基于生态环境保护的且末绿洲生态需水量研究

且末绿洲地处塔里木盆地东南缘生态脆弱区,气候极端干旱,降水稀少,蒸发剧烈。且末绿洲得益于车尔臣河浇灌,形成历史悠久的灌溉农业。近年来,由于人口剧增、大量开荒、水资源的不合理利用、土壤盐渍化以及自身的自然灾害严重地困扰着且末绿洲及其经济的可持续发展。文中根据且末绿洲实地考察、历年统计资料及生态环境特点分析的基础上,利用遥感技术、水文地质调查等手段对该地区绿洲规模动态变化进行了剖析。根据适宜的生态需水研究方法计算出且末生态需水量为3.014×108m3。因为生态需水量与可利用水资源量在数值上非常接近,即表明没有多余的水资源可用来进行绿洲扩建。所以必须规范且末绿洲的用水,集约利用水资源,尽量恢复未完全破坏的生态环境。这对且末生态环境的保护及维持绿洲生态稳定性,进而协调经济用水和生态用水的合理配置,促进且末生态性节水性社会的建设具有重要意义。     

新疆和田绿洲适宜规模的研究

在水热平衡基础上,同时考虑生态与环境的要求,建立了适宜绿洲规模以及适宜灌溉规模的数学模型,计算出和田绿洲的适宜面积为6080~7690km2,现状条件下和田绿洲规模已达8420 km2,略超出适宜规模;同时计算出和田绿洲的适宜灌溉面积为14.67~18.66万hm2。目前的灌溉面积以及规划的灌溉面积尚在适宜范围之内,但必须节水,否则,水资源紧缺将会危及绿洲社会经济的可持续发展。     

近20年和田绿洲水资源变化及其驱动力分析

以和田绿洲20年遥感影像图、多年的野外实地调查资料和统计资料,分析了和田绿洲近20年以来水资源时空变化及其驱动力因子。应用RS/GIS进行空间分析,通过主成分分析、多元回归分析,最终定性的确定影响和田绿洲水资源变化的主要因素。遥感解释结果表明:在近20年过程中水资源各类型有明显的变化,其中湖泊和人工水库的变化最明显,水资源总体上表现减少的变化趋势,减少总水域面积为4317.313hm2。主成分析结果表明,人为社会因素、自然气候因素等两大类因索是影响和田绿洲水资源变化的两个主成分。主成分结果进一步表明对整个和田河净流量的时空变化而言,人为社会因素对水资源产生负作用,而自然气候因素呈现短期的积极作用。其主要原因:第一,和田绿洲是个典型的干旱地区,生态环境极为脆弱、水资源欠缺,人类盲目的生产活动更加剧了和田河净流量的大幅度减少;第二,和田河是冰川融水与降水混合补给的河流,冰川积雪融水是和田河径流重要补给来源,在气候变暖情况下,气温升高导致径流增加,但冰川积雪资源处于相对枯竭状况,河川径流量仅会呈现短时间增加,因此说气候变暖起着短期的积极作用。     

民勤绿洲生态环境脆弱性模糊物元分析评价

针对民勤绿洲水资源、环境和土地利用现状,利用定量分析方法对民勤绿洲生态环境脆弱性进行总体评价.在分析影响民勤绿洲生态环境因素的基础上,将模糊理论、层次分析法和物元可拓集合有机结合起来,建立了民勤绿洲生态环境脆弱性评价的模糊物元模型.该模型充分考虑水资源、环境、土地资源和人工干预等指标.计算结果表明:民勤绿洲生态环境脆弱性状况总体评价为Ⅲ级,即非常脆弱.该方法简捷、易于计算编程,为西北旱区生态环境脆弱性评价提供了一种新的思路.     

东北地区玉米气候适宜评价指标的确定与验证

为科学、定量地评价气象条件对玉米生长发育及产量形成的影响,以东北地区为例,利用模糊数学原理,在考虑了玉米生物学特性的基础上,结合农业气象业务服务指标,构建了东北区温度、水分、日照适宜度模型,采用几何平均法计算了玉米气候适宜度。考虑到不同发育期气候条件对玉米产量形成影响程度的客观差异,运用相关系数法设定玉米生育期内各旬对产量的权重,采用加权平均法构建了玉米播种至任意时段的气候适宜指数。利用各时段历史气候适宜指数最大值、平均值、最小值,确定了不同等级的气候适宜评价指标。基于该指标将1993—2011年玉米全生育期气候适宜指数划分为气候适宜、较适宜、较不适宜和不适宜4个等级,并将该指标进行验证。检验结果表明:东北地区玉米气候适宜等级与生育期内气象条件的优劣具有很好的一致性,播种~拔节、播种~乳熟、播种~成熟3个阶段的气候适宜等级与产量增减幅度的相关性十分显著(P≤0.05),且越接近成熟期,相关性越明显;气候适宜等级能够较准确地反映出玉米生育期内气象条件的优劣变化及逐年、典型灾害年产量的实际情况。     

