近30年福建泉州紅樹林生態區氣候變化特征分析及其影響評估

方愛花　方笑堃　嚴韜

摘要：本文采用崇武國家基準氣候站1991—2020年氣象觀測資料，分析了近30年來福建泉州灣河口紅樹林生態區基本氣象要素、極端天氣氣候事件特征及其對紅樹林的影響，結果表明：1991—2020年福建泉州灣紅樹林生態區的平均氣溫、平均最高氣溫與最低氣溫均呈不同程度的升溫趨勢，以平均最低氣溫的升溫速率最為顯著，為0.477 ℃/10 a，而年平均最高氣溫的升溫趨勢最為平緩，其變化速率為0.294 ℃/10 a。而年平均降水量、平均最高與最低降水量均呈不同程度的下降趨勢，以平均最低降水量的變化速率最為顯著，為﹣0.21 mm/10 a，年平均最高降水量的變化趨勢最為平緩，其變化速率為-0.153 mm/10 a。近30年來福建泉州灣紅樹林生態區極端天氣事件頻發，其中主要包括大風、低溫等。由此對紅樹林的影響與危害較為嚴重。

關鍵詞：福建泉州；紅樹林生態區；氣候變化；影響

福建泉州灣位于泉州東部，其北起惠安縣崇武半島，南至石獅市祥芝角，是泉州三灣之一，區域內擁有大面積的紅樹林。紅樹林作為熱帶、亞熱帶海濱獨特的人文與自然景觀，也是物種多樣化的生態系統之一，其中包含有眾多的生物資源，具有極高的生態價值。泉州灣紅樹林生態區隸屬于亞熱帶海洋性季風氣候區，優越的地理、氣候等條件使紅樹林快速繁衍與生長，還有利于其固碳、固岸護堤、防風消浪、凈化空氣與海水及生物多樣性等生態功能得到充分發揮。

近些年來，隨著全球加速變暖，各地區氣候異常變化，由此對植被的影響較為嚴重?，F如今，多項植被生態系統研究證實氣候變化會對植被產生嚴重影響。研究表明：氣候變化會加重83.36%的草原干旱現象，同時草原植物群落生產力也會明顯減少；海平面上升耦合氣溫升高，降雨量明顯增加，再加上亞熱帶冬季低溫事件明顯減少，將對紅樹林碳埋藏起到一定程度的促進作用。另外，溫度升高還導致紅樹林逐漸北移擴展，預測當氣溫升高2 ℃之后，我國紅樹植物的分布區域將會有所增加，然而氣溫過高將不利于植物葉的形成及光合作用。氣候變化改變了降水的時空布局，而且紅樹林生境土壤和水的鹽度改變對紅樹林也有較大影響。

1? ? 資料來源和研究方法

本文所使用的氣象資料主要來源于福建省惠安縣氣象局。主要選取泉州灣紅樹林生態區1991—2020年的氣溫、降水量等氣象要素觀測資料及霜凍、干旱、高溫、大風等極端天氣事件統計資料，著重采用線性趨勢分析法針對紅樹林生態區幾種常規氣象要素及常見極端天氣事件的變化特征進行統計分析，并在此基礎上分析氣候變化特征對紅樹林的影響。

2? ? 福建泉州灣河口紅樹林生態區氣候變化特征

2.1 氣象要素特征分析

結合表1和圖1可見，1991—2020年福建泉州灣紅樹林生態區的平均氣溫、平均最高氣溫與最低氣溫依次為20.6 ℃、23.2 ℃與18.7 ℃。年平均氣溫的峰值與谷值依次為21.4 ℃與19.5 ℃，分別出現在2020年與1992年；年平均最高氣溫的峰值與谷值依次為24.1 ℃與22.1 ℃，分別出現在2002年與1992年；年平均最低氣溫的峰值與谷值依次為19.7 ℃與17.4 ℃，分別出現在2020年與1992年，見圖1。而且以上三種要素均呈不同程度的升溫趨勢，以平均最低氣溫的升溫速率最為顯著，為0.477 ℃/10 a，年平均氣溫次之，其升溫速率為0.359 ℃/10 a。而年平均最高氣溫的升溫趨勢最為平緩，其變化速率為0.294 ℃/10 a，見表1。

