中亚五国跨界水资源开发利用与合作及其问题分析

中亚五国跨界河流众多,水资源开发利用问题十分复杂,大规模无序的水土资源开发利用引发的生态问题相当突出,回顾其开发利用中的冲突与合作,对找寻中亚水资源问题的解决之道具有重要的理论意义和实践价值。简要介绍了中亚五国之间主要跨界河流流域河流水系、径流量,阐述主要跨界河流域水资源开发利用,重点分析了各跨界河流取用水量与农业灌溉的演变关系以及中亚五国跨界河流开发利用的水资源危机与生态危机、冲突与合作。在深入揭示中亚五国跨界河流危机主要原因的基础上,对中亚五国跨界河流水资源纠纷和生态危机未来发展趋势进行了分析,探析了中亚五国跨界河流开发利用主要对策。     

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.     

中亚干旱区咸海面积变化与人类活动及气候变化的关联研究

咸海是亚洲仅次于里海的第二大内陆咸水湖, 20世纪60年代以来湖泊面积急剧萎缩。基于1960 - 2018年咸海的面积数据、 CRU气温和降水数据以及咸海流域灌溉面积、 水库容量等资料, 定量分析了1960年以来咸海湖泊面积的变化情况, 并从气候变化与人类活动两方面探究了咸海面积变化的主要影响因素。结果表明： 1960 - 2018年咸海的面积由6.85×10⁴ km²持续萎缩至（8.32±0.19）×10³ km², 共减少了（6.02±0.02）×10⁴ km²（约87.85%）, 其中1960 - 2009年面积萎缩了（5.94±0.02）×10⁴ km²（约86.77%）, 而在2009 - 2018年其面积萎缩速率明显放缓, 减少了740.04 km²（约8.17%）。统计结果显示, 1960年以来强烈的人类活动（主要表现为灌溉用水和水库储水量的持续增加）是导致咸海面积急剧萎缩的主要因素, 其对咸海面积变化的影响远大于气候变化。在中亚地区气候继续向暖湿变化的背景下, 咸海流域应尽快调整以农业灌溉为主的用水结构, 否则在上游冰川融水达到峰值后, 咸海可能面临干涸的危险。     

流域水资源的开发与管理

水将成为 21世纪的一个重大问题.水不仅是生命存在之必需,是经济发展的基石和经济增长的制约因素,而且是一种时空分布上很不均衡的有限资源.水的短缺已经给一些地区造成了饥饿、疾病和贫困.因此,为了避免因水诱发的地区冲突,保持和平并促进人类生存条件的可持续发展,根据水资源自身的特点以流域为单位进行水资源开发尤为重要.     

干旱区内陆河流域水文与水资源问题

阐述了我国水文水资源研究的发展阶段,面临的主要问题,以及当前研究中的热点问题。以新疆地区为例,对干旱区内陆河流域的水文水资源研究方向作了初步探讨。     

中亚西亚国际合作地质调查服务共建“一带一路”:进展、成效与展望

中亚、西亚及东欧国家与中国陆上相通,是丝绸之路的重要经济廊带。大地构造上,该区跨古亚洲和特提斯两大全球性构造-成矿域,元古宙至今其经历了多期次裂离、汇聚、增生和拼合的复杂演化过程和多期成矿作用,形成了众多世界级金属、非金属矿田和含油气盆地;其石油、天然气、铀、铜、铬、金、锰、铅锌、钾盐、硼、石墨等矿产资源探明储量位居世界前列。该区多数国家以资源驱动型经济为主,采矿业或油气工业为支柱产业,对于开展国际地质调查科研合作,交流地质调查与矿产勘查的理念与技术,服务和促进本国矿业经济可持续发展的愿望和需求十分强烈。笔者简要回顾了20年来西安地质调查中心与中亚、西亚及东欧国家开展的国际合作地质调查工作基本情况,重点介绍了与相关国家在地质矿产综合编图、跨境外矿带基础地质与成矿规律对比,地球化学合作填图、矿产资源潜力评价等方面所取得的重要进展成果和服务共建“一带一路”所取得的重要成效,并以合作共建中国-上合组织地学合作研究中心、服务“一带一路”高质量发展为目标,对未来与中亚、西亚及东欧国家进一步开展国际地质调查与科研合作进行展望。     

甘肃河西地区内陆河流域荒漠化的水资源问题

河西地区内陆河流域荒漠化的水资源问题,根本的原因在于水资源短缺而导致的生态环境脆弱和水资源的过度开发利用.如果上、中游地区水资源的利用超过了水资源量的限度,则流到下游的径流量减沙,地下水位下降;而下游地区为了弥补水资源的不足,便大量开采地下水,致使地下水严重超采,从而导致植被退化和荒漠化.在分析上述问题的基础上,以石羊河为例,说明内陆河流域的荒漠化防治要求实行以农业节水为中心,建立节水型社会的流域综合治理,实现水资源、土地资源、经济、社会和生态环境协调和可持续发展.     

