气候变化下新疆及咸海流域河川径流演变及适应性对策分析

 中亚咸海流域地处全球气候变化的敏感中心,生态环境脆弱、水资源紧缺,过去百年来中亚咸海流域气候、人类活动、生态环境均经历了较为显著的变化,分析中亚咸海流域气候-水-生态-人类活动的关系,对自然与人文相近的新疆可持续发展具有重要的借鉴意义。以最新收集的资料为基础,对比研究近50 a来新疆及近80 a来中亚咸海流域的气温、降水和主要河流的径流变化情况,结合二者水资源开发利用的演变历程,分析气候变化与人类活动对研究区生态环境与持续发展的影响,最后借鉴中亚咸海流域气候变化、人类活动、生态环境的综合关系,讨论气候变化下新疆水资源开发利用的适应性对策。结果表明：近80 a来,新疆与中亚咸海流域气候呈现较为一致的变暖趋势,尤其是20世纪80年代以来,二者绝大部分地区气候呈现“暖干”向“暖湿”转型迹象,河川径流也有不同程度的增加,但由于人类活动规模与强度的迅速、持续增强,研究区生态环境呈现尚未得到有效遏制的恶化趋势。立足于有利的气候时期,强化水资源开发利用管理,提高水资源利用效率和效益,加快关键水源工程建设,完善水资源配置网络体系的建设,是未来一段时期内应对气候变化下新疆水资源开发利用的主要适应性对策。     

哈萨克斯坦跨界河流国际合作问题

哈萨克斯坦是中亚地区的“大国”,与四周比邻的国家均存在跨界水体联系,有44%的地表水来自邻国。跨界河流水资源开发利用与生态环境保护问题,是涉及国家政治、经济、安全、外交大局的重大战略问题。通过分析哈国地表水分布特点,简要回顾总结了与其邻国在跨界河流方面的合作情况;对哈国所担忧的水安全问题及采取的主要对策,进行了深入剖析,并就跨界河流管理未来的合作路径、跨界河流利用未来的分水原则、哈俄跨界河流水污染未来的解决途径、中亚国家间解决咸海危机的前提条件等问题,进行了分析讨论;指出对共享水资源的管理既可以成为中亚地区和平的力量,也可能成为冲突的因素,管理这种相互依存的资源是当今国际社会面临的一项关系人类发展的重大挑战。研究哈萨克斯坦跨界河流国际合作及其对核心利益问题的观点、认识、所采取的不同策略,对于处理好中哈跨界河流问题具有积极现实意义。     

奎屯河流域“金三角”地区工业及城镇化发展未来的水资源配置分析

 由独山子区、奎屯市和乌苏市组成的“金三角”地区,是天山北坡经济带的重要组成部分,特别是独山子区将利用中亚和克拉玛依原油资源,建成我国最大的石油化工基地。但该地区由于资源性缺水,水资源的供求矛盾日益突出。因此,在实施外流域调水工程之前,为该地区经济社会发展,研究应急水源配置方案是非常必要的。在分析研究水资源开发利用现状的基础上,对奎屯河流域“金三角”地区社会经济发展近、远期各业对水资源的需求进行了分析预测;根据奎屯河流域水资源禀赋条件,奎屯河流域近期可向“金三角”地区提供水量为1.65×108 m3,经水资源供需平衡分析,认为要满足“金三角”地区近期2020年的发展需要还缺水1.95×108 m3,为此提出了近期解决“金三角”地区供水水源和水资源配置方案,并针对行政、经济一体化管理、水资源统一管理、水权与利益补偿、应急工程建设规模等重要问题进行了分析讨论;指出奎屯河流域平原区地下水可开采量将随着灌区配套工程建设、田间及渠系渗漏补给量的减少会有所减少,而且该区域地下水位已呈明显的下降趋势,应当谨慎评估地下水的可供水量;“金三角”地区应急供水方案需压减奎屯河流域灌溉面积2.33×104 hm2,至少涉及10×104涉农人口的安置和补偿问题,而且工程投资大,最佳的方案还是加快外流域调水工程的实施。对于加速“金三角”地区新型工业化、新型城镇化建设提供水资源保障,具有一定的借鉴、指导作用。     

