3 43年来气候环境的变化
3.1 平均气温和降水变化
作者选取处于我国西部干旱区大绿洲中的 13 个气象站,计算了 43 年来(1951~1993 年)冬季(12~2 月)和夏季(6~8 月)平均气温和降水量的变化,发现 43 年来冬季平均气温增加了 2.0℃(若羌)~9.0℃(乌鲁木齐),13 站平均增温 3.0℃。但夏季平均气温却下降了 1.5℃,在哈密甚至下降了 4.5℃。43 年来冬季降水没有明显的变化趋势,而夏季降水量在多数站都有增加的趋势,特别是近 15 年来(1977 年以来),降水量增加了 5%(若羌)~100%(塔城、和田等)。我国西部干旱区大绿洲中的 13 个气象站 1951~1993 年夏季(6~8 月)和冬季(12~2 月)平均气温和降水量的逐年变化表明,近 15 年来我国西部干旱区气候环境的变化结果与绿洲效应一样,是冬暖夏凉、夏季雨水增加。
3.2 干旱指数(P/(t+α))的变化
为评价气候环境变化对农业的影响,作者计算了夏季 Martonne 干旱指数(AI=P/(t+α),这里 P 为降水量、t 为平均气温、α为系数,本文取 0)。Martonne 干旱指数越大,表明农业依存于水或灌溉程度就越低,即气候就越适合农业生产[13]。图 1 给出 1951~1993 年我国西部干旱区大绿洲中的 13 个气象站平均的标准化后的干旱指数逐年变化曲线及 5 年滑动平均、线性回归和 5 次多项式回归曲线。可以看出,干旱指数虽然波动很大,但在增加。特别是 5 年滑动平均表示出 50 年代后期的下降、60~70 年代的波动和 70 年代后期开始的大幅度上升,表明气候环境向有利于人类和农业的方向发展着。
4 沙漠绿洲的开发与环境变化的相互影响
4.1 近年来沙漠绿洲开发与利用的变化
近 43 年来,中国西部干旱区绿洲扩大很快,新疆的耕地面积增加了近 1.4 倍。绿洲的扩大主要分两个时期:50 年代到 60 年代初和近 15 年。早期的绿洲大多以自然植被的破坏和减少为代价。例如,在塔里木盆地塔里木河流域,1951~1958 年在原有植被的地带扩大耕地面积 3648.5km2,而由于燃料及用材的需求,1958~1978 年天然胡杨林减少了 1748.9km2、沙漠化土地面积发展到 2.17万km2[14]。而近 15 年的耕地扩大多是向沙漠要地,作者实地考察发现[15],随着经济的发展,以煤代柴使沙漠地带植被的滥砍乱伐得到了很大程度的控制,同时防风林也长大成林。这些变化正与上述干旱指数的变化相对应。
4.2 绿洲的开发与环境变化的相互影响
如上所述,沙漠绿洲有冬暖夏凉、夜暖日凉的温度调节作用和增湿增雨的作用,而这些作用正好又适应沙漠绿洲农业生产。所以,绿洲越发展,对环境调节作用就越大,从而绿洲就越能发展。反之,如果沙漠绿洲开发利用不当,如河流水源涵养林破坏引起水土流失,水流不稳;过量超采地下水,破坏地下水资源引起植被死亡、土地旱化、沙漠化;过量灌溉,地下水位上升引起土地盐碱化;滥砍乱伐,沙漠植被破坏引起沙丘活化、流沙再起等等造成绿洲退化,则会使绿洲效应减少,环境恶化,进而使沙漠绿洲进一步退化。也就是说,在沙漠绿洲的开发利用与局地环境变化之间,存在着两种截然相反的反馈作用:环境变好→绿洲发展→环境更好→绿洲再发展;环境恶化→绿洲退化→环境更坏→绿洲再退化,甚至消失。
5 结论
综合几年来的沙漠绿洲气候与防风设施效益的研究、气候资料的分析和实地考察,可得以下结论及建议:
(1) 由于改变了下垫面和地表粗燥度,增加了水分(灌溉)和植被,沙漠绿洲与其周围的沙漠相比,有着冬暖夏凉、夜暖日凉的温度调节特性;有着增湿的“湿岛”效应;也可以有增雨作用。
(2) 绿洲防风设施不仅有防风、防沙的作用,还能抑制土壤蒸发和植物蒸腾,以利水分的合理利用;同时调节温湿度的变化,增大绿洲效应。
(3) 近 43 年来,特别是近 15 年来,中国西部干旱区的气候环境有冬季升温、夏季降温增雨有利于人类和农业生产的变化,但有必要进一步加强对山区降水等气象要素的监测。
