利用3S技术综合研究新疆塔里木河流域中下游11年生态环境变化与成因

介绍了综合运用RS、GIS和GPS（3S）技术对新疆塔里木河流域中下游土地覆盖与土地利用、植被指数、人口经济等主要生态环境要素的遥感时序信息提取、GIS数据分析和GPS野外定点检测。总结出塔里木河流域中下游地区从1990-2000年的11年间农业用地面积增加了505.433km^2，整个自然/半自然植被的面积减少了943.089km^2，水体面积增加了80.477km^2，塔河中下游天然植被大面积衰败和死亡，尤其是胡杨林面积锐减，致使沙漠化面积不断扩大。初步提出了生态环境修复和治理建议。通过研究还建立了新疆塔里木河流域中下游3S生态环境动态监测系统。     

塔里木河流域冰川系统平衡线的计算及其分布特征

根据ELAh与Hme之间存在较好的线性关系，计算了塔里木河全流域冰川系统所有冰川的平衡线高度ELAhc。在此基础上分析流域平衡线分布特征，探讨极限面积(Slim)与导出雪线(Hcli)等参数同冰川系统的关系。结果表明：冰川系统中，当冰川规模不低于某极限面积时，其平衡线高度会趋近到导出雪线高度，整个流域导出雪线高度分布受热量条件控制，呈现纬度地带性，又由于东西水分条件的差异，经度地带性也较明显。     

塔里木河流域水资源开发利用及其环境效应

近30a来,由于塔里木河流域水资源无序的开发利用,导致了严重水土环境退化.从20世纪50-70年代,下游300km河道逐渐干涸,致使下游水文过程和生态环境严重破坏.1960-1980年下游水位由2～4m下降到4～10m;1980年后,水位年降速率是20cm.1958-1978年,塔里木河流域胡杨减少了2/3,生物量下降了1/2;1950-1990年代,塔里木河下游主要树种胡杨林减少了3820km²,而灌木和草地面积减少了200km².这种水文变化已导致水环境的明显恶化,并引起了土地沙漠化,1960-1990年代形成沙漠化土地12300km².塔里木河的盐分含量逐渐升高,1960年的最大含盐量是1.28g·L^-1,但1981-1984年达到4g·L^-1,到1998年达7.8g·L^-1.根据对沙漠化土地有机碳含量推算,近30a塔里木河流域土壤由于退化向大气中释放的有机碳多达112Tg,且28.3%来自表层0～1.0m土壤.人类活动的强度干扰是导致以上水环境变化的重要原因,解决问题的关键是提高对水资源与水土环境监测、观测、管理和恢复的科学与技术水平.     

新疆塔里木河流域土地资源利用的政策研究

塔里木河全长2,349公里,是我国最大的内陆河,流域总面积92．06万平方公里,占塔里木盆地总土地面积的86．57％。在西部大开发和加入WTO的大背景下,从更高的层次对塔河流域的土地资源利用方向和政策进行必要的调整,是塔里木河流域农村经济可持续发展战略的需要。     

近25年来塔里木河流域区域经济空间关联及演化特征分析

以塔里木河流域为研究对象,借助Arcgis8.5及Geoda等软件平台,引入空间自相关模型,对塔里木河流域42县(市)1980-2005年近25年的区域经济空间关联类型、动态演化特征及动力机制进行研究,结果表明:(1)25年来塔里木河流域经济全局空间自相关系数增长了近1.7倍,总体呈现出空间正相关特征,且为波动上升的动态过程,在5%的显著性水平下,经济在空间上表现为显著的正相关性.(2)局部区域空间自相关特征显著,区域经济显著负相关的区域逐渐消失,正相关显著区域日趋加强,最终演化为低一低及高一高两种类型区在东北和西南集中分布格局,且差距不断增大,各类型区域面积消长在起始,震荡和稳定三个阶段呈现出不同特点.(3)区域经济增长的近邻效应不断增强,2004年低-低和高-高两种类型区域面积是1980的1.66倍,但经济空间集聚效应主要是由于低-低区域面积的迅速增加所致.(4)工业化初期阶段,矿产资源条件和区位因素及交通条件两大因素是促进区域经济空间集聚与演化的动力.文章最后探讨了流域经济空间关联特点及演化特征对区域经济集聚扩散过程、区域政策选择、空间开发模式及区域协调发展等问题的影响.     

