冰川融化對我國西北干旱地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展的影響及其適應戰(zhàn)略評估報告

1、PAGE 冰川融化對我國西北干旱地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展的影響及其適應戰(zhàn)略評估報告中國科學院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所二一年五月四日 PAGE II目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc260765445 第一章 總論 PAGEREF _Toc260765445 h 1 HYPERLINK l _Toc260765446 1.1 冰川與水資源 PAGEREF _Toc260765446 h 1 HYPERLINK l _Toc260765447 1.1.1全球及我國冰川分布 PAGEREF _Toc260765447 h 1 HYPERLINK l _Toc260765

2、448 1.1.2冰川變化及其水資源影響 PAGEREF _Toc260765448 h 2 HYPERLINK l _Toc260765449 1.2 評估區(qū)自然社會經(jīng)濟基本特征 PAGEREF _Toc260765449 h 4 HYPERLINK l _Toc260765450 1.2.1 評估區(qū)自然社會經(jīng)濟總體特征 PAGEREF _Toc260765450 h 5 HYPERLINK l _Toc260765451 1.2.2評估區(qū)自然社會經(jīng)濟內部差異 PAGEREF _Toc260765451 h 7 HYPERLINK l _Toc260765452 第二章 近50年來西北干旱區(qū)

3、冰川變化與影響分析 PAGEREF _Toc260765452 h 10 HYPERLINK l _Toc260765453 2.1定位監(jiān)測 PAGEREF _Toc260765453 h 10 HYPERLINK l _Toc260765454 2.1.1 烏魯木齊河源1號冰川 PAGEREF _Toc260765454 h 10 HYPERLINK l _Toc260765455 2.1.2 科其喀爾冰川 PAGEREF _Toc260765455 h 12 HYPERLINK l _Toc260765456 2.2遙感監(jiān)測 PAGEREF _Toc260765456 h 13 HYPER

4、LINK l _Toc260765457 2.3 重點區(qū)域冰川融化影響的利弊分析 PAGEREF _Toc260765457 h 14 HYPERLINK l _Toc260765458 2.3.1 阿克蘇河流冰川融化加劇的影響分析 PAGEREF _Toc260765458 h 14 HYPERLINK l _Toc260765459 2.3.2 葉爾羌河流冰川融化加劇的影響分析 PAGEREF _Toc260765459 h 15 HYPERLINK l _Toc260765460 2.3.3烏魯木齊河流冰川融化加劇的影響分析 PAGEREF _Toc260765460 h 16 HYPE

5、RLINK l _Toc260765461 2.3.4 瑪納斯河流域冰川融化加劇影響分析 PAGEREF _Toc260765461 h 17 HYPERLINK l _Toc260765462 2.3.5 黑河流域冰川融化加劇影響分析 PAGEREF _Toc260765462 h 17 HYPERLINK l _Toc260765463 第三章 未來冰川融化的趨勢預測及其影響分析 PAGEREF _Toc260765463 h 19 HYPERLINK l _Toc260765464 3.1 未來氣候變化情景 PAGEREF _Toc260765464 h 19 HYPERLINK l _

6、Toc260765465 3.2 重點區(qū)域冰川融水變化趨勢預估 PAGEREF _Toc260765465 h 20 HYPERLINK l _Toc260765466 3.3未來冰川融化情景下重點區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展脆弱性評價 PAGEREF _Toc260765466 h 26 HYPERLINK l _Toc260765467 3.3.1未來流域社會經(jīng)濟發(fā)展預測 PAGEREF _Toc260765467 h 27 HYPERLINK l _Toc260765468 3.3.2 未來流域水資源系統(tǒng)的脆弱性評估 PAGEREF _Toc260765468 h 30 HYPERLINK l _T

7、oc260765469 3.3.3 未來40年流域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)脆弱性評估 PAGEREF _Toc260765469 h 33 HYPERLINK l _Toc260765470 3.3.4 未來40年流域生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評估 PAGEREF _Toc260765470 h 37 HYPERLINK l _Toc260765471 3.3.5 未來冰川融化下我國西北干旱區(qū)自然社會經(jīng)濟脆弱性綜合評估 PAGEREF _Toc260765471 h 41 HYPERLINK l _Toc260765472 3.3.6 未來冰川融化對我國西北干旱區(qū)影響利弊的綜合分析 PAGEREF _Toc26076

