变化环境下的干旱区绿洲适宜规模研究

Analysis on influence of the climate change on water resources and the oasis appropriate scale in continental river basin in arid zone would provide the scientific basis on high efficiency utilization of water resources and the sustainable development of oasis agriculture. The project is the Kaidu River basin. The research route is the influence of the climate change on the supply and demand of water resources, the water cycle and the oasis appropriate scale. Based on the data on the climate factors, water resources and its isotope data in 1951-2010, combining with the remote sensing and ground-based observations experiment, we determined the dominant meteorological factors influencing the change of water resources, analyzed the mutation characteristics of the leading meteorological factors for nearly half a century, explored the influence of the climate change in different stages, constructed models, which revealed the water supply capacity of precipitation on oasis water resources and the critical meteorological threshold influencing water demand in oasis; we discussed the change on lack or abundant water resources and the appropriate scale under the climate change, determined the quantitative relationship between the appropriate scale of oasis and meteorological factors and lack or abundant water resources, which revealed the critical threshold of meteorological factors and the supply and demand of water resources influencing the oasis appropriate scale; we also predicted the climate change in the next 10 years, discussed the affect of the future climate change on the supply and demand of water resources and water cycle, combining with the government planning, evaluated the developing sale of oasis in the next 10 years.

研究气候变化对干旱区内陆河流域水资源和绿洲适宜规模的影响，可为确保绿洲水资源高效利用和农业可持续发展提供科学依据。本项目以开都河流域为研究对象，以气候对流域水资源供需、水循环和绿洲适宜规模的影响为研究思路，在收集1951-2010年流域气象、水资源及其同位素数据的基础上，结合遥感与地面观测实验，确定影响流域水资源变化的主导气象因子，分析近半个世纪主导气象因子的突变特性；探讨不同阶段气候变化对流域水资源供需和水循环的影响，构建模型，揭示降水对绿洲水资源的供给能力和影响绿洲各部门需水量发生变化的气象因子临界阈值；探讨气候变化下的绿洲水资源丰枯和适宜规模的变化，确定绿洲适宜规模与气象因子和水资源丰枯之间的定量关系，揭示绿洲适宜规模发生变化的气象因子和水资源供需量临界阈值；预测未来10年流域气候变化，探讨未来气候变化对绿洲水资源供需和水循环的影响，结合政府规划方案，评估未来10年绿洲适宜发展规模。

研究气候变化对干旱区内陆河流域水资源供需的影响，探讨水资源约束下的绿洲适宜规模和耕地面积的变化，可为确保绿洲水资源高效利用和农业可持续发展提供科学依据。本项目以开都河流域为研究对象，结合对1951-2010年流域气象、水资源及其同位素数据、人口数量、牲畜头数、第二和第三产业产值及其用水定额数据的收集以及对气候变化情景的设置和2020年、2030年政府在绿洲来水量和各行业需水量的规划方案的设置，探讨了过去19年开都河流域山区和绿洲区气候变化特征，分析了气候变化对绿洲水资源供需和水循环的影响，计算了水资源约束下的绿洲适宜规模，结合政府规划方案，评估了未来10-20年绿洲适宜规模和耕地面积的变化。研究结果表明：（1）开都河流域绿洲区气温上升显著，增加的速率为0.167℃/10a，山区降水量增加显著，增加的速率为15.85mm/10a；（2）春季气温升高最大的区域有巴音布鲁克、巴伦台和和静县，夏季气温升高最大的区域有巴伦台和和静县，冬季气温升高最大的区域有巴音布鲁克和博湖县。多年平均降水量略微增加的区域有巴音布鲁克和大山口，降水量略微减少的区域有巴伦台。（3）气温随纬度的升高而降低，但随高度的增加没有明显变化，而降水量随纬度和高度的升高均增多。（4）气温升高0.5℃、1℃、1.5℃和2℃时，开都河流域绿洲区来水量无显著增加，但绿洲各行业需水量均增大。（5）开都河流域焉耆盆地地表水、地下水和湖水受到二次蒸发的影响强烈。从夏秋到春冬，流域各水体所遭受的外界给予的影响越来越大，且不同水体遭受的影响也不尽相同。从气温来看，越到春冬季气温越低，地表径流和湖水的蒸发减弱；从降水来看，春冬季降水以降雪为主，地表径流量减少，地下水出露显著补给地表水，拉低了地表水的同位素比率值。（6）未来10-20年，随着政府规划流域来水量和需水量的减少，开都河流域绿洲适宜面积和耕地面积均显著减少，说明该流域将在政府的规划下大量缩减耕地面积，缩小绿洲发展规模，未来10-20年耕地面积将缩减约10万ha。