淺析某市國(guó)家濕地公園在氣象方面的價(jià)值
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內(nèi)容提要：濕地作為地球上一個(gè)重要的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)全球氣候變化、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面有著不菲的價(jià)值。張掖國(guó)家濕地公園，作為我國(guó)濕地生態(tài)系統(tǒng)的組成部分，在改善局域氣候條件、涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)地表水徑流量、防風(fēng)固沙、維護(hù)生態(tài)平衡等方面作用效果顯著。根據(jù)近30年來觀測(cè)得到的氣象水文資料顯示，張掖地區(qū)的氣候特征正逐步向暖濕型氣候過度，作為張掖地區(qū)溫和型綠洲區(qū)之一的甘州區(qū)近幾年來降水幅度呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)。甘州區(qū)是全國(guó)重要的糧食種植區(qū)，屬于資源缺水型地區(qū)，春季播種期降水量直接影響作物發(fā)芽生長(zhǎng)，近5年來，該地區(qū)春季降水增加明顯，促進(jìn)了地區(qū)糧食種植，直接關(guān)系到農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收,張掖地區(qū)近年來大風(fēng)、沙塵等災(zāi)害性天氣發(fā)生頻率、強(qiáng)度均有所下降。
關(guān)鍵詞：張掖濕地 ;氣候特征 ;價(jià)值
張掖國(guó)家濕地公園是我國(guó)在甘肅首個(gè)國(guó)家級(jí)濕地公園，也是我國(guó)首個(gè)在內(nèi)陸河流域上的濕地公園。張掖位于中國(guó)地勢(shì)的第二大階梯上，“兩山夾一川”的地理特征明顯，受大氣環(huán)流和青藏高原、內(nèi)蒙古高原的共同作用，除祁連山地區(qū)屬高寒半濕潤(rùn)、濕潤(rùn)性氣候外，其余大部分地區(qū)均屬于溫帶干旱性氣候，因其深處內(nèi)陸走廊盆地，外加南部高峻的祁連山阻隔，海洋性溫濕氣流不易到達(dá)，所以內(nèi)部降水稀少，然而蒸發(fā)旺盛，山多川少，屬于缺水地區(qū)之一[1]。如何解決居民正常用水、涵養(yǎng)水源是張掖人民需致力解決的問題。濕地?zé)o疑是張掖綠洲這一內(nèi)陸干旱區(qū)脆弱生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)傘，因其水源涵養(yǎng)和水資源調(diào)蓄、凈化水質(zhì)、維護(hù)生物多樣性、防止沙漠化和改善區(qū)域外氣候等生態(tài)作用明顯，只有深入了解濕地對(duì)各個(gè)氣象要素的作用，才能更好的發(fā)揮該生態(tài)系統(tǒng)的價(jià)值，為人民創(chuàng)造更好的生活環(huán)境，提供更多的經(jīng)濟(jì)效益。
1.張掖濕地公園概況
張掖國(guó)家濕地公園規(guī)劃區(qū)處于黑河中游祁連山洪積扇前緣和黑河古河道及泛濫平原的潛水溢出地帶，位于張掖市甘州區(qū)城郊北部，與市區(qū)緊密相連，地理位置介于東經(jīng)100°06′—100°54′，北緯38°32′—39°24′。區(qū)劃面積6.2萬(wàn)畝[2]。地下水滲出是其主要水源，北郊濕地內(nèi)有天然泉眼12202個(gè)、渠道3條、人工引水排陰溝17條[3] 。張掖國(guó)家濕地公園區(qū)氣候?qū)儆诿黠@的溫帶大陸性氣候，其顯著特點(diǎn)是：年降雨量只有129毫米，并且年內(nèi)降水時(shí)間分布很不均勻，集中在6到9月份，占全年降水量的71.9%，而春季降水總量只達(dá)到全年14%左右；但是年蒸發(fā)量高達(dá)2047毫米，干旱指數(shù)高達(dá)10.3；晝夜溫差大，日照充足，太陽(yáng)年輻射總量147.99千卡/平方米，年日照時(shí)數(shù)達(dá)到3085小時(shí)；多年平均氣溫為7℃，歷年最高氣溫為37.4℃，最低氣溫為 -28℃，無霜期153天。全年盛行西北風(fēng)，年均風(fēng)速2米/秒，最大風(fēng)速36米/秒，年均大風(fēng)日數(shù)14.9天，最多天數(shù)40天，最少3天。災(zāi)害性天氣有大風(fēng)、沙塵暴、干熱風(fēng)、干旱、霜凍、初春低溫等[4]。
