1981-2022年青海省河南县气候变化及其对天然草地产草量的影响分析.pdf

71PRATACULTUREOINGHAISep.20232023年9 月Vol.32.No.3业海第3 期第3 2 卷草文章编号：10 0 8-1445(2 0 2 3)0 3-0 0 7 1-0 519812022年青海省河南县气候变化及其对天然草地产草量的影响分析陈海莲，马超?，颜亮东3*（1.青海省河南县气象局，青海河南8 115 99；2.青海省泽库县气象局，青海泽库8 11499；3.青海省气象科学研究所，青海西宁8 10 0 0 1）摘要：利用青海省河南县198 1 2 0 2 2 年的气温、降水量、日照时数和2 0 0 3 2 0 2 2 年天然草地产草量资料，分析了河南县气温、降水、日照时数变化特征及其对产草量的影响。结果表明：河南县年平均气温呈显著升温趋势，降水量呈弱增多趋势，日照时数呈弱减少趋势；河南县年产草量呈增多趋势，但增多特征不明显；月产草量与相应生长时段内的气温、降水量之间存在正相关，与日照时数之间存在负相关；一年之中，8 月产草量最高。分析结果对了解和掌握该地区气候变化对产草量的影响状况，建立产草量的气候预测模型，开展以草定畜，持续高效发展有机畜牧业等方面具有一定的参考价值。关键词：河南县；气候变化；产草量；影响中图分类号：S812.1文献标识码：A目前，全球气候变化已经成为世界共同关注的重大科学问题【1，政府间气候变化专门委员会（I PC C）第五次评估报告表明：195 1 2 0 12 年全球平均地表温度上升率达0.12/10 a2。青藏高原作为全球气候变化的敏感区，其升温现象尤为突出 3 。草地产草量是反映草地初级生产力的指标【4，其形成及其高低，很大程度上受制于区域气候、土壤和植物本身物理特性等因素。对于固定的区域来说，一定时间内其土壤物理特性、植物种类等变化相对平稳。所以，草地产草量的形成与当地气候因素有着不可分割的内在联系57郭连云等【8 研究发现，196 1 2 0 0 6 年三江源区兴海县气候总体呈暖湿化趋势，草地生产力呈增加趋势，降水量是影响该地区草地气候潜力的关键因子。钱拴等 9 研究认为，196 1年以来三江源区生长季4 8 月平均气温、降水量和日照时数均呈增加趋势，草地植被生长气候适宜度呈增加趋势，整体气候朝着有利于草地植被生长的方向变化。而对青海省河南县气候变化对天然草地产草量的影响报道较少。为此，本文利用青海省河南县198 1 2 0 2 2 年的气温、降水、日照时数等气象资料，分析该地区气候变化特征及其对天然草地产草量的影响，为今后当地的生态环境保护、治理及有机畜牧业生产发展提供科学依据。收稿日期：2 0 2 3-0 5-3 0作者简介：陈海莲（197 6-），女，大专，副高，主要从事综合观测和气象服务工作。E-mail:*通讯作者：颜亮东（196 7-），男，本科，高级工程师，研究方向为农牧业气象灾害。E-mail:7220233年第3 期第3 2 卷青海草业1资料与研究方法1.1 研究区概况河南县位于青海省东南部，地处青甘川三省结合部，隶属黄南藏族自治州，是纯牧业区。地理坐标为东经10 0 5 3 10 2 15 ，北纬34043455，土地总面积为6 9.97 10*hm，草地面积为6 4.7 910*hm，占总面积的92.6%。该区域滩地、丘陵、低山及高山交错，沟壑相连，地形非常复杂。平均海拔高度在3 6 0 0 m以上，年平均气温为0.3，最低气温为-3 7.2，年平均降水量为5 7 0.7 mm，无霜期为2 8 d，属于典型的高原大陆性气候特征，是三江源自然保护区生态环境较脆弱的地区。现有人口410 4人，蒙古族人口约占93.0%，是青海省的重要牧业生产基地之一1.22资料来源选取河南县气象站198 1 2 0 2 2 年的年平均气温、降水量、日照时数等气象资料；产草量选用20032022年5 0 m50m非采食场的生态观测资料。1.3研究方法101.3.1线性趋势法线性趋势分析利用计算气象要素的时间序列,以时间（x)为自变量,要素(y）为因变量，建立一元回归方程，其中b表示变化倾向率，b值符号反映上升或下降的变化趋势。1.3.2相关分析法11利用相关分析法计算20032022年产草量与同时期气温、降水和日照时数的相关系数，根据相关系数的大小，判断气温、降水量和日照时数等气象因子与产草量是否有明显的相关性。1.3.3数据分析应用Excel2013、Pa s s 软件进行数据统计、处理、分析及绘图。2结果与分析2.1气候变化特征2.1.1气温变化从图1可知，河南县198 1 2 0 2 2年年平均气温呈升温趋势，气候倾向率为0.55/10 a，相关系数r=0.8769，通过了a=0.05的显著性水平检验。近42 a来，年平均气温最高值为1.3，出现在2 0 18 年；最低值为-1.8，出现在198 3 年，表明该地区年平均气温呈显著上升趋势。1.5y=0.055x-110.011.0R2=0.769(。）0.50.0-0.5-1.0-1.5-2.01981 1984 19871990 1993 199619992002 2005 2008 2011 20142017 2020年份图1198 1 2 0 2 2 年河南县年平均气温变化曲线2.1.2降水变化从图2 可知，河南县198 1 2 0 2 2年年降水量呈增多趋势，气候倾向率为8.1mm/10a，相关系数r=0.1131，未通过a=0.05的显著性水平检验。