瑪河流域
——瑪納斯綠洲氣候資源變化分析*

田喜鳳（昌吉州氣象局，新疆　昌吉　831100）

瑪河流域
——瑪納斯綠洲氣候資源變化分析*

田喜鳳
（昌吉州氣象局，新疆昌吉831100）

本文對瑪河流域——瑪納斯綠洲的氣候資源進行了初步分析，結果表明：瑪納斯綠洲的光照資源總體呈減少的趨勢，平均減幅為36 h/10 a；溫熱資源呈增加趨勢，傾向率為0.28℃/10 a；0℃界限溫度積溫呈逐年代際遞增趨勢，平均每10年增加57.7℃·d；10℃界限溫度積溫也呈逐年代際遞增趨勢，平均每10年增加97.7℃·d；年均降水量呈增加趨勢，傾向率為17.9 mm/10 a。

瑪河流域；瑪納斯綠洲；氣候資源

新疆地處亞歐大陸腹地，遠離海洋且被群山環繞，是著名的干旱與半干旱地區，生態環境極其脆弱。近50年來，新疆氣候變暖、降水增多的趨勢明顯。胡汝驥等人［1-4］指出，20世紀80年代中期以來，新疆出現了氣候由暖干向暖濕轉變的記錄。新疆近50年來氣溫呈上升趨勢，北疆變暖幅度大于南疆，而且變暖主要在冬季［5-6］。有數據表明，新疆降水自20世紀 50年代中期至 70年代末呈緩慢下降趨勢，其后轉為上升趨勢，尤其是1987年以后上升幅度十分明顯［7］；也有研究表明，新疆的降水量在20世紀60～70年代為減少階段，進入80年代后轉為增加的轉型時期，90年代是逐年增加時期［8］。在全球和新疆氣候變暖的背景下，新疆極端天氣、氣候事件頻發，防災減災形勢更為嚴峻，大部分冰川退縮，并呈加速減退的趨勢；但因氣候變暖的同時降水增多，河流徑流量呈增加趨勢，生態環境隨之有所恢復與改善。

瑪納斯綠洲屬于瑪納斯河流域，地處天山北麓，準噶爾盆地南緣，既有中溫帶大陸性干旱氣候特征，又有垂直氣候特征，降水稀少并受水汽來源、地形和緯度影響較大。該區域主要的經濟基礎為綠洲農業，棉花在整個綠洲農業中處于首要的地位，棉花的播種面積較大，已達到農作物總播種面積的70％左右，其棉花產區在全疆乃至全國都占有舉足輕重的地位。研究瑪河流域——瑪納斯綠洲的氣候變化情況，對于合理的改善和利用氣候資源，為瑪納斯綠洲農業可持續發展和制定相應戰略規劃提供理論依據。

表1　瑪河流域不同地貌的氣候分布特征

1　瑪河流域氣候概況

瑪納斯河流域（以下簡稱為瑪河流域）地處歐亞大陸中心，準噶爾盆地南緣，遠離海洋，干旱少雨，蒸發量大，多荒漠，屬典型的大陸性氣候。南起天山山脈依連哈比爾尕山北麓分水嶺與和靜縣毗鄰，北接古爾班通古特大沙漠，與和布克賽爾縣、福海縣分界。東起塔西河，西至巴音溝河。其地理位置處在東經84°43′～86°35′E，北緯43°21′～45°20′N。東西長198.7 km，南北最寬260.8 km，總面積3.1萬km2，由5個綠洲聯結而成。該區域為典型的山盆結構，發源于山區的河流流出山口進入山前傾斜平原，流速減慢，攜帶的泥沙等逐級沉積，依次形成沖積洪積扇-泉水溢出帶（扇緣）-沖積平原-干三角洲等地貌。流域內地勢由東南向西北傾斜，海拔最高5 242.5 m，最低256 m。差度為4 986.5 m，平均落差17.84 m/km。瑪河流域地貌復雜多變，具有明顯的垂直地帶分布，降雨量由南至北逐漸降低，平均溫度、最熱月溫度、最冷月溫度、蒸發量由南至北逐漸增加（表1）。

2　瑪納斯綠洲氣候資源變化分析

2.1光資源

光資源指太陽照射到地面的光能，其多少一般用年日照小時數來衡量，其對農作物的影響比較顯著。近45年，瑪納斯綠洲的年日照時數總體呈下降趨勢，平均減幅為36h/10a。瑪納斯綠洲從1971年至2015年，年平均日照時數為2 764.9 h。自20世紀70年代起，年平均日照時數呈逐年代際遞減趨勢；1971—1981年的年平均日照時數為2 889.4 h，1981—1991年的年平均日照時數為2 726 h，1991—2001年的年平均日照時數為2 726 h，2001—2015年的年平均日照時數為2744h。2001—2015年的年平均日照時數比1971—1981年的年平均日照時數減少145.4h。統計資料分析表明，自1985年之后，瑪納斯綠洲年均日照時數只有2012年高于2 900 h，其它年份都低于2 900 h。波動幅度也明顯下降。年均日照時數的減少不利于喜溫喜光作物的生長，因為沒有足夠的光照，其生長期間的有機物質不能充分累積，從而影響農作物產量。

