氣候變化對居延海生態環境的影響

魏新梅

摘 要 從氣溫、降水量、日照時間、蒸發量、大風日數5個方面綜合分析了居延海濕地氣候變化特征，以及隨之而來的生態環境問題，分析氣候變化對生態環境的影響。

關鍵詞 氣候變化；居延海濕地；生態環境

中圖分類號：X820.3 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.05.061

內蒙古阿拉善盟額濟納旗地處沙漠腹地，干旱少雨，風大沙多，居延海是其境內最大的湖泊，對調節當地生態環境、保持水土起著至關重要的作用。由于20世紀60年代不合理開發，上游興建4座水庫，大量截流用水，加之1961年、1962年大旱，1961年秋后居延?；靖珊?。之后居延海一直被白茫茫的堿漠和荒沙覆蓋，由此引發的居延海綠洲萎縮、大片胡楊林枯死、地區生態環境急劇惡化，已成為飛揚沙塵的發源地之一，最終導致風起額濟納、沙落北京城的惡果。居延海雖然是自然水系匯集形成的天然湖泊，但與大多數天然湖泊不同的是，其水域面積變化不但受自然條件的調控，也受到人為干擾的影響[1-2]。本文主要從氣候影響方面入手，利用額濟納旗1981—2016年觀測資料，探討了居延海濕地氣溫、降水、蒸發量、日照時間及大風日數的變化趨勢，分析氣候變化對濕地水面積、水質和植被等指標的影響。

1 居延海濕地簡介

1.1 地理環境

居延海是我國內陸河黑河的尾閭湖。發源于祁連山深處的黑河，流經青海、甘肅、內蒙古三省區800余km后，匯入巴丹吉林沙漠西北緣兩片戈壁洼地，形成東、西兩大湖泊，總稱居延海。居延海濕地是內蒙北方沙漠地區少有的濕地，地理坐標為42°15′N、100°15′E，位于內蒙古自治區額濟納旗以北40 km，內蒙古西部沙漠戈壁內，鄰近中蒙邊界，面積約33 000 hm2，海拔890 m。這里常年被蒙古高壓氣團控制，屬于極端大陸性氣候，降雨少且蒸發量大，有很大的晝夜溫差，年平均氣溫

8.3 ℃，極端最高氣溫42.5 ℃，極端最低氣溫-37.6 ℃，≥10 ℃積溫為3 694 ℃，年日照時間3 100～3 400 h，太陽總輻射量為150～160 kCal·cm-2，降水次數少，降水量小，年降水量僅有37.0 mm，但蒸發量高達3 841.5 mm，是降水量的104倍，氣候干旱，地表很難形成有效徑流，大風、沙塵天氣多發、頻發，生態環境脆弱，濕地持水量主要依靠地下水越流補給和黑河地表水直接供給。

1.2 生態環境

居延海濕地處于遙遠且人煙稀少的沙漠地區，基本上無人為干擾和破壞。這里是天然的“水庫”，具備強大的蓄水能力，在滿足生態需水的同時還能遏制地下水位下降，對濕地區域內的空氣起到了一定的凈化作用，而且阻礙著土壤的沙漠化。居延海良好的水資源條件為動植物的生長生活創造了適宜的水環境，物產富饒，有著豐富多樣的魚類種群，湖中生長著鯉魚、鯽魚、大頭魚、草魚等魚類，天鵝、大雁、鶴、水鴨等常來此棲息，保護了生物多樣性。濕地蘆葦、飼草等原料資源生長旺盛，水草單產100 t·km-2，為魚鴨鳥類生長提供了大量的餌料，人工飼養年產魚量140 t，年產值130萬元以上[3]。

