近56年乌鲁木齐市青草期水热气候条件时空变化

普宗朝，张山清，瓦哈提，王 珂，哈布拉哈提，沙拉木，冯丽晔，陈 亮，葛怡成，买买提

(1.新疆乌鲁木齐市气象局，新疆 乌鲁木齐 830002； 2.新疆乌鲁木齐市牧业气象试验站，新疆 乌鲁木齐 830002； 3.新疆农业气象台，新疆 乌鲁木齐 830002)

政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告指出，过去130年(1880-2012年)全球气温升高了0.85 ℃，1951-2012年升温速率约为过去130年的两倍[1]，以气候变暖为主要特征的全球变化已成为不争的事实。气候变化将改变地表水、热气候资源的时空分布[2]，进而对自然植被物候、地上生物量的形成产生重要影响[3-6]。

降水、积温等是影响不同类型天然草地发育、天然草地牧草产量和草地载畜能力的主要自然因素[7-9]。乌鲁木齐市位于天山中段北麓，准噶尔盆地南缘，地处“丝绸之路经济带”核心区，是新疆维吾尔自治区的首府，也是新疆重要的畜牧业生产基地之一。由于地域广阔，地形地貌复杂，地势高差悬殊，水、热气候条件的垂直和水平分异均十分明显，因此乌鲁木齐市草地类型丰富，从北部准噶尔盆地南缘至南部和东北部高山，依次发育形成了荒漠、荒漠草原、山地草原、山地草甸以及高寒草甸等草地类型[7]，全市现有各类天然草地9.5×106hm2，占全市总面积的66.9%。天然草地不仅是乌鲁木齐市草原畜牧业的主要载体，还是乌鲁木齐市脆弱生态环境保护重要的天然屏障[7]。然而，近几十年来，由于忽视天然草地的载畜能力而片面追求家畜存栏数，乌鲁木齐市天然草地超载过牧十分严重，致使全市95%的天然草地出现不同程度的退化，其中65%严重退化[10]，草地植被覆盖度和草层高度降低，产草量和载畜能力下降，天然草地保持水土、涵养水源、净化空气、减少温室气体排放等生态功能减弱。

青草期是牧草进行光合作用制造有机物质的时期，研究表明，春季日平均气温稳定≥5 ℃的初日与青草期初日相近；秋季日平均气温稳定≥5 ℃的终日与青草期终日基本一致，因此把日平均气温稳定≥5 ℃的持续日数作为牧草的青草期[9]。青草期的长短以及青草期热量和水分条件的适宜程度及其匹配关系不仅影响家畜转场等牧事活动，而且对牧草产量形成和草地载畜能力影响很大[7-9]。因此，近年来有关全球变暖背景下天然草地青草期水、热气候条件的变化受到国内外许多学者的关注。研究表明，过去几十年藏北牧区青草期初日提前、终日推迟，青草期日数延长、气温升高、降水量增多，对牧草生长和提高草地载畜能力有利[11-12]。但作为中国第三畜牧业省(区)的新疆，至今有关天然草地青草期水、热气候条件时空变化的研究还鲜有报道[7]。

近年一些学者就全球变暖背景下新疆以及乌鲁木齐市气候变化的研究表明，过去50多年气温呈明显上升趋势[13-14]，降水量增多[15-16]，潜在蒸散量减小[17-18]，气候总体呈较明显的“暖湿化”趋势。气候变化必将影响天然草地牧草青草期的水、热气候条件，进而对牧草产量形成和草地载畜能力产生重要影响。因此，本研究以乌鲁木齐市为例，分析气候变化背景下该地区天然草地青草期热量和水分条件的时空变化，为科学评估天然草地载畜能力，合理利用草地资源，实现草畜平衡，改善和保护草地生态提供理论依据。

在电力系统中，控制器接收测量部分来的数据信息进行运算处理并向执行结构发出指令，是电力系统的“中枢神经系统”，其安全性和可靠性很大程度上决定了电力系统的安全性和可靠性[1-3]。高可靠性对控制器的要求是：具有完全在线的冗余功能，即系统在正常运行时，当前运行的主控制器如果出现故障可立即切换到备用控制器，然后从背板上取下故障控制器进行维修，系统在整个运行过程中的正常运行不受任何影响；总结为系统输出连续、及时发现故障并实时切换[4-5]。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

