甘肃省气候变化对森林灾害的影响_何丽娟.pdf

第 34 卷第 2 期陇 东 学 院 学 报Vol34No22023 年 3 月Journal of Longdong UniversityMar 2023文章编号:1674-1730(2023)02-0100-06收稿日期:2022-03-08作者简介:何丽娟(1993)，女，甘肃庆阳人，硕士研究生，主要从事林草研究。甘肃省气候变化对森林灾害的影响何丽娟，杨芳(陇东学院 农林科技学院，甘肃 庆阳 745000)摘要:甘肃省是我国西北森林防护的关键区域，其森林建设和防治对我国西北森林的合理建设管理和可持续发展至关重要。基于甘肃省 2004 2020 年森林灾害和气象数据，采用线性回归和相关性分析方法研究了甘肃省气候变化对森林灾害的影响。结果表明，甘肃省:(1)气候向暖湿态势发展，年平均气温、夏季平均气温、年降水量和冬季降水量变化倾向率分别为 0 207 /10 a、0 289 /10 a、16 61 mm/a、7 018 mm/a。(2)森林灾害逐年增加，森林虫害、鼠害和火灾变化倾向率分别为 4 814/10 a、5 684/10 a、3 794/a 万公顷。森林灾害与气候呈正相关，森林虫害(P=0 713)和鼠害(P=0 752)与冬季降水量呈极显著(P 0 01)正相关。(3)一元一次线性回归方程表明森林虫害和鼠害均与冬季降水量呈正比例关系，冬季降水量每增加 1 mm，森林虫害和鼠害面积分别增加 0 04 和 0 044 万公顷。关键词:甘肃省;森林灾害;气候变化;线性回归;相关性分析中图分类号:S761文献标识码:AEffects of Climate Change on Forest Disasters in Gansu ProvinceHE Li-juan，YANG Fang(College of Agriculture and Forestry，Longdong University，Qingyang 745000，Gansu)Abstract:Gansu Province is the key area of forest protection in northwest China It has an important role in forestrational construction management and sustainable development The effects of climate change on forest disastersthere were studied using the linear regression and correlation analysis The data were based on forest disasters andmeteorology in Gansu from 2004 to 2020 The results showed that，(1)The climate of Gansu province had beendeveloping to warm and wet，the change rates of annual average temperature，summer average temperature，annualprecipitation，winter precipitation were respectively 0 207/10a，0 289 /10a，16 61 mm/a and 7 018 mm/a;(2)The forest disasters showed a decreasing trend，the change rates of forest pests，forest rodents and forest firewere respectively 4 814/10a，5 684/10a and 3 794/a Forest disasters was positively correlated with climate，for-est pest(P=0 713)and forest rodent(P=0 752)were extremely significantly(P 0 01)correlated with winterprecipitation;(3)The results of Linear regression showed that forest pest，forest rodent and winter precipitation allpresented a proportional relations，and the area of forest pest and forest rodent will increase 0 04 million hectaresand 0 044 million hectares respectively with an increase of 1mm in winter precipitationKey words:Gansu;forest disaster;climate change;linear regression;correlation analysis森林在生态系统中扮演着多重角色，是“调度师”调节气候和水汽循环，是“绿色水库”涵养水源和保持水土，是“地球之肺”净化空气等1。如今，随着全球气候恶化，森林灾害逐年增加，面积逐渐减少。森林病虫害被比作“无烟的森林火灾”2，据统计，近 17 年，甘肃省森林病虫害净增加面积为17 79万公顷，在我国占比为 4 2%3。森林鼠害是一种生态灾难，当森林生态系统的稳定性和恢复性受到破坏时极易引发鼠害危害4。此外，森林火灾率也在逐年升高，不仅破坏了全球生态环境，还威胁到了第 2 期何丽娟，等:甘肃省气候变化对森林灾害的影响人类健康5 6，据 2020 年研究统计，我国近 17 年平均火灾面积达 25 12 公顷3。