8、5472 h 44 HYPERLINK l _Toc260765473 3.4 不同冰川融水變化背景下兩典型流域社會經(jīng)濟脆弱性比較分析 PAGEREF _Toc260765473 h 45 HYPERLINK l _Toc260765474 3.4.1 未來40年流域水資源系統(tǒng)脆弱性比較 PAGEREF _Toc260765474 h 45 HYPERLINK l _Toc260765475 3.4.2 未來40年流域農(nóng)業(yè)系統(tǒng)脆弱性比較 PAGEREF _Toc260765475 h 46 HYPERLINK l _Toc260765476 3.4.3 未來40年生態(tài)系統(tǒng)脆弱性比較 PAGER

9、EF _Toc260765476 h 46 HYPERLINK l _Toc260765477 第四章 冰川融化的適應性戰(zhàn)略與對策 PAGEREF _Toc260765477 h 48 HYPERLINK l _Toc260765478 4.1歷史時期適應對策總結 PAGEREF _Toc260765478 h 48 HYPERLINK l _Toc260765479 4.1.1 采取綜合防洪措施，減少洪災影響 PAGEREF _Toc260765479 h 48 HYPERLINK l _Toc260765480 4.1.2 防治鹽堿化，遏制生態(tài)惡化，提高土地生產(chǎn)力 PAGEREF _Toc

10、260765480 h 49 HYPERLINK l _Toc260765481 4.1.3 充分利用冰川融水增量，提高水資源綜合效益 PAGEREF _Toc260765481 h 50 HYPERLINK l _Toc260765482 4.2 水資源系統(tǒng)氣候變化及冰川融化適應性對策 PAGEREF _Toc260765482 h 50 HYPERLINK l _Toc260765483 4.2.1 水資源系統(tǒng)不脆弱流域的適應對策 PAGEREF _Toc260765483 h 50 HYPERLINK l _Toc260765484 4.2.2 水資源系統(tǒng)脆弱的流域適應對策 PAGERE

11、F _Toc260765484 h 51 HYPERLINK l _Toc260765485 4.2.3各流域都適用的適應對策 PAGEREF _Toc260765485 h 52 HYPERLINK l _Toc260765486 4.3 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟系統(tǒng)氣候變化及冰川融化適應性對策 PAGEREF _Toc260765486 h 54 HYPERLINK l _Toc260765487 4.3.1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)脆弱流域適應對策 PAGEREF _Toc260765487 h 55 HYPERLINK l _Toc260765488 4.3.2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)極其脆弱流域適應對策 PAGEREF _

12、Toc260765488 h 57 HYPERLINK l _Toc260765489 4.4 生態(tài)系統(tǒng)氣候變化及冰川融化適應性對策 PAGEREF _Toc260765489 h 58 HYPERLINK l _Toc260765490 4.4.1生態(tài)系統(tǒng)不脆弱的適應對策 PAGEREF _Toc260765490 h 58 HYPERLINK l _Toc260765491 4.4.2生態(tài)系統(tǒng)脆弱流域的適應對策 PAGEREF _Toc260765491 h 59 HYPERLINK l _Toc260765492 4.5綜合適應性對策 PAGEREF _Toc260765492 h 62

13、 HYPERLINK l _Toc260765493 4.5.1 將適應氣候變化及冰川融化影響問題納入經(jīng)濟建設和社會發(fā)展規(guī)劃 PAGEREF _Toc260765493 h 62 HYPERLINK l _Toc260765494 4.5.2 開展氣候變化及冰川融化及其對生態(tài)環(huán)境和人類健康影響的監(jiān)測預警工作 PAGEREF _Toc260765494 h 63 HYPERLINK l _Toc260765495 4.5.3 加強氣候變化及冰川融化及其對生態(tài)環(huán)境影響的科學和政策研究 PAGEREF _Toc260765495 h 63 HYPERLINK l _Toc260765496 4.5.