1991—2020年福建泉州灣紅樹林生態區降水量的變化趨勢并不顯著。據統計，近30年來研究區年平均降水量、平均最高與最低降水量分別為1 011.65 mm、1 013.67 mm與1 009.5 mm。年平均降水量的峰值與谷值依次為1 013 mm與1 010.6 mm，分別出現在1995年與2000年；年平均最高降水量的峰值與谷值依次為1 015 mm與1 012.5 mm，分別出現在1995年與2000年；年平均最低降水量的峰值與谷值依次為1 010.9 mm與1 008.4 mm，分別出現在1995年與2012年（見圖2）。而且以上三種要素均呈不同程度的下降趨勢，以平均最低降水量的變化速率最為顯著，為-0.21 mm/10 a，年平均降水量次之，其變化速率為-0.188 mm/10 a。而年平均最高降水量的變化趨勢最為平緩，其變化速率為-0.153 mm/10 a，見表1。

2.2 極端天氣事件分析

1991—2020年福建泉州灣紅樹林生態區極端天氣事件頻發，由此對紅樹林的影響與危害較為嚴重，其中主要包括大風、降雨等。

（1）低溫

1991—2020年福建泉州灣紅樹林生態區僅出現一次結冰天氣現象，出現在2016年1月25日，且持續1 d。

（2）高溫、降水

1991—2020年福建泉州灣紅樹林生態區日最高氣溫不小于30 ℃的日數較多，且以5.2 d/10 a的速率呈顯著增多趨勢，最高氣溫不小于35 ℃的日數以0.5 d/10 a的速率也呈一定的增多趨勢。

福建泉州灣紅樹林生態區出現降雨天氣的頻率也比較高，年平均降雨日數為141 d。1991—2020年期間研究區域內降雨日數呈減少趨勢，其減少速率為-11.106 d/10 a。

（3）大風

大風是福建泉州灣紅樹林生態區最為常見的極端天氣事件之一。據統計，近30年間該區域一共出現978次大風天氣現象，并以-17.424次/10 a的速率顯著下降。其中1993年出現大風天氣最多，為84次；2012年出現大風天氣最少，僅出現3次，兩者差異顯著。

3? ? 紅樹林生態區氣候變化對紅樹林的影響

3.1 氣象要素變化對紅樹林的影響

近30年來，福建泉州灣紅樹林生態區氣溫呈增暖趨勢。在這一背景下暖冬、暖春、炎夏與熱秋將會明顯增多，往往會為紅樹林木病蟲害順利越冬、擴展等創造有利條件。冬季天氣寒冷將會導致蟲害與病菌失去生存能力，然而暖冬將會增加病蟲種群增長力與繁殖世代數，有利于病蟲害順利越冬并快速繁衍。另外，夏秋季節30℃以上日數的增加，導致研究區域內病蟲害發生更加頻繁，不僅會加劇紅樹林病蟲害，還會導致紅樹林損毀面積顯著增加。紅樹植物生長速度主要與水的利用有關，而這取決于土壤中水的容量以及土壤的鹽度。在有大量淡水流入且有一定鹽度的環境中，紅樹植物在適宜的溫度條件下能繁盛生長，因此降水量的變化趨勢，將對紅樹植物的生長范圍產生深刻影響。由于多數紅樹植物為周期性的潮水淹沒，僅在洪水不頻繁且降水很少時，土壤的水容量才成為問題。但是紅樹植物對鹽度的要求有一定的生態幅度，一些紅樹植物在比較低鹽度下生命力更頑強。如果降水量減少，土壤鹽度增加，紅樹植物將出現組織內鹽水平增加和有效水量減少的問題。組織內鹽水平的增加可能導致單位葉面積的凈同化速率的減小，結果生長減慢。有效水量也能控制生長，表現在蒸騰速率和每單位水分的減少時碳的獲取量的變化。1991—2020年福建泉州灣紅樹林生態區降水量的變化趨勢并不顯著，因此理論上可視為對紅樹林生態區總體影響較小。