2.近10年來區(qū)域氣候變化特征
2.1 溫度變化
結(jié)合李名驥、石培基對(duì)張掖地區(qū)近38年以來氣候變化分析[5]，從20世紀(jì)70年代至21世紀(jì)初，甘州區(qū)平均氣溫逐步上升，在1990年到2000年氣溫增高幅度達(dá)到0.47℃，在2000年到20006年升溫幅度達(dá)到0.71攝氏度，在2006年到2010年升溫幅度回降到0.45℃。甘州區(qū)位于張掖市中部，是冷涼型綠洲區(qū)與溫和型綠洲區(qū)的交界處，由于張掖地區(qū)地理位置特殊，再加上甘州區(qū)處于一個(gè)類似的小盆地中，溫度波動(dòng)較全國(guó)而言具有滯后性，全國(guó)氣溫達(dá)到極高值是20世紀(jì)末也就是1998年左右，而甘州區(qū)在2002年左右，在這一時(shí)間區(qū)間內(nèi)，升溫幅度也比以往較大，而在2002年之后升溫幅度減�。▓D1）。
據(jù)資料顯示，過去100年內(nèi)，去全國(guó)平均氣溫升高0.65℃，而甘州區(qū)僅在2000年到2010年這10年間就升溫1.05℃，遠(yuǎn)比全國(guó)平均升溫速度快，趙宗慈等指出，在溫室氣體和硫化物共同作用下，模擬西北地區(qū)近百年氣溫變暖為-0.430～0.961℃[6] ,甘州區(qū)在10年間地面溫度升高幅度超過這一指標(biāo)，說明該地區(qū)變暖加劇，究竟會(huì)對(duì)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)造成什么樣的影響，還有待觀測(cè)與研究。甘州區(qū)是全國(guó)重點(diǎn)糧食、蔬菜生產(chǎn)基地，對(duì)于農(nóng)作物來說，溫度較高會(huì)直接影響其授粉和灌漿，輕者導(dǎo)致糧食減產(chǎn)，重度者直接絕收。濕地具有良好的固碳作用，全球濕地占地球陸地面積的6.4%，但其碳匯能力卻與全球七成海洋碳匯能力相當(dāng)[7]。保護(hù)和恢復(fù)濕地，增加濕地對(duì)溫室氣體的吸收和儲(chǔ)存，是減緩氣候變化的一項(xiàng)重要措施。
2.2濕度變化
甘州區(qū)近10年來空氣相對(duì)濕度如圖2所示，自2000年甘州區(qū)空氣相對(duì)濕度總體呈上升趨勢(shì)，這也是甘州區(qū)向溫濕型地區(qū)轉(zhuǎn)變的一個(gè)信號(hào)。經(jīng)過濕地表面的水汽蒸發(fā)及植被蒸騰作用，一部分水汽會(huì)被帶到大氣中，參與大氣中水汽循環(huán)，使空氣濕度增加，使氣溫有所下降，起到調(diào)節(jié)局域氣候的作用。當(dāng)水汽凝結(jié)，以降水的形式回落到陸地，又會(huì)增加局地降水量（圖3），對(duì)比圖2、圖3，不難發(fā)現(xiàn)在甘州區(qū)，空氣濕度與降水量基本成正比關(guān)系，尤其是2007年到2010年，空氣濕度與降水量曲線走勢(shì)一致。濕地能起到濕潤(rùn)環(huán)境和調(diào)控溫度的作用，會(huì)使局地氣候趨于穩(wěn)定[8]。
2.3降水變化
甘州區(qū)地理環(huán)境復(fù)雜，影響甘州區(qū)種植的因素也很復(fù)雜，比如溫度、風(fēng)速、降水等。春季播種期間，如果氣溫過低，凍土難以消融或消融土層過淺，會(huì)導(dǎo)致部分作物錯(cuò)過播種期影響產(chǎn)量。比如今年（2011年），春季氣溫回升過慢，有些冬季灌溉過的土地未能按時(shí)令及時(shí)消融，部分地區(qū)錯(cuò)過了小麥播種期，部分農(nóng)戶直接選擇放棄小麥種植，改種其它作物。還有一種氣象災(zāi)害會(huì)直接影響該地區(qū)的糧食產(chǎn)量，那就是春旱。甘州區(qū)降水時(shí)段集中在7到9月份，而春季降水少（圖3）。今年春季，在玉米發(fā)芽期，因?yàn)橥寥篮坎蛔阋灾参镎０l(fā)芽，降雨量又小，有些地區(qū)玉米在播種后未能發(fā)芽，有些農(nóng)戶不得不選擇補(bǔ)種，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