中亚地球科学研究团队与国内外研究机构合作交流进展

中亚地球科学研究团队自2005年以来,积极开展与国内外的多家研究机构及著名大学开展多方合作与学术交流,不仅邀请与派遣研究学者互访交流,而且在协作研究项目进行过程中,有研究人员、博士、硕士的相互交换培养,目前与国内外开展研究合作与交流的有：英国皇家博物馆、澳大利亚国立大学、哈萨克斯坦共和国国立大学地理系、     

流域水资源合理配置的研究进展与发展方向

水资源合理配置是实现水资源可持续利用的有效调控措施之一。将现状的水资源合理配置研究划分为广义和狭义两类,进而从内在机制、实践进程和评价三方面系统综述了狭义流域水资源合理配置研究进展。指出目前中国在流域水资源配置过程中存在若干问题,主要表现为缺乏有效的初始水权分配机制、缺乏有机的补偿和机理机制、缺乏广泛的社会参与机制和缺乏系统的后效评价体系,致使现状水资源配置难以实现真正意义上的合理。为解决上述配置实践中存在的相关问题,今后我国水资源配置研究的重点主要集中在建立符合现代流域水循环过程的"天然 人工"二元认知模式,建立以水循环为基础的水资源合理配置模式、建立具有统一基础的水资源配置准则和建立水资源配置合理性评价标准和体系等。     

石羊河流域水资源与经济发展的动力学模拟

针对石羊河流域严峻的生态和社会现实问题，对１９９０～２０２０年水资源与经济社会发展趋势开展了动力学模拟研究。多方案策略分析表明，在现有水资源条件下，用水矛盾将日益加剧，粮食总产天明显增长。随着人口增加，将失去目前商品粮生产基地的优势。仅靠现有的水资源供需大体平衡，势将造成大面积耕地缺水和绿洲经济社会的蜷缩。应早日实施外调水工程，对商品粮基地进行必要的战略调整。     

Climate variability in the Aral Sea basin (Central Asia) during the late Holocene based on vegetation changes

High-resolution pollen analyses ( 50 yr) from sediment cores retrieved at Chernyshov Bay in the NW Large Aral Sea record shifts in vegetational development from subdesertic to steppe vegetation in the Aral Sea basin during the late Holocene. Using pollen data to quantify climatic parameters, we reconstruct and date for the first time significant changes in moisture conditions in Central Asia during the past 2000 yr. Cold and arid conditions prevailed between ca. AD 0 and 400, AD 900 and 1150, and AD 1500 and 1650 with the extension of xeric vegetation dominated by steppe elements. These intervals are characterized by low winter and summer mean temperatures and low mean annual precipitation (P_mm < 250 mm/yr). Conversely, the most suitable climate conditions occurred between ca. AD 400 and 900, and AD 1150 and 1450, when steppe vegetation was enriched by plants requiring moister conditions (P_mm  250–500 mm/yr) and some trees developed. Our results are fairly consistent with other late Holocene records from the eastern Mediterranean region and the Middle East, showing that regional rainfall in Central Asia is predominantly controlled by the eastern Mediterranean cyclonic system when the North Atlantic Oscillation (NAO) is in a negative phase.     

2002年前后博斯腾湖水位变化及其对中亚气候变化的响应

通过对湖泊补给水量的分析,博斯腾湖2002年前后水位由高向低的转折变化是由开都河径流变化造成的.对2002年前后天山南北其它主要湖泊的水位和河流径流变化作了比较分析结论.由于山区河源径流补给组成不同,表现出在同一中亚气候背景下,即2002年前后该地区气温降低而降水东西各有差异,使得天山西段受降水补给为主的河流,2002年后径流仍有增加,具体反映在伊塞克湖、巴尔喀什湖等水位持续上升和托什干河等径流的偏丰;而天山东部的开都河,受降水减少和气温降低对冰川变化的双重影响,2003年以来径流明显减少,导致博斯腾湖的水位持续下降.     

