普宗朝，張山清，瓦哈提，王 珂，哈布拉哈提，沙拉木，馮麗曄，陳 亮，葛怡成，買買提

(1.新疆烏魯木齊市氣象局，新疆 烏魯木齊 830002； 2.新疆烏魯木齊市牧業(yè)氣象試驗站，新疆 烏魯木齊 830002； 3.新疆農(nóng)業(yè)氣象臺，新疆 烏魯木齊 830002)

政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第五次評估報告指出，過去130年(1880-2012年)全球氣溫升高了0.85 ℃，1951-2012年升溫速率約為過去130年的兩倍[1]，以氣候變暖為主要特征的全球變化已成為不爭的事實。氣候變化將改變地表水、熱氣候資源的時空分布[2]，進而對自然植被物候、地上生物量的形成產(chǎn)生重要影響[3-6]。

降水、積溫等是影響不同類型天然草地發(fā)育、天然草地牧草產(chǎn)量和草地載畜能力的主要自然因素[7-9]。烏魯木齊市位于天山中段北麓，準噶爾盆地南緣，地處“絲綢之路經(jīng)濟帶”核心區(qū)，是新疆維吾爾自治區(qū)的首府，也是新疆重要的畜牧業(yè)生產(chǎn)基地之一。由于地域廣闊，地形地貌復雜，地勢高差懸殊，水、熱氣候條件的垂直和水平分異均十分明顯，因此烏魯木齊市草地類型豐富，從北部準噶爾盆地南緣至南部和東北部高山，依次發(fā)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類型[7]，全市現(xiàn)有各類天然草地9.5×106hm2，占全市總面積的66.9%。天然草地不僅是烏魯木齊市草原畜牧業(yè)的主要載體，還是烏魯木齊市脆弱生態(tài)環(huán)境保護重要的天然屏障[7]。然而，近幾十年來，由于忽視天然草地的載畜能力而片面追求家畜存欄數(shù)，烏魯木齊市天然草地超載過牧十分嚴重，致使全市95%的天然草地出現(xiàn)不同程度的退化，其中65%嚴重退化[10]，草地植被覆蓋度和草層高度降低，產(chǎn)草量和載畜能力下降，天然草地保持水土、涵養(yǎng)水源、凈化空氣、減少溫室氣體排放等生態(tài)功能減弱。

青草期是牧草進行光合作用制造有機物質(zhì)的時期，研究表明，春季日平均氣溫穩(wěn)定≥5 ℃的初日與青草期初日相近；秋季日平均氣溫穩(wěn)定≥5 ℃的終日與青草期終日基本一致，因此把日平均氣溫穩(wěn)定≥5 ℃的持續(xù)日數(shù)作為牧草的青草期[9]。青草期的長短以及青草期熱量和水分條件的適宜程度及其匹配關(guān)系不僅影響家畜轉(zhuǎn)場等牧事活動，而且對牧草產(chǎn)量形成和草地載畜能力影響很大[7-9]。因此，近年來有關(guān)全球變暖背景下天然草地青草期水、熱氣候條件的變化受到國內(nèi)外許多學者的關(guān)注。研究表明，過去幾十年藏北牧區(qū)青草期初日提前、終日推遲，青草期日數(shù)延長、氣溫升高、降水量增多，對牧草生長和提高草地載畜能力有利[11-12]。但作為中國第三畜牧業(yè)省(區(qū))的新疆，至今有關(guān)天然草地青草期水、熱氣候條件時空變化的研究還鮮有報道[7]。

近年一些學者就全球變暖背景下新疆以及烏魯木齊市氣候變化的研究表明，過去50多年氣溫呈明顯上升趨勢[13-14]，降水量增多[15-16]，潛在蒸散量減小[17-18]，氣候總體呈較明顯的“暖濕化”趨勢。氣候變化必將影響天然草地牧草青草期的水、熱氣候條件，進而對牧草產(chǎn)量形成和草地載畜能力產(chǎn)生重要影響。因此，本研究以烏魯木齊市為例，分析氣候變化背景下該地區(qū)天然草地青草期熱量和水分條件的時空變化，為科學評估天然草地載畜能力，合理利用草地資源，實現(xiàn)草畜平衡，改善和保護草地生態(tài)提供理論依據(jù)。