2.2溫熱資源

溫熱資源是最核心的氣候資源之一，溫熱資源對農作物的影響比降水和光照的影響大。溫熱資源包括溫度和熱量資源，本文在這里對溫度的測算用年平均溫度，熱量用高于0℃的年積溫。經研究表明溫度是影響棉花產量的主要氣象因子，棉花各生育期內溫度對棉花產量的影響幅度要大于降水量和日照時數的影響，苗期氣溫每增加1℃，產量約增加4.2 kg/hm2，吐絮收獲期氣溫每增加1℃，產量約增加10 kg/hm2，花鈴期前期主要表現為負效應，溫度每增加1℃，棉花產量約減少4.4 kg/hm2，

2.2.1溫度變化

調查顯示，1971—2015年瑪納斯綠洲45年平均氣溫為5.4～8.7℃，呈增溫趨勢，氣候傾向率為0.28℃/10a。1971—1981年的年平均氣溫為6.77℃，1981—1991年的年平均氣溫為6.99℃，1991—2001年的年平均氣溫為7.15℃，2001—2015年的年平均氣溫為7.68℃，呈逐年代際遞增的趨勢。

2.2.2熱量條件（積溫）變化

瑪納斯綠洲近45年來0℃界限溫度積溫為3 728.6～4 511.9℃·d，平均4 053.2℃·d，呈逐年代際遞增趨勢，平均每10年增加57.7℃·d；1971—1981年年平均0℃界限溫度積溫為4 006.3℃·d，1981—1991年年平均0℃界限溫度積溫為3 997.4℃·d，1991—2001年年平均0℃界限溫度積溫4030.6℃·d，2001—2015年年平均0℃界限溫度積溫4164.9℃·d。

10℃界限溫度積溫為2 700.8～4 176.3℃·d，平均3 522.8℃·d，呈逐年代際遞增趨勢，平均每10年增加97.7℃·d；1971—1981年年平均10℃界限溫度積溫為 3 398.3℃·d，1981—1991年的年平均 10℃界限溫度積溫為 3 501.9℃·d，1991—2001年的年平均10℃界限溫度積溫達到3 538.5℃·d，2001—2015年年平均10℃界限溫度積溫為3 662.4℃·d。

2.3降雨量變化

瑪納斯綠洲45年來年均降雨量為204.3 mm，呈逐年代際遞增趨勢，平均增幅17.9 mm/10 a，45年中最低年份為1997年的107.20 mm，最高年份是1999年的326.20 mm。20世紀70年代平均降雨量 165.34 mm，80年代是 206.55 mm，90年代為199.82 mm，2000—2015年平均值是230.60 mm。

3　討論

據IPCC第4次評估報告顯示，全球氣候變暖已成為不爭的事實。氣候變暖將導致作物種植制度、品種布局發生變化，進而對糧食安全造成重大威脅。并且，據全球氣候模式和中國區域氣候模式預估，21世紀，隨著溫室氣體濃度的持續增加，我國新疆地區的氣候還將繼續呈“暖濕化”趨勢。氣候變化已經并將繼續對瑪納斯綠洲的農業氣候資源、農業氣象災害的時空分布產生影響，進而對農業結構布局、種植制度、栽培方式、作物品種熟性、農產品的產量、品質以及作物需水量、病蟲害等產生復雜而深刻的影響。在此背景下，本文分析了瑪納斯綠洲近45年氣候資源變化情況，發現瑪納斯綠洲近45年的氣候也發生了以光照減少、氣溫升高、降水增多為主要特征的變化。這為今后合理利用農業氣候資源、科學布局農作物生產提供了重要依據，對農業防災減災、提高農業生產效益、發展特色農業、保障瑪納斯綠洲糧食安全具有十分重要的意義。

［1］胡汝驥，樊自立，王亞俊，等.近50a新疆氣候變化對環境影響的評估［J］.干旱區地理，2001，24（2）：97-103.

［2］胡汝驥，姜逢清，王亞俊，等.新疆氣候由暖干向暖濕轉變的信號及影響［J］.干旱區地理，2002，25（3）：194-200.

［3］胡汝驥，姜逢清，王亞俊.新疆雪冰水資源的環境評估［J］.干旱區研究，2003，20（3）：187-191.

［4］胡汝驥，馬虹，樊自立，等.新疆水資源對氣候變化的響應［J］.自然資源學報，2002，17（1）：22-27.

［5］王健，丁永健，劉時銀，等.新疆阿克蘇地區近40a氣候、水文變化特征分析［J］.干旱區研究，2005，22（3）：336-340.

［6］何清，楊青，李紅軍.新疆40a來氣溫、降水和沙塵天氣變化［J］.冰川凍土，2003，25（4）：423-427.

［7］王嬌，任宜勇.新疆降水與環流場演變研究［J］.干旱區研究，2005，22（3）：326-331.

［8］薛燕，韓萍，馮國華.半世紀以來新疆降水和氣溫的變化趨勢［J］.干旱區研究，2003，20（2）：127-128.

2016—07—13

*本文由自治區科技興農項目 “北疆地區葡萄安全越冬預警技術及防御措施的推廣應用”資助。