且末绿洲适宜规模研究

干旱区平原绿洲,应以水为中心确定绿洲规模,防止水资源不足情况下土地过度开发造成的荒漠化和沙漠化。应用基于生态水热平衡的适宜绿洲规模数学模型,对且末绿洲现状年的绿洲适宜发展规模进行了研究。结果表明：（1）且末绿洲稳定性指数为0.535 8,绿洲处于亚稳定状态,生态系统呈开始退化趋势,绿洲需要较高的投入才能保持稳定。（2）且末绿洲适宜规模为609.22～812.29km2,且末绿洲适宜耕地面积为92.66～123.55km2。通过资料可知,且末绿洲现有规模为992.16km2,超出适宜规模0.2～0.6倍;现有耕地面积为150.88km2,也超出了适宜耕地面积的0.2～0.6倍。从生态可持续角度出发,绿洲面积不宜再扩大。     

黑河干流中游地区适宜绿洲及耕地规模确定

为了确定黑河干流中游地区适宜绿洲及耕地规模,利用黑河干流中游地区1954－2012年水文气象资料及黑河流域2000年和2011年土地利用数据,采用水热平衡原理建立适宜绿洲规模计算模型,并在模型中考虑林地和草地的腾发量计算不同来水情景下适宜绿洲规模;根据分带理论建立适宜耕地规模模型,计算不同来水情景下绿洲适宜耕地规模。基于GIS建立黑河干流中游土地利用马尔科夫链模型,并利用此模型预测2015年和2020年黑河干流中游地区绿洲规模和耕地规模的变化,并对未来绿洲发展的适宜性进行评价。结果表明：黑河干流中游地区地表径流存在丰枯变化;在丰水年、平水年和枯水年的适宜绿洲规模分别为3 245～4 868、2 635～3 953和2 422～3 633 km2;相应的适宜耕地规模分别为2 337、2 004和1 878 km2;现状年2011年为丰水年,实际绿洲规模和耕地规模分别为4 035和2 366 km2,现状绿洲规模适宜性指数为0.6;预测2015年绿洲规模和耕地规模分别扩张到4 155和2 527 km2,绿洲规模适宜性指数下降到0.44～0.59;2020年绿洲和耕地规模扩张到4 304和2 719 km2,规模适宜性指数比2015年下降0.02～0.03,2011年、2015年、2020年的耕地规模都高于绿洲适宜耕地规模。干旱地区适宜绿洲规模及耕地规模研究为区域水资源可持续利用提供依据。     

干旱区绿洲-荒漠化演变中的水足迹表征研究——以新疆天山北坡为例

以新疆天山北坡为研究区,首先利用改进后的方法计算了研究区的水足迹,然后在水足迹时空变化和荒漠化格局演变分析的基础上,建立天山北坡荒漠化与水足迹之间的关系,并从水足迹的角度对天山北坡绿洲荒漠化的过程机制进行了分析。结果表明:(1)1960—2007年,天山北坡水足迹呈现较为明显的上升趋势,同时,水足迹结构发生了明显的变化。(2)天山北坡各市县当地生产水足迹的空间差异明显。(3)研究区荒漠面积与水足迹之间存在显著的负相关性。(4)调整地区生产结构(特别是农业)和改善区域居民的消费模式都有利于减轻干旱区水资源压力,对干旱区荒漠化的预警和防治具有重要的战略启示。     

基于RS和GIS塔里木盆地北部绿洲时空动态变化分析

目前监测绿洲的时空变化,对于干旱地区具有重大理论与现实意义。以塔里木盆地北部典型的干旱区绿洲作为研究区,运用RS和G IS手段及数理分析,利用1974~1975年MSS影像、2000年TM影像和2005年CBERS影像,对研究区绿洲时空变化进行分析研究。结果表明,塔里木盆地北部人工绿洲开发规模巨大,毁林造田、开荒造田,使得大量天然绿洲消失;农田用水量大增,且管理粗放,水资源浪费严重,由此导致塔里木河下游长期断流,进而使大量天然绿洲退化。     

