敦煌西湖自然保护区.docx
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敦煌西湖自然保护区
1.1.4气候
保护区地处北半球暖温带干旱气候区,冬季严寒,夏季酷热,秋季凉爽。
全年平均气温9.9℃,最热月7月为26.7℃,最冷月元月为-10.4℃。
气温日较差大,最高达29℃。
日照时间长,全年日照时数为3 246.7 hr,日照率达73%。
太阳总辐射全年为641.84 kJ/cm2。
降水少,年平均降水量39.9 mm,干燥度大于16,属于极干旱气候条件。
风大沙多,全年平均风速2.2 m/s。
全年大风日15天。
1.2.3气象资源
敦煌西湖自然保护区主要的气象资源是光能和风能资源。
保护区内高海拔地区年平均风速4~5 m/s,为全甘肃风速最大地区之一。
年均大风天15天,最多27天,风可驱动发电机和其它机器,以用来获得电能和机械能。
保护区光能比较充足,年日照时数2 841.1~3 246.7 hr,党河河谷最高2 960~3 110 hr。
太阳辐射在党河河谷590.34~619.65 KJ/cm2之间,敦煌湾腰墩最高641.84 KJ/cm2,年日照百分率平均66%~70%。
光能是保护区内的有利资源。
此外光能可用于发电,驱动机器及用于人们的日常生活、取暖、做饭、烧水等,是一种绿色能源,可推广利用,以解决居民的燃料问题,保护生态环境。
第2章自然环境
2.1气候
敦煌西湖自然保护区地处内陆腹地,地处暖温带,属典型的大陆性干旱气候。
春季多大风、沙尘暴,夏季炎热,秋季凉爽,冬季寒冷。
全年降水稀少,气温日较差大,日照时数长,辐射强度大。
2.1.1气温
敦煌西湖自然保护区年平均气温为9.9℃,最热月出现在7月,平均气温26.7℃;最冷月1月,平均气温为-10.4℃。
季平均气温以夏季6~8月最高,冬季12月至翌年1月最低,春秋两季界于二者之间,3~5月升温快(表2-1)。
表2-1敦煌西湖自然保护区各月平均气温(单位:
℃)
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年
平均气温
-10.4
-4.1
4.8
13.6
19.8
25.2
26.7
25.3
18.8
9.3
-0.1
-9.1
9.9
敦煌西湖保护区平均最高气温出现在6-8月,平均最低气温出现在1月(表2-2)
白天气温高可以促进植物的光合作用,夜间气温低有利于抵制作物的呼吸消耗。
在植物生长季节内,气温日较差大,有利于植物的光合作用,以提高物质的积累。
敦煌气温年平均日较差为16~20℃之间,最大日较差为29℃。
敦煌西湖自然保护区平均最高气温出现在6-7月,极端最高气温出现在7~8月;平均最低气温出现在1月,极端最低气温出现在1~12月(表2-2)。
敦煌极端最高气温43.6℃,最低气温在-30.5℃,年较差达70℃左右。
表2-2敦煌西湖自然保护区平均最高、最低气温(单位:
℃)
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年
平均最高
-3.7
2.8
17.5
22.4
30.9
34.8
33.0
34.2
29.6
21.1
10.3
1.5
19.5
平均最低
-19.0
-15.7
-0.8
3.1
13.6
16.6
17.2
7.9
12.1
2.7
-6.7
-13.1
1.4
植物生理活动开始的温度界限,一般为0℃,5℃,10℃,其累积积温表示植物的一定发育阶段所需要的热量状况,0℃和5℃或10℃之间的积温是衡量各地可供农牧业利用热量多少的标志(表2-3)。
表2-3敦煌西湖自然保护区的积温
计算起点
≥0℃
≥5℃
≥10℃
积温
4437.0
4310.0
4073.0
敦煌≥0℃积温平均初日为3月7日,终日11月15日,持续时间254天;≥5℃的平均初日3月27日,终日10月27日,持续时间216天;≥10℃的平均初日4月14日,终日10月8日,持续时间179天。
年、月、季气温的地理分布,均随海拔高度的增高而降低。
