麻阳河自然保护区气候研究
麻阳河自然保护区气候研究
刘进1 茅海祥2 周长志2
（1、沿河县气象局 2、铜仁市气象局）
摘要：保护区属于中亚热带温暖湿润季风气候类型。保护区四季主要气候特征是：春温多变，晚春绵雨，初夏多雨，盛夏旱，日照充足气温高；秋凉较快，阴雨较多；冬季低温寡照，雨水稀少。
关键词：麻阳河 温度 降水 气候特征
Study on the Climate of Mayanghe Nature Reserve
Liu jin1 Mao haiqiang2 Zhou chnagzhi2
(1.meteorological Bureau of Yanhe Cunty; 2. meteorological Bureau of Tongren )
Abstract: Mayanghe Nature Reserve belongs to subtropical warm humid monsoon climate type. The chief climate characteristics of Mayanghe Nature Reserve are changeable temperature in spring , drizzle in late spring, rainy in early summer, drought in midsummer, abundant sunny day and high temperature; cool and more rain in Autumn;
and less rain and Low temperatures in winter .
Key words: Mayanghe Nature Reserve; Temperature; Rain; climate characteristics
麻阳河自然保护区是集珍稀濒危动植物保护、物种多样性基因库保护，自然景观保护、生态环境保护、科学研究、宣传教育和开发森林旅游为一体的具有重要保护价值的自然保护区。
加强科研建设，探索拯救濒危物种，保持生物多样性，促进野生动植物资源增长的科学方法，探索自然资源发展、消长的基本演化规律和合理利用自然资源的有效途径就显得非常重要，基于以上种种，遂开展了针对麻阳河自然保护区的第二次科学考察。
一、地理环境与环流背景
（一）地理环境
地貌主要特征是，以石灰岩山地为主，单面山和箱状谷发育。
乌江岸边最低海拔280米，一碗水梁子最高海拔1441米,最低至最高高差达1100米以上。麻阳河、洪渡河及其支流多峡谷，谷底海拔多在350米左右，谷两岸山顶海拔多在1100米以上，因此，峡谷相对高差多在600米-900米之间。河谷海拔800米以下，山坡陡峻，切割强烈，多悬崖峭壁。同时，在海拔500米-1000米之间，也常有呈近似于等高的狭窄带状侵蚀台阶、构成了颇具特色的层状山岳地貌景观及特殊的溶蚀构造深切割峡谷地貌景观。
保护区内，海拔1000米以上地方，相对比较平缓开阔，代表残留的古老夷平面。其间，发育有较多的岩溶盆地和碟形洼地。
区域地貌形态与地质构造及岩性密切相关并受其控制。山岭及主要河谷走向与构造线方向一致，河谷、陡崖常沿地层或岩层界线，断层线或节理裂隙带发育和分布。碳酸盐岩分布区的溶蚀构造峰丛山地及峡谷、是保护区内麻阳河、洪渡河、一带最主要的地貌类型。峰丛、洼地，漏斗、溶洞、地下河、陡崖，石峰等溶蚀及崩塌地貌发育。区内少量陆源碎质岩分布区则为侵蚀构造中、低山地，地表径流及冲沟发育，水系呈树枝状，地面坡度较为平缓，少见陡崖。见或有单面山。
麻阳河、洪渡河地区，属于扬子地层区。组成本区地层的岩石全是沉积岩。其中，以海相浅水环境形成白云岩为主，石灰岩次之，陆源碎屑岩(砂页岩〕发育较差。它们主要是浅水海域潮砂作用有关的沉积，在台地边缘还发育了生物成因的碳酸岩隆(生物丘或生物滩)，构成了碳酸盐沉积模式，其中最有特色的是陆棚—台地型沉积模式。就区域而论，该地区分布着寒武系、至留系、二叠系和三叠系地层。但在保护送范国内，仅出露寒武纪和奥陶纪地层。