从5 a降水量滑动平均曲线来看，198 5 2 0 0 2 年、2 0 12 2 0 16 年降水量为减少时段，2 0 0 3 2 0 11年、2 0 17 2 0 2 2 年降水量为增多时段。总之，该地区年降水量呈波动状弱增多趋势。800.0700.0600.0500.0400.0y=0.8097x-1048R2=0.0128300.0200.01981 198419871990 199319961999 2002 2005 2008 2011 20142017 2020年份图2 198 1 2 0 2 2 年河南县年平均降水量变化曲线2.1.3日照变化从图3 可知，河南县198 1 2 0 2 2年年日照时数呈减少趋势，气候倾向率为-7.0 h/10a，相关系数r=0.0500，未通过a=0.05的显著性水平检验。近42 a来，年日照时数最大值为2 7 99.1h，出现在2 0 0 7 年；最小值为2 143.1h，出现在2 0 2 0 年。从5 a日照时数滑动平均曲线来看，20世纪8 0 年代中期至90 年代初期呈明显减少趋势；90 年代虽有波动，但变化趋势较平稳；2 1世纪10 年代呈明显增多趋势；2 1世纪2 0 年代呈减少趋势。表明该地区年日照时数呈“减少一增多一减少”的波动变化特征，总体呈弱减少趋势。32003000y=0.6982x+3900.12800R2=0.002.5260024002200200019811984198719901993199619992002200520082011201420172020年份图3 198 1 2 0 2 2 年河南县年日照时数变化曲线7319812022气候变化及其对大的影响分析陈海莲等由上述分析可知，河南县198 1 2 0 2 2 年气候整体变化特征为气温呈显著升温趋势，降水呈弱增多趋势，日照时数呈弱减少趋势2.2气候变化对产草量的影响2.2.1产草量月变化牧草是草地资源的第一性生产力，代表了草地资源的生产潜能，产草量越高，说明该草地资源的第一性生产潜能越高12由于受海拔高度、局地气候及牧草发育特征的影响，该地区产草量月变化幅度较大。从图4可知，近2 0 a来，4 9月是该地区牧草生长的时段，月平均产草量最高值为994.7 g/m，出现在8 月；次高值为945.3 g/m，出现在9月；最低值为10 2.4g/m，出现在5 月。9月牧草黄枯，种子脱落等原因，产草量略低于8 月。表明气象条件对该地区产草量形成起着决定性作用，年产草量主要取决于8 月的产草量。1130(2W/a）鲁白10309308307306305304303302301303056789年份图4198 1 2 0 2 2 年河南县月平均产草量变化2.2.2产草量年变化从图5 可知，河南县2 0 0 3 2 0 2 2年年产草量呈增多趋势，气候倾向率为7 0.9g/m，相关系数r=0.1591，未通过a=0.05的显著性水平检验。近2 0 a来，年产草量最高值为146 4.8 g/m，出现在2 0 18 年；最低值为6 15.2 g/m，出现在2003年。表明该地区年产草量呈增多趋势，但增多特征不明显；年际变化幅度较大，最高值与最低值相差 8 49.6 g/m。1700Y=7.088x-132701500R2=0.02531300(2/日)曹享110090070050030010020032005200720092011 20132015 2017 20192021年份图5 2 0 0 3 2 0 2 2 年河南县年平均产草量变化曲线2.2.3气象因子与产草量关系河南县牧草返青期出现在4月中下旬至5 月上中旬，最高产草量出现在8 月，因此该地区牧草主要生长时段在4 8 月。通过牧草主要生长时段4 5 月、4 6 月、4 7 月、48月平均气温、降水量、日照时数与5 8 月月平均产草量的相关关系可知（表1），5 8 月月平均产草量与相应生长时段内的平均气温、降水量之间存在正相关，与日照时数之间存在负相关。表1平均气温、降水量、日照时数与各月平均产草量的相关关系类项相关系数45月平均气温与5 月产草量0.558*45月降水量与5 月产草量0.678*45月日照时数与5 月产草量-0.31446月平均气温月6 月产草量0.33746月降水量与6 月产草量0.821*46月日照时数与6 月产草量-0.45047月平均气温与7 月产草量0.644*47月降水量与7 月产草量0.637*47月日照时数与7 月产草量-0.551*48月平均气温与8 月产草量0.571*48月降水量与8 月产草量0.530*48月日照时数与8 月产草量-0.384注：*表示为P0.05水平（双侧）上显著相关，*表示为P0.01水平（双侧）上显著相关3结论（1）198 1 2 0 2 2 年河南县年平均气温呈显著升温趋势，气候倾向率为0.5 5/10 a。年降水量呈弱增多趋势，气候倾向率为8.1mm/10a；从5 a降水量滑动平均曲线来看，198 5 2 0 0 2 年、20122016年降水量为减少时段，2 0 0 3 2 0 11年、7420233年第3 期第3 2 卷青海草业20172022年降水量为增多时段。