中亚五国水资源及其开发利用评价

中亚五国地处欧亚大陆腹地,地理条件封闭,跨界河流众多,水资源形成区与消耗区严重不一致,水资源利用问题及矛盾十分突出,是全球跨界河流水资源开发利用与生态环境保护问题的典型代表,开展中亚水资源及其开发利用研究,对研究跨界河流及干旱区水资源可持续利用具有十分重要的借鉴意义。在介绍中亚五国及其主要河流概况,评价提出中亚五国地表、地下水资源量及其分布特点的基础上,阐述了中亚五国人口及城市化、经济发展与产业结构、耕地及其历史演变,分析了中亚五国的水资源开发利用现状,并对开发利用中存在的问题进行了综述总结。     

全球气候变化对干旱区影响分析

干旱区约占地球陆地面积的41%,养育了世界上超过38%的人口,是大多数发展中国家和贫困人口的聚集地,也是全球气候变化影响和响应最敏感的地区之一,对其气候、水文和生态环境变化开展研究是十分必要的。近几十年来相关研究不少,但结论比较零散,也有很多不一致的地方。基于对国内外文献的分析,归纳梳理了气候变化下干旱区的气候、水文、面积和类型的变化及其这些变化对生态系统的影响。梳理的主要结果如下：干旱区CO₂排量约为湿润区的30%,但升温速率却比湿润区高20%～40%。在过去的半个多世纪,干旱区面积增加了约2.61×106km²,预计21世纪末,全球干旱区面积将继续扩大约5.8×10⁶km²,占陆地总面积的一半以上。在全球变暖背景下,干旱区中以降水和冰雪融水补给为基础的水资源系统将会更为脆弱,冰、雪等水文要素及水资源构成发生改变,水文波动加大,水资源不确定性加剧。伴随干旱区面积扩大和干旱程度增加,干旱区水资源短缺、水体面积萎缩、生态系统退化、荒漠化程度也随之加剧,未来干旱区社会经济发展和生态安全保障将面临更严峻的...     

新疆阿克苏河流域昆马力克河积雪消融规律对气候变化的响应

作为气候变化产物及气候变化敏感指示器的积雪, 对干旱区的区域社会经济的发展、 生态环境的改善起着极其重要的作用. 为能够更好的指导环境变化下积雪水资源的合理开发利用, 基于2001-2010年MODIS积雪数据、 2005年MODIS土地利用/覆被变化(LUCC)数据及阿克苏气象站气象数据, 对昆马力克河流域积雪消融规律对气候变化的响应进行分析. 结果表明: 研究区气温自1997年后快速升高, 尤其以冬季和春节较明显; 年际、 年内及时段积雪消融规律对气候变化有较好的响应关系; 不同覆被下除农用地所在区域积雪覆盖率与气温变化服从线性变化外, 其他覆被下均服从抛物线型变化. 积雪覆盖率对气温变化的敏感程度有一定的差异, 以林地所在区域最敏感, 变化较快, 其次依次为灌丛、 草地和稳定雪/冰所在区域.     

中亚地区干旱变化及其影响分析

全球变暖加剧了中亚地区的干旱威胁,使得因干旱引发的水资源短缺、生态退化及跨境河流争端等问题更加突出。研究显示：过去半个多世纪,基于帕默尔干旱指数表征的中亚地区干旱程度整体变化趋势不显著,但伴随着区域的高温波动,中亚地区帕默尔干旱指数自2000年以来呈现明显下降趋势,约65%的区域表现为干旱化程度加剧,且在未来共享社会经济路径下中亚地区干旱强度持续增强。设计“去趋势”数字试验定量解析干旱指标对气候变化中各项因子的敏感性,发现气温对中亚干旱化趋势影响较大,降水变化加大了干旱的变率。从不同干旱亚类来看,中亚地区极端干旱区和干旱区面积以0.02×10⁴和0.22×10⁴km²/a的速率增加,主要集中在新疆塔里木盆地北缘和哈萨克斯坦南部等地区。同时,平原荒漠区的植被蒸腾和土壤水耗散量加大,浅层土壤含水量（0～10和10～40 cm）分别约有84%和81%的区域表现为下降趋势,导致一些依靠地下水和土壤水维系生存的、抗旱性弱的浅根系荒漠植物衰亡,生态农业干旱加剧,且水文干旱呈更加复杂的态势,研究结论为中亚地区水资源规划管理和生态保护提...     

