新疆塔中石油基地绿化的小气候效应研究（可编辑）

新疆塔中石油基地绿化的小气候效应研究（可编辑） 新疆塔中石油基地绿化的小气候效应研究 新疆师范大学 硕士学位论文 新疆塔中石油基地绿化的小气候效应研究 姓名刘海波 申请学位级别硕士 专业自然地理学 指导教师李新建 2011-12-29新疆师范大学硕士学位论文 中文摘要 本文利用了 2006 年 7 月10 月和 2007 年 1 月塔中石油基地绿化区和 沙漠区的气象观测资料对比了塔中石油基地绿化区与沙漠区的气候特 征通过分析表明 1 7 月平均气温绿化区比沙漠区低 04?气温日较差绿化区大于沙 漠区气温极差值绿化区大于沙漠区平均相对湿度绿化区比沙漠区高 08平均风速绿化区比沙漠区低 11ms 2 10 月平均气温绿化带比沙漠区低 26?平均气温绿化区比沙漠区 低 33?气温日较差是绿化区绿化带沙漠区气温极差值是绿化带绿 化区沙漠区平均相对湿度绿化带比沙漠区高 105绿化区比沙漠区高 12平均风速绿化带比沙漠区低 18ms绿化区的比沙漠区低 07ms 3 1 月 25 日1 月 30 日平均气温绿化带比沙漠区低 40?绿化区 比沙漠区的低 48?气温日较差是绿化区绿化带沙漠区平均相对湿度 绿化带比沙漠区高 33绿化区与沙漠区相等平均风速绿化带比沙漠区 低 07ms绿化区比沙漠区低 05ms 4 随着塔中石油基地绿化工程的不断完善从 19972006 年以来沙 尘天气的分布特征是沙尘暴的日数减少浮尘和扬沙日数增加 塔中石油基地绿化的小气候效应比较显著 关键词塔中石油基地 绿化区 沙漠区 小气候 I 新疆师范大学硕士学位论文 英文摘要 Abstract In this paper it was analyzed to climatic characterizations in the protective forest beltthe afforested areastandard sectionand the desert area according to the data of the automatic meteorology observation station located in the protective forest belt Tazhong meteorology observation station located in the afforested area and the automatic meteorology observation station located in the desert area in July October and January from 2006 to 2007 The results showed 1 In July the mean air temperature of the afforested areastandard section is 04? lower than the desert area Contrast to the desert area daily range of air temperature of the afforested areastandard sectionis bigger The mean air humidity of the afforested areastandard sectionis 08 higher than the desert area the mean wind speed of the afforested areastandard sectionis 11ms lower than the desert area 2 In October the mean air temperature of the protective forest belt is 26? lower than the desert area which of the afforested areastandard sectionis 33? lower than the desert area The daily range of air temperature the afforested areastandard section the protective forest belt the desert areaThe mean air humidity of the protective forest belt is 105 higher and that of the afforested areastandard sectionis 12 higher than the desert area The II 新疆师范大学硕士学位论文 mean wind speed of the protective forest belt is 18ms lower than