民勤绿洲生态系统适宜程度指标体系的构建

在探讨生态系统适宜性概念的基础上,以民勤荒漠绿洲为研究对象,采用层次分析法确定了5个准则层和19个指标的权重系数。综合相关文献及国内外现行标准,制定出各参评指标分级标准范围,运用综合指标法构建了民勤荒漠绿洲生态系统适宜程度识别指标体系,并对2010年到2015年的生态系统适宜性进行综合评价。结果表明,6年的适宜性综合得分值分别为32.73、37.84、50.73、58.22、75.23、80.79,适宜程度从2010年的低分值不适宜程度过渡到2013年的稳定程度再到2015年低分值较适宜程度,综合得分增长率高峰分别是2012年的25.41%和2014年的22.61%,2015年增速放缓,增长率下降为6.88%。通过对各指标层的分析,得出水文水资源对生态适宜程度的影响最大,生态建设次之。     

塔里木河下游农业生态系统的能值分析——以尉犁绿洲为例

采用能值分析的理论和方法,通过典型能值分析指标的计算,研究了尉犁绿洲1995-2006年间农业生态系统能值的动态变化,评价该绿洲农业生态系统的发展现状。结果表明:塔里木河中下游典型绿洲尉犁的能值总投入明显上升,其中购买能值比重较高,且增长迅速;尉犁绿洲能值总产出12年来稳步上升,种植业处于其主导地位,且上升趋势明显;尉犁绿洲农业经济和农牧民生活水平稳步提高,但系统产业结构过于单一,环境负荷率逐年增加,农业生态系统的可持续性不断降低。     

石羊河中下游绿洲水资源现状分析与对策研究

目前石羊河流域的来水量无法满足民勤和凉州两个绿洲的生存,其巨大的需水量缺口只能靠地下水进行补充,导致下游民勤绿洲生态崩溃。文中利用气象数据和自然社会经济统计资料,在分析了该流域气候变暖及来水量变化的前提下,计算了目前凉州绿洲和民勤绿洲用水量现状,并计算了采用退耕、调整种植结构、发展高效节水农业技术等措施后的需水量。结果表明:即使不考虑其他的各种方案,只要采用传统的退耕、调整种植结构、发展高效节水农业技术,在不开采地下水的情况下,就可以实现两个绿洲的生存。     

河西走廊荒漠-绿洲区气候环境演变特征

根据河西走廊荒漠-绿洲交错区敦煌、金塔及民勤3站1960-2007年气温、降水、蒸发量等观测资料,利用距平时间序列和多阶自回归序列分析方法,探讨荒漠-绿洲交错区的年际气候演变特征。结果表明:在1960-2007年荒漠-绿洲交错区年均气温分为两个主时段,即1967-1986年为一低温时段,1987年开始转为一个相对较长的偏暖时段。目前,年均气温正处在历史的波峰状态,年均蒸发量显著增加。利用荒漠-绿洲交错区1980-2007年灌溉面积、地下水开采状况等资料,分析其历史演变特征,说明了在气候变暖的背景下,人类活动与环境的不相适应,大量扩耕、超采地下水是导致荒漠-绿洲交错区气候环境退化的主要原因之一。     

河西走廊实际水资源及其确定的适宜绿洲和农田面积

根据甘肃省河西地区石羊河、黑河和疏勒河三大内陆水系的祁连山区流域水资源和出山径流量计算，得出河西走廊各县市绿洲的实际年水资源为２８５－７７０ｍｍ，是其年降水量的１．３－１８．５倍。从生态平衡角度出发，确定了各县市绿洲和农田的生态需水量分别为４００－５００ｍｍ和４５０－６５０ｍｍ。据此，计算出基本能保持各县市自然生态平衡的适宜绿洲面积为２．９２－１７．２６×１０￣４ｈａ，全走廊适宜绿洲面积达１１７．２４×１０￣４ｈａ，比现有绿洲面积可扩大６．６１×１０￣４ｈａ；各县市适宜农田面积为１．４３－８．２８×１０￣４ｈａ，全走廊适宜农田面积达５７．９８×１０￣４ｈａ，比现有农田面积可扩大９．３２×１０￣４ｈａ。     