乌鲁木齐市地处天山中段北麓，准噶尔盆地南缘，位于86°48′-88°58′ E，42°40′-45°00′ N，总面积1.421 6万km2，地形地貌复杂，地势起伏悬殊，南部、东北部高，中部、北部低，最高点天山博格达峰海拔5 445 m，最低处北部准噶尔盆地南缘海拔403 m，山地面积约占区域总面积的40%。气候类型多样，北部平原为暖温带干旱、半干旱区，中部山前倾斜平原和乌拉泊至达坂城山间谷地为中温带干旱、半干旱区，低山为中温带半干旱、半湿润区，中山带为寒温带半湿润气候区，高山和亚高山为寒带、寒温带半湿润气候区[8]。全市年均气温7.0 ℃,年降水量271.4 mm，年日照时数2 650 h，年蒸发量2 164.2 mm，无霜冻期168 d[14-16]。

根据链条锅炉煤炭燃烧特点，沿炉排长度方向燃料先后经历干燥、挥发分析出、着火燃烧与燃尽等阶段，每个阶段所需空气量不同，所以沿炉排长度方向分多个风室进行分级送风。由于同一风室炉排上方的煤炭处于同一燃烧阶段，所以一个风室内沿炉排宽度方向配风要均匀。但在锅炉实际运行过程中，由于“风室端部效应”的影响，链条锅炉沿炉排宽度方向普遍存在横向配风不均匀现象。在强风区，冷风直接进入炉膛，过量空气增加，降低炉膛温度；在弱风区由于煤层阻力增大，燃烧速度减慢，还原反应加剧，使化学不完全燃烧热损失增加，燃烧热效率降低。因此实现链条炉排横向配风均匀、纵向供风合理是提高链条锅炉热效率的关键。

1.2 资料来源

乌鲁木齐市气象站点稀疏，资料序列较长的只有乌鲁木齐、达坂城、大西沟、牧试站、小渠子和米东6个台站，为丰富气候资料的信息量，同时也为了在进行气候要素空间插值模拟时减少边界效应的影响，本研究将乌鲁木齐市近邻的隶属于昌吉回族自治州的昌吉、阜康、蔡家湖和天池4站也列入研究范围之内(图1)。各站逐日气象数据和乌鲁木齐市1∶50 000地理信息数据由新疆气象信息中心提供。

随着电力系统智能化程度的不断深入，作为其基础的电力系统感知数据变得越来越重要。电压互感器量测数据是重要的感知数据源头之一，是实现电力系统智能分析与控制的前提条件[1]。错误的量测数据不仅可能导致自动装置误动和拒动，还可能误导调度人员做出错误决策，严重影响电力系统安全稳定运行。然而，电压互感器故障是无法完全避免的，因此，亟需一种行之有效的电压互感器故障识别方法，当电压互感器发生故障时，能及时准确地识别出故障，避免错误测量数据造成不良影响。

图1 乌鲁木齐市地形地貌和气象站点分布Fig. 1 Topography, geomorphology, and distribution of meteorological stations in the Urumqi City

1.3 研究方法

1.3.1有关指标的意义及其确定方法

1)青草期初日 春季日平均气温稳定≥5 ℃的初日与天然牧草青草期初日基本一致。青草期初日的早晚对春季转场等牧事活动有直接影响[8-9]。将采用连续5 d滑动平均法确定的春季日平均气温稳定≥5 ℃的初日作为青草期初日[19]。

语篇第二个段落里评论员罗列了关于“网络战争”以及“为网络战争而忧心”的两篇报道（一是“伊朗网络攻击是对‘The Stuxnet’③病毒的反报复”，一是“关于中国间谍威胁论的报道会让攻击者更加努力”）。