the desert area The mean wind speed of the afforested areastandard sectionis 07ms lower than the desert 3 From January 25 to January 30 the mean air temperature of the protective forest belt is 40? lower than the desert area The mean air temperature of the afforested areastandard sectionis 48? lower than the desert area Daily range of air temperature the afforested areastandard section the protective forest belt the desert area The mean air humidity of the protective forest belt is 33 higher than the desert area The mean air humidity of the afforested areastandard section is the same to that of the desert area The mean wind speed of the protective forest belt is 07ms lower than the desert area The mean wind speed of the afforested areastandard sectionis 05ms lower than the desert area 4 In the middle Taklimakan desert oil field the days of dust-storm were less than before but the days of the floating-dust and blowing-sand were more than before from 1997 to 2006 Human being built variety of buildings planted variety of trees and grass and strengthen the sand which affected variation of the floating-dust blowing-sand and dust-stormThe microclimate effect of the Middle Taklimakan Desert Oil Field was very prominentIII 新疆师范大学硕士学位论文 Key words the Middle Taklimakan Desert Oil Fieldthe afforested area the desert areaMicroclimate effectIV 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果据我所知除了文中特别加以标注和致谢的地方外论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果也不包含为获得 新疆师范大学 或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做 的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意 学位论文作者签名刘海波 签字日期 2007 年 6 月 10 日 学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解 新疆师范大学 有关 保留使用学位论文的 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘允许论文被 查阅和借阅本人授权 新疆师范大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编学位论 文 保密的学位论文在解密后适用本授权书 学位论文作者签名刘海波 导师签名李新建签字日期2007年 6 月 10日 签字日期 2007 年 6月 10 日 新疆师范大学硕士学位论文 文献综述 1塔克拉玛干沙漠气候研究的进展 2 塔克拉玛干沙漠36?52′N42?19′N75?12′E88?10′E面积约为 3376万 km [1] [2-5] 是我国第一世界第二大流动性沙漠 它位于我国新疆维吾尔自治区南部的塔里木盆地之中 其北临天山山脉西临帕米尔高原南临昆仑山东接罗布泊阿尔金山地势东高西低南高北 [6] 低河流多是内流河其中塔里木河 昀长水量昀丰富是我国昀长的内流河同时也是塔里木 盆地的生命线 在古代由于生产力低下人类的科学认识还具有一定的局限性在尼雅楼兰等地出土文书 和卢文木简对于有关塔克拉玛干沙漠和沙漠气候都有一定的记载随着农业的发展在大沙漠的 [1 7-11] 绿洲区域人们在和风沙干旱作斗争的生产生活过程中开始初步认识沙漠气候 到了近代随着生产力水平的不断增加人类开始对沙漠气候进行理性的思考但是这一阶段 仍不成熟自 1868 年俄国人布亚科夫斯基Буняк овский和莱茵特尔Reintnal普尔热瓦尔 斯基罗波夫斯基Робовский克莱门茨等来新疆考察并从事于实际的气象观测和海拔高度的 测量瑞典人斯文赫定Sevenheden于 1895 年 4月 23 日5月 8 日进入塔克拉玛干和田河探险 并测知白天昀热温度为 90他在 1927 年组织了中瑞西北科学考察团在若羌库车迪化今 乌鲁木齐等地设立 4 个固定测候所除地面观测外还进行高空测风这可能是新疆昀早的高空 探测资料英国籍匈牙利人斯坦因曾 4 次进入塔克拉玛干腹地探险即 19001901 年19061908 年19131916 年19301931 年他于 1906 年 12月 22 日在楼兰附近测得昀低温度为 -45这 虽然是零星观测值但对塔克拉玛干沙漠及其附近与周边地区来说确实是十分珍贵的资料昀有 论点立说的是美国汉丁顿Hantington 他在 1904 年随着卡莱基财团组织的新疆探险队进入罗布泊 和塔克拉玛干考察后看到南疆的沙漠化河水断流和土地消失现象得出了一个结论认为塔里 木盆地气候和塔克拉玛干地区气候是一直变干的发展下去将成为不可逆转的干旱气候给当地 [12] 人民带来灭顶的灾难 [13] 1927 年气象学家李宪之 随中瑞西北科学考查团在塔克拉玛干东南缘的若羌建立了气象 站进行气象观测在柏林大学学习期间他将西北考察时所收集的部分资料整理成文发表了《塔 克拉玛干沙漠对若羌长期天气的影响》提出冷空气活动和气旋对这一干旱地区降水的影响修正了 [14] 前人所谓中亚没有一般气旋的看法1930 年地理学家陈宗器等人 随西北科 学考察团沿塔里木 河南下对沙漠气候作了详细的观测和记载 总之由于各种条件的限制在古代人类对塔克拉玛干沙漠气候的认识是直观的纪实的 朴素的在近代人类对塔克拉玛干沙漠气候的认识开始逐渐深入建立气象站穿越沙漠记录 气象要素这些珍贵的资料是我们认识沙漠气候研究沙漠气候的基础但是在理论的研究上还不 是很成熟还有太多的工作需要后人来完成 1987-1994 年中国科学院新疆生态与地理研究所对塔克拉玛干沙漠进行了综合科学考察考察 内容包括沙漠气候地貌第四纪地质和沉积环境水资源及其开发利用条件土地资源评价与利 用前景生物资源评价历史时期人类活动与环境变迁资源与环境等 8 个课题参加单位 13 个 参与研究人员百余人首次对塔克拉玛干沙漠天气和气候取得比较系统的认识初步掌握沙漠现代 天气气候特征和规律 1993 年新疆石油管理局以克拉玛依油田和塔中油田的气象气候资料为基础编写了《石油与 [15] 气象》 本书应用气象学理论和解决石油生产中的各种气象问题提供气 象气候资料在 1 新疆师范大学硕士学位论文 石油工业的应用 随着塔中油田的开发建设关于如何获得工程中所需的气候资料成为油田建设的决策和 规划部门必须解决的问题因此在 1995 年新疆维吾尔自治区气象科学研究所和塔里木石油勘探开发 指挥部规划处联合攻关编写了《塔里木气候极值研究及其在油田工程设计中的应用》一书系统 [16] 阐述了塔里木盆地气温地温降水相对湿度等气候因素的分布规律及应用 [17-22] 2000 年中国科学院新疆生态与地理研究所的潘伯荣徐新文雷加强 等科研人员开展了 塔中油田生物防沙绿化示范工程技术项目以保证塔中的石油开发和塔中沙漠公路的安全期 望在沙漠腹地建构符合自然社会经济和谐的有人工绿地的生态系统并对沙漠腹地的生态环 境特点植物选择与栽培技术生活因子的利用以及相关理论进行研究提出了沙漠油田人工绿地 生态系统的结构模式建立了三处示范基地在沙漠公路的绿化建设中掌握了风沙运动规律制 定了科学的防治 2003 年由李江风研究员在总结前人工作的基础上编著了《塔克拉玛干沙漠和周边山区天气 气候》一书对塔克拉玛干沙漠和周边山区天气气候形成的原因和机理天气气候的特征规律以 及气候资源和灾害气候变化等进行了比较系统而详尽的阐释 [23] 杨佐涛陈渭南 等通过对塔克拉玛干腹地满参肖塘两地气候观测数据和北缘山前绿洲轮台 的气象站资料进行对比分析发现沙漠外缘至腹地温度呈升高趋势气温日较差和年较差昀大值在 位于外缘和腹地之间的肖塘降水表现为外缘多于内部某一时期内部降水又明显多于外缘并且 年降水量决定于某一次降水过程愈深入沙漠内部湿度越低蒸发越大 [24] 马志福谭芳 等根据塔克拉玛干沙漠周围近 20个绿洲农区气象测站 36a 冬季的 1 月夏季的 7 月平均气温气压相对湿度和塔克拉玛干沙漠地区 6 个短期观测站近 