年日照时数呈弱减少趋势，气候倾向率为-7.0 h/10a；从5 a日照时数滑动平均曲线来看，年日照时数呈“减少一增多一减少”的波动变化特征。（2）2 0 0 3 2 0 2 2 年河南县年产草量呈增多趋势，但增多特征不明显，气候倾向率为7 0.9g/m。年产草量最高值为146 4.8 g/m，出现在2 0 18 年；最低值为6 15.2 g/m，出现在2 0 0 3 年，表明该地区气温、降水、光照分配不均，导致产草量的年际变化幅度较大。（3）2 0 0 3 2 0 2 2 年河南县牧草主要生长时段为4 8 月，返青期出现在4月中下旬至5 月上中旬，最高产草量出现在8 月；月产草量与相应生长时段内的气温、降水量之间存在正相关，与日照时数之间存在负相关。参考文献：1任国玉，郭军，徐铭志，等.近5 0 年中国地面气候变化基本特征 .气象学报,2 0 0 5,6 3(0 6):942 95 6.2沈永平，王国亚.IPCC第一工作组第五次评估报告对全球气候变化认知的最新科学要点 .冰川冻,2013,35(05):1 0681 076.3丁一汇，任国玉，石广玉，等.气候变化国家评估报告(I)：中国气候变化的历史和未来趋势 J.气候变化研究进展,2 0 0 6,2(0 1):3 8+5 0.4陈世荣，王世新，周艺.基于遥感的中国草地生产力初步计算 J.农业工程学报,2 0 0 8,2 4(0 1):2 0 8 2 12.5杨恒山，曹敏建，李华，等.种草养畜与内蒙古自治区农业可持续发展 .干旱地区农业研究,2 0 0 4,25(01):1316.6李英年，周华坤，沈振西.高寒草甸牧草产量形成过程及气象因子的关联分析.草地科学2 0 0 1,9(0 3)：232238.7汪青春。牧草生长发育与气象条件的关系及气候年景研究 J.中国农业气象,1998,19(0 3):1 7.8郭连云，吴让，汪青春，等气候变化对三江源兴海县草地气候生产潜力的影响 .中国草地学报,2 0 0 8,3 0(0 2):5 10.9钱拴，伏洋,PANFF.三江源地区生长季气候变化趋势及草地植被响应 J.中国科学：地球科学,2 0 10,40(10):1 43 9 1 445.10】魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术M北京：气象出版社,2 0 0 7.11荣廷昭，李晚忧.田间试验与统计分析 M.成都：四川大学出版社,2 0 0 1.12赵雪雁，万文玉，王伟军.近5 0 年气候变化对青藏高原牧草生产潜力及物候期的影响 J.中国生态农业学报,2 0 16,2 4(0 4):5 3 2 5 43.ANALYSIS OFCLIMATECHANGE ANDITSIMIPACTONGRASS YIELDOFNATURALGRASSLANDINHENANCOUNTY QINGHAIPROVINCEFROM 1981TO2022CHEN Hai-lian etal(Henan County Meteorological Bureau of Qinghai Province,Henan Qinghai 811599,China Abstract:Based on the data of temperature,precipitation and sunshine hours in Henan County of QinghaiProvince from 1981 to 2022 and the grass yield of natural grassland from 2003 to 2022,the variationcharacteristics of temperature,precipitation and sunshine hours in Henan County and their effects on grassyield were analyzed.The results showed that the annual average temperature in Henan County showedasignificant warming trend,the precipitation showeda weak increasing trend,and the sunshine hours showedaweak decreasing trend.The annual grass yield in Henan County showed an increasing trend,but the increasing75上接第7 0 页19812022年青海省河南县气候变化及其对天然草地产草量的影响分析陈海莲等characteristics were not obvious.There was a positive correlation between the monthly grass yieldand thetemperature and precipitation in the corresponding growth period,anda negative correlation between themonthly grass yield and the sunshine hours.In one