2)青草期终日 秋季日平均气温稳定≥5 ℃终日的到来，标志着牧草开始黄枯[9]，家畜逐渐从秋牧场向冬牧场转场[8-9]。将采用连续5 d滑动平均法确定的秋季日平均气温稳定≥5 ℃的终日作为青草期终日[19]。

5)青草期≥5 ℃积温 牧草只有在一定的积温条件下才能完成其生命周期[8-9]。青草期≥5 ℃的积温是表征牧草进行光合作用制造有机物质所能利用的热量资源[8]。青草期初日至终日逐日平均气温之和为青草期≥5 ℃积温(℃·d)。

3)青草期日数 青草期初日至终日的天数为青草期日数(d)[9]，青草期的长短决定了家畜在一年中采食青草的时间，在水热气候条件适宜的前提下，青草期越长，牧草产量越高，载畜能力也越强[8-9]。

4)青草期平均气温 平均气温是体现气候冷暖的基本指标因子，天然牧草只有在一定的温度条件下才能正常生长并获得较高的产量[8-9]。青草期初日至终日逐日平均气温的算术平均值为青草期平均气温(℃)。

(三)新制度实行财务会计和预算会计平行记账，对行政事业单位的预算资金监管更加严格，不仅财务人员日常的工作量加大，对财务人员自身的业务素质也是很大考验。

6)青草期降水量 降水是牧草生长发育、产量形成所需水分的主要来源。乌鲁木齐市降水较少且时空分布不均，干旱是制约草原畜牧业发展和草原生态改善的主要因素[7-10]。将青草期初日至终日逐日降水量之和作为青草期降水量(mm)。

李琳回来后在金店说了，店员们都很生气，说许沁分明是想赖账。花奴说玉敏，过两天我陪你去。我就不信姓许的是个啃不动的硬猪头。

7)青草期干湿指数 青草期降水量与同期潜在蒸散量(mm)之比为青草期干湿指数。干湿指数综合考虑了大气降水和潜在蒸散量这两个最重要的地表水分收支分量之间的相对平衡关系，因此是表示天然草地下垫面干湿状况较理想的物理量[15-16]，在北方，干湿指数也是决定不同类型草地分布和牧草产量高低的主要因素[9]。青草期潜在蒸散量采用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算获取[20]。

乌鲁木齐市青草期平均气温的空间分布呈现“平原荒漠类草地高，山地草地和山地草甸类草地低”的特点(图9)。前30年，海拔3 500 m以上的高寒草甸青草期平均气温在8.0 ℃以下；2 300-3 500 m的山地草甸和亚高山草甸为8.0～12.0 ℃；1 500-2 300 m的山地草地和山地草甸12.0～15.0 ℃；850-1 500 m的荒漠草地15.0～18.0 ℃；海拔850 m以下的荒漠草地在18.0～19.2 ℃(图9)。

1961-2016年，乌鲁木齐市青草期平均气温总体以每10年0.16 ℃的倾向率呈极显著(P<0.001)的升高趋势，56年来升高0.9 ℃，近26年青草期平均气温较前30年升高0.5 ℃，气候变暖明显(图8)。

p=p(λ,φ,h)+ε=(b0+b1λ+b2φ+b3+b4λφ+b5φh+b6λh+b7λ2+b8φ2+b9h2)+ε。

(1)

式中:p为栅格点气候要素模拟值；p(λ,φ,h)为宏观地理因子对气候要素的影响；ε为局部小地形因子和随机因素对气候要素的影响，即残差项；λ为栅格点的平均经度(°)；φ为栅格点的平均纬度(°)；h为栅格点的平均海拔高度(m)；b0～b9为待定系数。残差项ε的插值运算采取反距离加权法(IDW)，计算式为：

(2)

式中：ε为各要素残差项的栅格点模拟值；n为用于插值的气象站点的数目；εi为第i个气象站点气候要素的实际残差项值；di为插值的栅格点与第i个气象站点之间的欧氏距离，k为距离的幂。

2 结果与分析

2.1 青草期初日时空变化

1961-2016年，乌鲁木齐市青草期初日变化趋势不明显，总体以每10年-0.424 d的倾向率呈不显著的提早趋势(P>0.05)，56年来提早了2.4 d，近26年全地区平均青草期初日比前30年提早了1 d(图2)。

式中:xw,yw分别为终端执行器x轴和y轴坐标;L1和L2为机械手连杆长度;Ox和Oy分别为第1个关节x轴和y轴方向的偏移量.

