李興華，陳素華，韓 芳

(1.內(nèi)蒙古生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象中心,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051; 2.內(nèi)蒙古氣象服務(wù)中心,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051)

隨著內(nèi)蒙古草原區(qū)氣候暖干化的加劇，草原干旱呈多發(fā)趨勢，影響范圍越來越廣，干旱對國民經(jīng)濟(jì)造成的損失也越來越大。草地干旱監(jiān)測評估和預(yù)測預(yù)警指標(biāo)一直是干旱研究熱點(diǎn)[1-2]，劉玲等[3]利用土壤相對濕度和相對蒸降差法建立了北方草地干旱評價指標(biāo)；馮銳等[4]利用土壤熱慣量法和植被供水指數(shù)法開展了干旱遙感定量監(jiān)測評估研究，并基于GIS技術(shù)建立服務(wù)系統(tǒng)推廣應(yīng)用；草地干旱評估指數(shù)目前已經(jīng)形成了國家和地方標(biāo)準(zhǔn)[5]。而草地干旱損失評估方面，僅見陳素華等[6]開展的干旱對內(nèi)蒙古草原牧草生物量損失的評估方法研究。近年來，李興華和陳素華[7]開展了內(nèi)蒙古草地干旱損失評估方法研究，并對草地生長季干旱造成草地牧草、畜產(chǎn)品和抗旱投入的經(jīng)費(fèi)等直接經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行了評估。干旱對內(nèi)蒙古不同草原牧草生育期的影響評估研究還有待開展，尤其頻繁發(fā)生的春季干旱，對牧草返青期的影響嚴(yán)重。在春季降水正常年份，內(nèi)蒙古草原牧草返青受溫度影響較大，其中典型草原的克氏針茅(Stipakvyloyii)返青所需>0 ℃積溫為20～80 ℃·d，且40 cm地溫需穩(wěn)定通過3 ℃；羊草(Leymuschinensis)返青需>0 ℃積溫為25～160 ℃·d，且40 cm地溫需穩(wěn)定通過5 ℃。荒漠草原的短花針茅(S.breviflora)返青所需>0 ℃積溫為30～180 ℃·d，且40 cm地溫需穩(wěn)定通過5 ℃；蔥類植物返青所需>0 ℃積溫為10～80 ℃·d，且40 cm地溫需穩(wěn)定通過0 ℃[8]。牧草返青早，雨量充足，可使牧草早日進(jìn)入快速生長期，牲畜提前進(jìn)入飽青期，減少春季牲畜的補(bǔ)飼量，降低飼養(yǎng)成本，也使牲畜提前進(jìn)入膘情恢復(fù)期。在春季降水偏少年份，草原干旱使牧草返青期推遲，許多地區(qū)牧草在春季出現(xiàn)二次返青，枯草期延長，牲畜補(bǔ)飼量、飼養(yǎng)成本增大，牲畜體能支出增多，膘情持續(xù)下降，體弱多病容易死亡的情況。因此，草地春旱造成的直接經(jīng)濟(jì)損失主要體現(xiàn)在舍飼成本增加、牲畜死亡數(shù)量增加和人畜飲水困難；間接經(jīng)濟(jì)損失主要表現(xiàn)在草地退化和沙漠化加劇，草地生態(tài)系統(tǒng)受到影響。

1 數(shù)據(jù)來源及研究方法

1.1數(shù)據(jù)資料來源 牧草返青期數(shù)據(jù)來自內(nèi)蒙古草甸草原(11個)、典型草原(18個)和荒漠草原(9個)生態(tài)氣象站觀測的2005-2011年返青期數(shù)據(jù)。牧草返青期是被觀測建群種或優(yōu)勢種牧草地上長出綠芽達(dá)50%時的日期。氣象資料為內(nèi)蒙古38個氣象臺站2005-2011年3-5月降水量和降水距平百分率觀測資料。

