张衍华+黄华+高珂欣+陈叶婷

摘 要：该研究利用山东省泰山气象站（位于泰山日观峰顶，属国家基准气候站）、山东省泰安农业气象试验站（位于泰安市南郊，属国家一般气象站）60年（部分资料58年）的年平均气温、年降水量、年日照时数、年平均相对湿度资料，分析泰山日观峰（文中简称泰山）、泰安市区（文中简称泰安）气侯变化的特征及其差异，并简要探讨受大气候背景和自身环境变化的影响情况。结果表明：泰山、泰安的年平均气温呈逐渐上升趋势，年降水量呈逐渐下降趋势，年日照时数、年平均相对湿度呈缓慢下降趋势；两地气候差异也有变化，年平均气温、年降水量的差异呈逐渐减小趋势，年日照时数、年平均相对湿度差异变化很小；泰山、泰安气候差异的改变可能是由泰山植被特别是森林覆盖率的迅速变化所致。

关键词：气候；变化特征；影响因素；泰山

中图分类号 P467 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）19-0097-3

泰山是世界自然与文化遗产、世界地质公园，是我国乃至世界著名的风景名胜区，其不仅具备巨大的商业价值、生态价值，而且是研究历史沿革、人文发展、地质变迁不可多得的稀缺资源，它包含着几千年来人类繁衍生息、文明变迁以及自然环境演变的重要信息。自改革开放以来，随着我国综合国力的不断增强，泰山的地位和美誉度愈加凸现，甚至有学者、专家提议将其确定为国山、世界山。泰安市高度重视泰山的开发和保护，成立了高规格的行政保护单位，调整出周围部分镇、村划入泰山风景名胜保护区，投入了大量人力、物力实施资源保护和科技研发，为泰山这一不可再生资源的开发保护和永续利用探索了有效途经。

气候资源状况是开发和保护泰山的重要基础条件之一。泰山气候主要由大的气候背景和自身自然条件决定。大的气候背景是影响泰山气候的主要因素，地理地形、山脉体量、海拔高度、植被覆盖等自然条件对泰山气候有着重要影响，研究泰山气候变化特征必须从大的气候背景影响和自身自然条件变化2个方面入手。从大的气候背景变化看，全球气候正经历一次以变暖为主要特征的变化，在过去100年中，全球平均气温上升了0.3～0.6℃。气候变化导致极端天气事件频率增加、烈度加剧，并使部分地区生态环境恶化。有专家预测，到2030年，全球平均气温将比现在上升0.5～2.5℃，到2050年，将上升3.6～4.5℃。虽然预测的准确度有待验证，但气候变暖的趋势以及对人类造成的巨大影响已是不争的事实，气候变化不可避免的成为了政府、公众及气候专家们关注的焦点〔1〕。在泰山自然条件变化方面，变化最明显的是植被覆盖率，新中国成立60多年来，泰山植被发生了巨大变化，由建国前不足200hm2的林木到现在的9490hm2，生態环境得到极大改善，不可避免对泰山局地气候带来一定影响。

2 资料来源

资料来源于山东省泰山气象站（位于泰山日观峰顶，属国家基准气候站）和山东省泰安农业气象试验站（位于泰安市南郊，属国家一般气象站），2个站点资料分别代表泰山日观峰（以下简称泰山）、泰安市区（以下简称泰安）。选取年平均气温、年降水量、年日照时数、年平均相对湿度4个要素资料。两站资料年代略有差异，山东省泰山气象站4个要素的年代均为1953—2010年；山东省泰安农业气象试验站年平均气温、年降水量、年日照时数3个资料的年代为1951—2010年，年平均相对湿度的资料年代为1953—2010年。

