过去300年新疆平原区湖泊演变及其对气候变化的响应

The relationship of lake change, climate change and human activities in arid area is an important scientific issue of common concern of geographer, ecologist, historical geographer and other researchers. For protection and utilization of water resources in Xinjiang is an urgent need to be solved in practical issues and scientific issues, this project designed to reconstruct the evolution sequences of lakes on the plain area in Xinjiang, the population change, cultivated land change, climate change through comparing and comprehensive analyzing the historical documents, ancient maps, topographic maps, statistics, and remote sensing images. The aim of this project is to reveal the spatial and temporal change characteristics of the Plain Lakes in Xinjiang of the past 300 years and quantitative analysis of the evolution of the human factors and climatic factors on the lakes, and then predict the direction of the lakes evolution in the future globe change and provide the scientific basis for policy formulation of protection and utilization of water resources in Xinjiang.

干旱区湖泊变化与人类活动、气候变化的关系研究是地理学、生态学、历史地理学等研究者共同关注的重要科学问题。针对新疆水资源保护和利用中亟需解决的实际问题和科学问题，结合过去全球变化（PAGES）研究的最新趋势，本项目以过去300年新疆平原区湖泊演变为研究对象，通过对历史文献、古地图、地形图、现代统计数据、遥感影像等多源数据的搜集、整理和集成分析，重建湖泊演化序列、人口和耕地变化序列、气候变化序列，对比、统计、综合分析300年时间段内湖泊动态变化的时空特征、量化分析人文因素和气候因素对湖泊演变的影响，揭示湖泊演变对气候变化的响应。预测未来全球变化下，湖泊演变的方向，为区域水资源保护和利用提供政策制定的科学依据。

随着过去全球变化（PAGES）研究的不断深入，百年尺度的环境变化、湖泊生态与气候变化之间的关系、干旱区等生态敏感地带的湖泊-气候-人文三者之间的相互作用机制和影响因素等成为科学家关注的科学问题和实际问题。本项目以过去300年新疆平原区湖泊动态变化的时空特征、量化分析人文因素和气候因素对湖泊演变的影响，揭示干旱区湖泊演变对气候变化的响应等为主要的研究内容，取得了以下重要研究结果和认识:（1）过去300年新疆平原区湖泊的时空变化过程。在本项目组建立的湖泊变化数据库的基础上进行分析，认识到过去300年新疆平原区湖泊普遍萎缩、减少，时间上19世纪末20世纪初和20世纪60年代是两个突变的时期，而空间上天山北麓平原区湖泊变化比较剧烈。（2）过去300年新疆平原区湖泊变化影响因素分析。本项目主要对区域气候集成分析、人文影响因素中的人口和耕地数量变化进行分析，认识到，19世纪末20世纪初天山北麓处于个相对的高降水期，因此河川径流量较大；而19世纪末的战争所致，此时天山北麓的人口数量、耕地面积骤减，灌溉用引水量也大减，因此使得各个流域的入湖水量增多；同时，人为改变河流下游河道走向（三屯河东支、头屯河、乌鲁木齐河、玛纳斯河等），影响了入湖水系的变化，导致白家海子入湖水系数目增多、玛纳斯河下游改变方向并形成新的玛纳斯湖。20世纪60-70年代，天山北麓的降水量基本维持在多年平均水平，因此，此时普遍性的湖泊萎缩、干涸乃至消失，主要是对人文因素（流域人口、耕地急剧增加，中游水库兴修和灌溉渠系的发展）的响应。（3）气候波动、政治局势和政策变化是导致过去300年新疆地区人口和耕地数量变化的主要因素，进而成为该区域湖泊演化的主要驱动因素。总之，本项目研究深化了全球变化区域响应的认识研究，具有十分重要的科学意义。为预测未来全球变化下，湖泊演变的方向，为区域水资源保护和利用提供政策制定的科学依据。