亚洲中部干旱区气候变化与丝路文明变迁研究:进展与问题

亚洲中部干旱区是对全球气候变化响应最为敏感的地区之一,也是水文变化剧烈和生态环境脆弱的地区。该地区包括了古丝绸之路的主体,在东西方交流和丝路文明兴衰历史中发挥了关键的作用。科学评估全球增温背景下亚洲中部干旱区人类社会可持续发展面临的风险,是广受关注的重大科学问题。东西方交流和丝路文明发展历史及其与气候环境变化关系的研究,可为认识该地区不同时间尺度人地关系演变的规律提供科学依据。通过总结东西方交流与丝路文明兴衰历史、亚洲中部干旱区全新世气候变化过程、多时间尺度气候一水文变化机制以及人与环境相互作用的过程与规律等领域的研究进展,提出目前亚洲中部干旱区全新世气候环境变化时空格局和丝路文明演化的过程,以及人与环境相互作用机制的研究存在明显不足。破解亚洲中部干旱区气候变化和文化演化研究区域不均衡问题,加强地学与考古学等多学科交叉研究,是推进气候变化与丝路文明变迁研究的有效途径。这对理解该地区人地关系演化规律、应对气候变化带来的挑战、服务国家“一带一路”倡议具有重要的科学价值和现实意义。     

《中国西北干旱区冰雪水资源和出山径流》专著出版

由康尔泗、程国栋、董增川主编的《中国西北干旱区冰雪水资源和出山径流》专著,已由科学出版社 2002年出版发行.此专著是“九五”国家重点科技攻关计划项目“西北地区水资源合理开发利用与生态环境保护研究”中的“冰雪水资源和出山口径流量及其变化趋势预测研究”专题的成果.本书的主要内容包括西北干旱区冰川水资源及其变化;积雪水资源变化;积雪估算方法和融雪径流;冰雪径流和出山径流对气候变化的响应;冻土和水源涵养林在径流形成中的作用;树木年轮出山径流变化研究;西北干旱区出山径流形成和模拟;河西内陆河出山径流量变化和趋势;内陆河山区流域降水、蒸发和径流计算;出山径流变化趋势预测模型.     

咸海流域水文水资源演变与咸海生态危机出路分析

中亚的咸海问题已成为全球性的生态和社会问题,研究咸海流域水文水资源、经济社会发展演变与气候变化,对深入理解中亚地区咸海危机形成机理、未来发展趋势、探讨咸海生态危机出路具有重要意义,对类似区域跨界河流和我国西北干旱区水资源开发利用具有重要借鉴意义. 介绍了中亚五国咸海流域的水资源及其开发利用情况,重点分析了中亚五国咸海流域农业灌溉的发展演变、近80a来咸海流域气候变化趋势与主要河流水文演变情势及咸海水文特征演变. 结果表明,咸海生态危机完全是由人类自导并日益严重的水资源-生态-环境与社会危机,短期内难以遏制,长期来看也无法逆转. 结合咸海危机生态环境效应,讨论了3个跨流域调水方案拯救咸海的利弊与前景,探讨了立足于流域本身拯救咸海的综合治理措施. 最后,提出了咸海危机经验教训对我国内陆河水资源开发利用的若干启示.     