在電力系統(tǒng)中，控制器接收測量部分來的數(shù)據(jù)信息進行運算處理并向執(zhí)行結(jié)構(gòu)發(fā)出指令，是電力系統(tǒng)的“中樞神經(jīng)系統(tǒng)”，其安全性和可靠性很大程度上決定了電力系統(tǒng)的安全性和可靠性[1-3]。高可靠性對控制器的要求是：具有完全在線的冗余功能，即系統(tǒng)在正常運行時，當前運行的主控制器如果出現(xiàn)故障可立即切換到備用控制器，然后從背板上取下故障控制器進行維修，系統(tǒng)在整個運行過程中的正常運行不受任何影響；總結(jié)為系統(tǒng)輸出連續(xù)、及時發(fā)現(xiàn)故障并實時切換[4-5]。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

烏魯木齊市地處天山中段北麓，準噶爾盆地南緣，位于86°48′-88°58′ E，42°40′-45°00′ N，總面積1.421 6萬km2，地形地貌復雜，地勢起伏懸殊，南部、東北部高，中部、北部低，最高點天山博格達峰海拔5 445 m，最低處北部準噶爾盆地南緣海拔403 m，山地面積約占區(qū)域總面積的40%。氣候類型多樣，北部平原為暖溫帶干旱、半干旱區(qū)，中部山前傾斜平原和烏拉泊至達坂城山間谷地為中溫帶干旱、半干旱區(qū)，低山為中溫帶半干旱、半濕潤區(qū)，中山帶為寒溫帶半濕潤氣候區(qū)，高山和亞高山為寒帶、寒溫帶半濕潤氣候區(qū)[8]。全市年均氣溫7.0 ℃,年降水量271.4 mm，年日照時數(shù)2 650 h，年蒸發(fā)量2 164.2 mm，無霜凍期168 d[14-16]。

根據(jù)鏈條鍋爐煤炭燃燒特點，沿爐排長度方向燃料先后經(jīng)歷干燥、揮發(fā)分析出、著火燃燒與燃盡等階段，每個階段所需空氣量不同，所以沿爐排長度方向分多個風室進行分級送風。由于同一風室爐排上方的煤炭處于同一燃燒階段，所以一個風室內(nèi)沿爐排寬度方向配風要均勻。但在鍋爐實際運行過程中，由于“風室端部效應”的影響，鏈條鍋爐沿爐排寬度方向普遍存在橫向配風不均勻現(xiàn)象。在強風區(qū)，冷風直接進入爐膛，過量空氣增加，降低爐膛溫度；在弱風區(qū)由于煤層阻力增大，燃燒速度減慢，還原反應加劇，使化學不完全燃燒熱損失增加，燃燒熱效率降低。因此實現(xiàn)鏈條爐排橫向配風均勻、縱向供風合理是提高鏈條鍋爐熱效率的關(guān)鍵。

1.2 資料來源

烏魯木齊市氣象站點稀疏，資料序列較長的只有烏魯木齊、達坂城、大西溝、牧試站、小渠子和米東6個臺站，為豐富氣候資料的信息量，同時也為了在進行氣候要素空間插值模擬時減少邊界效應的影響，本研究將烏魯木齊市近鄰的隸屬于昌吉回族自治州的昌吉、阜康、蔡家湖和天池4站也列入研究范圍之內(nèi)(圖1)。各站逐日氣象數(shù)據(jù)和烏魯木齊市1∶50 000地理信息數(shù)據(jù)由新疆氣象信息中心提供。

隨著電力系統(tǒng)智能化程度的不斷深入，作為其基礎(chǔ)的電力系統(tǒng)感知數(shù)據(jù)變得越來越重要。電壓互感器量測數(shù)據(jù)是重要的感知數(shù)據(jù)源頭之一，是實現(xiàn)電力系統(tǒng)智能分析與控制的前提條件[1]。錯誤的量測數(shù)據(jù)不僅可能導致自動裝置誤動和拒動，還可能誤導調(diào)度人員做出錯誤決策，嚴重影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。然而，電壓互感器故障是無法完全避免的，因此，亟需一種行之有效的電壓互感器故障識別方法，當電壓互感器發(fā)生故障時，能及時準確地識別出故障，避免錯誤測量數(shù)據(jù)造成不良影響。