塔里木河流域人工与天然绿洲转化过程与适宜比例初探

在我国内陆河流域,社会经济的迅速发展导致人工绿洲急剧扩大,天然绿洲日益萎缩,确定人工与天然绿洲适宜的面积比例对绿洲可持续发展具有重要意义。本文以塔里木河流域为研究对象,利用遥感影像数据将流域各子流域划分为不同绿洲分布模式,选取克里雅河流域、渭-库河流域和叶尔羌河流域为各模式典型流域,分析各流域近20年人工与天然绿洲的转化过程,利用生态环境状况指数法评价各流域过去20年的生态环境状况,确定各模式下人工与天然绿洲适宜面积适宜比例。结果表明:(1)塔里木河流域各子流域划分为内陆河沙漠区模式、冲洪积扇形模式和干流模式;(2)典型流域绿洲总面积近20年变化不明显,人工与天然绿洲面积比例呈增加趋势,人工绿洲侵占天然绿洲,人口增长、耕地扩张和社会经济发展成为研究区绿洲变化的主要驱动力;(3)三种模式人工与天然绿洲面积适宜比例分别为3:7~4:6、4:6~5:5和≤4:6。本研究不仅为研究区绿洲规模规划提供科学依据,也为相似内陆河流域人工与天然绿洲面积比例的确定提供借鉴。     

新疆水资源分布及绿洲水资源开发利用探讨

结合野外实地考察的经验，概述了新疆水资源的时空分布状况，分析了影响新疆水资源时空分布的原因，同时探讨了新疆绿洲水资源开发利用过程中的若干问题，论述了加强绿洲建设，保护绿洲生态环境的重要性和实际意义。     

考虑水转化过程的干旱区内陆河流域适宜灌溉规模

农业适水发展是保障干旱区水土资源高效利用和生态健康的关键,其核心在于如何科学确定灌溉规模,进而控制农业灌溉用水量。该研究以石羊河流域为研究区,在明确非灌溉需水量的基础上,基于水均衡模型计算考虑水转化过程的不同水文年农业灌溉可用水量,并构建多目标种植结构优化模型对作物种植结构进行调整,最后改进水热平衡模型构建考虑水转化过程的旱区适宜灌溉规模计算模型,分析流域不同情景下的适宜灌溉规模。结果表明：地表水地下水联合调控下,石羊河流域丰、平、枯水年的灌溉可用水量分别为18.97亿～21.57亿、14.75亿～17.51亿、12.31亿～14.95亿m³;优化作物种植结构后能够以减少2.94%的经济效益实现14.13%的灌溉节水;构建的适宜灌溉规模计算模型在干旱区内陆河流域具有较好的适用性,采用该方法得到现状条件下石羊河流域丰、平、枯水年的适宜灌溉规模分别为27.73万～31.66万、21.55万～25.76万、18.01万～22.03万hm²,提高节水水平、调整种植结构后,流域的适宜灌溉规模有所增加。现状2020年(平水年)的实际灌溉面积高于当地水资源...     

塔里木河流域水资源系统脆弱性定量评价研究

针对干旱区内陆河流域水循环过程的特点,结合该区水资源系统脆弱性研究现状,从水资源供需平衡角度分析了干旱区内陆河流域水资源系统脆弱性的概念与内涵,提出了相应的定量评估方法。以塔里木河盆地30个县市为例构建合适的指标体系,开展了水资源系统脆弱性的定量研究。结果显示,研究区各县域供、需水脆弱性差异较大,有90%的县域需、供水脆弱性指数比大于1,存在较为明显的供需矛盾;有80%的县域存在脆弱性问题,空间分布与实际情况比较吻合。研究表明,该方法和指标体系能很好地反映研究区水资源系统脆弱性的现状,对干旱区内陆河流域水资源管理和调控具有重要的指导意义。     