乌鲁木齐市青草期初日的空间分布总体呈现“中北部荒漠类草地早，南部、东北部山地草地和草甸类草地晚”的特点(图3)。前30年，海拔高度低于1 000 m的中北部平原以及达坂城山间谷地东南部的荒漠草地青草期初日在3月末-4月上旬；海拔1 000-1 700 m的山前倾斜平原和低山、丘陵地带的荒漠草地和山地草地在4月中、下旬；1 700-2 300 m的中低山带的山地草地和山地草甸为5月上、中旬；2 300-2 700 m的中山带的山地草甸为5月下旬-6月上旬；海拔2 700-3 200 m的亚高山带草甸为6月中、下旬；海拔3 200 m以上的高寒草甸青草期初日一般迟至7月上旬以后，其中，3 900 m以上的高寒地带为终年积雪、冰冻区，基本无牧草生长(图3)。

图2 1961-2016年乌鲁木齐市青草期初日变化Fig. 2 Change in the green grass season start date in the Urumqi City during 1961-2016

近26年青草期初日的空间分布格局与前30年基本一致，但近26年较前30年，从荒漠草地至高寒草甸青草期初日依次提前了0～3 d，就同一青草期初日所处海拔高度而言，依次抬升了50～150 m(图3)。

2.2 青草期终日时空变化

1961-2016年，乌鲁木齐市青草期终日总体以每10年1.455 d的倾向率呈显著(P<0.01)的推迟趋势，56年来推迟了8.1 d，近26年全地区平均青草期终日较前30年推迟了4.2 d(图4)。

图3 1961-1990年和1991-2016年乌鲁木齐市青草期初日空间分布的比较Fig. 3 Spatial distribution of green grass season start date in the Urumqi City during 1961-1990 and 1991-2016

图4 1961-2016年乌鲁木齐市青草期终日变化Fig. 4 Change in the end date of the green grass season in the Urumqi City during 1961-2016

乌鲁木齐市青草期终日的空间分布格局与青草期初日相反，总体呈现“中北部荒漠类草地晚，南部、东北部山地草地和山地草甸类草地早”的特点 (图5)。前30年，海拔 3 300 m以上的高寒草甸青草期终日一般在8月中旬以前；海拔2 650-3 300 m的亚高山草甸为8月中旬-9月初；2 100-2 650 m的山地草甸9月初-9月中旬；1 450-2 100 m的山地草地和山地草甸为9月中旬-10月初；900-1 450 m的荒漠草地在10月上、中旬；海拔高度低于900 m的北部平原以及达坂城谷地东南部荒漠草地在10月中、下旬(图5)。

近26年青草期终日的空间分布格局与前30年相似，但各地均不同程度地推迟，其中，荒漠、荒漠草地以及山地草地推迟3～6 d，山地草甸和高寒草甸推迟1～3 d；就同一青草期终日所处海拔高度而言，后26年较前30年，从高寒草甸至平原荒漠依次抬升了100～200 m(图5)。

2.3 青草期日数时空变化

受青草期初日略有提前、青草期终日显著推迟的共同影响，1961-2016年,乌鲁木齐市青草期日数总体以每10年1.879 d的倾向率呈显著(P<0.01)的延长趋势(图6)，56年来延长了10.5 d，近26年全地区平均青草期日数较前30年延长了5.2 d(图6)。

金枝一点力量也没有，好像愿意赶快死似的，无论怎样努力眼睛也不能张开。一部汽车擦着她的身边驰过，跟着警察来了，指挥她说：

青草期日数的空间分布总体呈现“平原荒漠类草地多，山地草地和山地草甸类草地少”的特点(图7)。前30年，海拔3 500 m以上的高寒草甸青草期一般不足30 d；2 900-3 500 m的亚高山草甸为30～80 d；海拔2 400-2 900和1 750-2 400 m的山地草甸分别为80～120和120～160 d；1 100-1 750 m的荒漠草地和山地草地160～190 ；海拔高度低于1 100 m的荒漠和荒漠草原在190～212 d(图7)。