1.2草地干旱等級的劃分 草地干旱等級劃分的方法主要有降水距平百分率法、土壤相對濕度法和牧草水分虧缺指標(biāo)。土壤相對濕度法由于牧草在返青前土壤尚未完全解凍，沒有相應(yīng)數(shù)據(jù)，不適用于本研究。牧草水分虧缺指標(biāo)涉及到大氣降水、草地蒸發(fā)和土壤水分，主要在生長季從草地的蒸散量、降水量和土壤有效水分貯存量綜合分析確定干旱等級，適合在牧草返青后進(jìn)行干旱等級評估，不適合作為牧草返青前干旱等級評估指標(biāo)。因此，本研究采用氣象干旱等級國家標(biāo)準(zhǔn)中降水量距平百分率指標(biāo)劃分干旱等級[5]，并根據(jù)不同草地類型的特點(diǎn)，確定不同干旱等級劃分標(biāo)準(zhǔn)(表1)，降水距平百分率公式如下：

(1)

表1 牧業(yè)干旱等級劃分[8-10]Table 1 Drought grade of animal husbandry[8-10]

1.3研究方法

1.3.1數(shù)據(jù)分析方法 利用Statistical Product and Service Solutions[11]，采用Pearson相關(guān)及雙尾t檢驗(yàn)進(jìn)行相關(guān)計算。

1.3.2干旱對牲畜補(bǔ)飼造成的直接經(jīng)濟(jì)損失

SZS=A×d×K×1.8 .

(2)

式中,SZS為牲畜的補(bǔ)飼造成的直接經(jīng)濟(jì)損失；A為上年末牲畜存欄頭數(shù)，牲畜頭數(shù)折算為標(biāo)準(zhǔn)羊單位(1只體質(zhì)量50 kg并哺半歲以內(nèi)羊羔、日消耗1.8 kg標(biāo)準(zhǔn)干草的成年母綿羊?yàn)?個標(biāo)準(zhǔn)羊單位)[12]；d為牧草返青期推遲天數(shù)；K為每千克干草當(dāng)年的平均銷售價格，2011年底羊草價格為1.0～1.5元·kg-1。

1.3.3抗旱投入的人力和經(jīng)費(fèi)損失[7]

753 器官移植患者院內(nèi)感染病原體分布及其藥敏分析 劉 云，錢 穎，黃曉春，萬玉香，馬 煒，李亞周，朱榮榮，秦 琴

E=A1+A2+A3+A4.

(3)

式中，E為抗旱投入的人力和經(jīng)費(fèi)損失；A1為水費(fèi)；A2為每戶拉水設(shè)備費(fèi)用，包括儲水罐、水管、水桶和水槽等；A3為燃油消耗費(fèi)用；A4為拉水人工成本，另外由于牧民都是利用自己的機(jī)動車或畜力車?yán)?，因此車輛使用費(fèi)不計成本[10]。其中A1、A2、A3和A4做如下確定。

A1=3.75×d1×(B×10+C×5)/1 000；

式中,d1為重旱和特旱發(fā)生天數(shù)或?qū)嶋H缺水天數(shù)；B為受災(zāi)人口數(shù)，以每人每天生活用水10 kg計算；C為受災(zāi)存欄牲畜折算為羊單位數(shù)量，以每羊單位每天需水5 kg計算；每噸水按2.0元計算。

A2=1 000×H；

一次性投入1 000元左右，H為受災(zāi)牧戶數(shù)。

A3= 7.28×N×T×d1×12/100 .

式中,N為拉水一次往返的里程數(shù)，一般需要20 km；T為每天每車?yán)? t的次數(shù)；d1為重旱和特旱發(fā)生天數(shù)；燃油消耗按每百公里耗油12 L；柴油價格按市場7.28元·L-1計算。

A4=d1×N2.