An analysis of oasis stability in arid areas: a case study in the northern slope areas of the Tianshan Mountains

This paper discusses oasis stability at regional scale with a case study in the northern slope areas of the Tianshan Mountains (NSTM). The results showed certain significant aspects. (1) As long as water resources in the oasis keep stable and their utilization efficiency can be maintained or gradually increased, the primary productivity could be continuously increased and the natural primary productivity keeped relatively stable. In this case, it is considered that the oasis is stable and its sustainable development can be achieved at regional scale. (2) Considering the availability of water resources in the oases, the oases on the alluvial-diluvial fans are highly stable. In the alluvial plain downstream of the groundwater overflowing zones the oases are moderately stable and in the lacustrine deltas or dry lacustrine deltas the oases are lowly stable. (3) Enlargement of oases and the increase of water resources and vegetation coverage in the oasis will certainly enhance the "cold-island effect" of the oasis and increase the stability of oases.     

基于改进相对资源承载力模型的天山北坡可持续发展研究

某一区域人口可持续发展的重要保障在于这一区域的自然资源及经济资源禀赋条件,特定区域人口和经济的双重合理布局是可持续发展的基础。利用改进的相对资源承载力模型,计算2000-2010年天山北坡的相对资源人口承载力和相对资源经济承载力,探讨天山北坡各县市相对资源承载力的时空演变及差异特征。研究表明：① 以新疆为参照区,近10 a来天山北坡处于人口非常富余、经济超载或严重超载阶段。② 与全疆相比,水资源是天山北坡的优势资源,土地资源是制约天山北坡人口、经济发展的劣势资源。③ 以天山北坡为参照区,相对资源人口承载力非常富余度最大的是克拉玛依市,超载最严重的是博乐市;相对资源经济承载力超载最严重的是克拉玛依市,非常富余度最大的是奇台县。④ 依据相对资源人口、经济承载力的超载或富余状态,将天山北坡各县市归为4类资源承载力匹配区。     

新疆小城镇空间组团发展的战略思考

本文针对新疆小城镇发展的“大分散 ,小集中”绿洲特性 ,提出了组团式发展的空间组织模式设想 ,认为新疆小城镇空间布局将形成一个天山北坡小城镇密集带和若干小城镇组团。尽管不同组团的发展特点 ,发展优势和发展途径不同 ,但集中发展是其共同主旨思想。文章针对各自组团提出了因地制宜的发展策略和建议     

新疆天山北麓典型绿洲城市的水资源模糊综合评价研究

本文主要采用模糊评价法对新疆天山北麓的乌鲁木齐、石河子、克拉玛依三个绿洲城市的水资源利用程度进行评价分析,认为这三个城市的水资源开发利用虽处于开发利用的起步阶段,水资源开发规模较小,开发程度较低,利用率不高且对水资源的利用发展缓慢,制约了其水资源的可持续开发利用。最后提出解决新疆天山北麓城镇所面临的水资源问题的有效措施。     

Sensitivity of runoff to climatic variability in the northern and southern slopes of the Middle Tianshan Mountains,China

Temperature and precipitation play an important role in the distribution of intra-annual runoff by influencing the timing and contribution of different water sources.In the northern and southern slopes of the Middle Tianshan Mountains in China,the water sources of rivers are similar;however,the proportion and dominance of water sources contributing to runoff are different.Using the Manas River watershed in the northern slope and the Kaidu River watershed in the southern slope of the Middle Tianshan Mountains as case studies,we investigated the changes in annual runoff under climate change.A modified hydrological model was used to simulate runoff in the Kaidu River and Manas River watersheds.The results indicated that runoff was sensitive to precipitation variation in the southern slope and to temperature variation in the northern slope of the Middle Tianshan Mountains.Variations in temperature and precipitation substantially influence annual and seasonal runoff.An increase in temperature did not influence the volume of spring runoff;but it resulted in earlier spring peaks with higher levels of peak flow.Damages caused by spring peak flow from both slopes of the Middle Tianshan Mountains should be given more attention in future studies.     