3 泰山、泰安气侯变化特征及其差异分析

3.1 年平均气温 图1显示，泰安、泰山年平均气温均呈上升趋势，与气候大背景变化趋势一致，但泰安上升的幅度要小于泰山；二者间的差值呈缓慢下降趋势。原因是泰山海拔高度为1545m，正处大气边界层附近，其受气候大背景变化影响大，而泰安位于近地层，其受下垫面影响大，受气候大背景变化影响小。二者间的差值呈缓慢下降的原因说明下垫面对泰安气温影响的程度在加大。

<＼＼Pc3＼d （d）＼whm＼2017＼农学通报2017＼2017-19期＼19-16.tif>[温度（℃）][年份]

图1 泰山、泰安年平均气温及其差异的变化

3.2 年降水量 从图2看出，泰安、泰山年降水量及其差异均呈下降趋势，泰山下降幅度最大，二者间差值次之，泰安最小。众所周知，在一定范围内，降水量随山体海拔高度升高而增加，泰山年多年平均降水量803.7mm，泰安多年平均降水量降水量为688.3mm，主要与云层高低、空气湿度、局部大气对流强度和下垫面的影响有关。

<＼＼Pc3＼d （d）＼whm＼2017＼农学通报2017＼2017-19期＼19-17.tif>[年份][年降水量（mm）]

图2 泰山、泰安年降水量及其差异的变化

3.3 年日照时数 图3表明，泰山、泰安年日照时数均呈现下降趋势，变化幅度相似，二者间的差值变化很小。国家气象观测站的位置相对稳定，日照时数基本不受地理、地形的影响，影响主要来自天文因素。

<＼＼Pc3＼d （d）＼whm＼2017＼农学通报2017＼2017-19期＼19-18.tif>[年份][日照时数（h）][日照时数（h）]

图3 泰山、泰安年日照时数及其差异的变化

3.4 年平均相对湿度 图4说明，泰山、泰安年平均相对湿度均呈下降趋势，从变化趋势方程看，泰山下降幅度稍大一点，但达不到显著检验标准；它们间的差值无明显变化。

<＼＼Pc3＼d （d）＼whm＼2017＼农学通报2017＼2017-19期＼19-19.tif>[年份][相对湿度（%）]

图4 泰山、泰安年平均相对湿度及其差异的变化

4 泰山、泰安气征变化侯特及其差异原因

全球气候变化是指在全球范围内，气候平均状态统计学意义上的巨大改变或者持续较长一段时间（典型的为10年或更长）的气候变动。气候变化的原因可能是自然的内部进程，或是外部强迫，或者是人为地持续对大气组成成分和土地利用的改变〔1〕。具体到泰山区域来讲，气候变化则主要是受地球气候系统自身变化和当地自然条件影响。endprint

4.1 地球气候系统自身变化 地球气候变化有其自身规律，主要受太阳辐射、地球物理等重要天文因素变化影响。据目前世界公认的冰川期划分理论，在地质历史上，地球上曾发生过多次冰川期，相邻2次冰川期之间相对温暖时期称为间冰期。一万年前，最近一次第四纪冰川期结束，地球的气候相对稳定在当前人类习以为常的状态。从全球气候变化总趋势来观察分析，衡量气候变化有气候学尺度标准（万年、千年、百年尺度），从万年尺度看，近万年地球处于第四纪冰期中的间冰期；从千年尺度看，近千年地球处于间冰期中的温暖期；从百年尺度看，近百年处于温暖期中的暖期。就气候变化过程而言，在长周期、大尺度范围内，中国气候变化基本与全球气候演变的总体规律一致。1880年以来，中国气温变化的总趋势是持续升温；近50年来，中国华北大部、华东北部和东北东部降水呈明显下降趋势〔1〕。地球气候系统变化是泰山区域气候变化的基础，其决定泰山区域气候变化的走势。