圖1 烏魯木齊市地形地貌和氣象站點分布Fig. 1 Topography, geomorphology, and distribution of meteorological stations in the Urumqi City

1.3 研究方法

1.3.1有關(guān)指標的意義及其確定方法

1)青草期初日 春季日平均氣溫穩(wěn)定≥5 ℃的初日與天然牧草青草期初日基本一致。青草期初日的早晚對春季轉(zhuǎn)場等牧事活動有直接影響[8-9]。將采用連續(xù)5 d滑動平均法確定的春季日平均氣溫穩(wěn)定≥5 ℃的初日作為青草期初日[19]。

語篇第二個段落里評論員羅列了關(guān)于“網(wǎng)絡戰(zhàn)爭”以及“為網(wǎng)絡戰(zhàn)爭而憂心”的兩篇報道（一是“伊朗網(wǎng)絡攻擊是對‘The Stuxnet’③病毒的反報復”，一是“關(guān)于中國間諜威脅論的報道會讓攻擊者更加努力”）。

2)青草期終日 秋季日平均氣溫穩(wěn)定≥5 ℃終日的到來，標志著牧草開始黃枯[9]，家畜逐漸從秋牧場向冬牧場轉(zhuǎn)場[8-9]。將采用連續(xù)5 d滑動平均法確定的秋季日平均氣溫穩(wěn)定≥5 ℃的終日作為青草期終日[19]。

5)青草期≥5 ℃積溫 牧草只有在一定的積溫條件下才能完成其生命周期[8-9]。青草期≥5 ℃的積溫是表征牧草進行光合作用制造有機物質(zhì)所能利用的熱量資源[8]。青草期初日至終日逐日平均氣溫之和為青草期≥5 ℃積溫(℃·d)。

3)青草期日數(shù) 青草期初日至終日的天數(shù)為青草期日數(shù)(d)[9]，青草期的長短決定了家畜在一年中采食青草的時間，在水熱氣候條件適宜的前提下，青草期越長，牧草產(chǎn)量越高，載畜能力也越強[8-9]。

4)青草期平均氣溫 平均氣溫是體現(xiàn)氣候冷暖的基本指標因子，天然牧草只有在一定的溫度條件下才能正常生長并獲得較高的產(chǎn)量[8-9]。青草期初日至終日逐日平均氣溫的算術(shù)平均值為青草期平均氣溫(℃)。

(三)新制度實行財務會計和預算會計平行記賬，對行政事業(yè)單位的預算資金監(jiān)管更加嚴格，不僅財務人員日常的工作量加大，對財務人員自身的業(yè)務素質(zhì)也是很大考驗。

6)青草期降水量 降水是牧草生長發(fā)育、產(chǎn)量形成所需水分的主要來源。烏魯木齊市降水較少且時空分布不均，干旱是制約草原畜牧業(yè)發(fā)展和草原生態(tài)改善的主要因素[7-10]。將青草期初日至終日逐日降水量之和作為青草期降水量(mm)。

李琳回來后在金店說了，店員們都很生氣，說許沁分明是想賴賬?；ㄅf玉敏，過兩天我陪你去。我就不信姓許的是個啃不動的硬豬頭。

7)青草期干濕指數(shù) 青草期降水量與同期潛在蒸散量(mm)之比為青草期干濕指數(shù)。干濕指數(shù)綜合考慮了大氣降水和潛在蒸散量這兩個最重要的地表水分收支分量之間的相對平衡關(guān)系，因此是表示天然草地下墊面干濕狀況較理想的物理量[15-16]，在北方，干濕指數(shù)也是決定不同類型草地分布和牧草產(chǎn)量高低的主要因素[9]。青草期潛在蒸散量采用FAO推薦的Penman-Monteith公式計算獲取[20]。

烏魯木齊市青草期平均氣溫的空間分布呈現(xiàn)“平原荒漠類草地高，山地草地和山地草甸類草地低”的特點(圖9)。前30年，海拔3 500 m以上的高寒草甸青草期平均氣溫在8.0 ℃以下；2 300-3 500 m的山地草甸和亞高山草甸為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 ℃(圖9)。

1961-2016年，烏魯木齊市青草期平均氣溫總體以每10年0.16 ℃的傾向率呈極顯著(P<0.001)的升高趨勢，56年來升高0.9 ℃，近26年青草期平均氣溫較前30年升高0.5 ℃，氣候變暖明顯(圖8)。