14、4 加強氣候變化及冰川融化及其對生態(tài)環(huán)境影響的教育培訓和普及宣傳活動 PAGEREF _Toc260765496 h 64 HYPERLINK l _Toc260765497 4.5.5 減少二氧化碳的排放，減緩冰川消融的速度 PAGEREF _Toc260765497 h 64 HYPERLINK l _Toc260765498 4.5.6適應冰川融化的水利工程與移民措施 PAGEREF _Toc260765498 h 64 HYPERLINK l _Toc260765499 4.5.7 適應冰川融化的其他對策 PAGEREF _Toc260765499 h 65 HYPERLINK l _

15、Toc260765500 參考文獻 PAGEREF _Toc260765500 h 66 HYPERLINK l _Toc260765501 附錄 脆弱性評價涉及的指標及含義 PAGEREF _Toc260765501 h 73 圖1. 1），其區(qū)域內冰川分布特征如表1.1所示（施雅風等，2005）。圖1. SEQ 圖1. * ARABIC 1中國西部冰川資源分區(qū)圖（施雅風等，2005）表1. SEQ 表1. * ARABIC 1水資源分區(qū)冰川數(shù)量分布（西北諸河區(qū)含境外冰川）（施雅風等，2005）水資源分區(qū)冰川條數(shù)冰川面積冰儲量冰川平均面積(km2)條數(shù)%km2%km3%黃河區(qū)1760.381

16、72.410.2912.290.220.98長江區(qū)13322.871895.003.19147.272.631.42西南諸河區(qū)1744237.6121599.9236.351849.5533.031.24西北諸河區(qū)2742759.1435757.8560.173591.1464.121.30河西內陸水系21944.731334772.2561.541.100.61塔里木內陸水系1166525.1519877.6533.452313.2941.311.70總 計46377100.0059425.18100.005600.25100.001.28其中，我國西北內流區(qū)發(fā)育有冰川27 024條，面積3

17、5 469km2，冰儲量3 575km3(折合水儲量32 175108m3)，分別占全國相應冰川總量的58.2、59.7和63.8，冰川平均面積1.32km2。在內流區(qū)中，塔里木河流域的冰川數(shù)量最多，規(guī)模最大，其面積和儲量分別占內流區(qū)相應總量的50.1和60.0，冰川平均面積為1.70km2。全國有33條冰川面積大于100km2，其中塔里木河流域占20條，面積達3776.4km2，占塔里木河冰川面積的19.0%。相比較而言，河西內陸水系冰川面積和儲量較少，僅分別占全國冰川面積和儲量的2.25%和0.61%。1.1.2冰川變化及其水資源影響冰川是重要的淡水資源，據(jù)楊針娘（1991）首次對我國冰川

18、水資源的系統(tǒng)評估，我國冰川年徑流總量為563.3108m3，近期的修正補充認為其總量達604.7108m3（康爾泗等，2000），占全國地表徑流總量的2.2%，多于黃河入海的多年平均徑流量，相當于我國西部甘肅、青海、新疆和西藏四省區(qū)河川徑流量 (5760108m3)的10.5%。就冰川融水對河流的補給比重而言，我國西部省區(qū)冰川融水徑流對河流的貢獻以新疆為最大，其補給比重占25.4%；其次是西藏，占8.6%；甘肅最小，僅占3.6%。從流域來看，塔里木河流域冰川融水補給比例最大，達38.5%，河西走廊、準噶爾盆地、伊犁河、柴達木盆地等內陸流域，冰川融水補給比例在1314%之間，顯示了冰川資源在我國

19、西部經(jīng)濟社會發(fā)展中的重要作用。在全球氣候變暖的背景下，冰川普遍退縮變薄，我國冰川也不例外。研究表明，當前我國西部約82的冰川處于退縮狀態(tài)（ REF _Ref243488284 h * MERGEFORMAT 圖1. 2） ADDIN EN.CITE 劉時銀20062217劉時銀丁永建李晶上官冬輝張勇中國西部冰川對近期氣候變暖的響應第四紀研究第四紀研究762-7712652006internal-pdf:/中國西部冰川對近期氣候變暖的響應-1290077953/中國西部冰川對近期氣候變暖的響應.CAJ(劉時銀, 丁永建 et al. 2006)。過去40年我國冰川儲量減少452.77-586.9