濕地能影響局地氣候，能影響一個(gè)地區(qū)的降水量，能保持當(dāng)?shù)氐臐穸群徒涤炅�，甘州區(qū)近10年來降水量總體呈現(xiàn)一個(gè)上升的態(tài)勢(shì)（圖3），尤其在07年之后，甘州區(qū)年降水量均在135ml以上。張掖市是個(gè)農(nóng)業(yè)城市，發(fā)展起步晚，近幾年來發(fā)展迅速，城市化建設(shè)過程中還遺留了一部分問題，比如市區(qū)綠化還有待加強(qiáng)，城市熱島效應(yīng)明顯，而毗鄰市區(qū)的濕地公園在調(diào)節(jié)城市小氣候過程中效果也尤為顯著。張掖市國(guó)家濕地公園一方面是為了發(fā)展當(dāng)?shù)芈糜�，而我認(rèn)為它在改善地區(qū)生態(tài)中的作用會(huì)遠(yuǎn)高于此，張掖地區(qū)人民靠祁連山雪水生活，現(xiàn)在全球氣溫升高明顯，溫室效應(yīng)顯著的情況下沒有即時(shí)可行的辦法來緩解溫室效應(yīng)，祁連山雪水勢(shì)必越來越少，黑河流量在這種趨勢(shì)下也會(huì)只減不增，會(huì)直接導(dǎo)致張掖人民若干年后用水局勢(shì)緊張。濕地具有良好的涵養(yǎng)水源的作用，一定程度上會(huì)增加局域降水量，使水汽較長(zhǎng)時(shí)間在該地區(qū)循環(huán)、停留，緩解空氣增溫速率，從而減小祁連山區(qū)雪線抬升的速率，是今后地區(qū)發(fā)展的保障。
大風(fēng)沙塵暴是河西走廊地區(qū)比較常見的災(zāi)害性天氣，在春夏兩季大風(fēng)發(fā)生頻率較高（圖7），尤其在春季，大風(fēng)嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接影響農(nóng)作物生長(zhǎng)，導(dǎo)致減產(chǎn)。張掖地區(qū)水資源不豐富，春夏季升溫時(shí)地面增溫快，容易形成強(qiáng)對(duì)流天氣，最終形成大風(fēng)和沙塵天氣。而濕地具有削減風(fēng)速的作用，如圖6所示，甘州區(qū)近10年來大風(fēng)發(fā)生頻率明顯減少，原因之一是該地區(qū)植被覆蓋率明顯增加，李明驥、石培基利用TM影像和土地詳查資料得出張掖市自1986年到2005年間只林地面積就增加24.54%，牧地面積增加73.08%[9]。地表植被單一或者區(qū)域干旱嚴(yán)重極易導(dǎo)致水土流失、土壤沙漠化，濕地內(nèi)涵因子復(fù)雜，不僅保護(hù)了生物多樣性，還有利于防止土壤沙漠化，位于甘州區(qū)的國(guó)家濕地公園，植被豐富，挺水植物、浮水植物、沉水植物、濕生植物、鹽生植物與陸生喬灌林木、草原植被、荒漠植被鑲嵌分布，形成的西部綠洲生態(tài)系統(tǒng)在我國(guó)西北干旱區(qū)具有典型性，世界范圍內(nèi)也具有獨(dú)特性[10]，生態(tài)價(jià)值顯著，也能起到一定的防風(fēng)固沙作用，因此甘州區(qū)幾年來大風(fēng)發(fā)生頻率降低的重要原因之一就是局域氣候得以改善，在這當(dāng)中濕地扮演了相當(dāng)重要的角色。
既然濕地有削減風(fēng)速的作用，那么它就能減少沙塵暴的發(fā)生頻率，據(jù)測(cè)定新疆博斯騰湖濕地附近氣溫比該地區(qū)遠(yuǎn)離濕地地區(qū)的氣溫低3℃，發(fā)生沙塵暴的天數(shù)減少了25%[10]。沙塵暴也是甘州區(qū)多年來頻發(fā)的災(zāi)害性天氣之一，在甘州區(qū)沙塵暴一般發(fā)生在春夏兩季，尤其是在春季農(nóng)耕時(shí)節(jié)，它對(duì)農(nóng)業(yè)溫室大棚和耕地保溫薄膜危害相當(dāng)大，降低大氣透明度，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全和交通安全，給人們生活帶來不便，在此期間發(fā)生沙塵暴的頻率和強(qiáng)度都值得我們關(guān)注。恢復(fù)濕地、保護(hù)濕地就能在一定程度上減小沙塵暴的危害，根據(jù)資料顯示（圖8），在2006年到2010年間沙塵暴發(fā)生累計(jì)發(fā)生次數(shù)比2001年至2005年沙塵暴發(fā)生次數(shù)減少了50%以上,甘州區(qū)近年來恢復(fù)濕地的工作初見成效。