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

(1)

式中:p為柵格點氣候要素模擬值；p(λ,φ,h)為宏觀地理因子對氣候要素的影響；ε為局部小地形因子和隨機因素對氣候要素的影響，即殘差項；λ為柵格點的平均經(jīng)度(°)；φ為柵格點的平均緯度(°)；h為柵格點的平均海拔高度(m)；b0～b9為待定系數(shù)。殘差項ε的插值運算采取反距離加權(quán)法(IDW)，計算式為：

(2)

式中：ε為各要素殘差項的柵格點模擬值；n為用于插值的氣象站點的數(shù)目；εi為第i個氣象站點氣候要素的實際殘差項值；di為插值的柵格點與第i個氣象站點之間的歐氏距離，k為距離的冪。

2 結(jié)果與分析

2.1 青草期初日時空變化

1961-2016年，烏魯木齊市青草期初日變化趨勢不明顯，總體以每10年-0.424 d的傾向率呈不顯著的提早趨勢(P>0.05)，56年來提早了2.4 d，近26年全地區(qū)平均青草期初日比前30年提早了1 d(圖2)。

式中:xw,yw分別為終端執(zhí)行器x軸和y軸坐標;L1和L2為機械手連桿長度;Ox和Oy分別為第1個關(guān)節(jié)x軸和y軸方向的偏移量.

烏魯木齊市青草期初日的空間分布總體呈現(xiàn)“中北部荒漠類草地早，南部、東北部山地草地和草甸類草地晚”的特點(圖3)。前30年，海拔高度低于1 000 m的中北部平原以及達坂城山間谷地東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的山前傾斜平原和低山、丘陵地帶的荒漠草地和山地草地在4月中、下旬；1 700-2 300 m的中低山帶的山地草地和山地草甸為5月上、中旬；2 300-2 700 m的中山帶的山地草甸為5月下旬-6月上旬；海拔2 700-3 200 m的亞高山帶草甸為6月中、下旬；海拔3 200 m以上的高寒草甸青草期初日一般遲至7月上旬以后，其中，3 900 m以上的高寒地帶為終年積雪、冰凍區(qū)，基本無牧草生長(圖3)。

圖2 1961-2016年烏魯木齊市青草期初日變化Fig. 2 Change in the green grass season start date in the Urumqi City during 1961-2016

近26年青草期初日的空間分布格局與前30年基本一致，但近26年較前30年，從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處海拔高度而言，依次抬升了50～150 m(圖3)。

2.2 青草期終日時空變化

1961-2016年，烏魯木齊市青草期終日總體以每10年1.455 d的傾向率呈顯著(P<0.01)的推遲趨勢，56年來推遲了8.1 d，近26年全地區(qū)平均青草期終日較前30年推遲了4.2 d(圖4)。

圖3 1961-1990年和1991-2016年烏魯木齊市青草期初日空間分布的比較Fig. 3 Spatial distribution of green grass season start date in the Urumqi City during 1961-1990 and 1991-2016

圖4 1961-2016年烏魯木齊市青草期終日變化Fig. 4 Change in the end date of the green grass season in the Urumqi City during 1961-2016

烏魯木齊市青草期終日的空間分布格局與青草期初日相反，總體呈現(xiàn)“中北部荒漠類草地晚，南部、東北部山地草地和山地草甸類草地早”的特點 (圖5)。前30年，海拔 3 300 m以上的高寒草甸青草期終日一般在8月中旬以前；海拔2 650-3 300 m的亞高山草甸為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為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的北部平原以及達坂城谷地東南部荒漠草地在10月中、下旬(圖5)。

近26年青草期終日的空間分布格局與前30年相似，但各地均不同程度地推遲，其中，荒漠、荒漠草地以及山地草地推遲3～6 d，山地草甸和高寒草甸推遲1～3 d；就同一青草期終日所處海拔高度而言，后26年較前30年，從高寒草甸至平原荒漠依次抬升了100～200 m(圖5)。

2.3 青草期日數(shù)時空變化

受青草期初日略有提前、青草期終日顯著推遲的共同影響，1961-2016年,烏魯木齊市青草期日數(shù)總體以每10年1.879 d的傾向率呈顯著(P<0.01)的延長趨勢(圖6)，56年來延長了10.5 d，近26年全地區(qū)平均青草期日數(shù)較前30年延長了5.2 d(圖6)。