滴灌条件下西北干旱区农田生物排盐研究进展与展望

20世纪末以来,膜下滴灌技术在我国西北干旱区得到了大规模的推广和应用,极大推动了绿洲农业的发展。然而,滴灌带入盐分无法排出导致的农田土壤积盐问题,使得干旱区绿洲农业的可持续发展面临巨大挑战。如何在水资源短缺的情况下防治农田次生盐渍化和利用西北干旱区广泛分布的盐碱地资源,是我国干旱区农业可持续发展中迫切需要解决的问题。本文结合西北干旱区膜下滴灌农田水盐运移的特点,主要从盐生植物耐盐机制及其生长发育对盐分的响应、盐生植物排盐与盐碱土改良的互馈效应以及种植盐生植物对土壤水盐动态的影响等方面对生物排盐的研究进展进行了比较系统的梳理,同时指出了目前西北干旱区在农田生物排盐研究方面存在的不足,并对今后需要开展的研究工作进行了展望,以期为旱区农业制定合理高效的综合排盐制度提供决策依据,对于实现农田盐分平衡、缓解土壤次生盐渍化危机和土壤可持续利用具有重要意义。     

基于水足迹的节水型城郊种植业结构优化研究——以乌鲁木齐市为例

干旱区城郊种植业的发展进一步加剧了当地水资源短缺,水足迹方法能够完整、清晰描述作物耗水特征,基于水足迹进行种植业结构调整对于干旱区种植业持续健康发展和水资源合理高效利用具有重要的指导意义。以干旱区绿洲城市乌鲁木齐市为例,估算当地农作物水足迹,并以此为基础综合考虑经济、生态和社会等因素,构建了基于水足迹的多目标优化模型,探讨节水型城郊种植业结构调整路径。研究表明:可持续发展模式具有蓝水、灰水足迹较低、收益较高、耕地规模适宜的特点,可作为种植业发展规划的基础方案。根据此方案,预计到2015年,种植面积将控制在6.65万hm~2之内,粮油作物、果蔬作物和其他作物的比例为35∶49∶16。就目前而言,应通过调减高蓝水消耗的粮油作物面积,增加低耗水的果蔬类作物面积,提高农肥利用率等措施来提高种植业用水效率、降低水污染,实施结构优化。     

新疆南疆绿洲区土壤风蚀现状及其防治

以广东省珠海正坑小流域为例,通过对小流域次降雨事件中径流流量及其非点源污染物浓度随降雨—径流过程的变化的监测研究发现,径流初期流量急剧增加,达峰值后逐渐衰减;污染物浓度变化与流量变化趋势基本相似,除可溶磷、CODcr和BODs在整个过程中变化比较平稳外,T—N,NH^4 —N,T—P,NO3^- ——N以及SS的浓度峰值几乎同时出现,所不同的是污染物浓度峰值均比径流流量峰值提前,待污染物峰值出现后,随即开始衰减。     

不同规模农户生产技术效率及灌溉用水效率差异研究-- 基于内陆干旱区农户微观调查数据

水资源短缺已成为制约内陆干旱区农业生产和经济社会可持续发展的关键因子。然而农户生产技术效率不高、灌溉用水效率低下、水资源浪费严重已成为不争事实。为此,基于农户这一微观视角,运用实证调查和定量分析相结合的方法,在黑河中游选择典型区域的甘肃省民乐县和临泽县进行了调查研究。结果表明,农户生产技术效率远高于其灌溉用水效率,民乐县和临泽县总体样本农户的平均生产效率分别为83.82%和83.16%,而其平均灌溉用水效率分别为24.54%和22.16%。这表明在现有技术条件和生产要素投入不变的情况下,若消除效率损失,民乐县小麦的单位产出可能增加16.18%,临泽县制种玉米的单位产出可能增加16.84%;同时也表明相对于现有生产条件下可行的最小水投入量,民乐县被访农户的小麦生产浪费了75.46%的水资源,临泽县被访农户的制种玉米生产浪费了77.84%的水资源。结果再次显示,农户生产低效主要是由生产技术非效率因素引起的,民乐县这一因素占73.45%,其余26.55%是农户控制不了的因素引起的;临泽县该因素占76.58%,农户控制不了的因素占23.42%。而且,不同经营规模农户生产技术效率和灌溉用水效率差异性明显。农户生产技术效率与经营规模呈现"倒U型",农户经营规模与其灌溉用水效率呈现同向变动趋势。最后就如何提高农户用水效率提出了几点政策措施。     

Human Driving Forces of Oasis Expansion in Northwestern China During the Last Decade—A Case Study of the Heihe River Basin

