青藏高原青南和甘南牧区气候变化趋势及对环境和牧草生长的影响，本文主要内容关键词为：南和论文,甘南论文,青藏高原论文,牧区论文,牧草论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
青南牧区和甘南牧区相互接壤成片，位于我国青藏高原东北部，是青藏高原的主体部分。青南牧区地处昆仑山以南、唐古拉山以北的青海省中南部，包括玉树、果洛两个藏族自治州的全部、黄南藏族自治州的泽库县和河南蒙古族藏族自治县以及海西蒙古族藏族自治州格尔木市的唐古拉乡，共14个县112个乡。土地面积35.16万km[2]，占青海省土地总面积的47.6％，草地面积2098.82万hm[2]，其中可利用草地面积1889.96万hm[2]，占全省的57.85％。甘南牧区系指甘肃省西南部的甘南藏族自治州，西面与青海省的果洛和黄南两个自治州相连接，土地面积3.87万km[2]，占全省的8.5％，其中草地面积272.27万hm[2]，占全州土地总面积的70.28％。这一地区是我国长江、黄河、澜沧江的发源地和上游地区。广布于该地区的天然草地是江河源头的天然屏障。草地资源的枯荣不仅直接影响到当地民族经济的兴衰，而且关系到国家的环境安全。研究20世纪80年代以来，该地区气候变化特点及其对高原环境和高寒草地牧草生产所造成的影响，并提出应对政策和措施，有着十分重大的现实和战略意义。
一、研究方法
在研究气候变化特点时，本文对青南牧区和甘南牧区分别进行研究和分析。青南牧区选择了玛多、曲麻莱、久治、杂多、玉树等5个县城气象站，甘南牧区选择了玛曲、碌曲、夏河、卓尼等4个县城气象站，以这些气象站的气象资料分别代表该气象站所在县的气候状况。将青南牧区或甘南牧区各气象站同期的气象资料相加后再求其平均值，以此分别代表整个青南牧区或甘南牧区的气候状况。
为研究近10多年来气候变化的特点，取青南牧区和甘南牧区各气象站1980（或1985）至2000年逐年和月平均气温、年和月降水量以及年蒸发量等观测资料，并在此基础上计算出各站（县）逐年春、夏、秋、冬四季的平均气温和降水量。甘南牧区同时还抄录了1990～2000年期间各站4月上、中旬和9月下旬、10月上旬的旬平均气温资料。为便于对比，还查阅了20世纪60～70年代末上述各气象站多年平均气象资料。
利用上述气候时间序列资料或3年平滑数据，采用spss（10.0版本）社会经济统计分析软件，建立大量回归方程。当回归方程为直线型时，把一次项系数（b[，1]）乘以10，即b[，1]×10称为气候变化的边际倾向，单位为mm（℃）/10年。
二、甘南牧区气候变化特点
1.甘南牧区气温变化特点。利用各县气象站1980～2000年期间逐年平均气温，计算出甘南牧区逐年平均气温，建立回归方程：
Y[，t]=2.5684+0.04594T
（15.596）（3.507）
R[2]=0.3924，
=0.3604，SE=0.3639，
F=12.2696，P=0.24％
式中Y[，t]为甘南牧区年平均气温，T为时间序列值。可以看出，上述回归方程统计检验结果非常理想，反映年平均气温与时间变化呈正相关，即从1980年以来，甘南草地年平均气温呈逐年升高趋势，气温边际倾向为0.5℃/10年。
以1990～2000年数据建立甘南牧区年平均气温的回归方程，其气温升高的边际倾向为0.6℃/10年（P=4.22％），与1980～2000年的气温边际倾向比较，可以看出，1990年以来的10年期间甘南州年平均气温升高速度在加快。
再看甘南牧区春、夏、秋季气温变化特点。利用1980～2000年计算的甘南牧区春、夏、秋、冬四季气温资料建立回归方程，可以看出，除冬季气温变化趋势尚不显著外，其它三个季节气温都表现出十分明显的升高趋势。春季和夏季气温升高的边际倾向均为0.6℃/10年（P=0.79％和P=0.28％），秋季约为0.5℃/10年（P=3.09％）。
同样，利用1990～2000年资料建立全州夏季气温回归方程，其气温升高的边际倾向为0.7℃/10年（P=3.86％）。对上述夏季两个回归方程的气温边际倾向进行比较，可以看出90年代以来甘南牧区夏季气温增高速度明显加快，气温升高的边际倾向提高了23.73％。