麻阳河—洪渡河地区的大地构造位置，属扬子地块边缘，是规模宏大的川、鄂、黔、湘侏罗山式褶皱带的组成部分，很可能处于由南东向北西递冲推覆体的前锋地带。褶被轴向北北东或近南北，呈长条状平行延伸，向斜紧密狭窄，背斜较为舒缓开阔，属典型的隔槽式褶皱，与褶皱轴向平行的断裂多分布于背斜核部。保护区的主题位于金鸡岭背斜上，是一个轴面东倾的斜歪褶曲构造。轴向20-30°，跨度10-20km，北端在客田附近倾伏。两翼岩层倾角不一，东缓西陡，东翼倾角10-20°；西翼陡立，一般50-60°，局部倒转，并伴有断层面向东倾的递冲断层。两条河比较，麻阳河较洪渡河断层更为发育，而且其断层倾角都是陡峻的，多在70°以上，走向北东或北西，沿上述两组方向倾斜的节理也比较发育，对地貌形态的发展和形成有明显的控制作用。
麻阳河保护区处于大娄山脉北东，在漫长的地史中，自显生宙以来，地质发展尘婪经历了晋宁—广西运动，广西一印支运动，印支—燕山运动和燕山—喜马拉雅运动四个阶段。该地区的新构造与贵州大部分地区相同，主要表现为间歇隆升，形成层状山岳和多级阶地，由剥夷面及剥蚀台阶可见每次的隆升幅度为200-300米，区内海拔800-1000米以上地段地势开阔，历史上侧向剥蚀作用曾较强烈，而800米以下则多为峡谷，向下侵蚀作用强烈。地质构造作用及岩性造成了保护区具备较为特殊的溶蚀构造。深切峡谷地貌景观其特点为山岭及主要河谷走向与构造线方向一致。沟谷，陡崖常沿地层或岩层界线，断层线或带节理裂隙带发育和分布。麻阳河、洪渡河的大部分区域为箱状河谷，主要河谷标高常在400米以下，而山岭标高多在1000一1300米。山峰与河谷高差常达600-1000米。切割强烈。由较大山岭和主要山峰老看，显示出标高1200-1300米的山顶、坡面代表了残留的古老夷平面。在标高1000米、800米及500-600米处，尚有带状分布的山峰或侵蚀台阶。溶蚀盆地，洼地及平底溪谷等常出现在上述不同的分层高度，构成了颇其特色的层状山岳地貌景观。在保护区大多数范围内，除切割很深的底溪谷流水不断外，地表径流稀少，而峰丛、洼地、漏斗、溶洞，地下水、陡崖、石峰等溶蚀地貌及崩塌地貌发育，具备奇、险、幽深的地貌景观。
保护区年均降水量1158.7mm，一年中降水量的变化为两峰两谷型。最高峰出现在5一6月，次高峰在9月;最低谷出现在1月，次低谷在8月。
保护区年降水量的年际变率较小，仅为14%，但年际中各月的降水量变率较大。其中1-2月、7-9月，11-12月变率均在40%以上,说明年际间，各年中这些月份的降水量较为稳定。保护区降水量小于径流量及蒸发量的l-4月，7-9月、12月为干季，降水着大于径流量及蒸发量的5-6月，10-11月为湿季。 保护区年均径流量428.2mm，年均蒸发量735.6mm.与年均降水量1158.7mm基本保持平衡。
保护区的主要河流为乌江一级支流麻阳河与洪渡河。 麻阳河干流全程地处保护区内，西起锯齿山务川县境内，向东至沿河县思渠镇汇入乌江，全长约30公里，河流两岸多悬崖峭壁，河谷海拔750-300米，落差较大。年均流量9.23m3/秒。
由于地质构造以碳酸盐类岩石为主，在造山运动中，形成多处深谷、洼地、漏斗、溶洞、泉水和地下河。
保护区河谷深切，陡岸、峭壁、岩穴、溶洞随处可见，森林景观独特多样。