式中,d1為重旱和特旱發(fā)生天數(shù)或?qū)嶋H缺水天數(shù)，N2為拉水人員工資，按當(dāng)年旱區(qū)夏季農(nóng)村勞動力每人每天工資計算。

2 結(jié)果與分析

2.1降水對牧草返青期的影響 統(tǒng)計表明，牧草返青期與4月降水量呈極顯著負(fù)相關(guān),這主要是由于內(nèi)蒙古牧草主要集中在4月下旬到5月下旬返青，3月份內(nèi)蒙古主要牧區(qū)土壤仍處于封凍期，降水滲透能力有限，降水很快蒸發(fā)散失，對土壤增墑和牧草返青影響較小；而5月末大部地區(qū)牧草已經(jīng)返青，降水對返青期的影響作用也有限，因此，4月份降水對牧草返青至關(guān)重要。

通過對4月份降水與不同草地類型牧草返青期相關(guān)分析得出，草甸草原的相關(guān)系數(shù)為-0.149，典型草原的相關(guān)系數(shù)為-0.135，荒漠草原的相關(guān)系數(shù)為-0.235(表2)。在荒漠草原，4月份降水偏少20%以上就能夠造成牧草返青期推遲；而在草甸草原和典型草原，降水量對牧草反青期影響相對不大(表3)。這些說明春季荒漠草原土壤濕度低，降水成為影響牧草返青的重要因素之一，而草甸草原和典型草原土壤濕度相對較高，影響牧草返青的主要因素仍是溫度。

表2 牧草返青天數(shù)與3、4和5月降水量相關(guān)系數(shù)Table 2 The regreening days and March April and May month precipitation correlation coefficient

表3 不同草原類型牧草返青推遲天數(shù)與4月平均降水距平百分率對比Table 3 Different types of grassland regreening delay days and April mean precipitation anomaly percentage contrast table

調(diào)查表明，在荒漠草原當(dāng)4月份降水量減少30%～50%時，牧草返青期將推遲5～15 d；當(dāng)4月份降水量減少50%以上時，牧草返青期將推遲15 d以上。在典型草原和草甸草原當(dāng)4月份降水量減少50%以上時，牧草返青期才受降水偏少的影響，將推遲10 d以上。

2.2干旱對返青期的直接損失評估 草地春旱造成的直接經(jīng)濟(jì)損失主要體現(xiàn)在補(bǔ)飼成本增加和人畜飲水問題，對牲畜補(bǔ)飼量充足，則牲畜掉膘輕、死亡數(shù)量少，甚至不死亡。研究表明，輕度干旱對荒漠草原牧草返青期推遲有影響，而對典型草原和草甸草原的影響比較小；只有達(dá)到中度干旱以上時，典型草原和草甸草原才出現(xiàn)牧草返青期推遲。由于內(nèi)蒙古春季降水少，當(dāng)出現(xiàn)中度干旱時很難出現(xiàn)一場透雨解除旱情，因此，在牧草返青期推遲的情況，牧草返青后生長緩慢，從而造成牲畜飽青期推遲，也使草原休牧期推遲，從而使牲畜補(bǔ)飼成本增加。

干旱對草甸草原的影響以2008年新巴爾虎右旗春季干旱為例，根據(jù)新巴爾虎右旗氣象局災(zāi)害調(diào)查顯示，新巴爾虎右旗有草原面積2.296×105hm2，其中可利用草原面積1.811×106hm2，2008年4月降水量僅4 mm，比多年均值偏少96%，出現(xiàn)了特大干旱，牧草返青期推遲了19 d，部分返青的牧草停止生長或枯萎，全旗2007年末牲畜存欄121.3萬羊單位。根據(jù)以上評估方法計算牲畜補(bǔ)飼造成的直接經(jīng)濟(jì)損失4 148.5萬～6 222.7萬元(表4)。

干旱對典型草原的影響以2006年鑲黃旗春季干旱為例，根據(jù)鑲黃旗氣象局災(zāi)害調(diào)查顯示，鑲黃旗有草原面積4.87×105hm2，其中可利用草原面積4.56×105hm2，2006年4月降水量13 mm，比多年均值偏少87%，出現(xiàn)了特大干旱，受干旱影響牧草返青期推遲了20 d，全旗2005年末牲畜存欄308.3萬羊單位。根據(jù)以上評估方法計算,牲畜補(bǔ)飼造成的直接經(jīng)濟(jì)損失為11 098.9萬～16 648.2萬元(表4)。