内流河流域水资源利用对径流年际年内变化影响的分析——以塔里木河流域为例

以塔里木河流域为例 ,探讨了干旱区内流河流域近 40年来 ,由于人口增长、灌溉面积扩大、河流水资源引用程度日益增加等原因所引起的河流径流多年变化及年内变化等水文效应及其变化的原因。     

近300a来塔里木河流域旱涝灾害特征分析

干旱与洪涝是极端水文事件中最具有代表性的水文事件,在气候变化的影响下旱涝灾害事件越来越引起人们的关注. 采用传统的气象干旱指标-标准化降水指数SPI和小波分析法、反距离加权法以及线性回归分析,研究了近300 a来塔里木河流域旱涝灾害分布特征及关键影响因素. 结果表明：近300 a来塔里木河流域旱涝灾害呈增加的趋势,且洪涝事件较干旱事件明显. 其中,喀什、阿克苏等地的发生频率最高,并表现为群发性;近60 a塔里木河流域自西向东旱涝灾害事件呈交替现象. 小波分析结果表明,塔里木河流域旱涝灾害呈现15 a的周期性,由此推断未来5~10 a研究区湿润化面积仍有扩大的可能. 大气环流指数与多尺度下的SPI指相关性检验表明,PNA对秋季和冬季的SPI值的影响较为显著;旱涝灾害对农牧业的影响较为严重,其中,洪涝灾害的影响大于干旱.     

基于互补相关理论的塔里木河流域实际蒸散发时空变化及影响因素分析

基于1961-2013年塔里木河流域26个气象站逐日观测资料及阿克苏河流域与和田河流域水文站逐日径流资料,采用基于互补相关理论的平流-干旱（advection-aridity,AA）模型,计算并分析塔里木河流域实际蒸散发（ETa）时空变化特征,研究ETa与下垫面供水及气象要素的关系,探讨塔里木河流域ETa变化的可能原因。结果表明：（1）ETa与潜在蒸散发（ETp）呈现良好的互补关系,AA模型能够用来估算塔里木河流域的ETa。（2）塔里木河流域多年平均ETa为252.0mm·a^-1,1961-2013年呈现先增后减（以1996年为转折）、总体增加（11.1mm·（10a）^-1）的趋势。ETa在1990s最高,1980s次之,随后为2000s、1960s、1970s。各季节ETa大小为：夏季> 春季> 秋季> 冬季。（3）塔里木河流域ETa在源区较高,流域中部和东南部较低;流域大部分地区ETa呈显著的增加趋势。（4）1961-2013年,流域ETa的增加主要由下垫面供水条件（径流和降水）以及实际水汽压的增加引起;1997年后ETa的减少是由径流和实际水汽压的减少所致。     

基于系统动力学模型的塔里木河流域水资源承载力研究

水资源承载力的定量评估是确保干旱地区水资源可持续利用的关键前提。选取我国最大的内陆干旱区流域——塔里木河流域为研究区域,结合其特殊的地理环境和供水与需水特征,构建系统动力学模型,基于实地调研、统计年鉴与水资源公报数据,以水资源红线为约束,对塔里木河流域水资源承载力的历史状况与未来趋势进行了定量评估和预测。结果显示:塔里木河流域及其所属各地(州)历史期内(2008—2016年)水资源均呈现轻度超载状态,且在未来(2017—2030年)将进一步加剧。在当前的政策背景下,如使该区水资源于2030年达到可承载的状态,则需在该地区扩大农业节水设施建设规模并着力发展农业节水灌溉技术,并力争在2030年实现灌溉用水定额达到5.70×10~3m~3·hm~(-2)以下,农业灌溉面积降低至2.60×10~6hm~2以下。同时,农业节水与产业转型应是该地区未来社会经济发展的2个需要重点考虑的方向。     

科技支撑新疆塔里木河流域生态修复及可持续管理

塔里木河流域地处我国西北新疆,面积约102×10⁴ km²,是我国丝绸之路经济带建设的核心区。在过去50 a里,塔里木河流域经历了大规模的水土资源开发,经济社会发展的同时,河道断流,湖泊干涸,沙漠化加剧,生物多样性受损,生态隐忧日益加剧,已威胁塔里木河流域绿洲经济发展和社会稳定,严重影响国家"丝绸之路经济带"建设。荒漠与绿洲生态国家重点实验室针对塔里木河流域的生态环境问题,开展了长期的生态监测与科学研究,基于多年监测调查数据,解析了塔里木河荒漠河岸林植被与地下水的关系,揭示了生态系统退化过程和机理,提出了塔里木河下游合理/胁迫/临界地下水位与流域生态需水量,研发提出的退化生态系统修复重建关键技术得到推广应用;提出的重点生态工程建设方案,被纳入《南疆水利规划》;提出的流域水资源管理建议被国家采纳并实施。科技支撑塔里木河流域生态修复及可持续管理,为丝绸之路经济带生态文明建设提供了重要科学依据和示范样板。