保护区地带性植被为中亚热带常绿阔叶林、灌木林，多分布在陡峭的河谷、台阶、山脊部位，由于地形切割较深，谷深壁立，人迹罕至，使得茂密的森林植被很好地保存至今，是长江中上游森林生态环境保存完好的区域之一，保护区总而积31113公顷，其中有林地面积16525.2公顷，灌木林面积3214.1公顷，森林覆盖率63.4%。从宏观上看，保护区的植被是覆盖在具备溶蚀构造特征的断层峡谷地貌上的自然植被，由于其林下土壤大多数为中性至微酸性土壤，因此组成植物的树种除含有部分喜钙树种外，并不完全具备典型的喀斯特地貌上的的植被特点。从整个植被的分布特点上看，其垂直分布和水平分布的规律性均不明显，但受地形变化影响和人为活动影响较大，原生植被保存不好，大部分植被表现出较强的次生性。大量的人工植物群落和现存的次生性植物群落交错镶嵌，仅在一些局部地段如锯齿山、大河坝和局部人为活动少的断层阶地上能见到具备原始性的植物群落。保护区内植被恢复速度较快，在很多地段。栓皮栎、木荷、青冈栎等树种已形成较大面积的中、幼龄林。马尾松、柏木、杉、樱、响叶扬等在荒坡和弃荒地上也大量出现。
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环流背景
受纬度位置和海陆位置的影响，我国大多数地区一年内的盛行风向随季节有显著变化，形成了典型的季风气候。我国的气候类型，主要包括热带季风气候、亚热带季风气候、温带季风气候、温带大陆性气候以及高原山地气候。贵州是亚热带季风气候，影响贵州的季风可以分为四种类型：⑴小季风：年初当我国大部地区仍盛行冬季风时，贵州就出现一支南来的暖气流。此暖气流主要是由于西藏高原东南部和云贵高原晴天白昼日照较强、温度急升、气压剧降，贵州东部地区冷高压加强后的回流导致中西部地区出现偏南暖气流。⑵西南季风：青藏高原东部至孟加拉湾出现低槽，西太平洋高压脊北进到20°N左右，由南半球来的气流越过赤道，经南海、中南半岛影响到贵州和我国华南一带的偏南暖湿气流，是西南季风活动的开始期；当南支西风消失，西太平洋高压脊线继续北移到25°N附近，孟加拉湾至印度出现季风低压，西南季风在贵州盛行，此时气流自非洲东部出发，越过赤道，经印度南部、孟加拉湾和中南半岛进入贵州和我国长江中下游地区。⑶东南季风：在我国夏季风发展和盛行时，贵州上空出现偏东南气流，此时西太平洋副高北移到30°N附近或更北。东南季风影响时，贵州多晴少雨，往往导致严重干旱。⑷冬季风：由内陆吹向海洋的冷气流。此时蒙古高压建立，西太平洋高压南移至25°N以南，南支西风出现。冬季风盛行时，西太平洋高压继续南移，滇黔静止锋活跃，贵州多持续低温阴雨天气。冬季风影响的高度一般不超过3000米。
贵州年季主导风向冬半年多东北风，夏季多偏南风，晴好天气时午后多偏南风。贵州年平均风速较小，西部的威宁、普安、晴隆、兴义及中部地势高处在2.0米/秒以上，威宁的3.2米/秒最大，其余大部分地区在1.5米/秒左右，东北部及南部低洼河谷地区不足1.0米/秒。逐月平均风速分布显示，3月风速最大（2.0米/秒）,8月风速最小（1.47米/秒）。贵州极端最大风速大于20米/秒的区域主要分布在西部及贵阳市，最大出现在1983年8月28日的沿河，风速为25米/秒，其次是1977年4月14日毕节和1986年8月16日贵阳出现的23米/秒。
沿河麻阳河自然保护区地处中亚热带季风湿润气候区，干湿季分明。冬半年(11月～次年4月)多西北风，夏半年(5～10月)多东北风。全年主导风向以东风为主。
根据沿河23年风向频率的统计结果（见如图1），沿河全年盛行偏东气流，NE、SE、E风向频率最大，分别高达30％、10％、5％。全年平均静风出现频率为25％。沿河年平均风速为0.83米/秒，大于5米的阵风天气多，风速垂直变化大，以东风、南风居多，气流水平扩散运动较强。
图1 沿河风向频率玫瑰图
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气候资源分布特征