利用1980～2000年甘南牧区各县年平均气温资料建立的各县年平均气温回归方程均为直线型，统计检验结果十分理想，且都表现出年平均气温逐年升高趋势。其中夏河年平均气温的边际倾向约为0.6℃/10年（P=0.07％），卓尼县为0.5℃/10年（P=0.04％），碌曲县和玛曲县分别0.40C/10年（P=3.21％）。
甘南牧区气温升高的总趋势还可以从不同时期的比较中看出来。对20世纪90年代与60～70年代多年年平均气温进行比较，结果表明，90年代夏河气温升高0.7℃，卓尼升高0.8℃，碌曲升高0.4℃，玛曲升高0.5℃。可见，甘南牧区平均气温90年代比六七十年代明显升高的趋势是不容置疑的。
2.甘南牧区降水量变化趋势。利用1980～2000年3年平滑降水量数据，建立甘南牧区年降水量回归方程：
Y[，t]=563.8851-2.3523T
（47.705）（-2.635）
R[2]=0.2884，=0.2466，SE=21.3938，
F=6.8912，P=1.77％
上述回归方程统计检验结果十分理想，表明自80年代以来，甘南牧区年降水量呈逐年减少趋势，其边际倾向为-23.5mm/10年。90年代与60～70年代相比较，除夏河县年平均降水量基本持平外，其他3个县的年平均降水量都明显减少。其中卓尼县减少65.9mm，减少幅度达18.24％；碌曲县减少87.5mm，减幅为13.81％；玛曲县减少56.7mm，减幅为9.21％；整个牧区平均减少51.9mm，减幅为9.12％。
利用多年气象序列资料的3年平滑数据，建立甘南牧区及各县年平均气温对降水量的回归方程，统计检验结果表明，气温对降水量影响比较显著。全区年平均气温每升高1℃时，降水量将减少29.6mm（P=7.40％）；卓尼和碌曲气温升高1℃时，降水量将分别减少44mm（P=11.98％）和51mm（P=4.45％）；玛曲在年平均气温低于2.3℃时，随着气温升高降水量减少；在气温高于2.3℃时，随着气温升高降水量呈增多趋势（P=2.08％）。
夏季（6、7、8月）气温和降水量变化对牧草生长具有决定性作用。利用1990～2000年气象资料建立夏季气温对降水量的回归方程，可以看出，甘南牧区及各县夏季平均气温的变化与同期降水量之间呈显著的负相。夏季平均气温每升高1℃，甘南牧区同期降水量会减少68.3mm（P=9.33％），夏河县降水量将减少103.4mm（P=0.71％），卓尼县减少67mm（P=12.31％），碌曲县减少110mm（P=6.77％）。
三、青南牧区气候变化特点
1.青南牧区年平均气温和降水量变化特点。用各县站1985～2000年的气象资料计算整个青南牧区年平均气温和降水量，然后用3年平滑数据分别建立气温和降水量的归方程（表1）。统计检验结果比较理想，说明自80年代中期以来，青南牧区气温在逐年上升，降水量大体呈逐年减少的趋势。气温升高边际倾向为0.3℃/10年，降水量减少的边际倾向为-28.6mm/10年。
表1 青南牧区年平均气温和降水量回归方程系数及统计检验
方程 常数cB[，1]R[2]R[2] SE
F P％
年平均气温 -0.4534
0.03394 0.2802 0.2203 0.2369
4.6722 5.16
降水量 519.2618 -2.89624 0.2256 0.1610 23.0933 3.495
8.61
2.青南牧区四季降水量变化特点。利用1985～2000年3年平滑数据，建立青南牧区春、夏、秋、冬四季降水量的时间序列回归方程，可以看出，青南牧区近10多年来春季降水量呈逐年增多趋势，其边际倾向为23.9mm/10年（P=0.03％）。夏季降水量在1991～1998年期间呈逐年减少趋势，1998年以后的2年间降水量逐年增多。秋季降水量1996年前为逐年减少趋势，此后逐年增多。冬季降水量1995年以前逐年增多，1995年以后呈逐年减少的趋势。
四、气候变化对牧草生产的影响
气温和降水量的变化直接影响牧草生长的状况，是影响草地产草量的重要因素。80年代以来，青南和甘南牧区气温普遍升高、降水量逐年减少，对青藏高原东北部高寒草地牧草生育期和牧草产量产生了明显影响。