其递减率为年平均0.56℃/100m,7月平均0.63℃/100m,1月平均0.1℃/100m。
2.1.2光照
敦煌年平均日照时数为3115~3247hr,日照百分率70%~73%(表2-4)。
太阳辐射是地面最主要的能量来源。
太阳辐射的波长范围大约为0.15~
表2-4敦煌西湖自然保护区各月日照时数及日照百分率(单位:
小时、%)
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年
日照时数
215.0
215.0
251.0
270.0
319.0
324.0
315.0
319.0
294.0
281.0
226.0
205.0
3247.0
百分率
72.0
72.0
68.0
68.0
72.0
73.0
70.0
75.0
79.0
82.0
76.0
71.0
73.0
4μm。
其中:
紫外线波长0.15~4μm,占太阳辐射总量的7%,可见光波长0.4~0.76μm,占太阳辐射总量的50%。
红外线波长0.77~5μm,占太阳总辐射量的43%。
太阳辐射的强度受太阳高度角、大气透明度、云量、海拔高度和地理纬度等因素影响。
海拔高度高、云量多、大气透明度小、太阳高度角低则太阳辐射量小,反之太阳辐射量大。
敦煌西湖自然保护区的太阳辐射资源十分丰富,年总量在590.34~630.95kJ/cm2之间,与青海相似,仅次于西藏地区(669.89~845.73kJ/cm2)。
太阳辐射值最大出现在7月,12月辐射量最小。
辐射量最大月是最小月的3倍。
季辐射量最大值出现在夏季196.78~221.90kJ/cm2。
冬季最小为99.11~100.48kJ/cm2。
2.1.3生理辐射
太阳辐射能的90%集中在波长0.3~4.0μm的光谱区内,植被只能吸收波长为0.4~0.76μm的可见光,大约相当于总辐射量的49%。
通常把这个光谱区间的太阳辐射称为光合作用有效辐射或生理辐射。
光合作用有效辐射只有在生长期才有利用价值。
2.1.4降水
敦煌西湖自然保护区降水量季节分布不均,降水主要集中在夏季,其次是春季,冬季最少。
差异较为悬殊(表2-5)。
表2-5敦煌西湖自然保护区月平均降水量(单位:
mm)
时间
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年
平均降水量
0.2
0.1
0.0
1.9
5.2
9.6
2.6
6.0
2.7
0.1
1.0
0.0
39.9
空气的相对温度是测定空气中含有水汽多少的一种量度,通常用百分比表示。
它是空气中实有水汽压力(绝对湿度)和在当月温度下饱和水汽压的百分比(表2-6)。
表2-6敦煌西湖自然保护区月平均相对湿度(单位:
%)
时间
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年
平均相对湿度
49
40
31
31
31
36
41
39
40
40
47
51
40
蒸发量的大小主要取决于温度、风速、湿度等因子,也是衡量水资源的一种量度。
夏季较大,冬季较小。
蒸发量的大小与观测仪器有密切关系。
通常用蒸发皿来观测蒸发量,蒸发皿的类型主要有
、
口径的蒸发皿以及E601型蒸发皿,前两者的观测值较大,后者的观测值相对较小,更接近大水体的实际蒸发状况,因此,往往用E601型蒸发皿的观测值代表水面蒸发。
表2-7敦煌西湖自然保护区月平均蒸发量(单位:
mm)
时间
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年
平均蒸发量
37
65
179
291
353
354
336
342
238
155
75
40
2465
敦煌气象站的蒸发量是
口径的蒸发皿观测(表2-7)。
经过与党河水库、党城湾站的对比分析,将所有
口径蒸发皿的观测值折算成
型蒸发器的蒸发量,其折算系数统一为0.63。
敦煌年蒸发量1553mm。
干旱指数是反映一个区域干湿程度的一个指标。
定义为大水体的年蒸发量(或年蒸发能力)与年降水量之比值,即