沿河麻阳河区域气候分析评估的基本气象资料来源于1992～2014年共23年沿河县站七要素站及其境内客田镇（R6417）、新景乡（R6416）、黄土乡（R6414）、中寨乡（R6413）、思渠镇（R6415）五个乡镇两要素站2010-2014年的气象观测。
麻阳河是乌江西岸较大的一级支流，位于贵州省沿河土家族自治县境内，从中寨乡大坪上村入境，流经黄土乡，在思渠镇暗溪注入乌江。麻阳河保护区涉及沿河县境内客田镇、新景乡、黄土乡、中寨乡、思渠镇五个乡（镇）26个村以及务川境内红丝、蕉垻两个乡14个村。保护区总面积31113公顷（466695亩），其中沿河县内面积20515公顷（307725亩），占总面积的65.9%，最大占地面积为黄土乡11985.9公顷。麻阳河保护区位于东经108°3′58″–108°19′45″，北纬28°37′30″–28°54′20″，保护区南北长约32公里，东西宽约26公里，平均宽约8公里。
保护区属于中亚热带温暖湿润季风气候类型。热量丰富，雨量充沛，湿度适中，冬暖夏凉，四季分明，有霜期短，生长季节长等特点。年平均气温17.6℃，最热月均温27.9℃，极端最高气温41.5℃；最冷月1月均温6.5℃，极端最低气温-2.3℃。年均大于10℃以上的积温随海拔高低不同，幅度在3500–5500℃之间，年降水量在1050–1250mm之间。全年降水量，春季占31%，夏季占39.5%，秋季占25%，冬季占5%。该区年均降水强度为7.4mm/日，5–6月降水强度最大，平均为10.4mm/日，12-2月最小，平均为2.2mm/日。日降水量大于50mm的年均暴雨日数为2.9天，多出现在5–7月。相对湿度年均为78%，年中月差异不大，变幅在75%–82%之间。年均无霜期306天左右（见表1）。
保护区四季主要气候特征是：春温多变，晚春绵雨，初夏多雨，盛夏旱，日照充足气温高；秋凉较快，阴雨较多；冬季低温寡照，雨水稀少。
表1 沿河麻阳河保护区基本气候情况表
气象站名
沿河
客田镇 520米
新景乡520米
黄土乡710米
中寨乡850米
思渠镇290米
海拔高度（m)
334.6
年平均气温（℃）
17.6
年平均最低气温（℃）
13.9
年平均最高气温（℃）
21.1
极端最高气温(℃)
41.5
（2010年）
极端最低气温(℃)
-2.3
（1996年）
年平均日照时数（小时）
1105.6
年降雨量（mm)
1148.9
年平均相对湿度（%）
73-83
最小相对湿度（%）
11-22
年平均雷暴日数
39
年平均雾日数
9
最小相对湿度（%）
11
年雨凇天数
3（2011年）
最大风速(1992-2014年)
10.5m/s
（2013年）
年平均霜日数(天)
7
（一）沿河麻阳河自然保护区太阳辐射特征
沿河麻阳河保护区年平均日照总时数1105.6小时（见表1、图2），年平均日照百分率为25%，1992-2014年的数据显示沿河日照总时数2006年、2011年以及2013年都超过1200小时，其余都在1000—1200小时之间。其中5～9月日照最多，占全年的65%；12-2月日照最低，占全年的7%。
图2 沿河县1992-2014年年日照总时数
图3 沿河县1971-2000年逐月日照总时数
（二）沿河麻阳河自然保护区气温特征
沿河县多年平均气温17.8℃，年平均最高气温22.6℃，年平均最低气温14.7℃，年极端最高气温41.5℃（2011年8月16日），年极端最高气温月份8月份出现频率最高；年极端最低气温-1.8℃（1993年7月15日），年极端最低气温月份1月份出现频率最高。
图4 沿河县1992-2014年逐年气温序列
图5 麻阳河区域五乡镇2010-2014年逐年极端最高气温
图6 麻阳河区域五乡镇2011-2014年逐年极端最低气温
