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摘 要 从气温、降水量、日照时间、蒸发量、大风日数5个方面综合分析了居延海湿地气候变化特征，以及随之而来的生态环境问题，分析气候变化对生态环境的影响。
关键词 气候变化；居延海湿地；生态环境
中图分类号：X820.3 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.05.061
内蒙古阿拉善盟额济纳旗地处沙漠腹地，干旱少雨，风大沙多，居延海是其境内最大的湖泊，对调节当地生态环境、保持水土起着至关重要的作用。由于20世纪60年代不合理开发，上游兴建4座水库，大量截流用水，加之1961年、1962年大旱，1961年秋后居延海基本干涸。之后居延海一直被白茫茫的碱漠和荒沙覆盖，由此引发的居延海绿洲萎缩、大片胡杨林枯死、地区生态环境急剧恶化，已成为飞扬沙尘的发源地之一，最终导致风起额济纳、沙落北京城的恶果。居延海虽然是自然水系汇集形成的天然湖泊，但与大多数天然湖泊不同的是，其水域面积变化不但受自然条件的调控，也受到人为干扰的影响[1-2]。本文主要从气候影响方面入手，利用额济纳旗1981—2016年观测资料，探讨了居延海湿地气温、降水、蒸发量、日照时间及大风日数的变化趋势，分析气候变化对湿地水面积、水质和植被等指标的影响。
1 居延海湿地简介
1.1 地理环境
居延海是我国内陆河黑河的尾闾湖。发源于祁连山深处的黑河，流经青海、甘肃、内蒙古三省区800余km后，汇入巴丹吉林沙漠西北缘两片戈壁洼地，形成东、西两大湖泊，总称居延海。居延海湿地是内蒙北方沙漠地区少有的湿地，地理坐标为42°15′N、100°15′E，位于内蒙古自治区额济纳旗以北40 km，内蒙古西部沙漠戈壁内，邻近中蒙边界，面积约33 000 hm2，海拔890 m。这里常年被蒙古高压气团控制，属于极端大陆性气候，降雨少且蒸发量大，有很大的昼夜温差，年平均气温
8.3 ℃，极端最高气温42.5 ℃，极端最低气温-37.6 ℃，≥10 ℃积温为3 694 ℃，年日照时间3 100～3 400 h，太阳总辐射量为150～160 kCal·cm-2，降水次数少，降水量小，年降水量仅有37.0 mm，但蒸发量高达3 841.5 mm，是降水量的104倍，气候干旱，地表很难形成有效径流，大风、沙尘天气多发、频发，生态环境脆弱，湿地持水量主要依靠地下水越流补给和黑河地表水直接供给。
1.2 生态环境
居延海湿地处于遥远且人烟稀少的沙漠地区，基本上无人为干扰和破坏。这里是天然的“水库”，具备强大的蓄水能力，在满足生态需水的同时还能遏制地下水位下降，对湿地区域内的空气起到了一定的净化作用，而且阻碍着土壤的沙漠化。居延海良好的水资源条件为动植物的生长生活创造了适宜的水环境，物产富饶，有着丰富多样的鱼类种群，湖中生长着鲤鱼、鲫鱼、大头鱼、草鱼等鱼类，天鹅、大雁、鹤、水鸭等常来此栖息，保护了生物多样性。湿地芦苇、饲草等原料资源生长旺盛，水草单产100 t·km-2，为鱼鸭鸟类生长提供了大量的饵料，人工饲养年产鱼量140 t，年产值130万元以上[3]。
居延海湿地常年干旱少雨，是干旱区湿地生态环境的典型代表，在干旱区湿地生态功能、结构、变化规律及生态经济系统等生态系统特征方面的研究具有一定的代表性，由于其沙漠风光、金色胡杨等优美的自然生态风景，吸引着大量的游客和科研人员前来观光旅游和开展科研。居延海湿地特殊的光、热、水生态系统和营养物质等为人类提供了丰富的物质资源，并彰显出了湿地休闲旅游、科研教育等宝贵价值。对于居延海区域的动植物来说，湿地和湖泊是它们赖以生存的栖息地，湿地生态环境一旦遭受破坏就很难恢复正常，湿地内动植物物种资源极易缩小甚至是消失。20世纪60年代初和90年代初，由于一些原因导致黑河水极度匮乏，居延海湿地及周边地区植被大面积死亡，裸露土壤遭受风蚀，演变成为沙化盐碱化土地。
2 居延海湿地气候变化特征分析
2.1 降水