近26年青草期日数的空间分布格局与前30年相似，但各地均不同程度地延长，其中，荒漠类草地和山地草地延长4～8 d，山地草甸和高寒草甸延长3～5 d；就同一青草期日数所处海拔高度而言，近26年较前30年，从高寒草甸至平原荒漠依次抬升了100～250 m(图7)。

2.4 青草期平均气温时空变化

1.3.3青草期气候要素空间分布及其变化分析方法 1961年以来的50多年，乌鲁木齐市气候总体“变暖变湿”，并且年平均气温和年降水量分别于20世纪90年代初和80年代末发生了突变[14，16，22]，因此，本研究以1990年作为时间节点，对比分析近26年(1991-2016年)与前30年(1961-1990年)乌鲁木齐市青草期初、终日，青草期日数，青草期平均气温，≥5 ℃积温，降水量和干湿指数等要素空间分布的变化情况。各要素空间分布的栅格化(100 m×100 m)插值模拟采用宏观地理因子的三维二次趋势面与反距离加权残差订正相结合的方法在ArcGIS10.2平台上进行，其模型为[13,16-17]：

1.3.2青草期气候要素变化趋势分析方法 使用线性倾向率法研究分析1961-2016年乌鲁木齐市青草期初、终日，青草期日数、平均气温、≥5 ℃积温、降水量和干湿指数等要素的变化趋势[21]。

激发是影响地震记录质量的重要因素，如果激发不出有效的弹性波能量，再好的接收条件也无济于事，所以激发有效波必须具备：频带较宽；有较高的信噪比和良好的重复性。山区复杂的地表条件，决定了要因地制宜的选择激发井位、井深和药量。山区表层纵横向岩性及速度变化均较大，使用一个固定的激发井深难以获得理想的资料，因此勘探过程中的激发井深及激发岩性的选择非常重要，适当的激发井深及好的激发岩性可以取得较高品质的原始资料。利用小折射、微测井及岩性录井等措施做详细的表层结构调查，且要根据出露地表的情况来对表层进行划分，划分出低速层、降速层及高速层等，且画出表层结构纵剖面图，以此可以逐点进行激发井深设计。

图5 1961-1990年和1991-2016年乌鲁木齐市青草期终日空间分布的比较Fig. 5 Spatial distribution of the end date of the green grass season in the Urumqi City during 1961-1990 and 1991-2016

图6 1961-2016年乌鲁木齐市青草期日数变化Fig. 6 Change in the green grass season days in the Urumqi City during 1961-2016

图7 1961-1990年和1991-2016年乌鲁木齐市青草期日数空间分布的比较Fig. 7 Spatial distribution of green grass season days in the Urumqi City during 1961-1990 and 1991-2016

图8 1961-2016年乌鲁木齐市青草期平均气温变化Fig. 8 Change in the green grass season mean temperature in the Urumqi City during 1961-2016

图9 1961-1990年和1991-2016年乌鲁木齐市青草期平均气温空间分布的比较Fig. 9 Spatial distribution of green grass season mean temperature in the Urumqi City during 1961-1990 and 1991-2016

近26年乌鲁木齐市各地青草期平均气温均较前30年不同程度地升高，其中，荒漠类草地和山地草地升高0.3～0.8 ℃，山地草甸和高寒草甸升高0.1～0.3 ℃；就同一青草期平均气温所处海拔高度而言，近26年较前30年从高寒草甸至平原荒漠依次抬升了100～250 m(图9)。

习近平在谈到古丝绸之路的历史渊源时说到，“我们的先辈筚路蓝缕，开辟出联通亚欧非的陆上丝绸之路；我们的先辈扬帆远航，闯荡出连接东西方的海上丝绸之路”，以此阐明“一带一路”倡议不是没有根据的凭空想象，而是古丝路的一种新时代的延伸。他同时也指出，“历史是最好的老师”暗示我们要像我们的先辈那样携手推行“一带一路”倡议，增强了沿线各国建设“一带一路”的使命感。