1.气候变化对青南牧区牧草生产的影响。受地理和气候等特殊环境的影响，青南牧区出现了独具特点的草地类型——高寒草甸和高寒干草原等，形成了与同纬度的亚热带高山植被有较大差异而相对独立的高原植被类型。青南牧区以高寒草甸为主，其面积占全区草地面积的84.03％，其次为高寒干草原，占全区草地面积的15.80％。
（1）气候变化对青南牧区牧草返青期和枯黄期的影响。90年代与60～70年代相比较，青南牧区各县牧草返青期（4、5月）和枯黄期（9、10月）以及多年平均气温，普遍高于60～70年代的平均温度。90年代4月平均气温比60～70年代升高了0.2～0.4℃，5月升高了0.6～1.2℃，9月升高了0.4～0.8℃，10月升高了0.2～0.9℃。各县多年平均气温，90年代比60～70年代升高了0.5～0.8℃。牧草萌发、返青期气温升高，使牧草生长初期提前；枯黄期气温升高，使得牧草枯黄开始日期延迟，最终导致牧草生长季天数增多。
（2）气候变化对青南牧区牧草产量的影响。以曲麻莱县为代表，研究青南牧区气候变化对天然草地产草量的影响。曲麻莱县地处青南牧区中北部，县气象站位于北纬34°08′和东经95°47′，海拔高度4175米。90年代平均气温为-1.9℃，年降水量382.3mm。测产牧草地为全封育、原生植被优良的天然草地，可以排除人为活动及鼠害对牧草生长的影响，因此气候变化成为影响牧草产量高低的主要因素①。
以1985～1997年该县年平均气温，年降水量以及夏季平均气温和降水量为自变量，对天然草地亩产草量（kg）进行多元逐步回归，剔除不显著变量后，最终得到年降水量（R）对牧草亩产草量（P）的线性方程：
P=-495.1561+1.6408R
（-3.487） （4.596）
R[2]=0.7489，=0.7130，SE=72.5776，
F=20.8788，P=0.26％
统计检验极其显著，表明曲麻莱县年降水量增加1mm时，天然草地亩产草量将增加1.6kg。
2.气候变化对甘南牧区牧草生产的影响。甘南州的气候特点适宜于生长寒温性中生植物，形成以草甸类植被为主的草地类型。天然草地共包括7大类：高山草甸、亚高山草甸、灌丛草甸、林间草甸、盐生草甸、沼泽草甸和山地草原。其中以亚高山草甸和亚高山灌丛草甸分布最广，面积最大，分别占甘南州草地面积的53％和占高山灌丛草旬面积33.55％。
（1）气候变化对甘南牧区牧草返青期和枯黄期的影响。甘南牧区牧草返青期一般集中在4月上旬到4月中旬。90年代以来甘南牧区及各县4月上旬平均气温普遍比60～70年代的平均气温高0.0～0.7℃；4月中旬平均气温有2个县略低于60～70年代，其他两个县旬平均气温升高0.2～0.3℃。说明在90年代甘南牧区及各县返青开始期气温比60～70年代有所上升，但此后气温上升的速度比较缓慢。甘南牧区天然牧草的枯黄期大都集中在9月下旬到10月上旬期间，个别热量较多的县可推迟到10月下旬。天然牧草枯黄期气温变化趋势，同样会直接决定牧草生长期的长短。甘南牧区及各县90年代9月下旬和10月上旬的平均气温都比60～70年代普遍升高。其中9月下旬平均气温升高了1.4～2.4℃；10月上旬平均气温升高了2.3～3.2℃。据试验报道，甘南牧区禾本科牧草成熟至枯黄期的天数平均为69天，≥0℃积温为529℃。因此，90年代以来，甘南牧区及各县牧草枯黄期大约可向后推迟6天左右。
（2）气候变化对甘南牧区牧草产量的影响。以夏河县为代表研究气候变化对甘南牧区草地亩产草量的影响。逐步回归结果（表2）表明，夏河县无论年平均气温还是夏季平均气温，对天然牧草的生产都具有十分显著的影响。当年平均气温升高1℃时，天然草地亩产草量平均减少122.6kg。如果夏季气温升高1℃时，天然草地亩产草量平均减少83.4kg。
五、气候变化对环境的影响
20世纪80年代以来，青藏高原青南和甘南牧区草地开始逆向演替，环境不断恶化。气候变暖、降水量减少是环境恶化的主要自然因素。据粗略估计，中纬度地区如果地面温度平均升高2℃，在其他气象条件不变的情况下，可以增加地表实际蒸发量25％左右，从而大大加速干旱化进程②。据我们研究，在青藏高原东北部年平均气温和年蒸发量之间呈十分显著的正相关（表3），气温升高普遍导致蒸发量增多。年平均气温升高1℃时，青南牧区年蒸发量大约增多99mm，甘南牧区大约增加114mm。这种趋势已对当地环境恶化产生了十分明显的作用。