10a 的有关气象资料对该 地区冬夏季平均温度相对湿度气压分布规律进行了系统研究并以预测方程和概率模式揭示了 塔克拉玛干沙漠地区冬夏季温压湿分布规律 [25] 俎瑞平张克存 等通过对塔克拉玛干沙漠周围绿洲农区 17个气象站 1996-2000年风资料的统 计和计算对塔克拉玛干沙漠风况特征进行研究发现塔克拉玛干沙漠作用风系以东北风和西北风 为主在纵向和横向上主风向都呈现出明显变化规律输沙势计算结果表明除若羌地区外整个塔 克拉玛干沙漠处于低风能环境大多数区域 RDPDP值都大于 05呈现单峰或锐双峰特征 [26] 何清向鸣 等通过对 1998年 7月下旬塔克拉玛干沙漠腹地满西 1井测站出现的一次强降水日 降水量达 286mm过程进行分析证实在大尺度的环流背景下中小尺度系统强烈的发展及夏季午 后陆地对流旺盛时极干旱的沙漠地区也会出现与其它地区相比拟的强降水天气并具有夜雨性质 [27] 何清向鸣唐淑娟 应用天气学方法NOAA气象卫星云图以及沙漠腹地两个定点气象观测 站塔中和肖塘的地面资料初步分析了 1996 年 7 月 1113 日在塔克拉玛干沙漠腹地沙漠公路沿线 出现的两场强沙尘暴天气形成和发展的环流形势主要影响系统及地面气象 要素演变特征发现在 沙漠腹地因局地热低压发展和南支卷云线共同作用亦可触发中小尺度的强沙尘暴天气 [28] 薛红胡列群王旭 以塔里木盆地周边绿洲农区多个气象台站多年常规气象观测资料沙漠 腹地塔中气象站资料NCAR 再分析资料为基础得出塔克拉玛干沙漠腹地是沙尘暴的高发中心 塔中地区沙尘暴多集中发生在 48月在沙尘暴多发季节沙尘暴与温度呈反相关关系沙尘暴与 降水呈正相关关系沙尘暴与风呈正相关风速大则沙尘暴出现多 2塔克拉玛干沙漠人工绿化小气候的研究现状 小气候指的是由于下垫面结构不均一性所引起的小尺度的近地层局地气候土壤植被人工 铺砌的道路等等都能借辐射作用吸热和放热从而调节空气层和下垫面表层的温度这种表面称为 活动面由于活动面性质不同具有不同的能量平衡和水分平衡再加上湍流作用的差异乃产生 2 新疆师范大学硕士学位论文 [29] 各种各样的小气候 小气候与大气候不同其差异可用范围小差别大很稳定来概括所 谓范围小是指小气候现象的垂直和水平尺度都很小垂直尺度主要限于2m以下薄气层内水平尺度 可从几毫米到几万米或更大一些所谓差别大是指气象要素在垂直和水平方向的差异都很大如在 沙漠地区贴地气层2mm 内温差可达十几度或更大所谓很稳定是指各种小气候现象的差异比 [30] 较稳定几乎天天如此 地表是人类活动动植物生存的主要场所中小地形森林湖泊和人类活动集中的城市耕 地等对贴地气层的小气候影响很大不同的下垫面上就形成各种小气候农田中有农田小气候 [31] 城市里有城市小气候森林中有森林小气候等 中小地形造成的小气候的差异主要是通过小的 地形起伏坡向和坡度的不同来影响辐射状况温度分布湿润状况和局部风的变化由于小气 候与人们的生产生活息息相关近些年来人们对小气候研究越来越多 [32] 张一平李佑荣刘玉洪 等通过对昆明城市庭院内的草地屋顶和道路的气象观测资料的比 较研究了庭院内不同下垫面的小气候变化规律和差异特征昆明地区不同下 垫面气候要素均具有 与大气候相近的变化趋势平均昀高气温昀大值出现在干季后期气温日较差干季大雨季小相 对湿度雨季大变化小干季小变化大风速以干季较大雨季数值小变化也小等年变化特征 比较不同下垫面的气候要素值得出由于受下垫面和测点附近环境的影响与草地相比屋顶和道 路的昀高气温高昀低气温低气温日较差较大相对湿度低风速大其差异表现为干季大雨 季小 [33] 张艳武冯起吕世华 等利用额济纳洲 2003 年 9 月 810 日小气候观测资料分析了绿洲柽 柳林的小气候特征在柽柳林内地表和近地层大气温度有明显的日变化日间地表给大气加热 大气温度呈超绝热递减率随高度递减夜间大气给地表加热大气为稳定层结近地层空气湿度的 日变化与温度相反林内空气湿度的垂直分析主要取决于冠层与地表吸收太阳辐射状况在林冠顶 层白天以上升气流为主夜间以下沉气流为主绿洲荒漠效应已经不明显绿洲上空大气浑浊度 小对太阳辐射的削弱减少绿洲具有很好光资源背景 [34] 向悟生李先琨吕仕洪 等对广西不同气候带下具有典型性和代表性的岩溶区作为研究区域 调查和监测岩溶植被演替过程中主要小气候因子的日变化特征结果表明在石荒漠阶段和草丛 阶段群落光照强土温和气温高空气相对湿度低时间波动比较明显灌丛阶段群落冠层以下 的照度气温均较低随时间变化的幅度不大而冠层以上的光照强度和气温均出现了大幅上升 而且随时间变化的幅度较大落叶阔叶林阶段和常绿落叶阔叶混交林阶段群落内部的照度气温及 土壤温度均大幅降低空气相对湿度保持在较大水平主要小气候因子的时空变化比较乎缓主要 小气候因子的时空动态与群落结构和群落种类组成特征密切相关 [35] 谢平李燕 对广东省湛江市东海岛海岸沙地防护林林内与林外的光照温度湿度及风速等 气象因子进行对比观测结果表明防护林林内光照强度减弱温度变化缓和湿度增加风速减 小小气候效应显著改善了海岸沙地的生态环境 [36] 高艳红吕世华 使用美国NCAR非静力平衡模式MMSV3模拟了黑河地区非均匀 下垫面局地 小气候效应再现了山谷风环流及夏季绿洲效应沙漠上的逆湿 和由于地表热力分布不均 匀引起的绿洲沙漠垂直环流等绿洲沙漠相互作用的典型特征较全面地揭示了非匀地表大气边 界层内的风温湿度场与陆面相互作用的物理机理验证了野外实验的结果 [37] 鲍淳松楼建华曾新宇 等进行了园林绿化对气温和相对湿度的影响研究结果表明在杭 州的夏季经过园林绿化后气温能降低07? 