2.5 青草期≥5 ℃积温时空变化

1961-2016年,乌鲁木齐市青草期≥5 ℃积温总体以每10年61.14 ℃·d的倾向率呈极显著(P<0.001)增多趋势，56年来增多了342.4 ℃·d，近26年较前30年增多了179.5 ℃·d(图10)。

青草期≥5 ℃积温的空间分布呈现“平原荒漠类草地多，山地草原和山地草甸类草地少”的特点(图11)。前30年，海拔3 400 m以上的高寒草甸青草期≥5 ℃积温不足200 ℃·d；2 700-3 400 m的亚高山草甸为200～1 000 ℃·d；2 300-2 700 m的山地草甸1 000～1 500 ℃·d；1 600-2 300 m山地草地和山地草甸为1 500～2 500 ℃·d；850-1 600 m的荒漠草地2 500-3 500 ℃·d；海拔850 m以下的荒漠草地在3 500～4 166 ℃·d(图11)。

近26年乌鲁木齐市各类草地≥5 ℃积温均较前30年有所增多，其中，荒漠类草地增多180～300 ℃·d，山地草地和草甸类草地增多100～180 ℃·d；就同一青草期≥5 ℃积温所处海拔高度而言，后26年较前30年从高寒草甸至平原荒漠依次抬升了100～250 m(图11)。

2.6 青草期降水量时空变化

1961-2016年,乌鲁木齐市青草期降水量总体以每10年6.93 mm的倾向率呈显著(P<0.05)的增多趋势，56年来增多了38.8 mm，近26年较前30年增多了20.1 mm(图12)。

青草期降水量的多少除与青草期的长短有关外，更与所在区域年内降水总量及其季节分配密不可分。乌鲁木齐市青草期降水量的空间分布呈现“中低山带山地草甸和山地草地多，高山带高寒草甸及平原、谷地荒漠类草地少”的特点 (图13)。前30年，海拔3 600 m以上的高寒草甸因青草期很短，青草期降水量不到50 mm；海拔3 450-3 600 m的高山草甸同样因青草期较短，青草期降水量也仅有50～100 mm。达坂城山间谷地受地形的影响多风少云，全年降水稀少，其东南部荒漠草地青草期的降水量只有50～100 mm；海拔3 250-3 450 m的高山草甸以及海拔低于700 m的北部平原荒漠和东部达坂城山间谷地荒漠青草期的降水量为100～150 mm；海拔3 050-3 250 m的亚高山草甸和海拔700-1 100 m的中北部荒漠草地为150～200 mm；海拔2 800-3 050 m的亚高山草甸和海拔1 100-1 300 m的荒漠草地为200～250 mm；海拔1 300-2 800 m范围内的荒漠草地、山地草地和山地草甸因青草期较长，加之该区域大部地处降水较多的中山带[7-8]，因此青草期降水量多，为250～345 mm (图13)。

图10 1961-2016年乌鲁木齐市青草期≥5 ℃积温变化Fig. 10 Change in the green grass season ∑T≥5 ℃ in the Urumqi City during 1961-2016

图11 1961-1990年和1991-2016年乌鲁木齐市青草期≥5 ℃积温空间分布的比较Fig. 11 Spatial distribution of green grass season ∑T≥5 ℃ in Urumqi City during 1961-1990 and 1991-2016

图12 1961-2016年乌鲁木齐市青草期降水量变化Fig. 12 Change in the green grass season precipitation in the Urumqi City during 1961-2016

近26年较前30年乌鲁木齐市各类天然草地青草期降水量均有所增多，其中，荒漠类草地增多10～20 mm，山地草地和山地草甸类草地增多20～40 mm。受其影响，青草期降水量多于250 mm的山地草甸和山地草原草地的海拔下限下降100～200 m，海拔上限抬升了300～400 m,其分布区域明显扩大，而青草期降水量少于150 mm的荒漠类草地和高寒草甸明显减小(图13)。