金枝一點力量也沒有，好像愿意趕快死似的，無論怎樣努力眼睛也不能張開。一部汽車擦著她的身邊馳過，跟著警察來了，指揮她說：

青草期日數(shù)的空間分布總體呈現(xiàn)“平原荒漠類草地多，山地草地和山地草甸類草地少”的特點(圖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的亞高山草甸為30～80 d；海拔2 400-2 900和1 750-2 400 m的山地草甸分別為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(圖7)。

近26年青草期日數(shù)的空間分布格局與前30年相似，但各地均不同程度地延長，其中，荒漠類草地和山地草地延長4～8 d，山地草甸和高寒草甸延長3～5 d；就同一青草期日數(shù)所處海拔高度而言，近26年較前30年，從高寒草甸至平原荒漠依次抬升了100～250 m(圖7)。

2.4 青草期平均氣溫時空變化

1.3.3青草期氣候要素空間分布及其變化分析方法 1961年以來的50多年，烏魯木齊市氣候總體“變暖變濕”，并且年平均氣溫和年降水量分別于20世紀90年代初和80年代末發(fā)生了突變[14，16，22]，因此，本研究以1990年作為時間節(jié)點，對比分析近26年(1991-2016年)與前30年(1961-1990年)烏魯木齊市青草期初、終日，青草期日數(shù)，青草期平均氣溫，≥5 ℃積溫，降水量和干濕指數(shù)等要素空間分布的變化情況。各要素空間分布的柵格化(100 m×100 m)插值模擬采用宏觀地理因子的三維二次趨勢面與反距離加權(quán)殘差訂正相結(jié)合的方法在ArcGIS10.2平臺上進行，其模型為[13,16-17]：

1.3.2青草期氣候要素變化趨勢分析方法 使用線性傾向率法研究分析1961-2016年烏魯木齊市青草期初、終日，青草期日數(shù)、平均氣溫、≥5 ℃積溫、降水量和干濕指數(shù)等要素的變化趨勢[21]。

激發(fā)是影響地震記錄質(zhì)量的重要因素，如果激發(fā)不出有效的彈性波能量，再好的接收條件也無濟于事，所以激發(fā)有效波必須具備：頻帶較寬；有較高的信噪比和良好的重復性。山區(qū)復雜的地表條件，決定了要因地制宜的選擇激發(fā)井位、井深和藥量。山區(qū)表層縱橫向巖性及速度變化均較大，使用一個固定的激發(fā)井深難以獲得理想的資料，因此勘探過程中的激發(fā)井深及激發(fā)巖性的選擇非常重要，適當?shù)募ぐl(fā)井深及好的激發(fā)巖性可以取得較高品質(zhì)的原始資料。利用小折射、微測井及巖性錄井等措施做詳細的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查，且要根據(jù)出露地表的情況來對表層進行劃分，劃分出低速層、降速層及高速層等，且畫出表層結(jié)構(gòu)縱剖面圖，以此可以逐點進行激發(fā)井深設計。

圖5 1961-1990年和1991-2016年烏魯木齊市青草期終日空間分布的比較Fig. 5 Spatial distribution of the end date of the green grass season in the Urumqi City during 1961-1990 and 1991-2016

圖6 1961-2016年烏魯木齊市青草期日數(shù)變化Fig. 6 Change in the green grass season days in the Urumqi City during 1961-2016

圖7 1961-1990年和1991-2016年烏魯木齊市青草期日數(shù)空間分布的比較Fig. 7 Spatial distribution of green grass season days in the Urumqi City during 1961-1990 and 1991-2016

圖8 1961-2016年烏魯木齊市青草期平均氣溫變化Fig. 8 Change in the green grass season mean temperature in the Urumqi City during 1961-2016

圖9 1961-1990年和1991-2016年烏魯木齊市青草期平均氣溫空間分布的比較Fig. 9 Spatial distribution of green grass season mean temperature in the Urumqi City during 1961-1990 and 1991-2016

近26年烏魯木齊市各地青草期平均氣溫均較前30年不同程度地升高，其中，荒漠類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 ℃；就同一青草期平均氣溫所處海拔高度而言，近26年較前30年從高寒草甸至平原荒漠依次抬升了100～250 m(圖9)。