流域水资源开发阈值模型及其在黄河流域的应用

流域水资源开发阈值是流域水资源合理利用的基础和流域生态系统健康的保证。随着水资源短缺引起的 问题日益突出, 人们对水资源开发阈值的认识也在不断加深, 从最初的“水资源总量”、“可利用量”和“可供水量” 等, 到考虑生态需水和水质保护的水资源可利用量。本文在这些理念的基础上, 提出一种新的流域水资源开发阈值 及其计算模型, 即考虑水资源量、不可利用的洪水量、被污染水量、生态需水量及重复计算水量, 综合计算流域水资 源开发阈值。黄河流域作为我国水资源严重短缺地区, 水资源开发面临严峻挑战。以黄河流域为例, 运用该阈值模 型对黄河流域水资源开发阈值进行初步计算, 得到开发阈值多年平均约为238 亿m3, 占黄河天然径流量的40%左 右, 符合国际公认的流域水资源开发标准。     

咸海流域水资源利用的区域合作问题分析

咸海的主要水源为阿姆河和锡尔河,自20世纪60年代以来由于人口的增加和农业政策导致的灌溉面积的迅速扩大,河流径流被大量引入且消耗于农业灌溉,使得入湖地表径流大幅度减少。原本是地球上的第四大湖泊的咸海,目前面积已缩小到只有原来的十分之一,并分离形成三个主要的残留湖,湖泊及湖滨的生态环境极度恶化。同时,巨大的干涸裸露湖床已成为盐尘和有毒物的发源地,严重威胁周边地区的人类健康。中亚五国自独立后于1992年签订了《中亚五国水协定》,旨在通过协定和后续协议加强区域合作扭转咸海流域严重的水危机与生态危机。但事与愿违,危机事态未得到抑制且有扩大趋势。通过对相关事态进行的深入分析,认为除改变该地区经济发展模式以减少农业用水外,在公平合理分配水资源的基础上加强国家间的合作,开展全流域水资源的综合开发、利用与管理才是扭转目前危机的最有效的途径。     

博弈理论在水资源管理中的应用——以黑河流域为例

区域的地理差异使得水资源在分布上时空不均,造成水资源供给的有限性;用水主体的开发利用和效率低下使得水资源呈现过量需求,造成不必要的浪费,此两者成为了水问题产生的主要原因。博弈理论应用的目的就是通过博弈分析寻找主体之间的博弈均衡点,实现博弈主体之间的效率与利益的最大化,选出最优策略组合。本文将博弈理论应用于水问题突出的黑河流域,通过对中游地区、下游地区和流域管理局3个主体之间的博弈分析得出流域管理局的介入和中游采取合作态度成为了解决水问题实现流域可持续利用的可行性策略。为了使中游地区采取合作态度,政府可以通过制定政策与奖惩措施来控制中游地区的行为,实现流域内部的生态效益与经济效益最大化,达到区域间的合作共赢。     

基于水利益共享的跨境流域水资源多目标分配研究——以澜沧江-湄公河为例

以水利益共享代替分水的理念有利于充分发挥水资源效益和减少区域矛盾冲突,但由于缺乏具体可实施的分配模式一直停留在设想阶段。基于水利益共享理念,建立跨境流域水资源多目标分配指标体系,并结合澜沧江-湄公河流域跨境水资源利用现状及需求,提出澜沧江-湄公河流域跨境水资源多目标分配模型。为基于水利益共享的跨境水资源多目标分配提供了具有充分可操作性的指标体系和分配模型,有助于推进跨境流域水利益共享的实施,实现区域双边或多边在水资源利用上的共赢和发展目标。     

黄河流域湿地格局特征、控制因素与保护

准确掌握流域湿地资源的数量和分布, 是流域湿地评价、修复与保护决策的前提。利用“北京一号”小卫星数据对黄河流域2006年湿地格局现状进行了监测, 在GIS技术支持下对流域湿地资源分布的影响控制因素进行了分析, 进而结合不同流域分区水资源条件, 对流域湿地保护策略进行了探讨。研究表明, 2006年黄河流域湿地总面积为25134km²,其中, 河流、湖泊、沼泽、滨海、人工湿地面积分别占该流域湿地总面积的36.2%、8.0%、45.0%、3.9%、6.9%.受气候及水资源支撑条件的影响, 黄河流域重要湿地集中分布在源区高寒沼泽湿地、上游河湖湿地、中下游河道湿地以及河口三角洲湿地。流域天然湿地分布受气候影响显着, 随着气候干燥度的增加, 湿地率呈明显递减趋势。研究认为, 黄河流域大部分地区属于半干旱区, 水资源条件先天不足, 必须充分考虑流域和区域水资源的支撑能力和干扰影响, 在流域层面和河流生态系统的尺度上统筹考虑, 构建科学合理的流域湿地保护框架体系。     

