人类活动对干旱化的影响

由于人类活动所产生的大气中温室气体(如co2和CH4等)含量增加所产生的全球增温效应已经被公认。本世纪以来全球和我国北方地区地面气温变化曲线已经呈现出明显的增暖趋势。这种大范围的气候增暖会造成地表蒸发加速,增加了干旱气候严重程度。据研究,中纬度干旱地区地面增温2#C时,地球地面辐射平衡也加大,因此蒸发能力加大,估计增大20%左右,约300?400mm,远远超过当地降水量的变化范围。据估计,中纬度地区如果地面温度平均升髙2°C,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,从而大大加速干旱气候的进程。此外,一些区域尺度上的人类活动(例如,对地下水和地表径流的过度开采利用以及土地利用\/拟盖变化所产生的生物物理\/化学反馈)也对干旱发生频率和趋势的加剧具有不可忽略的影响。黄土高原森林覆盖面积的变化具有一定的代表性。古代西周时期,森林覆盖率达53%,在秦至南北朝减少到40%,到明清时期为15%,现在只剩53下6.1%。如宁夏同心大罗山1962—1981年,林地面积减少13.8%,林线上升超过500m,农田不断向山顶推进,出现了山泉大部干涸,雨量减少,干旱气候发展耕地^少,人口增加,人们便毁林造田,垦草种粮,带来严重的后果。草原、森林和植被的破坏,通过一系列的物理过程,使气候干旱和土壤干旱进一步加剧,水土流失和侵蚀过程加快,土壤肥力减低,导致植被状况进一步破坏,造成恶性循环,破坏了整个生态系统。符淙斌等人利用区域环境系统集成模式(REMS)来模拟恢复东亚地区自然植被后对区域气候和环境可能影响的程度。结果表明,大范围恢复自然植被对东亚夏季气候的影响是明显的,它不仅可以改善近地面气候状况,而且可以影响季风环流强度的变化。虽然这是一种虚拟的极端理想的状况,但这个试验表明,根据当地的气候、水文和土壤等自然条件来实行退耕还林(草),恢复自然植被有可能产生显著的气候和环境效应。刘昌明等人系统分析了水资源与人口、经济和社会环境的关系。任立良等人以中国北方地区黄河、海河、辽河、松花江流域为研究区域,基于长期水文观测数据,就人类活动对不同时空尺度(包括日、月、年、10年)地表水资源的影响及河川径流演变的驱动力进行了定遺分析。结果表明,无论从自然流域的角度还是从行政区域的角度来说,中国北方河川径流都存在减少的趋势。除气候变化的影响之外,河道外用水量的增加是导致中国北方地区实测径流减少的直接原因。上游水库拦蓄、引水量的激增等不合理的用水方式是导致下游河口河道干涸、断流的主要原因。值得注意的是,干旱、半干旱地区人类活动对河川径流的影响程度强于湿润地区,人类的作用致使干旱和半干旱地区的河水流量比湿润地区减少得更快,主要表现在小流出现的频率增大,20世纪80、90年代相同量级的降水量产生的径流遛较50、60年代减少20%?50%。3.2季节性干旱的形成3.2.1中国区域的季节性干旱的时空特征干旱的发生不仅存在地区差异,季节上也不尽相同。我国地域广大,地形复杂,既有青藏高原这样的高海拔地区,同时又濒临太平洋,这样巨大的海拔高度和海陆差异造成了我国复杂的天气气候条件,也使得我国不同地区每个季节都可能发生不同程度的干旱,同时不同地区的季节性干旱也存在明54显差异。有些地区可能春季较容易发生干旱,而有些地区的干旱主要集中在夏秋季节,甚至有些地区在某些年份干旱持续时间较长,出现连续两个季节以上的干旱。春旱多出现于中国北方地区,春季降水少且变率大,每月降水量都小于50mm,并且由南向北迅速减小,因此往往造成北方地区日照充足,空气干燥,温度上升快,此外,风多且风大,蒸发力强,土壤失墒较快,从而使得降水量远远低于蒸发ft,水分缺失严重,最终造成干旱。北方地区也较容易发生初夏旱,由于初夏雨季尚未来临,降水仍然较少,但气温升高,相应的蒸散也加强,造成严重的水分匮乏。雨养地区的土壤水分从春季开始减少,到初夏时节达到全年中的最低值。在缺雨年份,初夏是水分供应最差的时节。盛夏期间的干旱主要发生于三伏期内,所以通常又被称为“伏旱”。这时候作物生长旺盛,需水多,抗旱能力差。而干旱发生时,太阳辐射强烈,温度髙,空气干燥,蒸发力强。在北方,有些年份副热带高压位置偏北,使得37°N甚至更北的地区受到副高控制,从而发生伏旱。东北地区春季的干旱最为严重,夏旱次之,在某些年份可能存在春夏连旱的情况,将会造成这一地区的干旱状况更加严重,而东北地区的西部,春旱发生频率髙达70%左右。据统计,华北地区发生春旱的概率在70%左右,还常常发生连年春旱。西北地区春旱频率也可达44%。黄河、淮河和海河流域干旱区是我国发生干旱较大、频次较多的地区之一。在3—10月的农作物生长期内均有可能发生干旱,而春季干旱的发生频次较高,有“十年九春旱”的说法。例如1951—1980年的30年内就有26年出现了不同程度的春旱。大多数春旱年之前的冬季少雨雪,甚至有些年份自上一年的秋季就少雨。有的春旱可持续到6、7月份,出现春夏连旱,对农业生产影响最为严重,如1962年、1972年、1997年等。个别年份(如1965年)甚至春夏秋三季连旱,对农业生产影响更为严重。夏旱的频次低于春旱,但多与春旱或秋旱相连,如1957年、1974年等,对农业生产影响也比较大。较为严重的伏旱多发生于南方地区。7月上旬,雨带移到华北、东北地区,秦岭、淮河以南到广东、广西北部的广大地区被副热带高压控制,空气下沉,天气晴热,蒸发力强,而降水较少,水分供需矛盾大,如果沿高压脊西侧北上的台风偏少,则会造成如我国秦岭、淮河以南到广东、广西北部的广大地区,尤其是湖南、湖北、江西、浙江西部地区最容易发生伏旱。金华、南昌和长沙是伏旱最严重的地区。伏旱开始的时间南方比北方早,且北方地区相对南方较弱。55\r

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