習近平在談到古絲綢之路的歷史淵源時說到，“我們的先輩篳路藍縷，開辟出聯(lián)通亞歐非的陸上絲綢之路；我們的先輩揚帆遠航，闖蕩出連接東西方的海上絲綢之路”，以此闡明“一帶一路”倡議不是沒有根據(jù)的憑空想象，而是古絲路的一種新時代的延伸。他同時也指出，“歷史是最好的老師”暗示我們要像我們的先輩那樣攜手推行“一帶一路”倡議，增強了沿線各國建設“一帶一路”的使命感。

2.5 青草期≥5 ℃積溫時空變化

1961-2016年,烏魯木齊市青草期≥5 ℃積溫總體以每10年61.14 ℃·d的傾向率呈極顯著(P<0.001)增多趨勢，56年來增多了342.4 ℃·d，近26年較前30年增多了179.5 ℃·d(圖10)。

青草期≥5 ℃積溫的空間分布呈現(xiàn)“平原荒漠類草地多，山地草原和山地草甸類草地少”的特點(圖11)。前30年，海拔3 400 m以上的高寒草甸青草期≥5 ℃積溫不足200 ℃·d；2 700-3 400 m的亞高山草甸為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為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(圖11)。

近26年烏魯木齊市各類草地≥5 ℃積溫均較前30年有所增多，其中，荒漠類草地增多180～300 ℃·d，山地草地和草甸類草地增多100～180 ℃·d；就同一青草期≥5 ℃積溫所處海拔高度而言，后26年較前30年從高寒草甸至平原荒漠依次抬升了100～250 m(圖11)。

2.6 青草期降水量時空變化

1961-2016年,烏魯木齊市青草期降水量總體以每10年6.93 mm的傾向率呈顯著(P<0.05)的增多趨勢，56年來增多了38.8 mm，近26年較前30年增多了20.1 mm(圖12)。

青草期降水量的多少除與青草期的長短有關(guān)外，更與所在區(qū)域年內(nèi)降水總量及其季節(jié)分配密不可分。烏魯木齊市青草期降水量的空間分布呈現(xiàn)“中低山帶山地草甸和山地草地多，高山帶高寒草甸及平原、谷地荒漠類草地少”的特點 (圖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的高山草甸同樣因青草期較短，青草期降水量也僅有50～100 mm。達坂城山間谷地受地形的影響多風少云，全年降水稀少，其東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的北部平原荒漠和東部達坂城山間谷地荒漠青草期的降水量為100～150 mm；海拔3 050-3 250 m的亞高山草甸和海拔700-1 100 m的中北部荒漠草地為150～200 mm；海拔2 800-3 050 m的亞高山草甸和海拔1 100-1 300 m的荒漠草地為200～250 mm；海拔1 300-2 800 m范圍內(nèi)的荒漠草地、山地草地和山地草甸因青草期較長，加之該區(qū)域大部地處降水較多的中山帶[7-8]，因此青草期降水量多，為250～345 mm (圖13)。

圖10 1961-2016年烏魯木齊市青草期≥5 ℃積溫變化Fig. 10 Change in the green grass season ∑T≥5 ℃ in the Urumqi City during 1961-2016

圖11 1961-1990年和1991-2016年烏魯木齊市青草期≥5 ℃積溫空間分布的比較Fig. 11 Spatial distribution of green grass season ∑T≥5 ℃ in Urumqi City during 1961-1990 and 1991-2016

圖12 1961-2016年烏魯木齊市青草期降水量變化Fig. 12 Change in the green grass season precipitation in the Urumqi City during 1961-2016

近26年較前30年烏魯木齊市各類天然草地青草期降水量均有所增多，其中，荒漠類草地增多10～20 mm，山地草地和山地草甸類草地增多20～40 mm。受其影響，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,其分布區(qū)域明顯擴大，而青草期降水量少于150 mm的荒漠類草地和高寒草甸明顯減小(圖13)。