绿洲城镇群经济区及其开发--以天山北坡经济带为例

本文在经济区概念的基础上,根据干旱区绿洲及其城镇发展的特点,提出了建立绿洲城镇群经济区及其开发的基本思路。以天山北坡经济带为例,划分该带为四个绿洲群城镇经济区,并论述了它们的开发模式、产业结构调整方向以及开发对策与举措。     

Interactions between water-land resources and oasis urban development at the northern slopes of the Tianshan Mountains,Xinjiang,China

Urban development in arid and semi-arid regions is largely constrained by fragile physical environments.The characteristics of an urban settlement are different from those in other regions of China.This paper analyses the coupling characteristics and spatio-temporal variations for oasis urban development and water-land resources at the northern slopes of the Tianshan Mountains by principal component analysis and a coupling degree model.The result shows that the degree and change in regional use of water and land resources are different among the studied cities/counties during their development.The built-up areas of these cities/counties have changed little with increasing populations and urbanization levels,which well reflects that the urban development in arid and semi-arid regions is limited by oasis areas.Per capita amount of water supplied,however,presented a trend of slowed growth with increasing levels of urbanization.Water consumption gradually increased with urban development and the improvement of people's living standards,accompanied by enhanced water use efficiency. The level of urbanization can be assessed through the coupling degree between oasis urban development and the use of water and land resources.A high coupling degree represents a high level of comprehensive urban development and use of water-land resources.Alternatively,a low coupling degree denotes a low level of urban development and water-land resource use.     

近23年来北天山冰川面积变化对气候的响应

利用1989、1998、2011年的Landsat TM、ETM+遥感影像为数据源,运用比值阈值法(b3/b5)结合目视解译方法,提取了北天山3个时段的冰川边界,并在地理信息系统技术支持下分析了该区域冰川的变化情况。研究表明:北天山整体变化幅度较大,冰川表现为萎缩的趋势,近23年来冰川面积减小了14.93%。分析认为,较大的变化率是由于研究区面积<1km2的冰川数量占总数的比重较大(近80%)造成的。同时分析了北天山冰川空间结构特征,<0.5km2面积的冰川对气候变化最为敏感,消融率最高,1～5km2面积的冰川对消融总量贡献比例最大。依据分形理论对未来冰川变化进行初步预测,分析认为研究区冰川的消融率仍保持比较高的状态。     

亚洲中部干旱区绿洲水热匹配与生物、农业技术适应性分析

亚洲中部干旱区“中亚天山北坡—新疆天山北坡—甘肃祁连山北坡”山前平原，在古丝绸之路和现代丝绸之路经济带时期均为社会、经济、文化最繁荣的重要地区。而一个地区某生物的生长发育除与降水、气温有关外，还与当地的水热匹配特征密切相关。中亚天山北坡区段水热不同步—新疆天山北坡区段水热较同步—甘肃祁连山北坡河西走廊区段水热同步的生态环境，深刻地影响着当地的天然动植物种类及其生长发育，使某些生物在研究区内各区段间形成了发生中心区、扩散区及无发生区的规律性分布；不同区段多项绿洲农业技术的差异性也反映出其对当地水热匹配特征的适应性。     

天山北麓的水资源利用与绿洲稳定性-以玛纳斯河流域为例

玛纳斯河是天山北麓最大的河流流域 ,玛纳斯流域拥有天山北麓最大的绿洲 ,以玛纳斯河流域绿洲为研究对象 ,来分析天山北麓水资源的利用对流域绿洲稳定性的影响。天山北麓自然环境体现为山地 -绿洲 -荒漠复合生态系统。绿洲是干旱区所特有的一类景观 ,它是一个人工与自然的复合生态系统 ,它作为发育在干旱气候大背景下的隐域性的自然景观 ,水分条件是决定其存在和发展的基础。天山北麓地区人类活动历史悠久 ,对水资源利用的影响较大 ,也是引起天山北麓绿洲演变、分布变化及其稳定性的重要因子。处于不同地貌位置的绿洲 ,由于其水资源特点不同 ,绿洲的稳定性以及绿洲演变规律也有所区别。总的来说 ,绿洲的稳定性由其内部与外部生态系统的结构、功能及生态过程决定 ,直接关系到区域社会经济的持续发展 ,水资源状况及利用是关系到天山北麓绿洲稳定性的关键性因素。合理利用水资源 ,可保持绿洲面积的稳定性 ,绿洲分布的稳定性 ,以及绿洲生态系统结构、功能的稳定性 ;水资源利用不当会导致绿洲内部土地发生大面积次生盐渍化 ,绿洲外围则由于生态用水不足加之人为破坏 ,使作为绿洲屏障的过渡带转变成生态断裂带 ,威胁绿洲的稳定性。利用工程技术方法和工程管理方法解决好灌区水利工程存在的问题 ;实施高新技术?