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阿克苏地区位于西北内陆干旱区,地表景观以农业绿洲为主。水资源状况和绿洲变化与阿克苏地区未来发展关系密切,本文旨在通过流域水文情势变化和绿洲变化来揭示绿洲生态水文效应。
本文利用IHA水文情势分析工具,研究阿克苏流域上下游两个重点水文站流量的组成和变化,结果表明测站径流过程呈现差异分化:协合拉站2月、4月和11月径流增加,这种变化对温度上升具有一定的指示作用;年均径流量为上升趋势,根据Shiau等提出的权重平均法计算,其整体改变度为87%。下游阿拉尔站4月、11月径流增加明显,与上游来水增加一致;极端低流量消失,低流量持续时间变长,表明水库调度和农业引水对水资源进行了时空再分配;年均径流量减少,权重平均改变度为94%。
采用Timesat分析软件对植被指数数据进行滤波重建和时间序列分析,并选定AG滤波结果作后续分析。通过归一化植被指数(NDVI)和增强植被指数(EVI)的对比应用,发现EVI数据对高覆盖度植被刻画精度更高,更契合植被真实变化趋势。
用生长季累积植被指数值作为植被质量的量化指标:以累积植被指数的多年倾向率分析区域植被整体变化趋势,用累积植被指数各分类的变化趋势表征流域内部绿洲化的进度,用累积植被指数大于3的区域面积变化表示区域外部绿洲化的速率。研究表明,累积植被指数正向变化栅格均多于负向变化栅格,表明区域植被具有整体改善趋向;据采样点植被累积VI值将2000、2006和2011三期NDVI和EVI累积植被指数图分类,发现除荒漠外,各类别都表现出幅度不一的持续增长趋势,表明区域内部绿洲化明显;以累积EVI值大于3的区域代表区域耕地和人工林地的变化情况,结果揭示该指标具有0.21a-1的显著增长趋势,表明流域外部绿洲化明显。
以∑EVI>3的区域结合蒸散发研究不同耕林地结构下区域需水状况。结果表明,在不采用节水灌溉且所有高覆被区植被均为耕地时,配给水权不满足农业生产要求;按农一师耕林地比、渠系利用率和节水灌溉面积比例计算全区的农业需水变化趋势,发现在限定节水灌溉比例时,旱地节水灌溉面积越大,灌溉需水量越低,最低需水量出现的时间越晚。但与区域水权相比,农业用水仍受限于配给水量。若以渠系利用率90%、林地覆盖40%和节水灌溉率50%为极限标准,则最低需水量为34×108m3,此时,累积EVI大于3的区域占流域面积的7.37%。由于这一标准短时期内难以实现,现行区域扩张耕地不能得到合理灌溉和养护。绿洲扩张导致蒸散增加和径流减少,威胁着阿克苏和塔河流域的生态安全。