从麻阳河区域沿河境内的五个乡镇的年最低和最高气温的统计结果再结合五个乡镇的海拔高度，可以很明显看出高低温和海拔都是负相关，中寨乡的海拔高度最高是850米，对应的其极端最高和最低气温在五个乡镇中都是最低的，思渠镇的海拔高度最低290米，其对应的极端最高最低气温都是最高的。另外极端最低气温出现在1-2月，极端最高气温出现在7-8月。五个乡镇中年平均气温：中寨乡13-14℃，黄土乡14-16℃，思渠镇17-18℃，新景乡、客田镇16-17℃。年平均最高气温在18-22℃，年平均最低气温在11-15℃。
（三）沿河麻阳河自然保护区降水特征
沿河县多年平均降水量为1148.9mm，多年平均雨日为150天，降雨丰沛，但季节分配很不均匀，一日最大降水量为164.0mm，出现在2004年8月21日。沿河年平均暴雨日数3天，降水主要集中期在4～8月，降水量为900～1100毫米，占年总降水量的65%～75%；雨季开始期一般在3月底或4月初，雨季平均终止期一般在11月上旬；7月中旬到8月多伏旱天气。
图7 沿河县1992-2014年降水量序列
图8 沿河县1992-2014年逐年日最大降水量
图9 麻阳河区域五乡镇2010-2014年逐年日最大降水量
麻阳河保护区主要位于的5个乡镇从2010年两要素自动站启用以来的统计结果来看，年均最大日降水量为117mm，可以很明显看出年均最大日降水的年际变化很大，年日最大降水量出现的高频时段为6-10月。统计还发现年降水量也很不均匀，统计2010-2014年五个乡镇中只有黄土乡在2012年最大（1164.6mm），其余四个乡镇年降水量最大都是出现在2014年，分别为中寨乡1763.5mm、新景乡1508.9mm、思渠镇1443.6mm、客田镇1435.1mm，远远高于沿河县的平均水平。
三、沿河麻阳河自然保护区主要气象灾害
根据资料普查和实地调查，沿河主要的气象灾害有干旱、暴雨、雷电、霜雾等。其中出现频率较多，影响较严重的有干旱、暴雨、雷电、霜雾。
3.1 干旱
根据1981～2013年春夏旱的统计和调查，结果显示麻阳河区域所在的务川主要是以春旱为主，夏旱较春旱有明显减轻；沿河县境内春旱和夏旱都较重，尤其是夏旱，春旱主要集中在3月份，夏旱主要集中在7-8月，经与实况的对比分析，CI指数能较好地反映出沿河的旱情（图10）。
图10 沿河县1981-2013年春夏旱逐月统计
1、夏旱的标准： 6月上中旬出现的干旱称为”洗手干”（即水稻裁插完毕后随即出现的干旱）。6月下旬至8月底出现的干旱称为”伏旱”（即三伏暑期出现的干旱）。气象部门以6～8月，连续5天的逐日雨量≤5毫米，且累计雨量≤10毫米，则把这5天的第一天定为夏旱入旱日。凡单站旱期持续15～24天为小旱，25～39天为中旱，40～59天为大旱，60天以上为特大干旱。
2、沿河夏旱产生的主要原因：一是西太平洋副热带高压北进西伸，稳定控制沿河县；二是青藏高压东移，稳定控制沿河县；三是青藏高压东移与西太平洋副热带高压合并形成强大的高压坝，稳定控制沿河县。在上述天气系统控制下造成持续晴朗、高温、蒸发量大的少雨干旱天气。
3.2暴雨洪涝
暴雨标准：划分暴雨的标准：按照气象学上对降水量的确定来划分，50-99.9mm为暴雨，100－199.9mm为大暴雨，200mm以上为特大暴雨。
单站暴雨标准：指某站日降水量≥50mm，且小于100mm。其日界为08-08时或20-20时。
区域性暴雨：有3站及以上出现暴雨。
沿河县以6～8月为暴雨集中期，其中7月为暴雨的高峰月。极端最大日降水量为168mm（1997年8月8日）。
沿河暴雨年际变化大。暴雨多产生于夜间，特别在春秋雨季夜间暴雨特别显著，有80%～100%的暴雨发生在夜间，只有盛夏季节地面受热增温产生热雷雨白天暴雨占70%～71%。
3.3 雷暴
图11 沿河县1992-2013年年雷暴日数序列