,通常采用近似公式表示,即:
(2-1)
式中:
为干旱指数;
为大水体的年蒸发量,单位:
;
为
型蒸发器水面年蒸发量,单位:
;
为同一观测站的年降水量,单位:
。
干旱指数是一个地区由地形、地貌和气候条件所决定的综合指标,其时空分布规律带有明显的气候特征,干旱指数等值线图的合理性主要取决于与气候、下垫面条件之间的吻合程度。
降水大于蒸发能力的地区,
,说明降水量超过蒸发能力而有余,气候湿润;干旱指数
,说明气候干旱,
值越大,说明气候越干旱。
全国统一规定:
为十分湿润,
在0.5~1.0之间为湿润,
在1.0~3.0之间为半湿润,
在3.0~7.0之间为半干旱,
7.0为干旱。
用式(2-1)可计算出敦煌干旱指数为39.0。
降水量高值区干旱指数相对较小,降水量低值区干旱指数相对较大。
敦煌西湖保护区所在地属极干旱区。
2.1.5风
表2-8敦煌西湖自然保护区各月平均风速(单位:
m/s)
时间
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
全年
平均风速m/s
2.1
2.2
2.7
2.8
2.7
2.3
2.1
2.1
1.8
1.6
1.9
2.1
2.2
最多风向
W
W
E
E
E
E
NE
E
NE
W
W
W
W
频率%
15
14
14
14
14
11
10
13
13
10
13
15
15
大风日数
0.4
0.6
2.2
2.4
2.8
2.0
2.2
1.4
0.1
0.2
0.4
0.6
15.4
风受地形影响较大,敦煌西湖自然保护区地域开阔,风大沙多,全年平均风速2.2m/s。
最高风速出现在4月份,风速最小的月份是10月份。
敦煌西湖自然保护区地形变化较大,最多风力为W,其发生频率为15%。
敦煌大风(瞬时风速≥17m/s)15.4天,大风主要集中在冬、春两季。
各月平均风速值、最多风向和频率及各月大风日数见表2-8。
2.1.6气象资源评价与利用
2.1.6.1光能资源
敦煌西湖自然保护区属北方长日照地区,年日照时数在2 800~3 500小时之间,平均每天日照时数为8.7~9.6小时,一年植物生长期间日照时数为2204.5小时,占年日照时数的70%。
因此敦煌西湖自然保护区光能资源极为丰富。
长日照植物和短日照植物都能满足生长需要。
我国太阳辐射年总量变化在334.9~1004.8kJ/cm2。
保护区辐射总量为620.9~740.6kJ/cm2,在全国属日照较多的地区,生理辐射为304.4~311.9kJ/cm2,均高于全省其它地区。
保护区所在地光照资源极有利用价值,政府部门应对光照资源有计划地进行开发利用,建设太阳能发电站,可以解决电力不足或无电的问题,推广太阳能取暖、做饭,以使保护区的植被免受采礁的破坏。
2.1.6.2水分资源
水分资源在气候区划中一般用干燥度来评价。
本区年均降雨量39.9mm,干旱度>16,根据干燥度的分级标准,属极干旱区。
保护区水分资源匾乏,植被生长主要依赖于地下水,有关部门应注重地下水资源的保护及合理利用,以弥补自然水资源的缺乏。
2.1.6.3风力资源
敦煌西湖自然保护区所在地以风力大、发生频率高而著称,是风力资源极为丰富的地区。
据火烧湖附近测定,7—9月平均风速5.5—5.6m/s,平均风能密度199—206W/m2。
地方政府应注重风力资源的开发和利用,建立风力发电站解决社区供电不足或改变无电的局面,以利于保护区环境保护。
2.1.6.4热量资源
无霜期和有效积温是衡量一个地区热量资源的一项重要指标。
敦煌平均无霜期为145天,一般早霜9月25日,晚霜5月6日,有霜期225天。
全年有效积温为3611.3℃,适宜果木和农作物的生长。
由于昼夜温差大有利于植物累积碳水化合物,使果品含糖量提高,因此当地热量条件适宜发展果品生产,尤其是葡萄生产。
2.1.7气象灾害
2.1.7.1干旱与旱灾
干旱的成因分为土壤干旱、大气干旱和植物生理干旱3种。
土壤干旱是由于自然降水量少而形成的土壤缺水,由于土壤含水量不足,植物蒸腾需水与供水失去平衡而影响到植物的正常生长。