20、4 km3（8.1%-10.5%），20世紀90年代以來因冰儲量減少導致的冰川融水徑流增加量超過5.5% ADDIN EN.CITE 姚檀棟200413413417姚檀棟劉時銀蒲健辰沈永平魯安新高亞洲冰川的近期退縮及其對西北水資源的影響中國科學: D 輯中國科學: D 輯535-5433462004（姚檀棟, 劉時銀 et al. 2004）。冰川消融加劇直接導致冰川徑流增加，如根據(jù)烏魯木齊河流域的研究結果 ADDIN EN.CITE 劉朝海1996979717劉朝?？禒栥魟r銀陳建明劉宗香西北干旱區(qū)冰川變化及其徑流效應研究中國科學（D輯）中國科學（D輯）55-6229增刊11996inter

21、nal-pdf:/西北干旱區(qū)冰川變化及其徑流效應研究-1745654016/西北干旱區(qū)冰川變化及其徑流效應研究.PDF(劉朝海, 康爾泗 et al. 1996)，流域冰川退縮使得冰川徑流增加182mm。以此為基礎推算西北各大流域的冰川徑流增加量，其中塔里木河流域增加最大，達37.8億m3，占河川徑流的11%。圖1. SEQ 圖1. * ARABIC 2 近50年來中國冰川退縮數(shù)量百分比（1：19501980年冰川退縮的條數(shù)比例；2：19601980年間冰川退縮的條數(shù)；3：19721982年冰川退縮的條數(shù)比例；4：19702000年冰川退縮的條數(shù)比例）我國西北地區(qū)歷史悠久的灌溉農(nóng)業(yè)，一直依賴于

22、高山的冰雪融水，所謂“無水是荒漠, 有水是綠洲”, 水是綠洲存亡最根本性的因素，制約著生態(tài)環(huán)境安全、經(jīng)濟社會的協(xié)調和可持續(xù)發(fā)展,緩解水與經(jīng)濟社會發(fā)展的矛盾，是西北干旱區(qū)未來發(fā)展面臨的長期課題之一。通俗而言，冰川退縮是冰川表面固態(tài)降水收入小于因消融引起的物質支出的外在表現(xiàn)形式，因此，冰川退縮勢必增加河川徑流，但是冰川物質損失的長期結果必然是冰川的消亡，冰川融水補給功能的喪失，勢必造成河川徑流水量與水質變化、季節(jié)與年際特征變化等。認識水資源這一變化的長期趨勢，有助于提高水資源的利用水平，促進西北地區(qū)可持續(xù)發(fā)展。1.2 評估區(qū)自然社會經(jīng)濟基本特征西北干旱地區(qū)是指我國35N以北、106E以西年平均降水

23、量200mm以下的內陸干旱區(qū)。包括我國新疆全境、甘肅河西走廊及內蒙古賀蘭山以西的廣大地區(qū)，共114個縣市，總土地面積219.05萬km2，人口（至2008年底）5377萬，約分別占全國土地面積與人口的22%與4.0%，是我國少數(shù)民族聚居區(qū)和西北邊疆。因此開發(fā)、建設好西北干旱區(qū)對于提高當?shù)厝嗣裆钏?、推動少?shù)民族社會經(jīng)濟發(fā)展、維護西北邊疆穩(wěn)定和民主團結具有重要意義（樊勝岳，2000）。圖1. SEQ 圖1. * ARABIC 3 評估區(qū)地理位置分布示意圖1.2.1 評估區(qū)自然社會經(jīng)濟總體特征自然地理特征（1）獨特的地形地貌從地形上看，該區(qū)多為高大山系環(huán)繞：南緣和西南緣為與青藏高原結合為一體、平

