河西山区径流变化对绿洲系统的影响与适应研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jimgreen22
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
我国河西内陆河流域地处西北干旱区,水资源匮乏,因此当地绿洲发展对所属内陆河水资源的依赖程度很高。本文以疏勒河干流流域、黑河干流中游地区、石羊河流域为案例区,使用系统动力学、多元线性规划等多种方法,基于1954-2010年疏勒河年平均出山径流量、1954-2011年黑河中游水资源使用量、1956-2011年石羊河年平均出山径流量、1960-2050年三大河流模拟冰川融水量,1996-2010年流域内各灌区水资源供应量、供水定额、各类农作物灌溉定额、农作物种植类型、农作物及林草地种植面积和农产品价格等资料,从出山径流与冰川融水径流两个层面,深入剖析了二者变化对三大内陆河流域绿洲农业、生态与经济发展的影响与程度。根据IPCC所给未来气候变化情景,就未来冰川融水径流变化对流域绿洲农业、生态与经济发展影响进行了初步预估。通过实地调研,评价了当地已有适应性措施的实施效果。  (一)出山径流变化对河西三大河流域绿洲系统的影响(1)到2020年,若三大河流的出山径流量以过去60年的线性趋势变化时,疏勒河、黑河用于农业、生态的水资源量将因出山径流量的增加而呈增加之势,当地农田灌溉面积和生态面积增加,农业与生态产值将提高;相反,石羊河流域用于农田灌溉和生态建设的水量将呈减少趋势,相应地农田灌溉面积和林草地面积亦将减少。  (2)到2020年,若出山径流量在2010年径流量的基础上分别减少5%、10%、15%,三大流域的农田灌溉面积和生态面积均有不同程度减小。当地农业和生态受径流量减小的影响程度为:疏勒河流域>黑河流域>石羊河流域。表明在西北干旱区,水资源相对丰富的地区,农业和生态对地表水的依赖程度高;而水资源相对匮乏的地区,农业及生态对地下水的依赖程度增加。  (二)冰川融水径流变化对河西三大河流域绿洲系统的影响(1)若疏勒河、黑河与石羊河干流2000s的出山径流量分别与1960s、1970s、1980s、1990s相同,受出山径流量变化的影响,疏勒河流域总产值分别依次为2000s的65.8%、69.6%、70.5%、76.2%;黑河流域中游地区总产值分别依次为2000s的110.3%、104.1%、103.3%、100.6%;石羊河流域总产值分别依次为2000s的101.7%、99.8%、104.1%、96.4%。说明过去50年,出山径流对疏勒河绿洲的贡献总体增强,对黑河绿洲的贡献总体减弱,对石羊河绿洲的贡献总体保持平稳,略有波动。  (2)若2000s的冰川融水补给量和出山径流量均分别与1960s、1970s、1980s、1990s相同,疏勒河流域冰川融水能够灌溉的林地面积将为目前实际林地面积的23.1%、25.7%、26.9%、33.0%,黑河流域中游地区冰川融水能够灌溉的林地面积将为目前实际林地面积的10.9%、10.3%、9.9%、9.8%,石羊河流域依次为3.3%、3.1%、7.2%、2.9%。疏勒河流域冰川融水能够灌溉的草地面积分别为目前实际草地面积的24.0%、27.0%、28.3%、33.0%;黑河流域中游地区为9.7%、9.1%、8.7%、8.7%;石羊河流域依次为3.3%、3.1%、7.2%、2.9%。表明冰川融水对绿洲的贡献主要受冰川融水补给率的影响,因此在三大内陆河流域,西部冰川融水对绿洲贡献率大于东部。  (3)在IPCC所给出的未来气候变化情景下,冰川融水变化对不同流域绿洲未来发展状况的影响不尽相同。受冰川融水增加的影响,疏勒河流域总产值、农业产值和生态产值将均呈增长趋势,且在2030年以前,各类产值受情景的影响不明显,随着时间的推进,各情景对产值的影响逐渐增加;在黑河流域中游地区,受冰川融水径流的影响,总产值、农业产值和生态产值均呈总体减少趋势,且在2010-2012年减少后,2012-2030年出现缓慢增长,2030年后减少趋势明显;未来40年,石羊河流域因冰川融水量变化导致的生态林草地面积与当地农田灌溉面积均呈减少趋势,而农业产值及生态产值受单位面积农田及林草地收益的市场价格提高等因素的影响,总体也呈减少趋势,此外,不同情景对石羊河流域的农业产值、生态产值、农田灌溉面积、林草地面积的影响差异较小,但2045年以后,不同情景下冰川融水变化对当地绿洲农业、生态的影响增大,且呈现B1情景>A2情景>A1B情景。  (三)已有适应性措施的经济、生态效果(1)种植结构优化调整利用多元线性规划方法对疏勒河流域双塔灌区农作物种植结构进行合理规划,能够在不对当地社会和生态环境产生负面影响的前提下,最大程度提高经济效益。规划后的农作物种植面积虽略小于2010年作物种植面积,但农作物总产值可增长到3.43×108元,是2010年产值的1.18倍。  (2)节水技术通过常规节水和高效节水,农田灌溉用水量均不同程度减少,生态产值和林草地面积均不同程度增加。在普及常规节水后,疏勒河流域林草地面积的增长16.5%,黑河流域中游地区增加29.7%,石羊河流域增加67.9%;在普及高效节水后,疏勒河流域林草地面积增加53.8%,黑河流域中游地区增加99.1%,石羊河流域增加226.2%,因此,普及常规节水和高效节水后,林草地面积增长幅度表现为:石羊河>黑河>疏勒河,而出山径流量呈石羊河<黑河<疏勒河,说明在出山径流量小,水资源紧缺的地方,通过节水措施的实施,当地的生态环境将会发生较大改善。  (3)提高渠系水利用系数在河西三大内陆河流域中,各灌区渠系水利用系数的提高,能够使流域的总产值、农业产值、生态产值、农田灌溉面积及林草地面积等均不同程度增加。当渠系水利用系数提高至0.7,疏勒河、黑河、石羊河流域的总产值、农业产值、生态产值、农田灌溉面积及林草地面积分别增加5.6%、18.5%、25.0%;当渠系水利用系数提高至0.75,疏勒河、黑河、石羊河流域的总产值、农业产值、生态产值、农田灌溉面积及林草地面积分别增加12.2%、27.1%、34.0%,因此,增加的幅度表现为:石羊河流域>黑河流域>疏勒河流域,说明渠系水利用系数的提高能够从供水源头上增加农田和生态林草地的灌溉用水,从而在保护当地生态及促进农业生产方面起重要作用。
其他文献
黑河流域是我国西北干旱区典型的内陆河流域,生态环境脆弱。如何采取科学有效的措施,遏制生态系统继续退化,促进黑河流域生态、社会与经济可持续发展是目前广泛关注和亟需解决的
四湖地区土地资源动态变化及可持续利用的研究对于保护当地土地资源,掌握最新的土地利用信息,制定土地利用总体规划,实现区域可持续发展等均有重要意义.该文运用遥感与地理信
黄土丘陵风沙区位居青藏高原、黄土高原和蒙古高原交汇之处,是独特的荒漠景观区域,生态环境条件脆弱,人地矛盾突出,生态系统退化严重,上世纪随着社会经济发展以及资源过度开发利用
中国西南喀斯特山区生态系统的日益退化和社会经济贫苦落后等问题,已引起了学术界的不断重视.全文分4个主要部分,内容包括综述;自然环境及社会经济条件、资源态势分析;生态系
高空间分辨率的降水数据在水文、气象、生态环境等应用方面起着至关重要的作用。目前降水数据的获取主要有两个来源:地面气象站点和遥感技术。然而大量的研究表明通过传统地面
该文主要内容是插值(Interpolation)和缺值(Missing Data)问题的原理和实际应用 .文中简单回顾了插值的发展历史,详细阐述了各种具体的插值方法,并涉及了部分流行的最新理论;
本文利用粒径对花海盆地的研究,区分了花海剖面各层的沉积环境。利用粒度特征参数对比研究了花海地区现代风成沙与湖泊沉积剖面古沙层,并辅以扫描电镜观察,确认了剖面沙层为
该文对在研究国内外有关成果的基础上,并结合实验的实践,对基于Java的Web GIS 技术的现状、功能做了比较系统的论述,就Web GIS的发展趋势、和最新技术进行了研究, 提出了针对
随着我国经济的快速发展,工业化和城镇化进程加速,部分地区的环境承载压力不断加大,大气污染问题日趋严重。在我国大多数地区,大气气溶胶已成为影响环境空气质量的首要污染物。针
该文以土地利用变化过程中的降雨--径流过程为分析对象,对土地利用变化对流域降雨--径流关系的影响进行了研究,以此来探讨土地利用与洪涝灾害之间的关系.选择深圳市为案例地