高可降 昀 23?相对湿度提高4 昀高可达 l5 冬季阴雨天气时没有降温作用没有绿化的主街是个热源经过绿化的小区比主街低06?良好的 行道树具有降温作用能降低05l?相对湿度提高4不同的植物类型降温作用有差别总的 3 新疆师范大学硕士学位论文 说来树冠高大枝叶浓密的降温作用大乔木的降温作用大干草坪植物表面的温度低于人工下 垫面夏季可降低48?在晴朗的夏季绿化降温作用比较明显 [38] 王君厚周士威路兆明 等通过对乌兰布和荒漠东北边缘人工绿洲内和荒漠对照区各小气候 因子连续l2年的同步观测采用模糊综台评判方法全面定量分析了防护林体系不同时期的小气候 效应及变化规律评价结果表明绿洲防护林体系对各气象因子均有较明显的影响特别是在降低 风速抑制蒸发提高空气湿度等方面尤为突出综合小气候效应明显l2年间效益值增加了0746 增长率为31绿洲防护林体系对小气候的改善作用各时期不同综合效益值来看初期增加了 0129中期增加了0575到后期增加了0042这说明防护林体系到中期建成l0年后即可达到稳定 的昀佳防护状态 [39] 肖彩虹郝玉光郭承德 以2个地面气象站观测数据为基础分析了19881999年12年间荒漠 即未开发区与绿洲区开发区的气象要素变化指出人工绿洲对灾害性天气具有抑制作用 结果表明12年的林网建设与荒漠旷野相比平均多年降水量增加289mm年大风日数年干热风 发生日数分别减少656694 年平均气温年蒸发量年昀大风速分别降低 04?283 62ms防风效能达到47 绿洲生态系统的下垫面状况很不同于沙漠因而形成了特殊的绿洲小气候首 先在绿洲中 由于灌溉水面扩大及植被蒸腾的加强增加了绿洲的相对湿度降低了地表的昀高温度改变了荒 漠的水热条件创造了绿洲水热平衡其次由于植被和较湿润的地面减低了地表的反射率增 加了对地表辐射的吸收使辐射平衡值增大温度变化趋于和缓第三绿洲中繁茂的植被特别 是农田防护林具有阻摩消耗风力和保护地面的功能减低土壤风蚀和沙暴所以绿洲小气候对作 物生长和人类生活都是十分有利的随着塔中石油基地人工绿化的开展对于人工绿化小气候的研 究也已经展开但是研究较少 [40] 王健 桑长青何清 通过对沙漠公路塔中段两侧不同下垫面进行小气候分析比较其差异来 说明自然沙面草方格低矮防护林带沙石路面等的不同防沙能力从几种防沙效果来看沙石 路面短期内有一定的压沙作用但长期效果不好草方格短期效果较好但随着时间推移防沙效 果逐渐减弱防护林带体系随着林带的逐渐长成效果将会越来越好属于生态型防沙意义重大 而且深远 [41] 艾力买买提明杨青 等对塔中油田防护林带自然沙面流动沙丘的气温相对湿度以及 风速进行同步对比观测的研究结果表明塔中4油田作业区温度与周围防护林以外的自然沙面的温度 相比具有变化幅度大日较差较大的特征作业区空气相对湿度比自然沙面的相对湿度大防护 林带相对湿度昀高由于受防护林带的影响作业区 15 m 高度的风速比周围自然沙面的风速小 日平均风速也比作业去防护林带的平均风速小作业区的小气候效应比较显著 4 新疆师范大学硕士学位论文 新疆塔中石油基地绿化的小气候效应研究 1 研究的内容和方法 11研究的目的及意义 随着科学技术的发展和我国石油开发战略的西进世界第二大流动沙漠塔克拉玛干大沙漠 不再是人类难以涉足的区域石油勘探开发为人们了解塔克拉玛干大沙漠的天气气候特征以及沙漠 下垫面环境条件下大气的特征提供了条件在20世纪80年代末塔克拉玛干大沙漠综合科学考察设立 临时气象站点的基础上1996年在塔里木盆地的中心区域设立塔中地面气象 观测站该站于1998年 10月成为国家基本气象站区站号为517471999年1月1日零时正式开始地面测报与发报气象业务 相继开展了沙尘暴监测大气成分边界层梯度观测辐射观测特种观测等科研和业务监测工作 塔里木沙漠油田是21世纪我国石油生产的重要战略接替区由于地处塔克拉玛干沙漠腹地风沙 危害严重油田基地的防沙绿化问题成了首要解决的问题昀初是机械防沙起初效果较明显起 到了防沙的作用但是机械防沙成本巨大且缺乏人文气息生态防沙绿化开始提到日程上来先 后开展了塔中沙漠油田基地防沙绿化与环境监测九五先导试验研究以生态防沙取代了机械防 2 [42] 沙1994年起建成人工绿地35hm 和352km的沙漠公路防护林 科研人员在绿化体系的可行性研 究绿化物种的选择和绿化技术等方面进行了具有创新的研究目前生态绿化已经初具规模下垫 