24、均高度達6 000 m的昆侖山和喀喇昆侖山；西緣是帕米爾高原和準噶爾西部山地；北緣西段為阿爾泰山；東部為賀蘭山和陰山余脈狼山；東北部是蒙古高原；天山-阿爾金山-祁連山橫貫中央，將本區(qū)分隔成準噶爾盆地、塔里木盆地、阿拉善高原和柴達木盆地等幾個區(qū)域。在被分割的區(qū)域內都具有向心分布的山地-洪積-沖積扇平原-廣袤的盆地沙漠(或戈壁)基本的地形系統(tǒng)，形成西北干旱區(qū)典型的地貌格局 (朱宗元等，2000；張新時，2001)。（2）干旱的氣候類型由于深居亞歐大陸內部、四周受巨大山系環(huán)繞，本區(qū)氣候具有典型的干旱大陸性氣候特征（張敬波等，2000）：從降水看，總體干燥少雨，且降水空間分布極不均衡：過分集中于山區(qū)，

25、一般可達300700mm，由此發(fā)育眾多內陸河系；在廣大干旱平原荒漠區(qū)，降水稀少，蒸發(fā)旺盛，降水量一般小于200 mm，蒸發(fā)量達2 0003 000 mm。從氣溫看，晝夜溫差大，年平均氣溫較低。多年平均年較差高達35以上，日較差可達11-16；年平均氣溫山區(qū)低于5，平原區(qū)一般低于10。全年日照時間長，太陽輻射總量大。多風沙。尤其是春季氣溫驟升，大氣層結不穩(wěn)，常形成8級以上大風，尤以山谷隘口最甚。（3）旱生植被為主的植被類型西北干旱區(qū)以荒漠植被為主要植被類型：種群主要是超旱生的小半喬木、半灌木、小半灌木和灌木?；哪紦?jù)除阿爾泰山南麓和東阿拉善北部外的幾乎所有盆地的沙地、沖積平原、寬廣臺地、山前洪積

26、扇和前山與低山區(qū)，在昆侖山甚至達到北坡的中山帶，以及昆侖內部山地與昆侖主脊以南高原谷地的高山帶。草原、灌叢、森林和各類草甸植被等主要分布在降雨量較多的山地和徑流水分積聚的荒漠區(qū)河流兩側、扇緣水分溢出帶與湖泊周圍低洼地。 山區(qū)形成特殊的垂直分異的自然景觀：伊犁谷地山地和阿爾泰山垂直帶屬于帶譜豐富型 ，其自然帶自下而上可分為荒漠-草原-落葉闊葉林-針葉林-亞高山灌叢草甸-高山草甸-含墊狀植物的冰緣稀疏植被一冰雪；中、東昆侖山的垂直帶則屬于帶譜簡單型，自下而上分異為草原-針葉林-亞高山灌叢草甸-高山草甸-凍原-冰雪。（4）冰雪融水與山區(qū)降水補給為主的水文水資源系統(tǒng)西北干旱區(qū)水資源的總體特征是量少，地

27、區(qū)分布不均，山區(qū)多于平地，迎風坡多于背風坡。雖然總量不足，但其分布和形成上的特殊性又使得西北水資源具有其他地區(qū)沒有的優(yōu)點：高大的山系阻擋了大量的水汽，形成250mm1 000mm的降水，發(fā)育了眾多的河流，高山又提供了相應的負溫條件，使水以降雪的形式出現(xiàn)，暫時或長期積存予山區(qū)，發(fā)育了大量冰川或永久性積雪，形成高山固體水庫。因此，西北高山能提供比較豐富而穩(wěn)定的徑流，為干旱區(qū)人民發(fā)展生產(chǎn)和改善生活提供了有利條件(施雅風，張祥松，1995)。 社會經(jīng)濟概況當前，我國西北干旱區(qū)仍屬于全國經(jīng)濟發(fā)展較為落后的地區(qū)，至2008年國內生產(chǎn)總值僅7 274億元，占全國的2.4%，人均GDP 12991元，遠低于全