而大气干旱造成植物蒸发量大,根部吸水量供应不足,导致植物光合效率低,影响植物自然生长。
一般来说降水量比常年同期偏少20%,对植被的生长就有影响。
影响较大的是中旱和大旱。
中旱和大旱标准为:
中旱,降水量比常年同期偏少30%~69%;大旱,降水量比常年同期偏少70%以上;保护区旱灾发生频率为中旱28.6%,大旱14.3%。
旱灾是指党河南山无积雪或积雪较少,党河冰雪融水补给量减少,造成区域地下水位下降,致使植被大量枯死。
保护区旱灾发生概率:
轻85.7%,中9.5%,重4.8%。
2.1.7.2霜冻
霜冻是指在春、秋季的温暖季节里,当地面附近空气温度下降到0℃以下,空气中水汽凝华而成的聚集植物体上的松脆水晶,对植物造成低温冻害。
保护区气候干旱,有时可不形成冰晶物,但仍然使植物受到冻害,这种现象为“黑霜”。
保护区内只有重霜才会造成较大灾害。
2.1.7.3冰雹
保护区内冰雹灾害不大。
冰雹产生于积雨云,当积雨云发展强烈时,由于热力对流作用,使云中水滴迅速形成冻结物.并随着对流上下运动而不断增大,最后降落地面形成冰雹。
2.1.7.4大风及干热风
此种自然灾害主要发生在保护区沙漠戈壁,大风发生时常伴有沙尘暴。
1954~1980年27年中,敦煌境内八级以上大风,3~5月出现198次,平均每年7.4次。
大风常刮掉地面沙粒,打伤禾苗,部分耕地渠道被沙埋压;雷雨大风出现114次,平均每年4次,常使小麦倒伏,果树幼果脱落,自1957~1980年的24年中,夏收期大风共出现19次,平均每年发生1次,常使未收割小麦严重脱粒,危害很大。
1955~1980年26年中,出现风灾17次,平均每年受灾面积140hm2。
近年来沙尘暴的频次有所增加,不仅影响工农业生产,而且对自然植被、野生动物产生不良影响。
敦煌大风和沙尘暴平均日数列入表2-9。
表2-9 敦煌历年各月大风和沙尘暴平均日数
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
全年
大风
0.4
0.6
2.2
2.4
2.8
2.0
2.0
1.4
0.1
0.2
0.4
0.6
15.4
沙暴
0.9
1.4
2.8
2.4
2.3
1.6
1.5
1.0
0.3
0.3
0.4
1.8
15.8
干热风,又称“火风”“热东风”,则由于最高气温35~36℃,最低相对湿度23%~26%,风速3~4m/s,高温、低湿度和风综合作用的结果。
多集中在6月下旬,小麦乳熟至蜡熟期及7月下旬和8月上旬玉米抽雄、吐丝花期和棉花现蕾、开花期。
1954~1980年,干热风日102天,占总日数的41%,且多为强过程,平均机遇为3年一次。
雨后突然转晴,升温降湿,造成青枯逼熟的雨后高湿型,在27年中先后发生13次,出现年率为33%,平均3年中有一年成灾(表2-10)。
表2-10 敦煌市历年逐旬各级干热风出现日数及频率
旬
项目
6月
7月
8月
合计
上
中
下
上
中
下
上
中
下
总日数
5
6
27
4
5
19
30
4
2
102
频率(%)
4.9
5.9
26.5
3.9
4.9
18.6
29.4
3.9
2.0
100
强过程
3
0
18
0
0
16
20
0
0
57
频率(%)
5.3
0.0
31.6
0.0
0.0
28.1
35.1
0.0
0.0
55.9
中过程
2
6
9
4
5
3
10
4
2
45
频率(%)
4.4
13.3
20.0
8.9
11.1
6.7
22.2
8.9
4.4
44.1
出现年率(%)
7.4
11.1
29.6
7.4
11.1
25.9
33.3
7.4
3.7
2.2水文
2.2.1地表径流
党河是保护区可利用的地表河流,流经肃北党城湾水文站进入敦煌,其次还有东水沟、西水沟、崔木土沟、多坝沟及南湖泉水等。
位于敦煌西湖保护区南部阿克塞县境内的长草沟、阿克塞沟、雁丹图沟、青石沟、安南坝等几条小沟在不同程度上对保护区也有一定影响。
2.2.1.1地表径流量
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