面状况已发生了很大变化由于下垫面状况和其气候状况是相互联系和相互影响的下垫面的改变 影响着其区域内气象因素的变化也会直接或间接影响到塔中石油基地的生产和人们的生活但是 对于该区域绿化而造成的区域气候状况变化方面的研究却很少 因此通过对塔中石油基地地表绿化与较远处原始沙漠区的多种气象要素的对比分析能够比 较定量化揭示人工绿化的小气候效应有助于科学评估人工绿化对沙漠腹地生态环境的影响和科学 评估沙漠腹地人工绿化的工程效果能为塔中气象站气象观测资料沙漠气候代表性的标校沙漠小 范围的人工绿化以及沙漠化治理等提供科学依据对于油田建设及沙漠--绿洲气象的研究都具有重要 的现实意义和较高的学术价值 12研究内容 1绿化区与周边沙漠区气温对比分析 2绿化区与周边沙漠区空气湿度对比分析 3绿化区与周边沙漠区风速对比分析 4塔中石油基地绿化区沙尘天气的变化状况 13研究方法 主要通过塔中石油基地绿化区域内的塔中气象站与周边沙漠区气象监测站及绿化林带中临时气 象监测点气象要素的同步观测图1图3获取夏季典型月份7月秋季典型月份10月冬季典型 月份1月的多种气象要素经过对塔中石油基地绿化工程区域与周边沙漠非绿化的多种气象要素的对 比分析和数理统计揭示塔中石油基地绿化的小气候效应为塔中气象站气象观测资料代表性的标 验科学评价人工绿化的工程效果及塔中石油基地的发展以及沙漠化治理等提供科学依据 5 新疆师范大学硕士学位论文 图1 塔中气象站 图2 绿化带内的自动气象站图3 平缓沙丘自动站B站 14技术路线 第一阶段收集整理相关文献期刊和专著以及历史观测资料布设观测点以及观测设备在 充分利用塔中气象站和80米铁塔梯度观测系统标校站的基础上另在盛行风向下风方的绿化林内建 立监测点 第二阶段实地观测与收集数据分别在2006年7月10月和2007年1月到塔中进行实地观测 获得气温湿度风速和沙尘天气等方面的第一手资料 第三阶段运用数理统计及其相关的气象气候学知识与方法进行研究揭示塔中绿化的气候因 素的分布特征为科学评价人工绿化的工程效果及塔中石油基地的发展以及沙漠化治理等提供科学 依据 主要途径如图 6 新疆师范大学硕士学位论文 收集整理已有资料 数据处理 野外实地调查观测资料 绿化区与沙漠区各个气象要素的变化 不同季节气象要素素变化 在气象气候方面揭示沙漠绿化的小气候效应 图11 主要研究途径 Fig 11 Sketch of the main research methods of the paper7 新疆师范大学硕士学位论文 2 研究区概况 21 地理位置和范围 图 21 塔中石油基地地貌及地理位置 Fig 2-1 Landforms and the geographical locations of the Middle Taklimakan Desert Oil Field 塔中石油基地地处39?00′N83?40′E海拔10993m位于塔克拉玛干沙漠腹地距库尔 2 [42] 勒市约520km距乌鲁木齐市约为1000km绿化面积为35hm 22 水文和土壤 塔中石油基地地处沙漠腹地无地表径流降水稀少该区地下水相对丰富地下水埋深差异 较大复合沙山的顶部地下水在60m 以下而在垄间只有38m个别低地只有1m左右地下水的 - - 2- 2 2 矿化度一般在45gLpH7呈碱性水中含HCO ClSO Ca Mg K Na 等离子 3 4 由于地下水矿化度不高同时在油田内部有电力保证使打井取水灌溉造林成为可能为生物防护 体系的建设提供了昀基本的条件近几年基地采用了苦水淡化技术基本上解决了基地职工 的生产生活用水问题 塔中石油基地的土壤以流动风沙土为主风沙土总的剖面形态特征是整个土体沙化干燥机 械组成以细中细土壤为主松散呈单粒状结构土壤发育微弱层次简单而不明显在形态上很 大程度保持着母质状态风沙土的理化特征是土壤肥力低养分缺乏盐分含量不高土壤的容 重大孔隙度低持水力差风沙土由于所在沙垄部位的不同和表面起伏程度的差异理化性质也 [43] 不尽相同并且在复合沙垄的垄间局部地段还存在不同厚度的粘土层个别的垄间洼地沙层板结 23 地貌和植被 该区沙层深厚沙垄高大地形复杂复合沙垄昀高处与垄间洼地的高差达 50m 以上复合沙 垄上次一级沙丘的高度一般为510m 该区缺乏天然植被大部分植物都是人工引进的绿化带主要由柽柳沙拐枣和梭梭等耐盐 8 新疆师范大学硕士学位论文 耐旱耐寒耐高温耐风蚀沙埋的沙生植物组成在塔中植物园内还有大量引进的植物无叶沙 拐枣乔木状沙拐枣网状沙拐枣头状沙拐枣密刺沙拐枣泡果沙拐枣小果沙拐枣红皮沙 拐枣沙木蓼盐穗木盐爪爪山荞麦紫杆柽柳甘蒙柽柳中华柽柳长穗柽柳甘肃柽柳 异花柽柳多花柽柳短穗柽柳多枝柽柳塔克拉玛干柽柳沙生柽柳红砂胡杨木贼麻黄 中麻黄膜果麻黄盐生白刺泡果白刺木本霸王白刺酸胖碱蓬大叶矶松黄花矶松 沙生蔗茅香蒿草老鼠瓜枸杞黑枸杞沙枣沙棘红苋草东方铁线莲石刁柏月苋草 银边翠金叶莸紫穗槐茧荚黄芪白柠条小叶锦鸡儿铃铛刺羊柴小沙冬青狭叶锦鸡 儿蒙古沙冬青胀果甘草银沙槐黄芪红豆草沙打旺花棒红花罗布麻罗布麻等植物 [44] 动物主要有沙蜥麻雀老鼠池鹭 等 24 气候条件 该区属于典型的暖温带大陆性荒漠气候夏季炎热冬季寒冷昼夜温差大该区年平均气温 124?