28、國人均GDP 22 640元的水平。就西北干旱區(qū)內部經(jīng)濟發(fā)展格局看，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在區(qū)域國民經(jīng)濟中占主導地位，工業(yè)除石油、化工、建材和交通運輸外，也主要是以農(nóng)業(yè)為依托的農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)。 我國西北干旱區(qū)人類社會經(jīng)濟活動主要集中于水資源豐富、生態(tài)環(huán)境相對優(yōu)越的內陸河塔里木河、烏魯木齊河、瑪納斯河流、黑河等流域河流沿岸自然或人工形成的綠洲區(qū)。廣大平原區(qū)降水稀少，蒸發(fā)旺盛，因而周圍山區(qū)降水、冰雪融水及其形成的地表徑流成為當?shù)刂匾乃Y源來源。但近十幾年來由于受氣候變化影響，西北干旱區(qū)冰川融化正在加?。ㄊ┭棚L，1995），這必將對我國西北干旱區(qū)內陸河流域水資源狀況及自然社會經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生重大影響（康爾泗等，19

29、99；施雅風，2001；王國亞等，2008）。本研究以位于新疆南部我國最大的內陸河流域塔里木河上游兩大源流阿克蘇河流域和葉爾羌河流域，位于新疆北部的烏魯木齊河流域、瑪納斯河流域，與位于河西地區(qū)的黑河流域作為重點研究區(qū)。這些流域不僅是我國西北干旱區(qū)人口與社會經(jīng)濟活動相對密集區(qū)，而且其地表徑流大都與冰川融水密切相關，氣候變化、冰川融化加劇對這些流域自然社會經(jīng)濟系統(tǒng)將會產(chǎn)生深遠影響。1.2.2評估區(qū)自然社會經(jīng)濟內部差異我國西北干旱區(qū)各內陸河流域除上述共有的基本特征外，各流域間及流域內部自然社會經(jīng)濟也存在著一些差異。自然地理特征差異（1）土地資源如表1.2所示，除烏魯木齊河流域，各流域人均耕地均高于當

30、年（2005年）全國平均水平的1.40畝/人。其中北疆的瑪納斯河流域人均耕地資源最多，為4.52畝，約為全國平均水平的3倍多。南疆的阿克蘇河流域與葉爾羌河流域人均耕地也在2畝/人左右。但位于北疆的烏魯木齊河流域人均耕地資源僅為0.45畝/人，不僅遠低于其他重點流域，也低于當年全國平均水平，表明該流域耕地資源已經(jīng)十分緊張。這主要是因為位于該流域的烏魯木齊市為新疆維吾爾自治區(qū)首府，是全區(qū)政治、經(jīng)濟、文化中心，吸引了大量人口（2005年為194.15萬），而本區(qū)耕地資源相對不足（僅為96.5萬畝）。表1.2 我國西北干旱區(qū)重點流域土地資源比較（單位：萬畝，畝/人）阿克蘇河流域葉爾羌河流域烏魯木齊河流

31、域瑪納斯河流域黑河流域耕地總量263.39365.8996.50438.45375.33人均2.091.910.454.522.00（2）水文水資源表1. 3 我國西北干旱區(qū)重點流域合計水資源比較（單位：億m3、方/人、方/畝）阿克蘇河流域葉爾羌河流域烏魯木齊河流域瑪納斯河流域黑河流域合計總量80.5977.6012.1212.7941.73人均6537409055612611400畝均305921201255291529 REF _Ref241979584 h * MERGEFORMAT 表1. 3表明，當前我國西北干旱區(qū)各流域水資源緊缺狀況也存在較大差異：阿克蘇河流域與葉爾羌河流域由于人口

32、相對稀少，河川徑流量較大，因而人均水資源量與畝均水資源量大。烏魯木齊河流域、瑪納斯河流域、黑河流域土地開發(fā)強度大，人口相對密集，河川徑流量較小，人均水資源量較小，水資源緊缺。（3）氣候資源從氣候因素看，南疆的阿克蘇河流域與葉爾羌河流域平原荒漠區(qū)年平均氣溫（分別為9.2-11.5與11.4-11.8）高于北疆的烏魯木齊河流域與瑪納斯河流域（分別為5.0-7.5與6.6-6.9）；而多年平均降水量少于北疆兩流域。阿克蘇河流域與葉爾羌河流域平原區(qū)降水量均低于100mm（分別為78mm和54mm），而烏魯木齊河流域與瑪納斯河流域平原區(qū)降水量在100mm至250mm之間。河西的黑河流域平原區(qū)年平均氣溫大