居延海濕地常年干旱少雨，是干旱區濕地生態環境的典型代表，在干旱區濕地生態功能、結構、變化規律及生態經濟系統等生態系統特征方面的研究具有一定的代表性，由于其沙漠風光、金色胡楊等優美的自然生態風景，吸引著大量的游客和科研人員前來觀光旅游和開展科研。居延海濕地特殊的光、熱、水生態系統和營養物質等為人類提供了豐富的物質資源，并彰顯出了濕地休閑旅游、科研教育等寶貴價值。對于居延海區域的動植物來說，濕地和湖泊是它們賴以生存的棲息地，濕地生態環境一旦遭受破壞就很難恢復正常，濕地內動植物物種資源極易縮小甚至是消失。20世紀60年代初和90年代初，由于一些原因導致黑河水極度匱乏，居延海濕地及周邊地區植被大面積死亡，裸露土壤遭受風蝕，演變成為沙化鹽堿化土地。

2 居延海濕地氣候變化特征分析

2.1 降水

居延海濕地近36年平均降水量33.9 mm，降水量主要集中在6—10月，降水量為27.9 mm，約占年總降水量的82%；具有明顯的季節性，以7月降水最多，為7.7 mm；其次是8月，7.5 mm；2月降水量最少，僅0.2 mm。從年際變化來看，居延海濕地1981—2016年降水量呈略增多趨勢，氣候傾向率為3.288 mm/10年，如圖1所示。

2.2 氣溫

利用額濟納旗站1981—2016年氣象數據分析居延海濕地氣溫變化，近36年居延海濕地年平均氣溫為9.5 ℃，年平均氣溫整體呈現出明顯的增高趨勢，氣候傾向率為0.551 ℃/10年，如圖2所示。其中，年平均氣溫最高為

10.6 ℃，出現在1998年、2013年、2015年、2016年；最低年份為7.6 ℃，出現在1984年；最高和最低年份相差3.0℃，可見，居延海濕地氣溫年際變化較大。從年代際來看，濕地20世紀80年代年平均氣溫最低，為8.8 ℃，90年代氣溫升高趨勢明顯，達到了9.5 ℃，進入21世紀后，2001—2010年氣溫繼續回升，達9.9 ℃，2011—2016年平均氣溫升至10.2 ℃，進入高溫期。

2.3 蒸發量

分析1981—2016年居延海濕地蒸發量變化情況，近36年濕地年平均蒸發量為2 850.7 mm，年蒸發量總體上呈現出明顯的減少趨勢，氣候傾向率為366.12 mm/10年，如圖3所示。年蒸發量最多為3 863.9 mm，出現在2016年；最少年份出現在2013年，僅為1 996.9 mm；最多年份約是最少年份的1.9倍，可見濕地蒸發量年際波動變化幅度較大。從年際變化來看，20世紀80年代為蒸發量最高時期，為3 354.3 mm，20世紀80年代至21世紀前10年年蒸發量持續減少，2001—2010年減少為2 389.4 mm，2011—2016年蒸發量又較前10年有所增多，增至2 415.2 mm，這6年中有5年為負距平年份，年蒸發量遠遠低于歷年平均值，尤其是2013年蒸發量為36年中最少年份，2002—2015年平均蒸發量僅為2 225.7 mm，較歷年平均值偏少625 mm，為近36年中蒸發量最少時期，但在2016年蒸發量出現了突變，增至3 863.9 mm，為36年中最高年份，較歷年平均值偏多1 013.2 mm。

圖3 1981—2016年居延海濕地年蒸發量變化

2.4 光照

居延海濕地光照資源豐富，1981—2016年平均日照時間3 339.6 h，年日照時間最多為3 502.0 h，出現在2004年；最少年份出現在2014年，僅為3 041.8 h；最多年份較最少年份偏多460.2 h，可見濕地日照時間年際波動較大，整體上呈減少趨勢，氣候傾向率為59.265 h/10年（圖略）。從年際變化來看，20世紀80年代為日照時間最多時期，為3 423.1 h；80年代至90年代年蒸發量持續減少，90年代為3 314.9 h，21世紀前10年又較90年代有所增多，增至3 368.4 h，2011—2016年濕地年均日照時間為3 193.9 h，較前10年出現了明顯的減少現象，是近36年中日照時間最少時期，這36年全部為負距平年份，尤其是2014年日照時間為36年中最少年份，較歷年平均值偏少297.8 h。