一年中昀热月为 7 月份月平均气温 287?昀冷月为 1 月份月平均气温-84?极端昀 高气温 456?1997 年 7 月 20 日 极端昀低气温 -260?2002 年 1 月 27 日年平均地面温度 164?极端昀高地面温度 745? 极端昀低地面温度 -285?年平均降水量 265 mm昀大降水量 166mm昀大降水日数 01mm85 天7 月 平均相对湿度 294年平均蒸发能力为 38129 mm年平均日照时数 26496h年平均风速 23ms昀大瞬时风速为 200 ms风向主要以 ENE NENNE 为主年平均大风日数?8 级13 天沙尘天气发生频繁主要集中在 38 月浮 尘天气年平均 80 天扬沙天气年平均 53 天沙尘暴年平均 16 天 25 塔中油田简介 7 塔中油田位于号称死亡之海的塔克拉玛干沙漠腹心地带现已探明石油地质储量 613×10 t 7 可采储量 2036×10 t塔中油田地面工程于 1996年初动工建设 1996 年 8 月 15 日塔中 4 油田投产 7 9 3 截止到 2006 年 6 月 20 日零时塔中油田累计生产原油 1669×10 t生产天然气 4097×10 m 10 年来塔中石油人每年向祖国奉献石油均在百万吨以上单井日产量是全国油田平均值的 10倍多 该油田原油采收率已达到地质储量的 273实现了高效开发为我国沙漠油田建设提供了成功经 验塔中油田集油气水电一体自动化程度达到上世纪九十年代先进水平的优势 塔中气象站 1997年2006年的气象统计资料 9 新疆师范大学硕士学位论文 3 绿化区与沙漠区的各季节气候特征分析 31绿化区与沙漠区的气温变化特征分析 311夏季绿化区与沙漠区的气温变化特征分析 以 7 月作为塔中夏季的典型代表月塔中绿化区和沙漠区 7月平均的温度日变化状况如图 31 所示绿化区气温昀高值出现在北京时间 18 时左右气温达 341?昀低气温出现在北京时间 7 时 左右气温为 211?气温日较差为 13?沙漠区昀高气温出现在北京时间 17 时和 18 时左右气 温达 345?昀低气温出现在北京时间 8 时左右气温为 222?气温日较差为 123?昀高气温 绿化区比沙漠区低 04?昀低气温绿化区比沙漠区低 11?绿化区和沙漠区的昀高气温和昀低气 温出现时间并不是同时的一般相差 1 小时左右气温日较差绿化区比沙漠区高 07? 气温? 360 绿化区 沙漠区 330 300 270 240 210 180 150 000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 图 31 塔中 7 月不同下垫面平均的温度日变化 Fig 3-1 Change of daily mean mean temperature on the different underlying surfaces in July in Tazhong Xinjiang 图 32图 34 可以看出塔中绿化区和沙漠区 7月月平均气温月平均昀高气温和月平均昀低 气温的变化趋势基本上是一致绿化区和沙漠区月平均气温分别为 282?和 286?月平均昀高气 温分别为 289?和 293?月平均昀低气温分别为 274?和 279?绿化区 7 月气温极高值出现在 25日 18 时气温达到 419?气温极低值出现在 23 日 8 时左右气温为 159?气温极差达到 26? 沙漠区 7 月气温极高值出现在 7 月 25 日 16 时左右气温达到 425?气温极低值出现在 14 日 10 时左右气温为 177?气温极差达到 248?月平均气温绿化区比沙漠区低 04?月平均昀高气 温绿化区比沙漠区低 04?月平均昀低气温绿化区比沙漠区低 05?气温极高值绿化区比沙漠区 低 06?气温极低值绿化区比沙漠区低 18?气温极差值绿化区比沙漠区大 12?10 新疆师范大学硕士学位论文 平均气温? 360 绿化区 沙漠区 330 300 270 240 210 180 日期 150 1 3579 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31图 32 塔中 7 月不同下垫面的平均气温变化 Fig 3-2 Change of monthly mean temperature on the different underlying surfaces in July in Tazhong Xinjiang 360 绿化区 沙漠区 330 300 270 240 210 180 日期 150 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31图 33 塔中 7 月不同下垫面的平均昀高气温变化 Fig 3-3 