33、相差不大，為5-10，與南疆的阿克蘇河流域及葉爾羌河流域大致相當；從降水上看，黑河流域平原區(qū)為150mm300mm，與北疆內陸河流域相差不大。各內陸河流域荒漠區(qū)降水量相差不大，均在50mm左右。在我們研究的其中兩大流域，阿克蘇河和葉爾羌河都是塔里木河的支流。目前注入塔里木河干流的還有和田河和開都河孔雀河。后者通過庫塔干渠向塔里木河下游輸水。阿克蘇河、葉爾羌河、和田河和開都河孔雀河并稱為塔里木河四源。 社會經(jīng)濟發(fā)展差異（1）人口與城市化我國西北干旱區(qū)總體上地廣人稀，至2005年人口平均密度24.5人/km2，不到全國同期水平（136人/km2）的1/5。但主要內陸河流域之間存在較大差異：南疆的阿

34、克蘇河流域與葉爾羌河流域分別為19人/km2與39人/km2；北疆的瑪納斯河流域與烏魯木齊河流域分別為41.5人/km2和377人/km2，河西地區(qū)的黑河為15人/km2。可見我國西北干旱區(qū)主要內陸河流域除烏魯木齊河流域外，人口密度都遠低于全國平均水平，其中阿克蘇河流域與黑河每平方公里不到20人；烏魯木齊河流域人口最為密集超過全國平均密度2倍。就人口的民族構成方面，南疆阿克蘇河流域與葉爾羌河流域以維吾爾族為主，人口比重超過60%，是以少數(shù)民族為主體的多民族聚居的區(qū)域。北疆的烏魯木齊河流域與瑪納斯河流域及河西的黑河流域是以漢族為主體的多民族聚居的地區(qū)，漢族人口超過80%。就人口城市化水平看，我國

35、西北干旱區(qū)總體水平不高，平均為35%左右，低于全國同期水平的43.0%（表1.4）。各流域城市化水差異主要表現(xiàn)為南疆內陸河流域普遍低于北疆內陸河流域，河西地區(qū)普遍低于新疆內陸河流域。北疆的烏魯木齊河與瑪納斯河流域高于全國的同期城市化水平。表1. 4 我國西北干旱區(qū)城市重點流域總體城市化水平比較流域阿克蘇河流域葉爾羌河流域烏魯木齊河流域瑪納斯河流域黑河流域城市化水平39%25%66%71%24%（2）經(jīng)濟發(fā)展水平總體看我國西北干旱區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展水平不高。但從人均國民生產(chǎn)總值及三次產(chǎn)業(yè)結構看，各流域人均國民生產(chǎn)總值與產(chǎn)業(yè)結構存在明顯差異（表1.5）。除烏魯木齊河流域與瑪納斯河流域外，西北干旱區(qū)主要

36、內陸河流域人均GDP普遍地區(qū)低于全國平均水平，特別是南疆的葉爾羌河流域僅為全國平均水平的1/5強，其次是河西地區(qū)的黑河流域。北疆的烏魯木齊河流域與瑪納斯河流域人均GDP高于全國平均水平。從三產(chǎn)比重看，我國西北干旱區(qū)內陸河流域第一產(chǎn)業(yè)比重均高于同期全國平均水平的12%，特別是南疆地區(qū)的阿克蘇河與葉爾羌河流域一產(chǎn)比重占據(jù)絕對主體地位，在40%以上；這兩個區(qū)域第二產(chǎn)業(yè)比值不到20%，表明兩流域經(jīng)濟發(fā)展水平仍相對較為落后。北疆的瑪納斯河流域與河西的黑河流域第二產(chǎn)業(yè)比重超過30%，特別黑河第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重超過45%與全國平均水平基本持平，表明各流域經(jīng)濟結構得到了優(yōu)化，但人均GDP處于較低水平，說明工業(yè)化

