈通辽市沙化土地现状及防治对策J.内蒙古林业调查设计，2012，35（02）：45-47.4 王鹏涛，延军平，蒋冲，等.三北防护林工程区气候变化分析 J.水土保持通报，2014，34（01）：273-278.5 孙姗姗，刘新平，魏水莲，等.沙地植物幼苗生长对降水和风速变化的响应 J.干旱区研究，2019，36（04）：870-877.