干旱對荒漠化草原的影響以2006年四子王旗春季干旱為例，根據(jù)四子王旗氣象局災(zāi)害調(diào)查顯示，四子王旗有草原面積2.143×106hm2，其中可利用草原面積1.988×106hm2，2006年4月降水量53 mm，比多年均值偏少56%，出現(xiàn)了中度干旱，受干旱影響牧草返青期推遲了22 d，全旗2005年末牲畜存欄83.1萬羊單位。根據(jù)以上評估方法計算,牲畜補(bǔ)飼造成的直接經(jīng)濟(jì)損失為3 290.8萬～4 936.1萬元。

表4 不同草地類型干旱實(shí)例損失評估Table 4 Case of drought loss assessment in different grassland types

2.3抗旱投入的人力和經(jīng)費(fèi) 在游牧?xí)r代，牧民逐水草而游牧，當(dāng)草地缺水時，大部分牲畜都向湖沼和河流周圍聚集，有水草地超載過牧，加劇了畜草矛盾，干旱對牲畜飲水的影響最終還是表現(xiàn)在草畜矛盾上[11]。隨著牧民的定居和游牧?xí)r代的結(jié)束以及草原水利設(shè)施的建設(shè)，一般干旱年份，草原的人畜飲水問題并不突出，草畜矛盾在合理輪牧和補(bǔ)飼的管理方式下得到緩解；但遇到重旱或特旱年，由于干旱持續(xù)時間長，季節(jié)性或小型湖沼干枯、河流斷流、地下水的補(bǔ)給量減少、地下含水層趨于枯竭、飲水井干涸，造成人畜飲水困難，因此，這時草原抗旱首先解決人牲畜飲水問題。用水車到較遠(yuǎn)的水源地拉水是解決人畜飲水的唯一辦法，其中拉水需要拉水車和儲水設(shè)備投入、水費(fèi)投入、燃料消耗和人工投入。

以2008年新巴爾虎右旗春季干旱為例，根據(jù)新巴爾虎右旗氣象局災(zāi)害調(diào)查顯示，新巴爾虎右旗2007年末有農(nóng)牧業(yè)人口14 699人，牲畜存欄121.3萬羊單位；2008年4月幾乎無降水，出現(xiàn)了特大干旱；受春季地下水位回升影響，全旗只有20%左右的牲畜和牧區(qū)人口飲水困難，飲水困難持續(xù)了30 d左右。根據(jù)以上評估方法計算得出水費(fèi)需136.8萬元，拉水設(shè)備投入需98.0萬元；燃油費(fèi)51.4萬元；拉水人工費(fèi)294.0萬元，抗旱投入人力和經(jīng)費(fèi)損失總計580.2萬元。

3 討論與結(jié)論

本研究表明，利用4月降水量與牧草返青期的關(guān)系評估干旱造成直接損失，評估結(jié)果與畜牧業(yè)實(shí)際損失程度接近，評估結(jié)論符合草地牧草生長規(guī)律和畜牧業(yè)生產(chǎn)特征，因此，能夠在干旱對草地畜牧業(yè)評估服務(wù)中推廣應(yīng)用。

草原抗旱工作已成為政府各級部門防御氣象災(zāi)害的重中之重，因此干旱防御應(yīng)當(dāng)遵循政府主導(dǎo)，部門聯(lián)動，全社會參與的原則[13]，充分發(fā)揮政府抗旱指揮、協(xié)調(diào)和管理職能；強(qiáng)化高產(chǎn)人工草地建設(shè)[14]，加強(qiáng)飼草儲備，解決飼草料缺口，提高畜牧業(yè)抗干旱能力；加強(qiáng)草原水源地建設(shè)，解決人畜飲水問題；加強(qiáng)草原草畜平衡管理，減輕牧場壓力[15]，促進(jìn)草地資源的合理開發(fā)利用，提高畜牧業(yè)綜合抗旱能力。

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