1.草地严重退化、沙化、鼠害猖獗。据统计，到2000年甘南牧区近90％的草场发生退化，其中重度退化草场占甘南牧区草地面积的30％，中度退化草场面积占50％。草地鼠害发生面积占天然草地可利用面积的50.2％。干旱和沙化面积不断扩大，全区有1.5％的草地因严重退化、沙化和渍化而成为裸地。青海省全省草地退化、沙化面积占全省可利用草地总面积的37.78％。草场退化、沙化造成每年损失鲜草约700万吨，相当减少了牲畜饲养量480万羊单位，畜牧业损失达7亿多元③。青南牧区草地退化更为严重，退化草地主要为“黑土滩”，单位面积牧草产量仅为400.5kg/hm[2]，仅为未退化草地的13.23％。如果洛州的玛多县有1.6万km[2]草地退化，占全县天然草地总面积的70％以上④。该州的达日县由于“黑土滩”扩大，1986年到1997年期间全县可利用草地面积每年减少32hm[2]，草地等级下降，低等级草地比重增大。12年中理论载畜量减少了10万羊单位，产草量减少了25.92万吨⑤。草地退化，毒杂草兹生，为鼠害繁衍、栖息创造了有利环境。据统计，青海全省鼠害发生面积占全省可利用草地面积的26.38％，比1985年扩大了1倍。青南牧区鼠害分布面积667.807万hm[2]，危害面积520.137万hm[2]，占全省鼠害总面积的80.26％，是青海省鼠害发生面积最多、危害最严重的地区，成为青南牧区与雪灾、旱灾并列的三大自然灾害之一。
2.水资源枯竭，水土流失加剧。草地严重退化使草地涵养水分的能力下降，加之气温升高、蒸发量增大而降水量又在减少，导致河流径流量锐减，水溪断流，湖泊沼泽干涸，地下水位下降，干旱草场增加。青海是黄河流域最大的水源涵养区。由于生态环境恶化，黄河源头地区水源涵养功能大大下降。据统计，1988～1998年期间，黄河青海段年水量比正常年份减少了23.3％，共计减少水量约250亿立方米。青南牧区玛多是黄河源头的“千湖之县”，因生态环境急剧恶化，星罗棋布的湖泊正以惊人的速度萎缩干涸。县境内2.5万km[2]土地上，10年前还有4077个大小湖泊，总面积达1673.8km[2]，占全县土地总面积的6.6％，在维持当地高原生态平衡中发挥着重要作用。而到1999年秋天，已有2017个湖泊不复存在，剩下的2000多个湖泊也正面临萎缩和消失的危险。这些湖泊周围的千条小河溪流，也有大半干涸，其中有名称的河流就有121条断流或彻底干涸，除二、三条黄河主要源流尚有涓涓细水之外，其余河流断流半年以上⑥。黄河干流在甘南牧区的玛曲县境内流程433公里，号称“黄河第一曲”，由于气候变暖干旱，草地生态环境恶化，县境内补给黄河的水量减少了15％左右。甘南牧区沼泽等湿地面积减少，州内最大的尕海湖在1996～1997年连续两次出现历史上未曾有过的干涸，全区沼泽地面积已由80年代初的8万hm[2]减少到不足2万hm[2]，过去的大部分水草滩已变成植被稀疏、草质很差的半干滩和“黑土滩”。甘南牧区缺水干旱草地占全区草地面积的17.4％，缺水人口占全区的28％。草地植被遭到破坏后，土壤蓄水能力大大下降，地表径流加剧，土壤极易被侵蚀，造成大面积水土流失。80年代以来甘南州水土流失面积已扩大45％。青海省水土流失面积已占全省土地总面积的46％，其中长江流域水土流失面积占全省的32％，黄河流域约占22％，而且近些年来水土流失呈加剧趋势。据测定，甘南牧区迭部县境内白龙江含沙量1965～1993年增加了12倍；洮河含沙量比80年代增加了73.3％；大夏河含沙量增加了52.4％。