year,the grass yield was the highest inaugust.The analysisresults have certain reference value for understanding and mastering the impact of climate change on grassyield in this area,establishing a climate prediction model for grass yield,developing grass-based livestock,andcontinuously and efficiently developing organic animal husbandry.Key words:Henan County;Climate change;grass yield;ImpactRELATIONSHIPBETWEENHERBAGE GROWTHANDMETEOROLOGICALFACTORSINERGUNAREGIONLIN Fa-sen(Erguna Meteorological Bureau,Hulunbeer Inner Mongolia 022250,Chian)Abstract:Using ground meteorological observation data and forage observation data from the meteorologicalbureau of Erguna City,Inner Mongolia from May to September between 2005 to 2020,the characteristicsof forage height,coverage,biomass changes and their correlation with meteorological factors in the past 16years were analyzed.The results showed that the temperature,precipitation,and relative humidity showed anupward trend from May to September during the forage growing season,while the sunshine hours showeda significant downward trend;The height,coverage,and biomass of forage showed a Interannual variationdecreasing trend,with a decreasing rate of 8.5 cm/10 a and 10.0%/10 a respectively.The biomass decreasedat a rate of 4.2 kg/ha per year;The monthly variation pattern of forage height is as follows:from May to June,the growth of forage is faster,from June to July,it is slightly weaker,and the change is not significant fromJuly to August;The coverage of forage shows an increasing trend;The height and coverage of forage duringthe growing season are positively correlated with precipitation,relative humidity,and sunshine hours duringthe same period,while negatively correlated with temperature;The biomass of herbage is positively correlatedwith precipitation and relative humidity,while negatively correlated with temperature and sunshine hours.Theheight of forage is not significantly affected by meteorological factors,while the coverage of forage is moresignificantly affected by temperature,precipitation,and sunshine hours.Temperature,precipitation,and airhumidity have the most significant impact on forage yield.Key words:Growth season;Height;Coverage;Biomass;Change characteristics;Trends