第二届干旱气候变化与可持续发展国际学术研讨会——多国专家学者在大会上做精彩学术报告

第二届干旱气候变化与可持续发展国际学术研讨会（ISACS）聚焦了中国、澳大利亚、美国、俄罗斯、加拿大、韩国、以色列、蒙古、法国、印度、新西兰等11个国家的近200名专家学者，就干旱区气候变化对生态环境及社会发展的影响、干旱气候监测预测及评估技术、干旱区陆面过程特征及模拟、沙尘气溶胶对天气气候的影响、干旱区环境蠕变问题、干旱区气候资源和水资源合理利用等领域的科学问题及科研成果进行了深入的交流与研讨。     

第二届干旱气候变化与可持续发展国际学术研讨会——多国专家学者在大会上做精彩学术报告

第二届干旱气候变化与可持续发展国际学术研讨会（ISACS）聚集了中国、澳大利亚、美国、俄罗斯、加拿大、韩国、以色列、蒙古、法国、印度、新西兰等11个国家的近200名专家学者，就干旱区气候变化对生态环境及社会发展的影响、干旱气候监测预测及评估技术、干旱区陆面过程特征及模拟、沙尘气溶胶对天气气候的影响、干旱区环境蠕变问题、干旱区气候资源和水资源合理利用等领域的科学问题及科研成果进行了深入的交流与研讨。     

新疆冰川、积雪对气候变化的响应(Ⅰ):水文效应

新疆是我国冰川、积雪资源最为丰富的地区,冰川和积雪融水在水资源构成中占有重要的地位,其对气候变化的响应使得河流水文过程发生明显的变化,对新疆干旱区的水资源利用和管理产生重大影响.新疆高山流域产流占地表径流的80%以上,其中冰川和积雪融水径流在总径流中的比例可达45%以上,积雪和冰川融水是河流的主要补给来源.在新疆北部的阿尔泰山和天山北坡河流主要以融雪径流补给为主,而在天山南坡、昆仑山、喀喇昆仑山和天山北坡的伊犁河流域的河流以冰川融水补给为主;以融雪径流为主要的河流主汛期在春季到夏初,而冰川融水补给的河流夏季是主汛期.随着新疆气候向暖湿转变,高山流域的水文过程对气候变暖和积雪增加产生明显的响应:以积雪为主补给的河流,水文过程对气候变暖的响应表现为最大径流前移,夏季径流减少明显;以冰川融水补给的河流,径流响应表现为6-9月汛期径流量明显增大,汛期洪水增多,年流量增加.由于不同补给类型河流的水文过程发生变化,其相应对下游的水资源供给和洪水安全管理产生了重大影响,在水资源管理方面需要适应气候变化对水文过程的调整,减缓气候变化对水资源安全的影响.     

中亚干旱区陆地水资源评估方法与挑战

集中回顾中亚干旱区陆地水资源评估手段进展.水资源评估手段主要可分为基于观测数据和水文模型模拟两大类.从数据获取手段来讲,站点实测、遥感、再分析数据是目前中亚水资源评估的主要数据来源.其中,遥感数据又可分为成像遥感数据以及非成像遥感数据(包括雷达高度计、重力卫星数据).由于干旱区站点资料缺乏,遥感与水文模型集成已经成为常...     

气候变化和人类活动对中亚地区水文环境的影响评估

中亚地区是我国天气的上游区,生态环境异常脆弱,必须要保证该地区生态环境和资源安全,水资源安全首当其冲.研究和评估气候变化和人类活动对中亚地区水文环境的影响,具有重要的战略意义.近百年来中亚地区气候有暖湿化趋势,气温增温持续时间较长且增温幅度较大,近50a增暖更加明显(0.47℃·(10a)^-1),其中冬季增温最快,预估未来会延续变暖的态势;同时20世纪80年代之后降水量持续波动上升.气候变化对该地区水资源的时空分布及湖泊变迁造成了重大影响,人类活动加剧了水资源短缺,近50a来锡尔河和阿姆河入咸海径流量均呈减少的趋势,20世纪70年代之后拦水蓄水水库等水利工程的建设,加上灌溉用水的增加,导致两河入咸海水量骤减;而1987年之后两河入咸海水量回升,主要是气温回暖、降水增多,加速了常年积雪和冰川融化,使得进入河道的径流量增加.同时,湖泊水位下降,面积收缩,水质恶化.中亚水资源问题主要是跨国水资源分配和水环境恶化问题,要做好水资源评估和用水规划工作,建立覆盖全区域的水资源环境监测网络.中亚国家需要共同参与制定一套完整的、综合考虑人口、社会经济、生态环境等因素的水资源管理政治立法决策体系,构建中亚各国人水和谐、互利共存的水资源新秩序,以水资源可持续利用来支持经济与社会的可持续发展.     