2.5 大風

利用額濟納旗1981—2016年（2011年缺測）大風觀測數據分析居延海濕地年大風日數變化情況可知，近36年濕地年平均大風日數為42 d，大風主要集中在3—8月，約占年總大風日數的82%，具有明顯的季節性，以5月大風最多，平均4 d，其次是4月，1月大風最少。從年際變化來看，居延海濕地1981—2016年大風日數呈明顯減少趨勢，氣候傾向率為-23.838 d/10年（圖略）。

3 氣候變化對居延海濕地生態環境的影響

當前，針對居延海濕地生態環境方面的研究相對較少，由于資料獲取的有限性，本文著重就濕地面積、水質和植被等指標變化表征居延海濕地生態環境變化。

3.1 對濕地水面積的影響

居延海地處沙漠邊緣干旱區域，為淺碟形湖泊，平均水深不足2 m，湖底平坦，濕地水量收支情況對水面積影響較大，因此對入湖水量變化相對于濕潤、半濕潤地區濕地更為敏感，入湖水量的季節性分配直接影響居延海濕地面積年內變化，而且居延海較強的蒸發量使得水面積更加依賴于入湖水量。居延海降水稀少，盡管近36年來居延海濕地年降水量趨于略增多，但變化趨勢幾乎不明顯，因此蒸發量成為影響濕地水面積的關鍵氣候因子。近些年，受強烈的蒸發影響，再加上人為因素等多重作用脅迫，居延海濕地水面積不斷減小，同時黑河中上游農業快速發展，耕地面積不斷擴張，水庫攔截水資源現象突出，下游時有發生斷流現象，導致居延海濕地面積趨于萎縮。1992—2002年期間居延海濕度幾乎沒有地表水補給，成為干涸時期，地下水補給多用于蒸發損失，濕地水面積幾近消失。

3.2 對濕地水質的影響

氣溫趨于變暖，降水略增多，加上干旱區特有的強烈蒸發等影響，同時上游黑河流域人口增多、耕地擴展、水土流失等現象加劇，土壤中的大量有機質流入黑河，然后黑河水體補給居延海濕地，水體中的礦物質入湖后加大湖泊水體礦化程度，導致湖泊鹽化程度進一步加速。居延海濕地正經歷著水體為淡水、半咸水、咸水的演變，水體鹽度不斷增加，嚴重影響著一些魚類、鳥禽等繁衍生殖，由此導致濕地水體生產力、生物多樣性和植被覆蓋率等下降，濕地及其周邊生態環境進一步退化，加速了額濟納旗沙漠化進程。

3.3 對濕地植被的影響

隨著濕地入湖水量的日漸減少，水面積趨于萎縮，濕地面積時隱時現，植被也處于發育不良狀態，植被覆蓋度下降，密度出現稀疏狀態，植被新陳代謝緩慢，生長周期縮短，濕地周邊植被逐漸向荒漠型轉變。20世紀80年代到90年代上半期，居延海及其三角洲區域覆蓋的林地面積減少了近2 000 km2，草本植物物種下降至80余種，徒弟沙化、鹽堿化嚴重，土地沙漠化面積迅速擴大起來。由于長期得不到水分補給，嚴重破壞了濕地自然平衡，90年代中期濕地周邊植被覆蓋面積只剩下綠洲的13%左右，而且生存下來的植物種類多為耐旱物種。

參考文獻：

[1] 王鶯，李耀輝，孫旭映.氣候變化對黃河源區生態環境的影響[J].草業科學，2015，32（4）：593-551.

[2] 齊雪艷.東居延海濕地生態經濟系統價值的能值分析[D].鄭州：鄭州大學，2013.

[3] 李恩寬，蔡大應，杜凱，等.東居延海濕地功能分析及保護研究[J].綠色科技，2012（4）：266-267.

（責任編輯：劉昀）