咸海演化的关键问题及其对经济、社会和生态价值的重要启示

本文回顾了Aral Sea(咸海)海平面变化的最新认识,以供社会和经济项目决策者使用。我们提出了咸海生态标准的新认识:由于1960年之前当时的人类活动已经引起了湖泊萎缩,咸海在1960年之前是小到中型湖泊,而不是大型湖泊。对咸海认识的改变可能会使许多基于极端情景的昂贵计划变得更加现实。同时,基于地质、考古、历史和水文研究中所获得的多重数据的综合分析,本次结果认为咸海在过去的2万年内经历了多次突然的海侵和海退。然而,除了现代的原因外,引起这些变化的原因的认识仍然不完整,需要进行专门的调查研究。在这篇论文中,我们针对水位变化、气候变化与咸海盆地来自锡尔河和阿姆河供水变化相结合的研究方法进行了讨论。     

Control of wind strength and frequency in the Aral Sea basin during the late Holocene

Changing content of detrital input in laminated sediments traced by XRF scanning and microfacies analyses reflect prominent variations in sedimentation processes in the Aral Sea. A high-resolution record of titanium from a core retrieved in the northwestern Large Aral Sea allows a continuous reconstruction of wind strength and frequency in western Central Asia for the past 1500 yr. During AD 450–700, AD 1210–1265, AD 1350–1750 and AD 1800–1975, detrital inputs (bearing titanium) are high, documenting an enhanced early spring atmospheric circulation associated with an increase in intensity of the Siberian High pressure system over Central Asia. In contrast, lower titanium content during AD 1750–1800 and AD 1980–1985 reflects a diminished influence of the Siberian High during early spring with a reduced atmospheric circulation. A moderate circulation characterizes the time period AD 700–1150. Unprecedented weakened atmospheric circulation over western Central Asia are inferred during ca. AD 1180–1210 and AD 1265–1310 with a considerable decrease in dust storm frequency, sedimentation rates, lamination thickness and detrital inputs (screened at 40-μm resolution). Our results are concurrent with changes in the intensity of the Siberian High during the past 1400 yr as reported in the GISP2 Ice Core from Greenland.     

中亚成矿域核心地区地质演化与成矿规律

中亚成矿域地质演化的重要特征是:古生代地壳生长和演化的多阶段性、多旋回物质的活化-再活化、成矿环境的长期性和周期性,这些特征导致域内成矿物质的多次迁移和聚集。中亚成矿域由若干个成矿省组成,其核心部分由阿尔泰成矿省、环巴尔喀什-准噶尔成矿省和中-南天山成矿省构成。成矿省由多个成矿带构成,每个成矿带由若干个矿集区组成,每一个矿集区包含至少1个大型—超大型矿床。古亚洲洋关闭后,中亚成矿域核心地区普遍发育的印支期成矿作用主要受韧性剪切带和小型壳源岩浆活动控制。中亚成矿域核心地区的关键科学问题包括古南天山俯冲带流体-岩浆演化过程对成矿作用的制约、巨型斑岩铜矿带的形成环境、晚古生代大地构造格局重建、巨型韧性剪切带的特征及其对金成矿作用的控制机制。     

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。     

A high-resolution diatom-inferred palaeoconductivity and lake level record of the Aral Sea for the last 1600 yr

Formerly the world's fourth largest lake by area, the Aral Sea is presently undergoing extreme desiccation due to large-scale irrigation strategies implemented in the Soviet era. As part of the INTAS-funded CLIMAN project into Holocene climatic variability and the evolution of human settlement in the Aral Sea basin, fossil diatom assemblages contained within a sediment core obtained from the Aral Sea have been applied to a diatom-based inference model of conductivity (r² = 0.767, RMSEP = 0.469 log₁₀ μS cm^− 1). This has provided a high-resolution record of conductivity and lake level change over the last ca. 1600 yr. Three severe episodes of lake level regression are indicated at ca. AD 400, AD 1195–1355 and ca. AD 1780 to the present day. The first two regressions may be linked to the natural diversion of the Amu Darya away from the Aral Sea and the failure of cyclones formed in the Mediterranean to penetrate more continental regions. Human activity, however, and in particular the destruction of irrigation facilities are synchronous with these early regressions and contributed to the severity of the observed low stands.