巴尔喀什湖分湖水平衡及其影响与优化保护研究

巴尔喀什湖是中亚干旱区最大的湖泊生态系统之一,其保护对中亚地区具有重要意义,但同时对相关区域也产生了较大的水资源压力.分析其水量平衡,对提出合理的保障措施具有重要的理论与实践价值.根据巴尔喀什湖形态、水文特征,在分析识别其水量平衡主要影响因素与作用机制的基础上,根据水量平衡原理与东西湖分治的思想,反演了1936-200...     

新疆气候水文变化趋势及面临问题思考

新疆是亚洲中部干旱区的重要组成部分, 对全球变化响应异常敏感, 水资源问题突出, 研究变暖背景下新疆的气候水文变化及面临的问题, 对应对和适应未来气候变化及水资源安全具有重要意义。基于最新的气候水文观测资料和相关成果, 研究了新疆水文气候要素变化趋势与演变特征, 探讨了目前面临的主要问题及对策建议。结果表明： 1961—2018年新疆升温幅度高于全球平均水平, 冬季升温贡献最大; 降水量和降水日数均明显增加, 夏季降水增加最显著; 21世纪以来气温和降水均在高位波动, 但增加幅度减缓, 气候有从暖湿化向暖干化转折的迹象, 干旱化趋势加剧。21世纪以来, 极端最高气温、 极端最低气温和高温日数显著增加, 高温初日提前, 高温终日推迟, 极端降水事件、 暴雨雪强度和频次明显增加。受气候变化和人类活动共同影响, 塔里木河流域源流区径流量明显增加, 干流径流量微弱减少; 博斯腾湖水位阶段性变化明显, 2013年以来逐渐扩张; 艾比湖总体萎缩, 而山区湖泊赛里木湖面积稳定扩张。新疆气候水文变化面临主要问题包括： 对新疆气候变化趋势和物理过程认识不明、 水文气象灾害风险加剧难以把控、 气候变化影响不确定性加剧, 水安全问题迫在眉睫。建议趋利避害, 抓住气候机遇, 加快生态环境建设; 开展气候水文综合科学考察, 加强机理研究, 构建综合观测协同网络, 提高水文气象灾害风险调控能力; 将有效应对、 有序适应气候变化提升到战略的高度, 为建设美丽新疆和高质量发展服务。     

中更新世以来不同时间尺度亚洲中纬度气候演化的区域差异

亚洲中纬度气候主要受两大环流控制,继而划分出受亚洲季风控制季风区和受西风环流控制的西风区。已有研究发现在年代际至千年尺度上,两气候区的湿度演化存在错相位、甚至反相位的现象。文章综述了中更新世以来,多千年至轨道尺度上,两气候区的湿度演化模态的异同,以此深入了解亚洲气候演化的系统性。结果表明:二者的间冰期气候演化的整体趋势存在明显差别,尤其MIS 13以来,二者的演化趋势基本相反。在间冰期的多千年至万年尺度上,二者的气候演化模态呈现非同相位:高精度的释光测年结果显示天山地区的湿度变化滞后于黄土高原地区大概3~5 ka,且该现象在更早的间冰期可重复。在冰期的千年尺度上,两地的湿度演化基本一致,但西风区湿度的波动幅度更大。     

中东亚中全新世气候与植被反馈作用:PMIP 2多模式结果分析

文章选取了参加国际古气候模拟比较计划(Paleoclimate Modeling Intercomparison Project,简称PMIP)的6个耦合气候模式的模拟结果,着重对中全新世中东亚干旱区以及东亚季风区的夏季气候变化(气温、降水)进行分析,探讨了植被反馈作用对这3个区域中全新世气候变化的影响.由于各个模式之...     

