錦州位于遼寧西南部,屬半干旱、半濕潤地區,生態環境脆弱。20世紀90年代以來,在以全球變暖為主要特征的氣候變化背景下,氣候異常天氣連年出現,造成地下水位下降,河流斷流,水庫蓄水嚴重不足,甚至干枯,水資源嚴重短缺,甚至影響到人和牲畜飲水問題。由于水資源的嚴重匱乏導致植被破壞,揚沙、沙塵天氣頻繁出現,加之人類活動導致的災害發生頻率和強度逐年增加,嚴重地影響到人們生命財產的安全和經濟社會發展。生態環境的惡性循環給當地的人們生活和經濟發展帶來了嚴重影響。為此,保護和改善生態環境為首要任務。生態與農業氣象監測則是改善、保護生態環境不可或缺的資料與依據。為了人類的生存和發展創造良好的生態環境,深入開展區域性生態氣象監測與服務,加強生態環境保護與治理,改善氣候條件與生態環境,探究物質能量循環客觀過程與規律,為各級政府和社會公眾提供信息服務。

1區域概況

錦州市位于遼寧省西南部,地處中緯度。全區總面積為10111km2。地貌結構為五山一水四分田,地勢西北高、東南低,從海拔400m山區向南逐漸到海拔20m以下的海濱平原。西北部以丘陵、山地為主,中部為平原區,東南部有部分低洼地。境內有大、小凌河、女兒河、繞陽河等,多座中、小型水庫。屬于溫帶大陸性季分氣候,四季分明,年平均氣溫8~9℃,年降水量平均為540~640mm。

2資料來源

氣象資料來自錦州市氣象局及各縣(市)氣象局觀測站,氣候平均值以1971~2000年為基準。土壤養分、衛星遙感資料來自中國氣象局沈陽大氣環境研究所。作物、災情資料來自錦州生態與農業氣象中心及各縣(市)氣象局和野外踏查。其他數據來自市統計局、林業局、水利局等單位。

3生態質量現狀分析

3.1氣象要素2009年全區年平均氣溫9.1℃,較歷年同期偏高0.2℃;時間分布為上半年氣溫偏高,6月持平,7~9月偏高,10~12月偏低;空間分布為錦州、凌海、義縣偏高,北鎮、黑山偏低;熱量資源充足,能滿足作物生長發育及成熟的需求。由于受夏季干旱的影響,全區年平均降水量比常年少近4成;但由于降水時間與空間分布不均,錦州區黑山最多,為493.6mm,義縣最少,為277.1mm;各地發生了不同程度夏旱、秋旱,對農田作物灌漿及后期生長造成較為嚴重影響,導致減產。全區平均日照時數為2806.3h,較歷年偏多106•7h;時間分布是1、5、7、8月偏多,9月偏少,其他月份基本持平;空間分布是北鎮最多(2909.4h),錦州最少(2709.0h)。

3.2濕潤狀況、農田蒸散全區平均濕潤指數0.64,其中黑山最大0.81,義縣最小0.34,濕潤狀況總體較2008年差。農田蒸散全區年平均蒸散量811mm,錦州最大(1050mm),黑山最小(609mm),作物生長季(4~6月)農田蒸散量較2008年增加了8%~47%,水分條件差于2008年。

3.3植被長勢衛星遙感監測顯示,6月上旬~下旬,全區大部分地區植被長勢好于2008年同期。7月上旬~9月下旬,受持續干旱影響,朝陽區大部地區植被長勢較2008年同期差(圖1)。

3.4生物要素錦州全區2009年農作物(玉米主栽作物)4月27日~5月6日播種,9月12~22日成熟,全生育期132~148d,作物生長期內≥10℃積溫2872~3379℃;降水量為214~354mm;日照總時數為885~1212h。生長期內溫度較高、降水少、日照總時數多。部分地區受夏、秋季降水少的影響,出現了有歷史記錄以來最嚴重的干旱,導致作物旱死,造成作物減產[1]。

3.5土壤養分、土壤濕度、地下水位[1]

3.5.1土壤養分。農田玉米平地0~40cm,堿解氮整體呈4級缺乏水平,較2008年相比總體呈上升趨勢;速效磷整體含量3級中等水平,速效鉀平均含量較低,整體呈缺乏狀態,土壤pH值為6.41,有利于作物生長。農田大豆(錦州)平地0~40cm,堿解氮整體呈3級中等水平,較2008年相比總體呈上升趨勢;速效磷整體含量1級很豐富,總體持平;速效鉀整體含量3級中等水平,缺乏狀態。錦州地區土壤養分含量整體處于中等偏下水平,反映農作物根系可直接吸收利用的速效養分含量水平一般。建議各地應充分利用有機肥源,注重平衡施肥,同時注意增加施肥深度,提高作物根系層肥料利用率。

3.5.2土壤濕度。3月初~6月中旬錦州地區降水偏多,氣溫正常,下旬開始發生了伏旱,致使全區31.3萬hm2農田出現了較為嚴重的干旱,坡地和山地較為嚴重。2009年土壤水分不利于作物生長。11月18日各地封凍前農田土壤含水量監測顯示,全區農田墑情狀況差于2008年。

3.5.3地下水位。由于2009年夏季全區各地降水分布不均,其地下水位變化較2008年平均下降0.15m;錦州、凌海、義縣分別下降了0.26、1.20、0.32m,黑山、北鎮分別上升了0•81、0.23m。

3.6農業氣象災害[1]2009年影響錦州市的主要氣象災害有暴雨、冰雹、雷電、干旱、高溫等,共造成3人死亡,2人受傷,農作物受災面積318235.5hm2。與2008年相比,死亡人數減少9人,農作物受災面積比2008年多3成。

3.6.1暴雨。2009年錦州市共出現1次局地暴雨災害。8月19日黑山城區最大降雨量88mm,最大降雨強度達23.9mm/h;因暴雨造成31000hm2農田受災,直接經濟損失1.0億元;屬于二級暴雨災害。

3.6.2冰雹。2009年錦州市共發生2次冰雹災害。其中6月29日錦州松山新區冰雹持續時間半小時,冰雹最大直徑50mm;全市農作物受災面積1242hm2,經濟損失1300萬元,分別較2008年同期偏多775hm2和1000萬元[2]。

3.6.3雷電。2009年錦州市共發生1次雷電災害,造成3人死亡,2人受傷,比2008年死亡人數少9人。

3.6.4旱災。2009年夏季錦州地區平均降水量230mm,與歷史同期相比偏少4成,全市農作物受災面積316993hm2[2]。

4生態質量氣象評價

生態質量是指在一定具體的時間和空間內,生態系統的總體或部分生態因子的組合對人類的生存及社會經濟持續發展的適宜程度,生態質量氣象評價是從氣象對生態質量的影響角度選定指標體系和質量標準,運用恰當的方法評價某區域生態質量的優劣及其影響作用關系[3]。采用生態綜合評價指標來評價生態質量的好壞,根據評價單元各單項評價指標值及各單項指標權重值,采用加權求和方法計算綜合評價指標值。計算公式如下[3]:Pi=nj=1Wij×Yij式中,Pi為i區域的生態綜合評價指數;Wij為i區域第j項指標的權重值;Yij為i區域第j項指標值。

4.1評價指標及其計算方法[3]

4.1.1濕潤指數。濕潤指數是指降水量與潛在蒸散量之比,是判斷某一地區氣候干、濕程度的指標。年濕潤指數K=Ra/(∑ETi)。式中,R為降水量,Ra是年降水量;ET為潛在蒸散量,∑ETi是12個月潛在蒸散量之和。