地缘安全视角下的中国国际河流水资源开发利用

全球地缘政治竞争回潮与资源环境危机推动国际河流水资源开发利用成为影响国家地缘安全的关键变量。通过对既有文献的梳理,发现国际河流水资源开发利用在“稀缺-冲突”范式下激化流域各国的矛盾,引发的水资源冲突联合域外势力进一步作用于国家地缘安全;在地缘安全视角下,中国国际河流的水资源开发利用经历了从“弱安全化”到“强安全化”再到“去安全化”的演进;水环境治理、水量分配及水开发利益协调是水资源开发利用中的核心议题,涉及的跨境水资源污染、水权分配以及水电开发争议等问题与国家地缘安全密切相关;东北、西北及西南三大国际河流密集区水资源开发利用方式地域分异明显,在差异化的地缘环境下带来多元的地缘安全威胁;最后基于“一带一路”及“人类命运共同体”等背景对中国未来外交提出建议。     

基于水环境保护的流域景观格局 优化理念初探

流域范围内因水体的联系使得不同类型景观斑块之间的相互作用变得更为紧密, 因而景 观格局的变化会显著影响流域内水体质量。着眼于流域尺度上水环境保护的需要, 必须合理考虑 景观斑块的类型、格局和空间分异等特征, 尽可能地减少非点源污染输出量, 从而降低水体遭受 污染的威胁程度。本研究从水环境保护的角度出发, 以“源”“汇”景观在镶嵌组合和空间分异方面 利用的适宜性作为优化依据, 以“源”“汇”景观空间分布的关键地段作为研究战略点, 同时考虑 “源”“汇”景观在数量、空间和转换成本等方面的客观约束条件, 将景观数量结构优化和空间结构 优化进行有机结合, 最终确定了流域尺度上以调控非点源污染、保护水体质量为目标的景观格局 优化研究的概念框架。本研究不仅为解决流域尺度上非点源污染问题提供了一个全新的研究视 角, 而且为降低景观类型及其格局对水体质量的威胁程度提供了一个行之有效的优化方案。     

咸海流域社会经济用水分析与预测

1960年以来咸海流域大规模的水土资源开发使得社会经济用水激增,致使至1990年咸海面积萎缩50%,引发咸海生态危机。目前对引起咸海生态危机的社会经济用水的时空变化特征和趋势尚不清楚。本文在整合了多途径获取的1960—2016年咸海流域国家/州级水资源和社会经济数据的基础上,利用系统动力学模型,仿真模拟和分析了1960—2016年咸海流域社会经济和用水时空变化特征,并多情景预测2016—2030年咸海流域社会经济用水。1960—2016年咸海流域人口增幅267%,GDP增幅1100%,社会经济用水量从410亿m³增长至910亿m³。咸海流域的工农业用水效益在1991年苏联解体后明显增加,但仍处于较低水平。对未来的情景预测表明：若延续现有社会经济用水效率、农作物种植面积持续扩张（S1）,至2030年咸海流域社会经济用水量达到962亿m³;而在滴灌普及率达到70%、种植面积不变的情景下（S10）,社会经济用水量降至681亿m³,可有效缓解咸海危机。     

俄罗斯和中亚五国资源开发现状与潜力分析

俄罗斯和中亚五国地域辽阔,土地、森林、水、能源等自然资源丰富,尤其是有色金属矿藏,种类配套齐全,在世界都占有重要地位。俄罗斯和中亚五国与中国在地缘、历史和文化等多方面有着悠久的历史,具有资源开发、经贸合作和科技交流的国际背景和有利条件。俄罗斯和中亚五国十分重视资源开发和原料出口,向主要经济合作伙伴推销资源产品,并很快引起许多国家,尤其是经济发展较快国家的重视。在未来的几年中,中国与俄罗斯和中亚五国在土地、电力、建材、机械、畜牧业、信息、交通等领域都有着广阔的合作空间。可以说,中国与俄罗斯和中亚五国及其辐射地区市场潜力巨大,待开发的领域空白点较多,特别是里海、西伯利亚的石油和天然气,是21世纪全球最具能源开发前景的地区,而能源勘探与开采领域则是我们未来需要重点发展合作的领域。但是,中亚国家的原料型经济倾向,参与世界经济一体化程度不足,生产和社会基础薄弱,这些问题都阻碍着中亚国家的可持续发展。特别是中亚国家的加工工业和轻工业相对落后,大部分日用消费品依靠进口。这是我国在中亚区域经济合作中充分发挥市场优势、加工业优势的有利条件。所以,资源和经济技术的互补性,对发展中国与中亚五国和俄罗斯双边的区域经济合作都将起到积极作用。展望21世纪的俄罗斯、中亚五国与中国的经贸合作关系,根据俄罗斯和中亚各国资源状况实地调查和统计资料等,对区域资源开发现状与潜力进行了分析,对共同面对的问题,合作的基础和条件及合作前景,都进行了探讨。     