3.生物多样性遭到破坏。特殊的自然地理环境使青藏高原东北部拥有丰富的动植物资源，其中有很多是珍稀物种。由于气候变化，草地退化、沙化，湿地退缩，以及人为盗猎和对药用植物的破坏性挖掘，导致高原野生物种种群数量急剧减少。据统计，青海境内生存受威胁的生物物种约占总类数的15％～20％，比世界平均水平高出5个百分点，一些物种已濒危。据测定，甘南牧区未退化的亚高山草甸植被盖度为80％～95％，多样性为29.1种/m[2]；中度退化的植被盖度为45％～65％，多样性为22种/m[2]；重度退化后植被盖度小于45％，多样性仅为8.7种/m[2]。以前草原上常见的许多野生动物，现已难见踪影，许多药用植物几乎绝迹。
六、建议
1.高度重视气候暖干化趋势造成的影响。气候暖干化趋势是导致青藏高原东北部牧区环境恶化的根本原因之一。加之长期以来，我国牧区草地公有，使用权属不清以及人口不断增加，家畜数量成倍增多，草畜矛盾日益加剧，草地超载，过度放牧，反过来又进一步加剧环境恶化，形成恶性循环。因此，青藏高原东北部的气候暖干化趋势以及由此而造成的对大江大河源头生态环境和天然草地牧草生长的影响，应该引起政府和全社会的高度重视。只有保护好江河源头的草地资源和环境，才能实现中华民族的长治久安。
2.采取针对性更强的政策和措施，从根本上扭转青藏高原草地退化和环境恶化的局势。造成青藏高原青南和甘南牧区草地退化和环境恶化的根本原因，既有气候暖干化的自然因素，更要看到由于长期存在的制度缺陷导致“公共地悲剧”的原因。只有从上述两个方面出发，采取针对性更强的政策和措施，开展江河源头和上游地区生态环境的恢复性治理和保护，才能从根本上扭转青藏高原草地退化、环境恶化的局势。（1）国家应尽快制定和颁布草地承包经营和草地监测的有关法律规定。近几年来，我国牧区已经开始实施草地承包经营责任制。但是由于国家至今没有颁布相应的法规文件，使草地承包经营中出现的许多新问题在解决时缺乏有效的法律依据。（2）希望国家设立青藏高原资源与环境保护和建设基金，以便接纳来自国内和国外社会各界的捐赠；同时要尽快研究和制定青藏高原江河源头保护税。通过上面两种渠道，使青藏高原江河源头和上游地区环境恢复性治理和保护资金的来源有可靠的保证。（3）对青藏高原江河源头不适宜人类居住的地区，由国家负责实行生态移民，并对草地实行封育。牧民由高山迁居到河谷地带，政府应从资金和技术等方面帮助他们从事畜牧业和种植业生产，并在农牧业税方面予以减免优惠。（4）江河源头草地围栏以及改良恢复和人工种草等草地建设项目，应参照农区退耕还林（草）政府补助给牧民适当补偿。国家草地建设项目应尽量落实到牧户，建卡验收，对于重度沙化和鼠害严重发生的草地，其治理应主要由国家投入资金。（5）鼓励和帮助牧民建设现代化的家庭牧场。逐步实现以草场围栏化、牧民定居化、圈舍暖棚化、牲畜良种化、饲草料基地化、防疫规范化为建设内容的现代化家庭牧场，是对人草畜配套建设提出的新的更高目标。不能仅仅把家庭牧场建设看作是牧民自身生存和发展的需要，更要看到其所产生的保护草地生态环境的巨大的生态效益和社会效益。这项工程可以通过直接和间接方式既达到恢复治理和保护草地生态环境的目的，同时又能改善和提高牧民生产和生活条件，使传统放牧业逐步向集约化、商品性生产和经营方式转变。各级政府应该把家庭牧场建设看作是草地承包后很长一段时期内牧区工作的重点，从管理、技术和资金等各个方面给予大力扶持。（6）调整畜群结构，加快畜群周转，严格控制性畜数量。开展畜种改良，提高个体生产能力。探索高寒地带合理的放牧强度和畜群周转的最优方案。（7）建立鼠虫害监测和防治体系。（8）积极开展高原人工降雨。
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①张国胜，李林等：《青南高原气候变化及其对高寒草甸牧草生产影响的研究》，《草业学报》，1999（3），6～7。
②国家科学技术委员会：《中国科学技术蓝皮书：气候》（第5号），北京科学技术出版社，1990，61～62。
③⑥胡玉婷：《生态农业是青海大开发的根本》，《青海社会科学》，2000（4）：45～50。
④圈华：《关于长江、黄河源头地区现状以及成因的调查》，《草原与草坪》，2000，88（1），46～47。
⑤陈全功：《青南省达日县退化草地研究Ⅱ：退化草地成因与评估》，《草业学报》，1998，4，44～48。
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