新疆开都-孔雀河流域位于我国新疆南部,是塔里木河流域的重要组成部分。人类经济社会活动的不断加剧导致土地利用类型发生变化,同时气候的不断变化都对流域内的径流变化产生一定影响。土地利用是人类活动最具表征的地理形式。
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了解研究区的概况,整个流域的河水源头是由天山积雪融化汇集而成
1、地理位置
开都河-孔雀河(简称开孔河)流域是塔里木河流域的一部分,位于新疆南部,塔里木盆地东北侧,整个流域的河水是从西北方向流到东南方向,该流域的地理坐标是东经83°02′-92°33′北纬40°09′-43°43′之间。开孔河流域仅包括2个小流域:西北部分的上游是开都河流域,西南部分的下游为孔雀河流域。
整个流域的高程分布不均匀,海拔处于700m-4800m之间。上游的开都河流域主要河流是开都河,整个流域的河水源头是由天山积雪融化汇集而形成,开都河流域相对广阔,分别流经大、小尤尔都斯盆地与焉耆盆地,3个盆地里存在大量绿色植被和林地,最后河水流入博湖,河道长约567km。
位于开孔河流域下游的孔雀河呈细长分布于该研究区,库尔勒市、尉犁县、新疆兵团农二师29团和30团等重要城市都是孔雀河流经的地方。相关资料表明,开都河流注水和天山融雪融水是孔雀河的主要水源补给来源,相关专家学者为了便于科学研究,将开都河与孔雀河所流经的区域合称为开孔河流域。
2、地形地貌
开孔河流域包括位于开都河上游的紫尔宾山、哈比尔尕山,两座山屹立于开孔河流域的西北方向,中游则有面积比较小且植被比较茂盛的大尤路都斯盆地、下游还有焉耆盆地和博斯腾湖。开孔河流域存在多个山脉,主要分布在流域的北方、西方、南方。
流域北方地势偏高,南面地势趋于平缓。开孔河流域的地势特点是呈阶梯状分布,并且整个流域像一个平行四边形,地势从西北方向往东南逐渐倾斜,相关专家经过多年研究,根据特有的自然地理特征,将整个开孔河流域细分为二级阶地、三个地貌单元。
3、土壤植被
开孔河流域具有及其复杂的地形条件,不同类型的土壤遍布整个流域,新疆地区极具特色、四季分明的气候条件共同造成了研究区内的植被差异性。开都河流域主要土壤类型为石膏棕漠土、普通寒冻毡土以及半固定普通风砂。
研究区中部主要为盐化潮土、盐化浅育土等;孔雀河下游的荒漠主要是棕漠土、大片普通龟裂土。相关学者不仅研究该流域的土壤植被,还提出该流域的土地利用类型会受到土壤植被的影响,在进行经济开发时应特别关注地貌和气候,选择因地制宜的策略。
4、水文气象
开孔河流域分布着十多条水系,这些水系几乎均匀分布在整个流域中,该流域的主要水源有3个,依据从西北到东南的方向依次是开都河、博斯腾湖、孔雀河。根据相关报道,整个流域的降雨量分布不均,该流域从1958年到2015年降雨量最大的一年达406.6mm,降雨量最少的一年仅有186.2mm。
最大降雨量与最小降雨量两项数据存在巨大差距,该研究区的降雨量变化很大。从1958年至2015年降雨量均值为276.7mm;说明该地区的降雨量比较稀缺。全年气温最大值与最小值相差最大达40℃左右,具有新疆地区独有的温差特点,从有记载的历史上可知该流域的最低气温曾达到-48.1℃,对整个流域植被的抗冻性要求比较高。
而在中下游的大部分平原地区,存在降水不多且年均降水差异比较大的特点,多年平均降水量则只有75.0~47.3mm,和国内其它流域比属于较为干旱的地区,山区和平原降水量则存在较大差异。开都河从上游一直到博斯腾湖共长610km,接近整个研究区长度的一半,对开都河进行水文监测的是大山口水文站。
位于整个研究区的西北部,该水文站1958-2009年的年平均径流量约33.82×108m3,并且整条河泥沙量较少,是流入博斯腾湖的主要水源,对博斯腾湖的生态系统发挥着十分重要的作用。每年的3月-6月为开都河的气候回暖期,日照时间开始增加,同时也是开都河的汛期,径流量也会随之增加。
开孔河流域属于温带干旱大陆性气候,这种气候具有干燥少雨的特点,气候呈极端大陆性,该区域离海洋甚远,气候异常干燥,几乎不会有雾霾及沙尘暴等极端天气。全年日照时间充足,利于植被的生长,水汽蒸发量较大,高温时水汽向上蒸发迁移,地面的湿度比较低,年降水量极少,整个流域的昼夜温差非常大。
开孔河流域年平均气温8~8.6℃,温度变化幅度很小,山区的迎风坡降水量多于背风坡,迎风坡的降雪也比背风坡多,降水的气旋锋面通过和停滞的地方,整个开孔河流域的年降水量也相对有所增加。
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气候变化对径流的时空变化,需深入了解河流径流量持续减少的原因
气候变化研究的核心是气温、降水的趋势分析及其引起的生态、水文、土壤等和极端事件的发生频率产生的陆表过程的变化和对社会的影响问题。气候变化会从多个方面影响流域的水文过程,主要是通过河川径流、局地暴雨、冰川冻土、土壤含水量、陆面蒸发等方面对流域水循环过程产生影响。
其中,气候变化对河川径流影响的研究是重点也是最复杂的内容。从目前的研究成果和技术方法来看,气候变化直接产生了降水的剧烈波动或持续性变化,由此引起了径流的响应。气候要素与土地利用均对流域水文过程产生直接影响,径流形成机制中气候是决定因素,气候因素中的降水是生产源而气温则是消耗源。
以土地利用及覆被为核心的陆表结构是水资源形成的重要过程,相同的降水在不同的陆表结构上可能形成全然不同的河川径流过程。开都-孔雀河流域径流量持续减少,全球气候变暖的大环境下,开孔河流域的气温也体现出逐渐升高的趋势,降水不断减少,空气逐渐变得干燥,水汽蒸发量不断增大,随着时间推移,引起水资源的持续减少。
在开孔河流域,降水是整个流域水资源的重要来源,从降水与气温对径流量的影响分析得出:降水的减少和气温的升高是流域径流量减少的主要原因,两者都对径流产生了重大的影响。
国内良好的生活条件配合经济的高速发展,导致开孔河流域内耕地在不断增加,虽然政府在实行退耕还草和流域综合治理等多种措施,但是效果并不明显,流域下垫面条件依然发生很大的变化。由于降水不断减小,流域通过自身的调蓄能力会拦蓄、截留了一部分降水,对径流产生巨大影响,径流量也会逐渐减少。
结语:水资源是维持自然生态环境与社会经济安全健康发展平衡的基本资源。在中国新疆地区,这是可持续发展生态系统的必要条件。人类充分开发利用土地资源,在极大地促进了经济发展的同时,也对人类赖以生存的生态环境、气候环境和水环境产生了深远的影响。气候变化不仅引起了生态环境的变化,也对经济社会发展产生着深刻的影响。