2.5黑河水流量變化
表1.2000年至2010年黑河水量
Tab.1 The black river discharge during 2000--2010
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年度 |
年徑流量（萬(wàn)立方米） |
總流量 |
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鶯落峽 |
正義峽 |
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2000 |
146257 |
65000 |
211257 |
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2001 |
130454 |
67600 |
198054 |
|
2002 |
161613 |
91280 |
252893 |
|
2003 |
192295 |
120352 |
312647 |
|
2004 |
147825 |
70896 |
218721 |
|
2005 |
183458 |
110753 |
294211 |
|
2006 |
179344 |
86380 |
265724 |
|
2007 |
206891 |
121803 |
328694 |
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2008 |
190107 |
116132 |
306239 |
|
2009 |
210821 |
118403 |
329224 |
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2010 |
172511 |
98352 |
270863 |
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備注：2006年數(shù)據(jù)可能有誤，正義峽9、10月無水量 |
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黑河是全國(guó)第二大內(nèi)陸河，黑河水是張掖地區(qū)人民賴以生存的寶貴資源，甘州區(qū)氣候近年來向溫濕型轉(zhuǎn)變，氣溫驟然升高，祁連山雪線抬升，局部降水量增加，導(dǎo)致黑河流量穩(wěn)中有升，這是氣候轉(zhuǎn)變的標(biāo)志之一。如何穩(wěn)定祁連山雪線，除了遏制全球氣溫持續(xù)升高，增加局地空氣濕度，補(bǔ)償一部分消融的冰雪也是可取的方法。張掖地區(qū)之所以是資源匱乏性缺水地區(qū)是因?yàn)樵摰貐^(qū)綠化面積比例小，年蒸發(fā)量大，無法有效涵養(yǎng)水汽。建造人工濕地，人工綠化帶，增加水汽在局地的循環(huán)次數(shù)，也是改善張掖地區(qū)干旱氣候的有效手段。
近幾年來黑河不僅肩負(fù)著滋養(yǎng)張掖人民的重任，還擔(dān)當(dāng)改善內(nèi)蒙地區(qū)的生態(tài)環(huán)境的責(zé)任，從20世紀(jì)60年代至90年代，因?yàn)槿珖?guó)生態(tài)環(huán)境極度惡化，內(nèi)蒙古居延海曾一度干涸，沙塵暴肆虐，1992年之后，因?yàn)槿藗冮_始著力于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與恢復(fù)工作，年年加大力度調(diào)度黑河水至居延海，截止2002年居延海重新煥發(fā)生機(jī)，當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境也得以改善，現(xiàn)在放眼望去，居延海一片汪洋，波光粼粼，野鴨成群。