居延海湿地近36年平均降水量33.9 mm，降水量主要集中在6—10月，降水量为27.9 mm，约占年总降水量的82%；具有明显的季节性，以7月降水最多，为7.7 mm；其次是8月，7.5 mm；2月降水量最少，仅0.2 mm。从年际变化来看，居延海湿地1981—2016年降水量呈略增多趋势，气候倾向率为3.288 mm/10年，如图1所示。
2.2 气温
利用额济纳旗站1981—2016年气象数据分析居延海湿地气温变化，近36年居延海湿地年平均气温为9.5 ℃，年平均气温整体呈现出明显的增高趋势，气候倾向率为0.551 ℃/10年，如图2所示。其中，年平均气温最高为
10.6 ℃，出现在1998年、2013年、2015年、2016年；最低年份为7.6 ℃，出现在1984年；最高和最低年份相差3.0℃，可见，居延海湿地气温年际变化较大。从年代际来看，湿地20世纪80年代年平均气温最低，为8.8 ℃，90年代气温升高趋势明显，达到了9.5 ℃，进入21世纪后，2001—2010年气温继续回升，达9.9 ℃，2011—2016年平均气温升至10.2 ℃，进入高温期。
2.3 蒸发量
分析1981—2016年居延海濕地蒸发量变化情况，近36年湿地年平均蒸发量为2 850.7 mm，年蒸发量总体上呈现出明显的减少趋势，气候倾向率为366.12 mm/10年，如图3所示。年蒸发量最多为3 863.9 mm，出现在2016年；最少年份出现在2013年，仅为1 996.9 mm；最多年份约是最少年份的1.9倍，可见湿地蒸发量年际波动变化幅度较大。从年际变化来看，20世纪80年代为蒸发量最高时期，为3 354.3 mm，20世纪80年代至21世纪前10年年蒸发量持续减少，2001—2010年减少为2 389.4 mm，2011—2016年蒸发量又较前10年有所增多，增至2 415.2 mm，这6年中有5年为负距平年份，年蒸发量远远低于历年平均值，尤其是2013年蒸发量为36年中最少年份，2002—2015年平均蒸发量仅为2 225.7 mm，较历年平均值偏少625 mm，为近36年中蒸发量最少时期，但在2016年蒸发量出现了突变，增至3 863.9 mm，为36年中最高年份，较历年平均值偏多1 013.2 mm。 图3 1981—2016年居延海湿地年蒸发量变化
2.4 光照
居延海湿地光照资源丰富，1981—2016年平均日照时间3 339.6 h，年日照时间最多为3 502.0 h，出现在2004年；最少年份出现在2014年，仅为3 041.8 h；最多年份较最少年份偏多460.2 h，可见湿地日照时间年际波动较大，整体上呈减少趋势，气候倾向率为59.265 h/10年（图略）。从年际变化来看，20世纪80年代为日照时间最多时期，为3 423.1 h；80年代至90年代年蒸发量持续减少，90年代为3 314.9 h，21世纪前10年又较90年代有所增多，增至3 368.4 h，2011—2016年湿地年均日照时间为3 193.9 h，较前10年出现了明显的减少现象，是近36年中日照时间最少时期，这36年全部为负距平年份，尤其是2014年日照时间为36年中最少年份，较历年平均值偏少297.8 h。
2.5 大风
利用额济纳旗1981—2016年（2011年缺测）大风观测数据分析居延海湿地年大风日数变化情况可知，近36年湿地年平均大风日数为42 d，大风主要集中在3—8月，约占年总大风日数的82%，具有明显的季节性，以5月大风最多，平均4 d，其次是4月，1月大风最少。从年际变化来看，居延海湿地1981—2016年大风日数呈明显减少趋势，气候倾向率为-23.838 d/10年（图略）。
3 气候变化对居延海湿地生态环境的影响
当前，针对居延海湿地生态环境方面的研究相对较少，由于资料获取的有限性，本文着重就湿地面积、水质和植被等指标变化表征居延海湿地生态环境变化。
3.1 对湿地水面积的影响