Water scarcity is one of the most prominent issues worldwide in relation to sustainable development, especially in arid areas. To gain a better understanding of the trade‐off between improving agricultural productivity and maintaining the stability of an oasis ecosystem in these areas, this study took the Heihe River Basin in northwestern China as a case to explore the changes in oasis dynamics and their human driving forces. The results showed that along with the 11·0% expansion of agricultural land, the total water demand for irrigation increased by 6·3% during 2000–2010. Although tremendous economic incentives for farmers spurred the oasis expansion and cropping system changes, the key driving force behind the oasis expansion in the study area was closely related to sufficient irrigation water guaranteed by new water sources (excessive consumption of groundwater and surface water) and water conservation efforts that were the results of the “water‐saving society” project (cropping system adjustments and technological improvements in irrigation). This loose regulation of water resource management can be considered to be partially attributable to the ignorance of the ecological value of water resources. Sustainable land use in the study area can only be achieved through the strict regulation of the management of surface water and groundwater resources throughout the basin and the invisible water provided by the water conservation measures. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

新疆水资源开发利用现状合理性分析

水资源合理开发利用是新疆干旱生态农业实现可持续发展的关键。根据新疆水资源现状和水资源开发利用现状,评价分析了现状条件下新疆水资源开发利用的合理性,并对不合理问题提出了初步建议,为该区今后实现新疆水资源优化配置提供依据。     

塔里木河干流区人工绿洲系统发展水平研究

人口、耕地系统是干旱地区人工绿洲系统的两个关键子系统,其发展水平反映了人工绿洲的发展水平。塔里木河干流区人工绿洲系统的发展水平决定着塔里木河地区的可持续发展状态。以地均产值(由地均粮食产值、地均棉花产值及地均其他经济作物产值组成)为反映耕地生产力的指标,测度影响塔里木河干流上游、中游和下游地区耕地生产力的因素;以粮食人口承载力和耕地压力指数为指标,分析该地区人工绿洲系统发展水平。研究认为:1988～2007年,塔里木河下游地区的人类不合理活动,对干流区绿洲系统的可持续发展影响较大,表现在人口和耕地增加过快、种植结构不合理、粮食安全问题、耕地压力不断增加等方面。因此,塔里木河干流区的可持续发展不仅要关注上游和中游地区耕地开发利用的问题,更要关注与调控下游地区人口、耕地系统的合理发展。严格控制下游的人口和耕地面积扩张是塔里木河干流区可持续发展的根本;以粮食生产满足自给需求为前提,建立以棉花生产为主,兼顾粮食安全的种植业结构,是塔里木河干流区耕地系统持续产出的优良模式。     

基于熵权法的新疆奇台绿洲水资源承载力评价研究

针对新疆奇台绿洲水资源日益短缺及生态环境逐渐恶化的现实情况,本文通过构建水资源承载力研究的指标体系,应用主成分分析法选取主要指标,并采用熵权法进行赋权,依据水资源承载力综合模型对其水资源承载能力予以分析评价,以期使该地区水资源得到合理利用,并为绿洲可持续发展提供支撑。研究结果表明:该区1993年水资源承载力综合得分0.83,1998年为0.75,至2005年达到研究时段的最低值0.66,反映出其水资源承载力不断下降,且近几年下降速度加快。后期(2003—2005年)水资源承载力综合得分年均下降率是早期(1993—1998年)的47.96倍,为中期(1999—2002年)的8.39倍。奇台绿洲水资源承载力主要受经济与生态环境、人口、农业用水、水资源利用程度、气候状况5大成分影响。其中前三者累计贡献率为73.58%,反映出经济迅猛发展、生态环境恶化、人口数量增加以及农业灌溉水激增是导致水资源可进一步利用潜力减小的最主要因子。     

我国干旱半干旱地区农业持续发展战略探讨

水资源短缺将是制约我国特别是我国干旱半干旱地区农业持续发展的因素。就土地资源而言,幅员广大的干旱半干旱地区将势必成为我国农业２１世纪发展的重要战略基地之一。该文叙述了我国干旱半干旱地区农业持续发展的有利条件、不利因素。简要介绍了国内外干旱半干旱地区农业发展的成功经验。提出了关于我国干旱半干旱地区农业持续发展的战略的建议。