4.2 自然环境影响 从对泰山、泰安60年的实际观测资料的统计结果看，其气候特征变化过程与全球气候特征变化趋势完全一致。但由于受地形地貌、植被覆盖等自然条件影响，也表现出局地性的气候特佂。泰山地形地貌的改变是一个非常慢长的过程，在较长的气候年代内，其对泰山区域气候特征的影响是相对稳定的，故在此不多作讨论。而植被变化特别是森林覆盖率的巨大变化，无疑会对泰山区域气候变化产生重要影响。泰山植被特别是森林面积发生巨变，已成为山东省最大的森林公园。建国前，由于历史原因，泰山仅有不足200hm2林木，大都位于寺庙周围、登山盘道两侧，水土流失严重，经常发生洪涝灾害，满目疮痍，生态环境十分恶劣。20世纪60年代后，在“植树造林、绿化祖国”的号召下，发起植树运动，发动起工农商学兵各个阶层参加到植树运动中来，在短短的十多年时间里，利用丰富的植物资源，营造出大面积的人工林，使昔日的荒山秃岭呈现出无峰不绿的新景观，绿化美化了泰山。现有林地面积达9490hm2，森林覆盖率达81.5%，植被覆盖率90%以上。生态环境得到极大改善，各种生物在此繁衍生息，形成稳定复杂的森林生态系统，经过几十年的自然演替和严格保护、人工培育，正逐步由人工林向稳定的近天然林类型发展。

4.2.1 植被对年平均气温的影响 植物具有调控自身温度的功能，到达一定温度界值，它的叶面温度就不再上升。森林就像一台超大型空调器，对大气温度具有一定调节作用，可缓冲外界的影响程度。从实况资料变化过程看，虽然森林不能彻底抑制气候大背景导致的泰山、泰安气温逐渐升高的走势，但能影响温度变化的幅度，且影响程度也有不同，进而使二者的差值缓缓变小（见图1）。从表1可知，泰安最近30年年平均气温比之前30年升高了0.54℃，泰山最近30年年平均气温比之前30年升高了0.62℃，泰山比泰安多升高0.08℃。如单从城市热岛效应考虑，泰安升温应比泰山多，但由于泰山森林公园的影响，泰安升温反而比泰山少。说明森林覆盖率变化对当地气温的调节十分明显。

4.2.2 植被对年平均相对湿度的影响 由于降水呈减少的趋势，不可避免导致大气湿度的降低。泰安、泰山的年平均相对湿度也呈现相同变化趋势，但泰安变化幅度要小于泰山（见图4）。表2显示，泰安最近30年年平均相对湿度比之前30年降低0.07，泰山最近30年年平均气温比之前30年降低0.69，泰山比泰安多降低0.62，二者的相对空气湿度差异呈缓慢上升趋势。说明泰安年平均相对湿度受局地（主要是森林）影响比泰山大得多。

4.2.3 植被对年降水量的影响 泰山、泰安年降水量变化同样呈现出与气候大背景变化的一致性，但也表现出自身的特点。森林造成的空气湿度增加是触发降水的有利因素，其可大大减缓气候大背景下降水逐渐减少的程度（见图2），二者降水差值（见表3）的减少表明，森林对泰安气候的影響要比泰山大。

4.2.4 森林对年日照时数的影响 日照时数主要受天文因素和地理、地形的影响，无论单站变化，或二者差异变化均同气候大背景变化一致（见图3、表4）。

5 结论

（1）泰山、泰安气候变化趋势均同气候大背景变化一致，即年平均气温呈逐渐上升趋势，年降水量、年日照时数、年平均相对湿度呈逐渐下降趋势。

（2）泰山、泰安气候差异发生改变。年平均气温、年降水量的差异呈逐渐减小趋势，即泰安年平均气温上升的幅度要小于泰山上升幅度，泰安年降水量减少的幅度要小于泰山减少的幅度。两地的年日照时数、平均相对湿度差异变化很小。

（3）泰山、泰安气候差异的改变可能是由泰山植被特别是森林覆盖率的迅速变化所致。

参考文献

[1]秦大河，陈宜瑜，李学勇.中国气候与环境演变[M].北京：科学出版社，2005.

（责编：张宏民）endprint