据气象观测及资料统计，沿河县多年平均年雷暴日数为39天，雷电密度达2—3个/km2，其中铜仁市西北密度达3个/km2以上；平均每年强度达到10KA的正闪（云对地放电）达1200个以上，目前观测到的最强正闪强度达到76KA；铜仁市负闪（地对云放电）强度明显大于正闪强度，每年强度在10—20KA的负闪达8-10个以上，最强的负闪达227KA，其破坏力极强。从图中沿河县还可以看出近年来雷暴日数是逐年减少的。
3.4霜雾天气
图12 沿河县1992-2014年年霜雾日数序列
根据观测，沿河县年平均霜日数为7天，年平均雾日数为9天。从统计结果来看，霜日雾日数近年来都是有所减少的。
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结语与讨论
麻阳河保护区境内上述气候的形成，主要是受太阳辐射，地理环境(下垫面)和大气环流三方面综合影响的结果。
春季由于北方冷空气活动频繁常会引起低温阴雨天气，使春温回升较迟缓;夏季，境内主要受西太平洋副热带高压控制，当它与北方冷气团相遇时，往往出现较强降水，甚至发生暴雨，是麻阳河区域降水高峰期。进人秋季以后，北方冷气流逐渐增强并在境停留时间较长，形成”秋高气爽”和”秋风秋雨”的低温阴雨天气。此外保护区内森林覆盖率较高，下垫面植被良好，对气候有明显的调节作用。由于麻阳河保护区处于苗岭山区气候向湘、桂丘陵盆地气候过渡区，且因河谷盆地向两侧逐级抬升，盆、丘、山依次排列，具有高低分层逐步过渡的分布规律，从而导致水热状况的垂直差异。在山丘、盆地、河谷间，地形较闭塞，风力小，热量不易散失，吸热容易散热难，有明显的山地逆温效应，这些地方的热量不仅较其他地方高，而且较稳定。因此，存在着许多优越的徽气候。所谓”一山有四季，十里不同天”就是这个道理。
黑叶猴在全世界仅分布于我国及东南的少数国家，在我国仅分布于贵州和广西、在贵州仅发现沿河、务川、道真、绥阳、兴义、贞丰、水城等县有分布。根据调查统计资料，贵州全省有黑叶猴1500只左右，而麻阳河自然保护区集中保护了贵州50%左右的黑叶猴。就全世界而言，黑叶猴其种群罕见，数量稀少，保护区现有黑叶猴76群731只，其种群数量之多，分布之集中，是国内任何地方不可比拟的。它占了贵州已查明黑叶猴分布数量的一半左右，是国家对黑叶猴集保护、繁衍、科研于一体的最佳场所。随着对保护区环境的全面保护，既使黑叶猴保护能实现，亦全面保护了区内的生物物种，使麻阳河保护区成为实现生物多样性保护的基地之一。
保护区地处中亚热带、乌江中游的陡峭碳酸岩山地，生态环境脆弱，具破坏容易，恢复难的特点。乌江是长江三峡库区腹心地带，长江南岸上的最大支流，在乌江流域生态环境总体恶化的今天，乌江的一级干流一一麻阳河、洪渡河河谷两岸陡岩峭壁及狭带状台阶上仍保存了较好的原生植被，若不及时保护，今后必将毁于一旦，因此保护区具有十分重要的生态保护价值和流域治理模式意义。
由于保护区特殊的地质构造，形成众多隔槽式箱状峡谷。陡岸、峭壁、岩腔、溶洞、地下河.泉水比比皆是。地貌景观具有奇、险、幽、壮的特点。森林景观绮丽多姿、环境十分优美，且气候宜人。特别是夏季，谷与岭温度逆差很大，谷底凉夹宜人，是度假、避著、漂流，观光，进行生态旅游的良好去处。同时也是进行教学实习、保护，回归大自然的宣传，教育基地。
综上所述，麻阳河黑叶猴保护区物种丰富、景观优美、交通方便，并含有其它任何地方无法比拟的一类保护动物黑叶猴的密集种群，是集珍稀濒危动植物保护、物种多样性基因库保护、自然景观保护、生态环境保护、科学研究、宣传教育和开发森林旅游为一体的具有重要保护价值的自然保护区。
参考文献：
[1] 贵州省林业厅.《麻阳河黑叶猴自然保护区科学考察集》 [M].贵州：贵州民族出版社，1994.
[2] 何盛松，舒明灿.《贵州麻阳河自然保护区综合考察报告》 [M].贵州：贵州省林业调查规划院，2002.