居延海地处沙漠边缘干旱区域，为浅碟形湖泊，平均水深不足2 m，湖底平坦，湿地水量收支情况对水面积影响较大，因此对入湖水量变化相对于湿润、半湿润地区湿地更为敏感，入湖水量的季节性分配直接影响居延海湿地面积年内变化，而且居延海较强的蒸发量使得水面积更加依赖于入湖水量。居延海降水稀少，尽管近36年来居延海湿地年降水量趋于略增多，但变化趋势几乎不明显，因此蒸发量成为影响湿地水面积的关键气候因子。近些年，受强烈的蒸发影响，再加上人为因素等多重作用胁迫，居延海湿地水面积不断减小，同时黑河中上游农业快速发展，耕地面积不断扩张，水库拦截水资源现象突出，下游时有发生断流现象，导致居延海湿地面积趋于萎缩。1992—2002年期间居延海湿度几乎没有地表水补给，成为干涸时期，地下水补给多用于蒸发损失，湿地水面积几近消失。
3.2 对湿地水质的影响
气温趋于变暖，降水略增多，加上干旱区特有的强烈蒸发等影响，同时上游黑河流域人口增多、耕地扩展、水土流失等现象加剧，土壤中的大量有机质流入黑河，然后黑河水体补给居延海湿地，水体中的矿物质入湖后加大湖泊水体矿化程度，导致湖泊盐化程度进一步加速。居延海湿地正经历着水体为淡水、半咸水、咸水的演变，水体盐度不断增加，严重影响着一些鱼类、鸟禽等繁衍生殖，由此导致湿地水体生产力、生物多样性和植被覆盖率等下降，湿地及其周边生态环境进一步退化，加速了额济纳旗沙漠化进程。
3.3 对湿地植被的影响
随着湿地入湖水量的日渐减少，水面积趋于萎缩，湿地面积时隐时现，植被也处于发育不良状态，植被覆盖度下降，密度出现稀疏状态，植被新陈代谢缓慢，生长周期缩短，湿地周边植被逐渐向荒漠型转变。20世纪80年代到90年代上半期，居延海及其三角洲区域覆盖的林地面积减少了近2 000 km2，草本植物物种下降至80余種，徒弟沙化、盐碱化严重，土地沙漠化面积迅速扩大起来。由于长期得不到水分补给，严重破坏了湿地自然平衡，90年代中期湿地周边植被覆盖面积只剩下绿洲的13%左右，而且生存下来的植物种类多为耐旱物种。
参考文献：
[1] 王莺，李耀辉，孙旭映.气候变化对黄河源区生态环境的影响[J].草业科学，2015，32（4）：593-551.
[2] 齐雪艳.东居延海湿地生态经济系统价值的能值分析[D].郑州：郑州大学，2013.
[3] 李恩宽，蔡大应，杜凯，等.东居延海湿地功能分析及保护研究[J].绿色科技，2012（4）：266-267.
（责任编辑：刘昀）
关键词 气候变化；居延海湿地；生态环境
中图分类号：X820.3 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.05.061
内蒙古阿拉善盟额济纳旗地处沙漠腹地，干旱少雨，风大沙多，居延海是其境内最大的湖泊，对调节当地生态环境、保持水土起着至关重要的作用。由于20世纪60年代不合理开发，上游兴建4座水库，大量截流用水，加之1961年、1962年大旱，1961年秋后居延海基本干涸。之后居延海一直被白茫茫的碱漠和荒沙覆盖，由此引发的居延海绿洲萎缩、大片胡杨林枯死、地区生态环境急剧恶化，已成为飞扬沙尘的发源地之一，最终导致风起额济纳、沙落北京城的恶果。居延海虽然是自然水系汇集形成的天然湖泊，但与大多数天然湖泊不同的是，其水域面积变化不但受自然条件的调控，也受到人为干扰的影响[1-2]。本文主要从气候影响方面入手，利用额济纳旗1981—2016年观测资料，探讨了居延海湿地气温、降水、蒸发量、日照时间及大风日数的变化趋势，分析气候变化对湿地水面积、水质和植被等指标的影响。
1 居延海湿地简介
1.1 地理环境
居延海是我国内陆河黑河的尾闾湖。发源于祁连山深处的黑河，流经青海、甘肃、内蒙古三省区800余km后，汇入巴丹吉林沙漠西北缘两片戈壁洼地，形成东、西两大湖泊，总称居延海。居延海湿地是内蒙北方沙漠地区少有的湿地，地理坐标为42°15′N、100°15′E，位于内蒙古自治区额济纳旗以北40 km，内蒙古西部沙漠戈壁内，邻近中蒙边界，面积约33 000 hm2，海拔890 m。这里常年被蒙古高压气团控制，属于极端大陆性气候，降雨少且蒸发量大，有很大的昼夜温差，年平均气温