3.2 極端天氣事件對紅樹林的影響

（1）低溫的影響

在全球變暖的大背景下，福建泉州灣紅樹林生態區氣候也呈增暖趨勢，然而異常年份冬季也會出現低溫寒凍天氣現象，由此對泉州灣紅樹林生態區的影響較為嚴峻。2016年1月泉州灣紅樹林生態區維持低溫寒凍天氣現象，且出現結冰，導致區域內各種紅樹林不同程度受災，無瓣海桑、紅海欖等出現大面積死亡；另外，部分區域白骨壤也嚴重受災，有30%左右的紅樹葉片枯黃，部分人工造林的無瓣海桑葉片全部落下。部分紅樹林還出現瀕臨死亡甚至死亡現象，由此產生的影響及損失相當嚴峻。盡管大多數紅樹植株在氣溫回暖后均可以長出新葉，但是凍害卻嚴重影響了紅樹植物的開花結果。而且極端低溫凍害還會明顯削弱紅樹植物的繁殖生長能力，使當年結果率大幅下降。

（2）高溫的影響

氣溫升高、干旱天氣多發及CO2濃度升高，均會影響到紅樹林的生態結構。紅樹林在生長期間對氣溫的反應極為敏感，一旦出現35 ℃的高溫天氣現象，將會直接影響到紅樹植物根部結構、苗發育及其光合作用；福建泉州灣紅樹林生態區年平均相對濕度高于80%，一旦遭遇高溫少雨引發的干旱災害，再加上空氣濕度過大，往往會為紅樹林病蟲害滋生與蔓延創造有利條件。另外，CO2濃度增加將會導致紅樹林樹葉營養成分顯著下降，與此同時病蟲生存所需的樹葉量較多，進而導致病蟲害快速蔓延，并使紅樹林損毀面積顯著增加。

紅樹林病蟲害在夏季與秋季發生頻率較高。溫度與昆蟲的生活世代密切相關，在單位時間之內，當有效積溫越高時，昆蟲完成一個世代所需的時間會越短，因此在這一時間段內繁衍出的世代數就越多。1991—2020年福建泉州灣紅樹林生態區病蟲害頻發，分析病蟲害多發時間段的氣候條件發現，嚴重病蟲害多發生在高溫、干旱等氣象條件下。

（3）大風的影響

大風天氣對紅樹林的危害也不容忽視。尤其是強烈的熱帶氣旋引發的強大風暴將會嚴重危害紅樹林的群落結構，使紅樹林當中的多樣性指數顯著下降。另外，隨著風暴潮、巨浪等強度與次數的增加，還會沖走紅樹林根系附近的有機物，使其促淤固灘功能顯著下降。

4? ? 結語

本文通過分析1991—2020年福建泉州灣氣候變化特征及其對紅樹林的影響，得出以下幾點結論：

（1）1991—2020年福建泉州灣紅樹林生態區的平均氣溫、平均最高氣溫與最低氣溫均呈不同程度的升溫趨勢，以平均最低氣溫的升溫速率最為顯著，為0.477 ℃/10 a，而年平均最高氣溫的升溫趨勢最為平緩，其變化速率為0.294 ℃/10 a。而年平均降水量、平均最高與最低降水量均呈不同程度的下降趨勢，以平均最低降水量的變化速率最為顯著，為-0.21 mm/10 a，年平均最高降水量的變化趨勢最為平緩，其變化速率為-0.153 mm/10 a。

（2）近30年來福建泉州灣紅樹林生態區極端天氣事件頻發，其中主要包括大風、低溫等。由此對紅樹林的影響與危害較為嚴重。氣溫升高往往會為紅樹林木病蟲害順利越冬、擴展等創造有利條件。結冰、凍害將會導致紅樹葉片枯黃，葉片落下，嚴重時還會影響紅樹植物的開花結果。而且極端低溫凍害還會明顯削弱紅樹植物的繁殖生長能力，使當年結果率大幅下降。氣溫升高、干旱天氣多發及CO2濃度升高，均會影響到紅樹林的生態結構；高溫將會導致紅樹林病蟲害滋生；大風天氣尤其是強烈的熱帶氣旋引發的強大風暴將會嚴重危害紅樹林的群落結構，使紅樹林的多樣性指數顯著下降。嚴重時還會沖走紅樹林根系附近的有機物，使其促淤固灘功能顯著下降。

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