中亚沙尘气溶胶时空分布特征及潜在扩散特性分析

中亚地处干旱和半干旱气候区,是全球沙尘气溶胶贡献度较大的区域。利用中分辨率成像光谱仪（Moderate-resolution Imaging Spectrometer, MODIS）和云—气溶胶偏振雷达（Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization, CALIOP）遥感数据,从宏观角度对2002-2015年中亚地区气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth, AOD）时空分布特征及沙尘气溶胶光学特性垂直分布特征进行分析,利用拉格朗日混合型的扩散模型（Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory, HYSPLIT）讨论沙尘运输的季节性变化。结果表明：① 中亚AOD空间分布呈现显著的季节性差异,四季均值春（0.412）>夏（0.258）>冬（0.167）>秋（0.159）,14年间呈现增加趋势;② 中亚AOD高值区域主要集中于咸海地区和新疆的塔里木盆地,其中,咸海地区AOD年均值为0.278,年均增幅为3.175%,主要受咸海退化所导致的干涸湖底裸露面积加大的影响;塔克拉玛干沙漠地区AOD年均值为0.421,年均增幅0.062%,主要受温度和风速两方面的影响,不同季节下主导因素略有差异;③ 尘源区气溶胶主要集中在近地面0~2 km范围内,沙漠上空气溶胶退偏比范围（10%~45%）略大于咸海上空（15%~30%）;咸海地区色比值（0.3~0.8）小于沙漠地区（0.5~0.9）,且在0~2 km和4~6 km有两个高频色比值分别为0.5和0.3,说明相比沙尘气溶胶,咸海地区的盐尘气溶胶球形程度较高,颗粒更小,飘散高度更高;④ 咸海地区盐尘潜在扩散方向主要以东北,西南和南为主,向东北方向的扩散距离最远,影响范围可达俄罗斯中部地区,西南方向扩散路径高度和距离较近,主要影响乌兹别克斯坦和土库曼斯坦,但发生比例相对较高,塔克拉玛干沙漠地区起尘后大部分沙尘颗粒仍沉降在尘源区附近,向东部地区扩散的沙尘气溶胶,主要影响中国青海、甘肃、宁夏、陕西等地区。     

新疆地表水资源对亚洲中部未来气候变化的响应

在未来的亚洲中中气候变冷过程中，从咸海干涸海底和卡拉博加戈尔湾等等内陆湖泊和地区吹起的盐粒，农田排出的农药残余物，尘埃微粒等－固态大陆型气溶胶具有主要的作用。在这一过程中，环流及该区域的生物系统对气候的变化可能起着相反的影响。     

丝绸之路经济带沿线国家旅游资源与 入境旅游发展空间格局特征与差异

利用旅游资源丰度指数、旅游流质指数、空间一致性系数和二维矩阵等方法,定量比较分析了丝绸之路经济带沿线18个主要国家旅游资源丰度,入境旅游发展质量,以及旅游资源分布与入境旅游发展质量的空间格局特征与差异。研究表明：丝绸之路经济带沿线国家旅游资源数量与质量差异显著,正形成两极分化突出的格局,中西欧国家最优,中亚国家最弱,入境旅游发展质量也呈现出相似的特征。旅游资源资源分布与入境旅游发展质量,呈现较明显的弱协调性,旅游资源集聚具有较明显的国际旅游导向性,两者发生错位的国家超过三分之二。空间一致性表现为显著的区域差异特征,亚洲相对较好,中西欧次之,东欧最弱。为推进沿线国际旅游合作,提出如下建议：坚定“互联互通、平等包容和合作共赢”发展理念,成立国际旅游合作联盟,督促与落实相关战略部署与重点项目;在求同存异基础上,建立共享机制,提高国家间旅游合作一体化水平和协同发展程度;共同打造丝绸之路经济带世界级旅游线路与旅游资源品牌,着力提升国际旅游发展影响力。     