Analysis of dynamic changes and influence factors of Lake Balkhash in the last twenty years

Lake Balkhash is the third largest inland lake in Central Asia after the Caspian Sea and the Aral Sea. The Ili River-Balkash Lake Basin resides in the southeastern part of the Republic of Kazakhstan and the western part of China's Ili Prefecture, which belongs to the arid and semi-arid region. In the middle to late 20th century, the Ili River-Balkash Lake Basin was affected by climate change and human activities, and the problems of water ecology and water resources became increasingly prominent, which became the focus of attention for China and Kazakhstan. In this study, the water level derived from radar altimeter data, the water surface area extracted from Landsat data, and the temperature and precipitation data in the basin were comprehensively utilised. Data analysis of the time course and correlation of hydrological, meteorological elements in the lake basin, water dynamic changes, and influencing factors of Lake Balkhash was studied. The results show that the cyclical change of regional climate is the main factor affecting the change of lake water, and human activities in the short term can regulate the change of water volume in Lake Balkhash. The research results in this paper can provide a scientific basis for the solution of water disputes in cross-border rivers between China and Kazakhstan.     

近期博斯腾湖水位变化及其原因分析

新疆博斯腾湖1987年以来湖泊水位的变化(上升)与主要补给河流开都河径流量的变化有直接关系, 而这与发源于天山中段降水和高山冰雪融水的河流, 受到气候变化影响很大有关. 全球变化研究结果显示, 中亚干旱区是全球温度上升幅度较大的地区. 当地的气象资料表明, 过去20 a年平均温度明显升高的趋势, 对水资源储量和补给来源影响深远.     

Analysis of dynamic changes and influence factors of Lake Balkhash in the last twenty years

Lake Balkhash is the third largest inland lake in Central Asia after the Caspian Sea and the Aral Sea.The Ili River-Balkash Lake Basin resides in the southeastern part of the Republic of Kazakhstan and the western part of China's Ili Prefecture,which belongs to the arid and semi-arid region.In the middle to late 20^thcentury,the Ili River-Balkash Lake Basin was affected by climate change and human activities,and the problems of water ecology and water resources became increasingly prominent,which became the focus of attention for China and Kazakhstan.In this study,the water level derived from radar altimeter data,the water surface area extracted from Landsat data,and the temperature and precipitation data in the basin were comprehensively utilised.Data analysis of the time course and correlation of hydrological,meteorological elements in the lake basin,water dynamic changes,and influencing factors of Lake Balkhash was studied.The results show that the cyclical change of regional climate is the main factor affecting the change of lake water,and human activities in the short term can regulate the change of water volume in Lake Balkhash.The research results in this paper can provide a scientific basis for the solution of water disputes in cross-border rivers between China and Kazakhstan.     

Spatial patterns of Holocene glacier advance and retreat in Central Asia

Glaciers in the southern Himalayas advanced in the early Holocene despite an increase in incoming summer solar insolation at the top of the atmosphere. These glacier advances are in contrast to the smaller alpine glaciers in the western and northern regions of Central Asia. Two different glacier mass-balance models are used to reconcile this Holocene glacier history with climate by quantifying the change in equilibrium-line altitudes (ELA) for simulated changes in Holocene climate. Both ELA models clearly show that the lowering of ELAs in the southern Himalayas is largely due to a decrease in summer temperatures, and that an increase in monsoonal precipitation accounts for less than 30% of the total ELA changes. The decrease in summer temperatures is a dynamic response to the changes in solar insolation, resulting in both a decrease in incoming shortwave radiation at the surface due to an increase in cloudiness and an increase in evaporative cooling. In the western and northern zones of Central Asia, both ELA models show a rise in ELAs in response to a general increase in summer temperatures. This increase in temperatures in the more northern regions is a direct radiative response to the increase in summer solar insolation.