黑龙江省气候变化及人类活动对水资源的影响效应研究

崔 颖

（东北农业大学，黑龙江 哈尔滨 150006）

0 引言

黑龙江省位于中国东北部，全省土地总面积约为45.48km2。省内河流纵横，湖泊众多，坐拥黑龙江，嫩江，松花江，乌苏里江，绥芬河五大水系，多年平均水资源总量为810.3亿m3。黑龙江水资源分布呈现着边缘多，腹地少，中部多，东西部少的特点。同时，黑龙江省是我国重要的粮食主产区与商品粮生产基地，在保障我国粮食安全方面占有重要的地位。虽然粮食总产已实现了十二连增，但农业基础设施薄弱、水资源利用效率低下、水资源空间分布不均、农业靠天吃饭等问题仍然没有得到有效的解决。

在气候变化对水资源会产生什么样的影响这一方面，在1980年左右，国内首次在西北华北部地区开展了气候变化对水资源影响的相关考察工作。而国外关于这一研究内容最早出现在20世纪40年代末的美国，主要以研究降水-径流关系为主。进入21世纪之后，气候变化对水资源会产生什么影响已经成为国际重大会议主要议题之一，引起了国内外学者更加广泛的关注。

在人类生产生活对水资源的影响这一方面，我国的研究起步较晚，始于1990年左右，芮孝芳分析了水库工程、灌溉面积、大型调水工程、地下水开采以及城市化对水资源产生的影响。在国外，人类活动对水资源的影响研究最早开始于1935年，由南非学者研究了森林开发对水资源的影响。

本文即以黑龙江省为研究对象，通过分析1959-2013年多个站点平均气温与平均降水量，力求得到气候变化及人类活动会对该省的水资源产生怎样的影响，从而为提高水资源利用效率提供有力依据。

1 材料与方法

1.1 数据来源

本项目以黑龙江省的七个观测站点（富锦、佳木斯、鸡西、依兰、宝清、虎林、鹤岗）为研究对象，从中国气象数据网收集了1959—2013年各站点多年平均气温及平均降水量等数据进行分析。

1.2 分析方法

将所得到的数据利用如下公式进行分析

2 结果与分析

由下述折线图可以得出，曲线在1956—2013年呈曲折变化，但由x-y曲线可得总体趋势为上升趋势，除富锦站点外，其余站点R2均在0.3~0.5之间。

由表2对于各个站点特征值的计算可知，7个站点多年平均降水量均位于3~4.5之间，方差在0.72~0.91之间，变差系数均在0.2上下浮动，中位数则较稳定在3~4.5之间，富锦、佳木斯、依兰、宝清、鸡西的偏差系数值均为0，虎林和鹤岗的偏差系数在0.1左右。

表2 各站点降水量相关特征值计算

表1 各站点平均气温

图1 富锦站平均气温折线图

图2 佳木斯站平均气温折线图

图3 依兰站平均气温折线图

图4 鸡西站平均气温折线图

图5 虎林站平均气温折线图

图6 宝清站平均气温折线图

图7 鹤岗站平均气温折线图

由各个站点平均气温可得，富锦1959年为3.6℃，而2013年为3℃，期间有微弱的下降趋势。依兰站及鸡西站变化趋势与富锦站呈现相似规律。鹤岗1959年为1.3℃，而1999年为3.5℃，其呈明显的上升趋势。

通过对黑龙江省七个研究站点1959—2013年的气温及降水量进行系统的分析得出，黑龙江省近五十年气候呈现出明显的变暖趋势，气温曲折上升，共计升高约1.35℃。同时富锦站、依兰站和鸡西站方差较小，年降水量呈现出微弱的下降趋势，宝清站和鹤岗站的年降水量下降趋势相对明显，而佳木斯站和虎林站的年降水量呈现出微弱的上升趋势，依兰站、鸡西站和鹤岗站的年降水量突变点较多。

3 结论

假定人类的生产活动不对水资源的时空演变产生直接的干预，则气候变化是驱使水资源发生时空演变的主要因素。首先，气候变化会使大气中水的蒸发量增大，使得地下潜水矿化度增加，逐渐咸化。其次，气候变化使得降水在时间和空间上的分配更加不均衡；在时间上，强降水强度增加，暴雨洪涝、干旱频率增加，在空间上导致地球水资源地区分配更加不均衡，降水季节不均衡，季节流量相对全年流量失调。同时，气温变化及年降水量也对水资源的演变有着极为重要的影响，在空间上年降水量的变化趋势与夏秋季节具有一定的相似性。对于季节降水量，除大兴安岭北部和三江平原北部外，黑龙江省冬、春季节降水量均呈现出上升的趋势；除大兴安岭中部和中西部以及三江平原西北部的部分地区外，夏、秋季节降水量均呈现出下降的趋势。对于年降水量，黑龙江省中部年降水量呈现出减少的趋势，而大兴安岭地区和西部半干旱区以及三江平原西北部地区呈现出了上升的趋势。

当气候对水资源时空演变的影响忽略不计时，人类的生产活动是影响它的主要因素。首先，人类建造了大量水库大坝等水利工程，使得水资源在时间和空间上发生变化。它们或削减洪峰流量，达到泄洪目的，或南水北调，调节全球的总径流，对地表水资源量进行了人为的再分配。其次，人类进行工农业生产，对水环境造成了一定的污染，侵害水体功能，造成了水资源的二次分配，从而影响其时空演变规律。

根据以上结论，可以对黑龙江省水资源时空演变规律的认识更进一步，同时对于黑龙江省农业生产也具有一定指导意义。