8.3 ℃，极端最高气温42.5 ℃，极端最低气温-37.6 ℃，≥10 ℃积温为3 694 ℃，年日照时间3 100～3 400 h，太阳总辐射量为150～160 kCal·cm-2，降水次数少，降水量小，年降水量仅有37.0 mm，但蒸发量高达3 841.5 mm，是降水量的104倍，气候干旱，地表很难形成有效径流，大风、沙尘天气多发、频发，生态环境脆弱，湿地持水量主要依靠地下水越流补给和黑河地表水直接供给。
1.2 生态环境
居延海湿地处于遥远且人烟稀少的沙漠地区，基本上无人为干扰和破坏。这里是天然的“水库”，具备强大的蓄水能力，在满足生态需水的同时还能遏制地下水位下降，对湿地区域内的空气起到了一定的净化作用，而且阻碍着土壤的沙漠化。居延海良好的水资源条件为动植物的生长生活创造了适宜的水环境，物产富饶，有着丰富多样的鱼类种群，湖中生长着鲤鱼、鲫鱼、大头鱼、草鱼等鱼类，天鹅、大雁、鹤、水鸭等常来此栖息，保护了生物多样性。湿地芦苇、饲草等原料资源生长旺盛，水草单产100 t·km-2，为鱼鸭鸟类生长提供了大量的饵料，人工饲养年产鱼量140 t，年产值130万元以上[3]。
居延海湿地常年干旱少雨，是干旱区湿地生态环境的典型代表，在干旱区湿地生态功能、结构、变化规律及生态经济系统等生态系统特征方面的研究具有一定的代表性，由于其沙漠风光、金色胡杨等优美的自然生态风景，吸引着大量的游客和科研人员前来观光旅游和开展科研。居延海湿地特殊的光、热、水生态系统和营养物质等为人类提供了丰富的物质资源，并彰显出了湿地休闲旅游、科研教育等宝贵价值。对于居延海区域的动植物来说，湿地和湖泊是它们赖以生存的栖息地，湿地生态环境一旦遭受破坏就很难恢复正常，湿地内动植物物种资源极易缩小甚至是消失。20世纪60年代初和90年代初，由于一些原因导致黑河水极度匮乏，居延海湿地及周边地区植被大面积死亡，裸露土壤遭受风蚀，演变成为沙化盐碱化土地。
2 居延海湿地气候变化特征分析
2.1 降水
居延海湿地近36年平均降水量33.9 mm，降水量主要集中在6—10月，降水量为27.9 mm，约占年总降水量的82%；具有明显的季节性，以7月降水最多，为7.7 mm；其次是8月，7.5 mm；2月降水量最少，仅0.2 mm。从年际变化来看，居延海湿地1981—2016年降水量呈略增多趋势，气候倾向率为3.288 mm/10年，如图1所示。
2.2 气温
利用额济纳旗站1981—2016年气象数据分析居延海湿地气温变化，近36年居延海湿地年平均气温为9.5 ℃，年平均气温整体呈现出明显的增高趋势，气候倾向率为0.551 ℃/10年，如图2所示。其中，年平均气温最高为
10.6 ℃，出现在1998年、2013年、2015年、2016年；最低年份为7.6 ℃，出现在1984年；最高和最低年份相差3.0℃，可见，居延海湿地气温年际变化较大。从年代际来看，湿地20世纪80年代年平均气温最低，为8.8 ℃，90年代气温升高趋势明显，达到了9.5 ℃，进入21世纪后，2001—2010年气温继续回升，达9.9 ℃，2011—2016年平均气温升至10.2 ℃，进入高温期。
2.3 蒸发量
分析1981—2016年居延海濕地蒸发量变化情况，近36年湿地年平均蒸发量为2 850.7 mm，年蒸发量总体上呈现出明显的减少趋势，气候倾向率为366.12 mm/10年，如图3所示。年蒸发量最多为3 863.9 mm，出现在2016年；最少年份出现在2013年，仅为1 996.9 mm；最多年份约是最少年份的1.9倍，可见湿地蒸发量年际波动变化幅度较大。从年际变化来看，20世纪80年代为蒸发量最高时期，为3 354.3 mm，20世纪80年代至21世纪前10年年蒸发量持续减少，2001—2010年减少为2 389.4 mm，2011—2016年蒸发量又较前10年有所增多，增至2 415.2 mm，这6年中有5年为负距平年份，年蒸发量远远低于历年平均值，尤其是2013年蒸发量为36年中最少年份，2002—2015年平均蒸发量仅为2 225.7 mm，较历年平均值偏少625 mm，为近36年中蒸发量最少时期，但在2016年蒸发量出现了突变，增至3 863.9 mm，为36年中最高年份，较历年平均值偏多1 013.2 mm。 图3 1981—2016年居延海湿地年蒸发量变化