3.濕地與人們?nèi)粘；顒?dòng)
“不望祁連山頂雪，錯(cuò)把張掖看江南”，這是詩(shī)人杜甫游覽張掖后留下的美句，甘州區(qū)雖然不大，但是經(jīng)過這幾年建設(shè)，終于無愧于“塞北小江南”的美譽(yù)，濕地為這片土地增色不少。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的今天，濕地與張掖人民的日常生活休戚相關(guān)，濕地資源的開發(fā)無疑為這片歷史悠久的農(nóng)耕之城尋找出了新的發(fā)展契機(jī)。
甘州區(qū)濕地也是城北居民生活用水、工業(yè)生產(chǎn)用水和農(nóng)業(yè)灌溉用水的水源。位于城北的烏江鎮(zhèn)，自唐朝武則天命甘州刺史李漢通在甘州屯田引種水稻，甘州區(qū)就開啟了種植水稻的歷史，烏江大米因氣候條件適宜，光照充足，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，味道格外醇香，曾一度成為貢米。明朝詩(shī)人郭紳有詩(shī)云：“甘州城北水云鄉(xiāng)，每至秋深一望黃。穗老連疇多秀色，實(shí)繁隔隴有余香�！弊阋姖竦貙�(duì)地區(qū)經(jīng)濟(jì)和人民生活的影響。甘州區(qū)地下水資源豐富，與濕地水資源相得益彰，相互調(diào)節(jié)，從濕地到蓄水層的水可以成為地下水系統(tǒng)的一部分，又可以為周圍地區(qū)的工農(nóng)生產(chǎn)提供水源。如果濕地受到破壞或消失，就無法為地下蓄水層供水，地下水資源就會(huì)減少。除此之外，濕地凈化水資源的作用也不可小覷，甘州區(qū)市區(qū)的大部分生活污水排放后，因?yàn)榈叵滤容^淺，如果沒有濕地的凈化，地下水很容易遭污染，將直接威脅到居民的正常的生活用水。
濕地是甘州區(qū)人民生活的保護(hù)傘，甘州區(qū)地理環(huán)境復(fù)雜，大滿紅沙沙漠、丹霞地貌地區(qū)空氣是十分干燥的，如果沒有濕地向大氣補(bǔ)充水汽，來補(bǔ)充這些高蒸發(fā)地區(qū)的水份，甘州區(qū)沙漠化不是沒有可能，整個(gè)張掖地區(qū)的氣象災(zāi)害發(fā)生的頻率也會(huì)徒增，氣候惡化勢(shì)必導(dǎo)致環(huán)境惡化，而環(huán)境惡化會(huì)進(jìn)一步加速氣候惡化，造成氣候與環(huán)境惡化的惡性循環(huán)。
4.結(jié)論
一） 近10年來甘州區(qū)降水量和空氣溫度均波動(dòng)上升，在2007年之前波動(dòng)幅度還比較大，之后3年二者波動(dòng)幅度相對(duì)減緩，空氣濕度也呈現(xiàn)上什趨勢(shì)，并且上升趨勢(shì)穩(wěn)定，說明甘州區(qū)氣候正在朝溫濕型氣候轉(zhuǎn)變。張掖地區(qū)氣候變化具有滯后性，自07年以來甘州區(qū)年降水量比之前明顯增多，體現(xiàn)濕地調(diào)節(jié)氣候因子的作用。
二） 自07年之后，大風(fēng)發(fā)生頻率明顯減少，甘州區(qū)近幾年綠化面積增加，降水量增加，空氣濕度增加，這些都是大風(fēng)、沙塵天氣明顯減少的重要原因。濕地具有增加局域空氣水汽含量的作用，增加降水量，濕地中植被具有很好的防風(fēng)固沙作用，因此張掖濕地的對(duì)生態(tài)恢復(fù)、環(huán)境改善具有重要作用。
三） 濕地具有很強(qiáng)的固碳能力，隨著城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市碳放量肯定會(huì)激增，如何控制碳排放量是值得關(guān)注的問題，濕地固碳能力是國(guó)際公認(rèn)的，恢復(fù)濕地、保護(hù)濕地、利用濕地，減緩全球氣候變暖的腳步，營(yíng)造綠色生態(tài)甘州。
四） 調(diào)節(jié)流量，控制洪水：濕地是一個(gè)巨大的蓄水庫(kù)，可以在暴雨和河流漲水期儲(chǔ)存過量的降水，均勻地把徑流放出，減弱危害下游的洪水，因此保護(hù)濕地就是保護(hù)天然儲(chǔ)水系統(tǒng)。
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