西吉县近几年气候特点及生态评估

摘要：2020至2024年西吉县气温在波动中升高，降水在波动中降低。西吉县NDVI为先下降后上升，这种变化趋势与降水一致。西吉县NDVI存在明显的空间差异性，正北部因其阴湿气候特点和南部较多的雨热资源，NDVI高于西吉县其余地区。

关键词：气温；降水；NDVI

引言

植被是陆地生态系统中的重要一部分，是生态文明建设项目的主要组成部分，是恢复重点生态功能区和水源涵养区的重要依据，是西吉县实现精准扶贫、积极繁荣、环境优美、人民富裕的支撑条件，是贯彻落实创新驱动、脱贫富民、生态立区三大战略的具体举措。同时也是打造西部地区生态文明建设先行区、打赢脱贫攻坚战的内在需求。植被覆盖的变化会直接影响当地生态平衡及环境质量，植被动态变化研究已成为国内外学者们关注的热点之一。研究西吉县气候变化及植被指数变化的关系，作为植被生长状况和植被覆盖度的“最佳指示器”，在评价生态系统的环境质量、调节生态过程等方面应用广泛，评价结果更加真实可靠。

李月臣[1]等在《北方13省1982-1999年植被变化及其与气候因子的关系》中对北方13省地区1982-1999年植被动态变化及其与气候因子的关系进行了分析，研究认为植被变化与气温相关性显著而与降水无显著相关，气温升高引起的生长期提前和生长季延长是植被增加的一个重要原因。刘德义[2]等在《近20年天津地区植被变化及其对气候变化的响应》中对天津地区年平均 NDVI与年平均气温与降水之间的关系进行了初步分析，表明NDVI年际变化与年平均降水量呈显著正相关，而与年平均温度负相关，但没有达到显著性水平。武永利[3]等在《山西典型生态区植被指数（NDVI）对气候变化的响应》中通过山西植被变化对气候变化的响应研究指出降水的年际变化对植被指数影响最大。国志兴[4]和李霞[5]在《1982-2003年东北林区森林植被NDVI与水热条件的相关分析》和《中国北方草原植被对气象因子的时滞响应》中研究到，植被的生长对气候变化的响应具有滞后效应。

1 研究区概况与资料来源

1.1 研究区概况

西吉县位于北纬35°35′～36°14′，海拔1688～2633米，地处宁夏南部，东与固原市原州区为邻，南与固原市隆德县、甘肃省静宁县相连，西部与甘肃省会宁县相连，北部与中卫市海原县接壤。位于黄土高原西北部，降水偏少属中温带半湿润向半干旱过渡气候，气候干燥。其特点是冬长夏短，不同区域冷热差异大；春季温度多变，常有倒春寒，秋季降温快；降水不稳定，年际变率大；蒸发旺盛，气候干燥；夏季常有暴雨和冰雹发生；光照资源丰富，光照稳定。西吉县年平均气温6.3℃，极端最高气温33.4℃，极端最低气温-32.0℃；年平均降水量404.7mm，其中6～9月降水量283.4mm，占全年降水量的70%，一日最大降水量为90.5mm，出现在2013年6月20日；年平均日超时数为 2299.5 小时。

1.2 资料来源

选取2020至2024年西吉县的气温、降水、日照等气象资料，资料均来自西吉县气象局。

本文运用NDVI（归一化植被指数）对西吉县2020至2024年植被覆盖度进行了分析。

2 西吉县气象条件

2.1  2020至2024年气温

西吉县2020至2024年平均气温为7.2℃，与历年同期值相比偏高0.9℃。最热月出现在 7 月，气温为 19.7℃；最冷月为1 月，气温为-7.1℃。极端最高气温为33.1℃，出现在2021年7月30日；极端最低气温为-23.1℃，出现在2023年1月24日和2024年1月22日。

2.2  2020至2024年降水量

西吉县2020至2024年降水量为370.1毫米，与历年同期值相比偏少34.6mm。一日最大降水量为40.8mm，出现在2020年6月26日。

2.3   2020至2024年日照时数

西吉县2020至2024年日照时数为2131.5小时，与历年同期值相比偏少168.0小时。日照百分率49.3%。

2.4   2020至2024年气温及降水量变化情况

2020至2024年，西吉县气温呈现出先上升后下降再上升的趋势，最低值出现在2020年为6.6℃，最高值出现在2024年为7.8℃；西吉县降水量呈现出先下降后上升的趋势，最低值出现在2022和2023年为302.2mm，最高值为445.7mm出现在2020年；过去5年，西吉县气温在波动中升高，降水在波动中降低。气温最高月为7月，值为19.7℃，最低月为1月，值为-7.1℃。降水量最多月份为9月，值为157.1mm，最少月为12月，值为2.9mm。（见图1）