2001—2018年中亚干旱区地表水资源时空变化特征

基于2001—2018年长时间序列地表水遥感监测数据,提取中亚五国地表水面积信息,通过动态度法、变化斜率法和相关分析法揭示中亚五国地表水面积的时空动态变化特征并对其进行驱动力分析。结果表明：① 中亚五国地表水呈“北密南疏”分布特征,中北部地表水变化明显。近18 a来,季节水面积呈显著增加趋势,增加了133.55%,而永久水呈波动减少趋势,减少了17.27%。哈萨克斯坦地表水面积占比最大且变化也最为明显,其次是乌兹别克斯坦,其余三国无较大变化。② 2001—2018年,中亚五国全区季节水动态度为7.42%,并呈快-慢-快的增长趋势,而永久水呈增长-下降-增长的演变趋势,乌兹别克斯坦地表水变化最为活跃;北部边缘及图尔盖洼地、西部里海沿岸和咸海地区永久水面积显著减少而季节水显著增加,永久水向季节水转换现象明显。③ 中亚五国增温趋势不明显,降水呈减少趋势,人口、GDP和耕地均呈增加趋势。中亚五国地表水面积变化主要受社会经济因子的影响,气候因子对地表水的影响不显著。     

中亚干旱区咸海的湖面变化及其环境效应

由于气候和人类活动的影响,近百年来成海水位出现了明显的波动,湖泊面积波动幅度近6×10<'4>km<'2>,由此产生了严重的区域生态环境问题.尤其是近50年来,随着流域人口增加、社会经济发展、工农业及生活用水造成的流域水资源匮乏,导致成海面积快速萎缩,引起一系列区域环境问题,威胁当地居民的生存.成海水位下降、面积萎缩主要引发了两个方面的生态环境效应:(1)绿洲的荒漠化.干涸的湖底直接成为荒地,形成新的沙源地;同时,区域地下水位下降,植被退化,草地沙化,加之风力从干涸湖底及临近沙漠区带来的风沙覆盖,形成新的沙漠带.改变的下垫面,影响湖泊对气候的调节功能,造成流域人居环境的恶化.(2)湖滨湿地的消失及湖水的成化,使得湿地资源与渔业资源等周围居民赖以生存的经济来源消失,同时由于来自裸露湖底的污染尘暴影响,使得流域原有土地功能退化.另外,污染的空气与饮用水直接威胁当地居民的健康.     

Problems with water use in countries of East,South and Central Asia

The role of East, South and Central Asia in the world development is shown. The current per capita availability of water resources is calculated for the countries of the region. It is found that on the whole for the territory under investigation the availability of water resources is more than twice as small as the world’s average indicator and that more than 1.5 billion people live in conditions of water stress and deficit. It is pointed out that by the year 2010 more than 70% of the population lived in conditions of high pressure on water resources, and 225 million people lived under very high and critical water stress conditions. The current pattern of water use in the countries of Asia is calculated, the dominant role of the agrarian sector is identified. An analysis is made of the measures for increasing the water availability level of the population and the economy: an increase in agricultural productivity of water resources, waste water reuse, use of saline waters, and the construction of reservoirs. Attention is given to an active construction of dams by China in the upper reaches of the Mekong which is causing distrust and tension in downstream countries. Statistical data on cooperation and conflicts in international basins of Asia is reported. It is shown that in the 20 th century the basins of the Indus and Ganges rivers experienced the largest number of water conflicts as compared to all the international basins of the world; information regarding an acute struggle for water resources in Central Asia is also provided. It is concluded that in view of an ever increasing deficit of water resources, cooperation is the only alternative for Asian countries.     

基于模糊综合评价模型的中亚水资源开发潜力评估

定量评估水资源开发潜力对掌握区域水资源开发现状、提高水资源利用率具有重要意义。通过选取水资源利用率、灌溉率、地表水控制率、人均占有水量、重复利用率、生活用水定额、供水量模数、生态环境用水率等8个重要指标，借助模糊综合评价模型对中亚五国水资源开发潜力进行定量分析。结果表明：中亚地区整体水资源开发利用处于中级阶段，开发潜力综合评分值为0.502 7，表明开发潜力较大。其中，哈萨克斯坦水资源综合评分值最高，为0.712 4，有很大的开发潜力，但要注意摒弃不合理的水资源利用方式；吉尔吉斯斯坦和塔吉克斯坦综合评分值分别为0.591 1、0.488 7，有较大的开发潜力，但应注意由广度开发逐渐向深度开发转变。下游国家土库曼斯坦和乌兹别克斯坦处于开发利用的高级阶段，综合评分值分别为0.352 6、0.315 0，水资源开发潜力较小。今后应注意发展节水型经济，注重水资源综合管理。