绿洲地理特征及其气候效应

作 者:

作者简介:
张强(1965-),男,甘肃靖远人,研究员,主要从事大气边界层、陆面过程、绿洲气象学和城市大气环境等领域的研究.E-mail:qzhang@ns.lzb.ac.cn 中国气象局兰州干旱气象研究所,甘肃 兰州 730020 胡隐樵 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,甘肃 兰州 730000

原文出处:
地球科学进展

内容提要:

根据绿洲的一些共性给出了绿洲的科学定义。并且根据以往大量研究成果,系统地归纳了世界上绿洲分布的区域类型、形成的客观条件、需要的水文环境、植被和土壤类型及其分类等地理特征,全面总结了绿洲“冷岛”结构、“冷岛”效应、“湿岛”结构、临近荒漠逆湿、高额可利用能量、风屏作用、动力和热力效应、增雨作用等主要气候效应。在此基础上,提出了绿洲具有系统性、对水的依赖性、高比照性、尺度性、高效性、脆弱性、演化性等本质特性。最后还讨论了人类活动对绿洲的作用和影响。


期刊代号:K9
分类名称:地理
复印期号:2002 年 06 期

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      文章编号:1001-8166(2002)04-0477-10

      中图分类号:Q143

      文献标识码:A

      绿洲是自然界一种独特的地理区域类型,并在全球广泛分布。它是人类文明发祥地的重要组成部分。绿洲是自然界唯一能抗御干旱气候环境的特殊生态环境系统之一。绿洲生态系统通过有效地对抗干旱气候环境而维持了绿洲系统本身的稳定和发展,为干旱区居民营造了一个比较阴凉、湿润、平静的生存环境。由于绿洲对自然界水资源和光热资源的巧妙组合,使其拥有了得天独厚的生态机能和生产效率。并且绿洲生态系统在对抗干旱气候环境的过程中,“绿洲效应”在某些方面也发挥了比较重要的作用。正因为如此,在我国西北地区,占面积不到5%的绿洲哺育着该地区95%以上的人口。

      过去,已经从地理、气候、经济等多方面对绿洲进行了大量很有成效的研究,并且也有一些相关的专著发表,也有人对绿洲的研究成果进行了较为全面的总结。本文尝试从以往研究成果中概括和提炼出绿洲在地理和气候效应方面的一些本质特征。

      1 绿洲的概念

      绿洲是干旱荒漠地区的一种地理景观类型。以往对它的定义主要从观感和表象去描述。在我国,古代将绿洲称为“沙中水草堆或水草田”;近代不少学者又将其成为“沃洲”或“沃野”,既荒野中肥沃的土地。维吾尔语则把绿洲叫做“博斯坦”。英文的绿洲(Oasis复数Oases)源自于希腊语或晚期的拉丁语,意为荒漠中能“住”(Oweh)和能“喝”(Saa,科普特语)的地方[1]。沈玉凌[2]收集了一些词典对绿洲的定义:绿洲在《辞海》中被解释为“荒漠中通过人工灌溉农牧业发展的地方;在《中文大辞典》中则被定义为“草木繁茂,色呈绿色之洲”或“沙漠中有水的地方”;在西方编的《地理学辞典》中,绿洲解释为“荒漠中泉水常流、土壤肥沃的地方”。以上这些对绿洲的解释都不能算为严格意义上的科学定义。

      由于自然界绿洲的千差万别,对绿洲给出一个能高度概括其共性的科学定义在理论研究方面是很有意义的。有几个学者曾分别从不同学科角度给绿洲做过一些定义[3,4]。比较有概括性的定义在我国有韩德麟给出的“绿洲是干旱区人类对特殊自然环境——荒漠进行长期开发经营、以人工灌溉为依托并以农牧业开发为主体的地理区域,是干旱区所独有的人工生态景观”[5];在西方有Walter[6]给出的“绿洲是荒漠中有稠密植被的地方,在这里低盐度的水借助平常的泉水或者借助自流井而达到地表,这里生长着喜湿植物,它是现代居民稠密区,而天然植被则被农作物或杂草覆盖”。前者显然忽视了绿洲的自然属性,而后者则缺乏理论抽象。基于此,贾宝全[7]曾提出了一个探讨性的定义,他定义绿洲为“在干旱气候条件下形成的,在荒漠背景基质上以天然径流为依托,具有高效生产力的、以中生或旱中生植物为主体植被类型的中、小尺度非地带性景观”。这个定义考虑了绿洲的景观特点,相对较科学。但对绿洲的水资源来源、功能和植被类型的概括均缺乏全面性。

      科学定义在于它的高度概括性和普遍性,并且必须具有不排除一切个例特性的特点。所以应该避免用缺乏包容性和过于个性化的描述,而应尽量使用抽象出的理论共性来概括。鉴于以上的考虑,本文作者提出一个可以供大家继续讨论的绿洲定义,绿洲应该指:在大尺度荒漠背景基质上,以小尺度范围,但具有相当规模的生物群落为基础,构成能够相对稳定维持的、具有明显小气候效应的异质生态景观。相当规模的生物群落可以保证绿洲在空间和时间上的稳定性以及结构上的系统性;其小气候效应则保证了绿洲能够具有人类和其它生物种群活动的适宜气候环境,有利于形成景观生态[8]健康成长的生物链结构。

      2 绿洲地理特征

      2.1 绿洲分布范围

      绿洲广泛地分布在非洲、亚洲、中南美洲、澳洲等大陆上,在北美洲等地区也零星出现。绿洲是以干旱荒漠为背景,在干旱荒漠地区几乎都有绿洲分布。

      绿洲基本分布在3种区域,其中最主要分布在受大尺度大气环流下沉气流控制的副热带地区,基本在地球南北回归线附近。该区域不仅由于受下沉气流控制而降水稀少,而且由于太阳辐射强度大且蒸发力极强,所以形成了全球性的干旱带,该气候带荒漠戈壁分布广泛。由此,在有特殊水资源保障的区域极易形成绿洲。这一区域的绿洲为热带或亚热带绿洲。非洲大部、中亚、南美洲、大洋洲等地分布的绿洲基本都属于这一类型。

      还有不少绿洲分布在比较大范围的区域干旱气候区,这主要是指分布于我国西北干旱气候区的绿洲以及中亚的绿洲。西北干旱气候区的形成可以看成是副热带在该地区系统性北移,主要归因于青藏高原地形产生的热力和动力作用使高原北部出现大范围下沉气流以及周围高大山脉对水汽的阻挡和截流。由于这些绿洲分布在北纬30~40°之间的中低纬度,所以可以称之为温带绿洲。

      另外,在中纬度地区也有一些绿洲分布。该区域虽然一般处在有利于降水的大尺度大气环流背景下,但因为海岸山丘背风坡的雨影效应而形成了较大规模的内陆荒漠,同时也伴生了一些绿洲。在北美洲和其它一些中纬度沿海地区能见到一些这样的绿洲。分布在这一区域的绿洲应该称之为亚温带绿洲。

      2.2 绿洲形成的条件

      绿洲是特殊气候条件、水文条件、地理条件和地质条件递加的结果,是自然界的杰作。绿洲的形成必须依赖于5个条件。

      首先,绿洲是以干旱荒漠为背景,所以它只能存在于干旱气候条件下。尽管这种干旱气候的空间尺度可以不尽相同,但至少要有能形成可以衬托出绿洲作为地理异斑的干旱环境基质的气候条件。如果绿洲在10km的尺度量级,那它所依托的干旱气候区一般至少要在100km以上。

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