我国干旱内陆河流域,因人类活动日益加剧而引发的水资源短缺、植被退化、土壤盐碱化、沙尘暴频发等问题不断恶化。为提高我国北方干旱区水资源利用率,改善区域的生态水文环境,实现内陆河流域社会经济的可持续发展,开展内陆河流域人类活动影响下的生态水文效应研究具有重要的理论价值和现实意义。本研究在区域水系统基本原理指导下,以土壤水盐动态平衡分析为核心,在野外典型小区试验观测基础上,探索人类活动影响下的地表水-土壤水-植被耗水-地下水间的相互作用机理,建立典型流域的水文-土壤-植被相互作用的耗散型生态水文模拟模型;模拟地表水-地下水转换、植被生态耗水以及人类社会经济活动的耗水过程,从而识别与量化人类活动的影响,进而阐明人类活动影响下的流域生态水文机理与效应。预期研究成果,对提高干旱内陆河流域水资源规划水平,生态环境保护措施的针对性,以及提高工农业用水效率将具有重要参考价值。
land use;evapotranspiration;the dissipative hydrological model;suitable oasis size;Hotan oasis
历经3载,青年基金项目“内陆河流域人类活动的生态水文响应研究”即将结题。回顾三年来,项目组走过的每一天,付出的每一滴汗水,取得的每一点进步,在此收获。 3年内3次暑期野外考察,对研究区和田河流域与和田绿洲有了细致、深入的了解,在此基础上收集了大量的相关资料,为研究工作的顺利开展打下了坚实的基础。经过分析研究,取得的主要成果有(1)和田河流域人类活动干扰强度研究。在分析和田绿洲人类活动演变、土地利用变化基础上,利用模糊综合评价方法,建立了和田绿洲基于模糊综合评价模型,定量分析了和田绿洲现状条件下人类活动干扰强度,指出和田绿洲目前的人类活动强度已达到或接近其抗干扰能力的上限,人类活动已严重干扰了当地的生态环境;同时也指出自然景观比率越高,绿洲抗干扰能力越强。(2)采用多种方法研究了和田绿洲的不同土地利用的蒸散发量。和田绿洲依赖有限的和田河径流生存与发展,人类活动的扰动是和田河径流散失与消耗的主因,其中的关键项即是绿洲内不同土地利用的。蒸散发量是连接地表水、土壤水、地下水和植物水的纽带。在已有的和田绿洲散耗型水文模型基础上,考虑和田绿洲蒸散发的实际,对绿洲农区内不同蒸发面的蒸发计算模式进行改进,建立了地表水、土壤水、植物水与地下水为联系、水量平衡为基础的适宜于绿洲区的散耗型水文模型,用以模拟计算研究区内的蒸散发。实例表明,模拟效果较好。同时,利用Penman - Monteith公式的普遍适用性和Hargreaves公式的地区适用性,结合和田绿洲的气象数据与模型的模拟结果,优化了适用于和田绿洲的Hargreaves公式参数,为和田绿洲计算潜在蒸散发提供了简便易行的方法。(3)采用水量平衡法、水土平衡法及水热平衡法建立数学模型,分别计算了现状条件下和田绿洲适宜规模及适宜耕地规模,并对三种模型的结果进行对比分析。以和田河向塔河输水量及和田绿洲水资源利用效率作为变量进行组合,设置5种假设情景,用水热平衡法模型分别模拟了不同情景下的和田绿洲适宜规模及适宜耕地规模;回答了在现有用水水平和塔河水资源统一调度与管理前提下,“再造一个和田绿洲”基本不可行,但可以通过提高水资源利用效率适当增加绿洲规模与耕地规模。