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2.7 青草期干湿指数时空变化

受降水量增多、潜在蒸散量减小(减小速率每10年9.38 mm，图略)的共同影响，1961-2016年，乌鲁木齐市青草期干湿指数总体以每10年0.015的倾向率呈显著(P<0.05)增大趋势，56年来增大了0.08，近26年较前30年增大了0.06(图14)，气候变湿明显。乌鲁木齐市天然草地青草期干湿指数的空间分布总体呈现随海拔高度的升高而增大的特点(图15)。前30年，海拔低于700 m的北部荒漠草地以及达坂城山间谷地荒漠草地青草期干湿指数在0.20以下，其中达坂城谷地东南部甚至小于0.05；海拔700-1 550 m的荒漠草地为0.20～0.50；1 550-3 000 m的山地草地和山地草甸为0.50～1.00；3 000 m以上的亚高山草甸和高寒草甸为1.00～1.57(图15)。

图13 1961-1990年和1991-2016年乌鲁木齐市青草期降水量空间分布的比较Fig. 13 Spatial distribution of green grass season precipitation in the Urumqi City during 1961-1990 and 1991-2016

图14 1961-2016年乌鲁木齐市青草期干湿指数变化Fig. 14 Change in the green grass season arid-wet index in the Urumqi City during 1961-2016

图15 1961-1990年和1991-2016年乌鲁木齐市青草期干湿指数空间分布的比较Fig. 15 Spatial distribution of green grass season arid-wet index in Urumqi City during 1961-1990 and 1991-2016

近26年较前30年各类草地青草期干湿指数均有所增大，且增大幅度随海拔高度的升高而递增。平原、谷地和低山丘陵地带的荒漠和荒漠草地青草期干湿指数增大0.02～0.03，中山带的山地草地和山地草甸增大0.03～0.10，亚高山草甸增大0.10～0.20，高寒草甸增大0.20～0.28。就同一干湿指数所处海拔高度而言，近26年较前30年，从荒漠草地到高寒草甸依次抬升了50～400 m(图15)。

3 讨论

乌鲁木齐市光照充足，但水、热气候资源相对匮乏且大部分天然草地青草期水分和热量条件的匹配不理想，制约了草地生产力和牧草产量的提高。平原荒漠类草地热量条件相对富足，但降水稀少、蒸散强烈，水分不足是主要限制因子；高山草甸类草地虽降水较多、气候相对湿润，但气温低、青草期短，热量匮乏是主要限制因子[7-9]。近56年，尤其是1991年以来乌鲁木齐市青草期气候呈较明显的“暖湿化”趋势，对提高草地生产力和载畜能力，减缓超载过牧对草地的破坏，改善草地生态具有重要意义。利用自然植被净第一性生产力(NPP)模型模拟分析乌鲁木齐地区各类天然草地在不同的降水和温度变化情景下NPP的可能变化，结果也证实，气候“暖湿化”对提高乌鲁木齐地区天然草地NPP有利，但目前缺乏“暖湿化”气候变化背景下各类天然草地牧草实际产量变化的验证[23-24]。因此，有关气候变化对乌鲁木齐市天然草地牧草产量和载畜量影响的定量研究有待深入。

4 结论

本研究利用统计学方法以及ArcGIS的空间插值技术对1961-2016年乌鲁木齐市天然草地青草期水、热气候条件的时空变化规律进行了分析。结果表明，青草期水、热气候条件空间分布具有明显的垂直分异，其中，热量条件呈现随海拔高度的升高从平原荒漠类草地至中、高山草甸类草地逐渐减少的分布格局；而青草期水分条件的空间分布与热量条件大体相反，呈现从平原荒漠类草地至中、高山草甸类草地逐渐变湿的特点。在全球变暖背景下，1961-2016年乌鲁木齐市各类草地青草期热量和水分气候条件均明显改善，主要表现为，青草期较长(>80 d)且降水量较多(>250 mm)的山地草甸和山地草原分布区域明显扩大，而青草期不足80 d的高寒草甸以及降水量少于150 mm的平原荒漠类草地明显缩小，这对改善乌鲁木齐市草地生态，提高草地生产力和载畜能力具有重要意义。