2.4 光照
居延海湿地光照资源丰富，1981—2016年平均日照时间3 339.6 h，年日照时间最多为3 502.0 h，出现在2004年；最少年份出现在2014年，仅为3 041.8 h；最多年份较最少年份偏多460.2 h，可见湿地日照时间年际波动较大，整体上呈减少趋势，气候倾向率为59.265 h/10年（图略）。从年际变化来看，20世纪80年代为日照时间最多时期，为3 423.1 h；80年代至90年代年蒸发量持续减少，90年代为3 314.9 h，21世纪前10年又较90年代有所增多，增至3 368.4 h，2011—2016年湿地年均日照时间为3 193.9 h，较前10年出现了明显的减少现象，是近36年中日照时间最少时期，这36年全部为负距平年份，尤其是2014年日照时间为36年中最少年份，较历年平均值偏少297.8 h。
2.5 大风
利用额济纳旗1981—2016年（2011年缺测）大风观测数据分析居延海湿地年大风日数变化情况可知，近36年湿地年平均大风日数为42 d，大风主要集中在3—8月，约占年总大风日数的82%，具有明显的季节性，以5月大风最多，平均4 d，其次是4月，1月大风最少。从年际变化来看，居延海湿地1981—2016年大风日数呈明显减少趋势，气候倾向率为-23.838 d/10年（图略）。
3 气候变化对居延海湿地生态环境的影响
当前，针对居延海湿地生态环境方面的研究相对较少，由于资料获取的有限性，本文着重就湿地面积、水质和植被等指标变化表征居延海湿地生态环境变化。
3.1 对湿地水面积的影响
居延海地处沙漠边缘干旱区域，为浅碟形湖泊，平均水深不足2 m，湖底平坦，湿地水量收支情况对水面积影响较大，因此对入湖水量变化相对于湿润、半湿润地区湿地更为敏感，入湖水量的季节性分配直接影响居延海湿地面积年内变化，而且居延海较强的蒸发量使得水面积更加依赖于入湖水量。居延海降水稀少，尽管近36年来居延海湿地年降水量趋于略增多，但变化趋势几乎不明显，因此蒸发量成为影响湿地水面积的关键气候因子。近些年，受强烈的蒸发影响，再加上人为因素等多重作用胁迫，居延海湿地水面积不断减小，同时黑河中上游农业快速发展，耕地面积不断扩张，水库拦截水资源现象突出，下游时有发生断流现象，导致居延海湿地面积趋于萎缩。1992—2002年期间居延海湿度几乎没有地表水补给，成为干涸时期，地下水补给多用于蒸发损失，湿地水面积几近消失。
3.2 对湿地水质的影响
气温趋于变暖，降水略增多，加上干旱区特有的强烈蒸发等影响，同时上游黑河流域人口增多、耕地扩展、水土流失等现象加剧，土壤中的大量有机质流入黑河，然后黑河水体补给居延海湿地，水体中的矿物质入湖后加大湖泊水体矿化程度，导致湖泊盐化程度进一步加速。居延海湿地正经历着水体为淡水、半咸水、咸水的演变，水体盐度不断增加，严重影响着一些鱼类、鸟禽等繁衍生殖，由此导致湿地水体生产力、生物多样性和植被覆盖率等下降，湿地及其周边生态环境进一步退化，加速了额济纳旗沙漠化进程。
3.3 对湿地植被的影响
随着湿地入湖水量的日渐减少，水面积趋于萎缩，湿地面积时隐时现，植被也处于发育不良状态，植被覆盖度下降，密度出现稀疏状态，植被新陈代谢缓慢，生长周期缩短，湿地周边植被逐渐向荒漠型转变。20世纪80年代到90年代上半期，居延海及其三角洲区域覆盖的林地面积减少了近2 000 km2，草本植物物种下降至80余種，徒弟沙化、盐碱化严重，土地沙漠化面积迅速扩大起来。由于长期得不到水分补给，严重破坏了湿地自然平衡，90年代中期湿地周边植被覆盖面积只剩下绿洲的13%左右，而且生存下来的植物种类多为耐旱物种。
参考文献：
[1] 王莺，李耀辉，孙旭映.气候变化对黄河源区生态环境的影响[J].草业科学，2015，32（4）：593-551.
[2] 齐雪艳.东居延海湿地生态经济系统价值的能值分析[D].郑州：郑州大学，2013.
[3] 李恩宽，蔡大应，杜凯，等.东居延海湿地功能分析及保护研究[J].绿色科技，2012（4）：266-267.
（责任编辑：刘昀）