虎林八五八农场湿地小气候的气候特征

虎林八五八农场湿地小气候的气候特征

1虎林市湿地景观现状分析8月28日，该农场位于乌苏里江沿岸的一个低地。地势较低，超过100亩。这是典型的湿地小气候。虎林市距离八五八农场35km,属寒温带大陆性季风气候,是湿地开发和保护的典型区域,研究湿地的动态变化及可持续性,对保护生态环境,人类环境、社会环境和经济发展都将产生重大影响。气候的寒暖、干湿、风雨作为环境条件,与经济建设和人民生活密切相关,越来越被人们重视。2-20m气层内的不同气候要素由下垫面条件影响而形成与大范围气候不同的贴地层和土壤上层的气候,称为小气候。小气候仅是发生在土壤表面之上15-20m气层以内的物理现象和过程,由于下垫面结构不一致,个别地方具有自己独特的小气候,在个别气候要素上表现出来。本文探讨湿地小气候,选择了气温、热量、积温、降水和蒸发这些气象要素,以内陆虎林气象站和湿地858农场气象站近50a的气象资料进行对比,对比中把虎林气象站看作干区,将八五八农场气象站看作是湿地。3温度变化对区域的影响目前全球气候变暖的趋势日益明显,而湿地的属性也随之改变,局部区域气温升高,对农业生产起到了一个推动作用。从目前状况看,自然湿地在逐渐减少,种植结构也在改变,具有湿地功能的水稻田面积在逐渐扩大,气温的变化就区域生态平衡的可持续性会有较大影响。分析两地1961-2010年平均温度变化(图1),表明干湿两地温度都呈增温趋势,两地平均温差为0.2℃,说明温度的变化与不同性质构成的下垫面的热属性有关。湿地地势低平,位于乌苏里江畔、地表常年积水;在地面受热期间,湿地增温迟缓,干地增温强烈;在湿地有大量的热量用于蒸发,干区只有小部分热量用于蒸发,大部分热量用于增高近地层空气的温度。由于干、湿地的热力情况的差别,使得90年代以前湿地的气温要明显低于干地气温,且存在着明显的年代际变化,90年代后两地气温升高且趋于持平状态。3.2年际变化主要影响湿地对于干区的影响气温只能反映热能的一部分,而积温可当作热力资源的一部分,≥10℃积温情况更能较好地反映一个地区的气候特点和作物生长期的长短。1961-2010年间,总体上湿地积温大于干区积温。但是90年代之后,湿地积温小于或接近于干区积温,应该说是与湿地动态有一定关系。湿地前期的下垫面性质以水为主,虽然升温较慢,同样降温也较慢,在冬季11-3月份,湿地地表近似冰面,气温偏低,从4月份开始气温回升较快,作物生育期季节温度要略高于干区。据资料统计,自90年代开始八五八农场耕地面积增加,荒原面积减少,到2000年耕地面积增加了54万亩,而荒原面积减少了56万亩。参照耕地面积的增加,湿地面积也相应减少,下垫面的性质也随之发生变化,湿地的热量条件开始趋近于干区,干区又由于种植结构的改变,人工湿地(稻田)增多,热量条件又向湿区倾斜,湿地动态的变化使区域小气候的热量有不同的改变。3.3湿地终霜干区保证率由50a资料统计,湿地的初霜日在逐年偏晚,终霜日在逐年提前,无霜期有所延长,变幅从114-152d变为114-160d,80%的保证率由123d变为129d。干区基本维持无霜期141d,保证率128d。湿地终霜平均日5月7-16日,仍处在地域分布的二区;干区终霜日在5月1-10日,地域分布在一区。比较起来湿地的初、终霜日变化要明显。3.4湿区降水情况虎林的降水分布基本状况是东多西少。19611980年期间湿区降水明显大于干区,1981-2000年这20a间,湿区降水与干区逐渐持平,并开始出现干区大于湿区的反差现象,而2000-2010年湿区降水就明显少于干区了(图2)。3.5干区蒸发量的变化一个地区的降水量与蒸发量存在相关性,比较50a来干区和湿区两地蒸发量,1985年以前干区蒸发量大于湿区,从1986年开始湿区蒸发量大于干区,尤其是2000年以后湿区蒸发量明显大于干区。用降水量与蒸发量进行对比分析,变化是相互对应的,蒸发过程不仅是水分交换过程的主要组成部分,同样是热量交换的主要因素,蒸发的大小,表示下垫面与大气之间热量的交换和水分转换。湿地的蒸发量大于干地,表明湿地水分交换加强,土壤表面水分蒸发从而补充比较干燥的空气,干区近几年由于人工湿地的增加,使得空气湿度相应增大,蒸发量减少。蒸发与降水是小气候变化中起主要作用的因子,根据资料比较1985年之前干区蒸发量大于湿区,1986年开始湿区大于干区。而当地1985年之前湿地面积238万亩,地表状态比较湿润,与近地面层空气的水分交换缓慢,相对湿度偏大,蒸发量偏小。比较两地K值可以看到,干湿两地空气在湿润程度上有较明显的差异,使858地区形成独特的小气候,这个小气候与当时湿地的总面积有关,19811995年随着荒地开垦数量的增加,湿地面积也在减少,两地的K值发生了明显的改变,湿地的K值增大,虎林的K值减小,1991-2000年趋于平均值(表1)。由于耕地面积的增加,湿地面积也相应减少,临近湿地的K值也变大,空气渐渐干燥,而在干区,由于人工湿地(稻田地)的增多,空气渐渐湿润,K值随之减小,从公式看出,K值与积温和降水有着密切的关系,得出5个阶段K值的大小,也说明其中积温和降水的变化,式中两地K值的变化最终趋于近似相等,说明积温、降水的两地差值也在缩小。4虎林市农业生产分析(1)从干湿两地气温、积温和无霜期的变化来看,差值趋于减小。主要是随着农田开垦面积的增加,对局地小气候的影响较大,从热量的变化来看对农田作物生长比较有利。在全球气温普遍升高的背景下,湿地的开发和利用,使湿区热量状况越来越趋近于干区。开发湿地,使局地积温增加,初霜偏晚,终霜结束偏早。从气候角度分析增加热量对农业生产是一个有利因素,在扩大农业生产及农作物的布局方面,虎林市一直保持着自西向东选择晚中早熟品种,对农业的增产增收起到良好的效果。(2)从气候角度分析,在一个区域,热量的增加,降水的调节,无霜期的延长,形成的这个区域小气候,对农业生产的发展是有利的,应该保护自然状况下的小气候。当前随着自然环境的不断改变,对局地小气候产生了不同影响,从上述湿地的减少与小气候变化而言,增加局地热量,调节降水,可延长农作物的生育期,使不利的小气候融于有利的大气候,在一定区域有着一定意义。(3)从虎林市目前调查状况来看,虎林湿地占总面积的1/3(人工湿地:水田3000万亩,湿地保护区130万亩)就湿地对小气候而言:人工湿地在春、夏、秋季和自然湿地的气候状态相类似,而冬季人工