Change of monthly mean imun air temperature on the different underlying surfaces in July in Tazhong Xinjiang 360 绿化区 沙漠区 330 300 270 240 210 180 日期 150 1 3 5 7 9 11 13151719 2123252729 31图 34 塔中 7 月不同下垫面的平均昀低气温变化 Fig 3-4 Change of monthly mean minimun air temperature on the different underlying surfaces in July in Tazhong Xinjiang 11 平均昀低气温? 平均昀高气温?新疆师范大学硕士学位论文 312秋季绿化区与沙漠区的气温变化特征分析 以 10 月作为塔中秋季的典型代表月图 35 显示塔中绿化带绿化区和沙漠区 10 月平均的气 温日变化绿化带气温昀高值出现在北京时间 16 时左右其值为 271?气温昀低值出现在北京时 间 8 时左右值为 61?气温日较差为 21?绿化区昀高气温出现在北京时间 16时左右气温达 267?昀低气温出现在北京时间 9时左右气温为 48?气温日较差为 219?沙漠区昀高气温 出现在北京时间 17 时左右气温达 265?昀低气温出现在北京时间 9时左右气温为 116?气 温日较差为 149?绿化带和绿化区的昀高气温比沙漠区的昀高气温分别高 06?和 02?昀低气 温绿化带绿化区比沙漠区分别低 54?和 68?绿化带绿化区和沙漠区的昀高气温和昀低气温 出现时间并不是同时的一般相差 1 小时左右气温日较差绿化区绿化带沙漠区 气温? 300 270 绿化带 绿化区 沙漠区 240 210 180 150 120 90 60 30 00 000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200图 35塔中 10 月不同下垫面的平均气温日变化 Fig 3-5 Change of daily mean temperature on the different underlying surfaces in October in Tazhong Xinjiang 从图 36图 38 可以看出塔中绿化带绿化区和沙漠区 10月的平均气温平均昀高气温和 平均气昀低温的变化趋势基本上是一致的 绿化带绿化区和沙漠区的平均气温分别为 160? 153? 和 186?平均昀高气温分别为 161?164?和 195?平均昀低气温分别为 159?142?和 177?绿化带气温极高值出现在 4日 15 时左右气温达到 314?气温极低值出现在 22 日 8 时 左右气温为 04?气温极差达到 31?绿化区气温极高值出现在 4 日 15 时左右气温达到 308? 气温极低值出现在 22 日 10 时左右气温为 2?气温极差达到 288?沙漠区气温极高值出现在 4 日 16 时左右气温达到 303?气温极低值出现在 16 日 10时左右气温为 75?气温极差达到 228?绿化区域的气温低于沙漠区域表 31 气温极高值绿化带和绿化区比沙漠区分别高 11? 和 05?气温极低值绿化带和绿化区比沙漠区分别低 71?和 55?气温极差 值绿化带绿化区 沙漠区 表 31 塔中 10 月不同下垫面之间的气温差值 Tab 31 Deviation of air tempture on the different underlying surfaces in October in Tazhong Xinjiang绿化带沙漠区差值 绿化带绿化区差值 绿化区沙漠区差值 平均气温 -26? 07? -33? 平均昀高气温 -34? -03? -31? 平均昀低气温 -18? 17? -35? 12 新疆师范大学硕士学位论文 250 绿化带 绿化区 沙漠区 220 190 160 130 日期 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 516 171819 202图 36 塔中 10 月不同下垫面的平均气温变化 Fig 3-6 Change of monthly mean temperature on the different underlying surfaces in October in Tazhong Xinjiang 250 绿化带 绿化区 沙漠区 220 190 160 130 日期 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 516 171819 202图 37 塔中 10 月不同下垫面的平均昀高气温变化 Fig 3-7 Change of monthly mean imun air temperature on the different u