干旱区湖泊流域陆面过程及人类活动适应性——以艾比湖流域为例

50年来，主要由于人类活动造成干旱区湖泊流域的环境问题日趋严重，湖面强烈干缩的艾比湖就是典型代表。当前，对此类问题缺乏综合集成研究，尚未形成完整的理论框架。本项目以艾比湖流域为例，以影响陆表过程及环境变化的土、气、水、生与人类活动为研究对象，在考虑气候变化的背景下，阐明流域土地利用/覆盖变化与土壤质量演变及其驱动力；探讨生态水文过程对人类活动与气候变化的响应机制，预测生态水文系统演变趋势；研究物质循环对生态系统的影响，分析生态系统的发育规律及可能的演替趋势；辨析自然因素和人类活动对流域环境变化的贡献率，探明环境变化对人类活动的影响及人类活动适应性，确定不同经济、社会、环境组合下艾比湖流域的经济-社会-环境发展模式，提出生态系统管理优化策略与管理模式及流域生态恢复方案。本项目可为该地区生态环境治理、欧亚大陆桥畅通工程等西部重大项目提供决策依据，同时可为干旱区社会经济可持续发展研究提供范例。

50年来，主要由于人类活动造成干旱区湖泊流域的环境问题日趋严重，当前，对此类问题缺乏综合集成研究，尚未形成完整的理论框架。本项目以艾比湖流域为例，开展干旱湖泊流域陆面过程及人类活动适应性探索，研究结果如下：.（1）20a间沙漠化土地面积减少了3789.16km2，经历了强烈逆转—稳定发展—基本稳定3个阶段；流域土地利用程度呈现增大的趋势。近40年来流域各景观类型间的面积转换频繁；内斑块数量呈现先增后减的趋势，景观的异质性程度、多样性指数、均匀度指数都呈现出先减后增的趋势，人为因素是驱动LUCC变化的重要因素。.（2）研究了流域气溶胶光学厚度时空分布特征，流域气溶胶光学厚度（AOD）与土地覆被-景观指数的关联关系，确定了流域盐尘暴天气过程的两条移动路径，证明了盐渍化和耕种活动是流域空气污染的主要来源。.（3）选取分布式水文模型—SWAT模型对艾比湖流域进行径流模拟，分析了气候因子与人类活动对流域水文生态过程的影响，流域的水资源变化过程中，气候变化具有显著的正影响，人类活动具有显著的负影响，且人为影响大于气候影响。1998-2013年间湖泊总面积从519.26km2减少到422.73km2。近60年来，流域干流径流总体呈增加趋势。 .（4）基于遥感技术法估算了流域生态需水，利用SEBAL模型反演了流域各地类的蒸散量，验证了CMADS数据集在我国西北地区（站点稀缺）的适用性。理论上流域需水量为7.92×108m3～8.03×108m3，湖区面积应保持在850～1200km2之间。.（5）干旱区植物在受N、P共同作用的同时更易受P的限制，土壤营养元素有助于提高流域群落稳定性，但土壤元素含量较高时与多样性间关系总体趋于复杂化；不同演替阶段群落等级/多度格局、α多样性差异显著；盐碱环境下各植物群落具有不同的环境适应策略，与水盐因素相互作用推动生态系统发育过程。.（6）影响流域土壤呼吸速率的关键因素是土壤含水量，N沉降显著的降低了土壤呼吸速率；大尺度长时间范围内，土壤有机碳是影响土壤呼吸空间分布的主要因子。.（7）构建了人与自然耦合系统及其评价指标体系，对流域人地系统经济、社会、资源和环境系统进行了定量仿真模拟研究，流域社会经济发展稳步发展，但资源环境承载压力急剧增大，流域人地关系矛盾较大。.研究可提升人们对干旱区典型流域地表过程的认识水平，为干旱区社会经济可持续发展提供范例。