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2.7 青草期干濕指數(shù)時空變化

受降水量增多、潛在蒸散量減小(減小速率每10年9.38 mm，圖略)的共同影響，1961-2016年，烏魯木齊市青草期干濕指數(shù)總體以每10年0.015的傾向率呈顯著(P<0.05)增大趨勢，56年來增大了0.08，近26年較前30年增大了0.06(圖14)，氣候變濕明顯。烏魯木齊市天然草地青草期干濕指數(shù)的空間分布總體呈現(xiàn)隨海拔高度的升高而增大的特點(圖15)。前30年，海拔低于700 m的北部荒漠草地以及達坂城山間谷地荒漠草地青草期干濕指數(shù)在0.20以下，其中達坂城谷地東南部甚至小于0.05；海拔700-1 550 m的荒漠草地為0.20～0.50；1 550-3 000 m的山地草地和山地草甸為0.50～1.00；3 000 m以上的亞高山草甸和高寒草甸為1.00～1.57(圖15)。

圖13 1961-1990年和1991-2016年烏魯木齊市青草期降水量空間分布的比較Fig. 13 Spatial distribution of green grass season precipitation in the Urumqi City during 1961-1990 and 1991-2016

圖14 1961-2016年烏魯木齊市青草期干濕指數(shù)變化Fig. 14 Change in the green grass season arid-wet index in the Urumqi City during 1961-2016

圖15 1961-1990年和1991-2016年烏魯木齊市青草期干濕指數(shù)空間分布的比較Fig. 15 Spatial distribution of green grass season arid-wet index in Urumqi City during 1961-1990 and 1991-2016

近26年較前30年各類草地青草期干濕指數(shù)均有所增大，且增大幅度隨海拔高度的升高而遞增。平原、谷地和低山丘陵地帶的荒漠和荒漠草地青草期干濕指數(shù)增大0.02～0.03，中山帶的山地草地和山地草甸增大0.03～0.10，亞高山草甸增大0.10～0.20，高寒草甸增大0.20～0.28。就同一干濕指數(shù)所處海拔高度而言，近26年較前30年，從荒漠草地到高寒草甸依次抬升了50～400 m(圖15)。

3 討論

烏魯木齊市光照充足，但水、熱氣候資源相對匱乏且大部分天然草地青草期水分和熱量條件的匹配不理想，制約了草地生產(chǎn)力和牧草產(chǎn)量的提高。平原荒漠類草地熱量條件相對富足，但降水稀少、蒸散強烈，水分不足是主要限制因子；高山草甸類草地雖降水較多、氣候相對濕潤，但氣溫低、青草期短，熱量匱乏是主要限制因子[7-9]。近56年，尤其是1991年以來烏魯木齊市青草期氣候呈較明顯的“暖濕化”趨勢，對提高草地生產(chǎn)力和載畜能力，減緩超載過牧對草地的破壞，改善草地生態(tài)具有重要意義。利用自然植被凈第一性生產(chǎn)力(NPP)模型模擬分析烏魯木齊地區(qū)各類天然草地在不同的降水和溫度變化情景下NPP的可能變化，結(jié)果也證實，氣候“暖濕化”對提高烏魯木齊地區(qū)天然草地NPP有利，但目前缺乏“暖濕化”氣候變化背景下各類天然草地牧草實際產(chǎn)量變化的驗證[23-24]。因此，有關(guān)氣候變化對烏魯木齊市天然草地牧草產(chǎn)量和載畜量影響的定量研究有待深入。

4 結(jié)論

本研究利用統(tǒng)計學方法以及ArcGIS的空間插值技術(shù)對1961-2016年烏魯木齊市天然草地青草期水、熱氣候條件的時空變化規(guī)律進行了分析。結(jié)果表明，青草期水、熱氣候條件空間分布具有明顯的垂直分異，其中，熱量條件呈現(xiàn)隨海拔高度的升高從平原荒漠類草地至中、高山草甸類草地逐漸減少的分布格局；而青草期水分條件的空間分布與熱量條件大體相反，呈現(xiàn)從平原荒漠類草地至中、高山草甸類草地逐漸變濕的特點。在全球變暖背景下，1961-2016年烏魯木齊市各類草地青草期熱量和水分氣候條件均明顯改善，主要表現(xiàn)為，青草期較長(>80 d)且降水量較多(>250 mm)的山地草甸和山地草原分布區(qū)域明顯擴大，而青草期不足80 d的高寒草甸以及降水量少于150 mm的平原荒漠類草地明顯縮小，這對改善烏魯木齊市草地生態(tài)，提高草地生產(chǎn)力和載畜能力具有重要意義。