在植被生长季节（4-10月），2022年4月份降水量仅为7.4mm，较历年值偏少67.3%；5月份2021到2023年连续三年降水量较历年值持续偏少；6月份仅2020年降水较历年偏多32.7%外，其余年份偏少15.6%～60.1%；7月份各年降水均较历年值偏少，偏少29.2%～58.0%；8月份2020年降水较历年偏多79%，其余年份差异较大；9月份2021年和2024年较历年偏多100%以上，2022年偏少79%；10月份2021年至2023年连续偏多43%以上。（见图2）2021年5-8月连续4个月降水量持续偏少。2022年初8月份降水量偏多外，其余个月降水均偏少。2023年5-9月降水量持续偏少。2024年6-8月降水量持续偏少。

3  2020—2024年西吉县植被变化情况分析

3.1 归一化植被指数

归一化植被指数（NDVI）是植被生长状况及植被覆盖度的最佳指示因子，被认为是卫星监测区域植被和生态环境变化的最有效指标，NDVI的取值范围为-1≤NDVI≤1，其中负值表示地面被水、雪等覆盖，对可见光高反射；0 表示地面为岩石或裸土等，正值表示地面被植被覆盖，越接近1表示植被覆盖度越好。NDVI能反映出植物冠层的背景影响，如土壤、潮湿地面、雪、枯叶、粗糙度等，且与植被覆盖有关。

3.2 西吉县2020—2024 年归一化植被指数分析

2020-2024年，西吉县归一化植被指数为先下降后上升，2020年NDVI值为0.63，2021-2022年NDVI均为0.52，2023年NDVI开始上升，到2024年上升到0.66，这种变化趋势与降水一致，说明这两者有较好的正相关性。这5年西吉县气温持续偏高，一定程度有利于植被生长。降水差异较大，但植被指数变化幅度却较小，总体仍保持较高水平，并未随降水减少而出现明显下降，说明近年来的生态修复和环境保护，使当地植被生态应对气候变化能力进一步增强。西吉县植被于每年3月下旬逐渐开始返青，随着自然植被和农作物生长，7～8月份植被长势最好的月份，9月上中旬达到鼎盛，9月下旬随着秋粮进入收获期，自然植被逐渐枯萎，“绿度”迅速减退，10月份虽然冬小麦的出苗生长带来一定绿意，但仍然难以抵挡大自然植被枯萎的主旋律。西吉县NDVI存在明显的空间差异性，正北方火石寨乡因其阴湿气候特点和南部兴隆镇、什字乡、马莲乡等地因为拥有较多的雨热资源，NDVI明显高于西吉县西部田坪乡、红耀乡等地。

4 小结

（1）2020至2024年，西吉县气温呈现出先上升后下降再上升的趋势，降水量呈现出先下降后上升的趋势，过去5年，西吉县气温在波动中升高，降水在波动中降低。

（2）在植被生长季节（4-10月），各年各月降水差异较大，少则2022年4月份降水量仅为7.4mm，较历年值偏少67.3%；多则2021年和2024年9月份较历年偏多100%以上；2021-2024年植被生长期均出现连续多个月份降水偏少。

（3）2020-2024年，西吉县归一化植被指数为先下降后上升，这种变化趋势与降水一致，说明这两者有较好的正相关性。西吉县植被于每年3月下旬逐渐开始返青，7～8月份植被长势最好的月份，9月上中旬达到鼎盛。西吉县NDVI存在明显的空间差异性，正北方因其阴湿气候特点和南部因为拥有较多的雨热资源，NDVI明显高于西吉县其余地区。

参考文献

[1]李月臣，宫鹏，刘春霞，陈晋，于德永.北方13省1982年～1999年植被变化及其与气候因子的关系[J].资源科学，2006，28（2）：109-117.

[2]刘德义，傅宁，范锦龙.近20年天津地区植被变化及其对气候变化的响应 [J]. 生态环境，2008，17（2）：798-801.

[3]武永利，李智才，王云峰，栾青，田国珍.山西典型生态区植被指数（NDVI）对气候变化的响应[J].生态学杂志，2009，28（5）：925-932.

[4]国志兴，王宗明，宋开山，张柏，李方，刘殿伟.1982-2003年东北林区森林植被NDVI与水热条件的相关分析[J].生态学杂志，2007，26（12）：1930-1936.

[5]李霞，李晓兵，陈云浩，莺歌.中国北方草原植被对气象因子的时滞响应[J].植物生态学报， 2007，31（6）1054-1062.

作者简介： 王亚婷（1989年—）女，工程师，学士，研究方向：气象服务工作。