研究表明，影响森林灾害的气候因子主要为气温和降水，其直接或间接影响着森林生物的群落、结构、适生区分布等7。为此，气候变化对森林生态系统的影响研究引起了不少学者的高度重视，其研究领域主要聚焦在气候变化对森林植物和微生物群落结构8 9，林木结构、成分和功能10 11，植被和林木生产力、碳储量动态分布和分配12 14，凋落物量和分解速率等15。研究气候变化对森林灾害的影响目前以森林火灾较多16 18，而气候变化对森林生物灾害的影响则较少，且大多侧重于我国森林病虫害的研究，各省份的研究则甚少19 20。甘肃省地处我国西北部，气候干旱、环境恶劣，森林灾害严重，同时又是我国西北森林防护的关键区域之一，其森林建设和防治对我国的森林建设和发展至关重要。因此，本文以甘肃省气象和森林灾害资料为基础，研究甘肃省气候变化对森林灾害的影响，拟为甘肃省森林管理、综合防治和生态建设提供现实依据和参考。1研究资料与方法1 1研究区概况甘肃省地处我国西北向内陆延伸地带，属于亚热带、温带季风气候，气候干燥，温差大，冬季寒冷，夏季炎热。年均气温范围为 0 14，年降水量为40 800mm，海拔范围为 550 5798m。森林大都分布在陇南(面积较大，多呈片状。)、天水及甘南州;树种主要有云杉、冷杉、落叶松、针、阔叶林等。其他分布在祁连山(面积较小，主要生长在北坡半山腰到山脚下的潮湿带)、张掖、武威;树种主要以青海云杉为主。1 2资料来源森林灾害数据来源于中国统计年鉴(目录条目:资源与环境林业有害生物防治情况甘肃省)，研究指标包括森林病害面积、森林虫害面积、森林鼠害面积和森林火灾面积。气候因子数据来源于中国气象科学数据网甘肃省各站点的统计数据，研究指标选取具有代表性的气候因子:气温(年平均气温、年平均最高气温、春季平均气温、夏季平均气温、冬季平均气温)，降水量(年降水量、最大单日降水量、春季降水量、夏季降水量、冬季降水量)。鉴于数据的代表性、准确性和可靠性，剔除年际序列数据不完整的站点，剩余站点求其平均值获得甘肃省逐年数据。资料时间跨度均为 2004 2020 年。1 3研究方法通过线性回归分析气候因子和森林灾害分别随年际变化的特征，Pearson 相关性分析森林灾害与气候因子的关系，进一步提取影响突出的气候因子。1 4数据处理本文采用 Excel 2016、SPSS 19 0 软件进行数据处理。2结果与分析2 1气候变化特征2 1 1气温变化特征年平均气温和年平均最高气温呈上升趋势，其变化倾向率分别为 0 207/10a、0 231/10a。17年平均气温分别为 8 31、14 61，最高气温分别为 8 88、15 54(图 1)。春季、夏季和冬季平均气温与同年平均气温变化趋势一致，其变化倾向率分别为 0 267/10a、0 289/10a、0 216/10a。17 年平均气温分别为 9 88、20 08、4 99，最高气温分别为 11 30、20 76、3 54(图2)。总体来看，气温变化趋势与我国西北气温变化基本一致21;其中，年平均气温、年平均最高气温和夏季平均气温上升较快，春季次之，冬季最慢，可见夏季平均气温逐年升高是导致年平均气温逐年升高的原因之一(图 1、图 2)。图 12 1 2降水量变化特征年降水量和最大单日降水量呈增加趋势，其变化倾向率分别为 16 61mm/a、5 15mm/10a。17 年平均降水量分别为 576 91mm、34 02mm，最高降水量分别为 87710mm、48 88mm(图 3)。春季、夏季和冬季降水量变化趋势与年降水量一致，其变化倾向率分别为 2 168mm/a、5 921mm/a、7 081mm/a。17 年平均降水量分别为7523mm、19243mm、3690mm，最高降水量分别为 104 23mm、30114mm、151 64mm101陇 东 学 院 学 报第 34 卷图 2(图4)。此外，年降水量、夏季和冬季降水量呈显著(P 0 05)增加趋势，春季降水量增加较慢，最大单日降水量则微弱;可见年降水量增加极可能源于冬季降水量增加(图 3、图 4)。图 3图 42 2森林生物灾害变化特征2 2 1森林生物灾害变化特征图5 显示出森林病害、虫害和鼠害面积呈增加趋势，其变化倾向率分别为 1 929 万 hm2/10a、5684 万 hm2/10a、4814 万 hm2/10a。17 年平均受害面积分别为641 万hm2、1437 万hm2、1045 万 hm2，最大受害面积分别为 9 50 万 hm2、18 83 万 hm2、1532 万 hm2。其中，森林虫害和鼠害面积呈显著(P 0 05)增加趋势，其受害面积增加有可能与气温升高和降水量增加有关。图 52 2 2森林非生物灾害变化特征图 6 显示出森林火灾面积变化趋势与森林生物灾害一致，其变化倾向率为 3 794hm2/a。17 年平均受害面积2512hm2，最大受害面积为 101hm2，可见森林火灾面积增加有可能与气温升高有很大关系。图 62 3气候因子与森林灾害相关分析表 1 中，年平均气温与春季、夏季和冬季平均气温呈正相关，与冬季平均气温显著(P 0 05)正相关，系数较高(P=0 575)。总体来看，气温与降水量呈正相关，其中年平均气温与春季降水量显著(P0 05)正相关，系数较高(P=0 541)。森林病害面积与气温和降水量呈正相关，其中与年平均气温显著(P 0 05)正相关，系数最高(P=0 500);森林虫害面积与降水量呈正相关，其中与年降水量(P=0 522)和春季降水量(P=0 498)呈显著(P 0 05)正相关，与冬季降水量呈极显著(P 0 01)正相关(P=0 713);森林鼠害面积与气温和降水量呈正相关，其中与春季降水量呈显著(P 0 05)正相关(P=0 564)，与年降水量(P=0 610)和冬季降水量(P=0 752)呈极显著(P 0 01)正相关。森林火灾面积与气温和降水量呈正相关，其