37、水平和內部結構可能仍處于較低層次。烏魯木齊河流域第一產(chǎn)業(yè)大致與全國水平相當，第三產(chǎn)業(yè)占到59%成為國民經(jīng)濟的主體，表明該流域經(jīng)濟比較發(fā)達。表1.5 2003我國西北干旱區(qū)重點流域總體經(jīng)濟發(fā)展水平比較流 域阿克蘇河流域葉爾羌河流域烏魯木齊河流域瑪納斯河流域黑河流域全國人均GDP(萬元/人)853829792818514469706213254三次產(chǎn)業(yè)結構（%）一425415332512二191538334747三393159343241包括本報告評估區(qū)兩大流域（阿克蘇和葉爾羌）的塔里木河流域屬于我國以水土資源開發(fā)為主要經(jīng)濟增長方式的經(jīng)濟落后的地區(qū)，工業(yè)化水平低。人口的城鎮(zhèn)水平低。另一方面，落后的

38、塔里木河流域人口不斷增長，人口密度不斷增大，人口對于水土資源的壓力非常大，水資源的稀缺性日益加強。第二章 近50年來西北干旱區(qū)冰川變化與影響分析西北干旱區(qū)僅有烏魯木齊河源1號冰川的監(jiān)測歷史較長，其它冰川如天山托木爾峰南坡的科其喀爾冰川、祁連山西段的老虎溝12號冰川和中段的七一冰川等，不同時期開展過半定位監(jiān)測工作，定位與半定位監(jiān)測積累的數(shù)據(jù)對于認識冰川變化過程有重要意義，但由于地理位置、氣候背景上的差異，有限數(shù)量的冰川監(jiān)測不足以反映出其它冰川的變化狀況，遙感監(jiān)測成為不可或缺的重要手段。 2.1定位監(jiān)測2.1.1 烏魯木齊河源1號冰川天山烏魯木齊河源1號冰川（簡稱1號冰川），位于中國天山中段天格爾

39、峰 （海拔4 476 m）北坡烏魯木齊河源，屬大陸型冰斗-山谷冰川，總面積1.84km2。根據(jù)對該冰川的長期觀測研究，發(fā)現(xiàn)在全球變暖大背景下，1號冰川近年來正經(jīng)歷明顯的退縮過程（ REF _Ref241986019 h * MERGEFORMAT 圖2. 1）。由冰川外圍終磧壟及其地衣測年推斷 ADDIN EN.CITE 陳吉陽198814014017陳吉陽天山烏魯木齊河源全新世冰川變化的地衣年代學等若干問題之初步研究中國科學(B輯)中國科學(B輯)95-10411988(陳吉陽, 1988)，自從小冰期以來，1號冰川末端已經(jīng)退縮了約280m ADDIN EN.CITE 王寧練19971301

40、3017王寧練劉時銀從天山烏魯木齊河源1號冰川變化估計近百年來該地區(qū)夏季升溫冰川凍土冰川凍土207-2131931997internal-pdf:/從天山烏魯木齊河源1號冰川變化估計近百年來該地區(qū)夏季升溫-2610208512/從天山烏魯木齊河源1號冰川變化估計近百年來該地區(qū)夏季升溫.PDF(王寧練等，1997)。而自20世紀60年代有觀測記錄以來，1號冰川一直處于退縮狀態(tài)，1962-2000年的38年間，1號冰川面積減少0.22 km2，減少了11% ADDIN EN.CITE 李忠勤200313513517李忠勤韓添丁井哲帆楊惠安焦克勤烏魯木齊河源區(qū)氣候變化和1號冰川40a觀測事實冰川凍土

41、冰川凍土117-1232522003internal-pdf:/烏魯木齊河源區(qū)氣候變化和1號冰川40a觀測事實-2493467648/烏魯木齊河源區(qū)氣候變化和1號冰川40a觀測事實.CAJ(李忠勤等, 2003)。冰川面積亦呈加速減小趨勢，19922001年9年間減少的面積（0.10km2）幾乎與19621992年冰川面積減少（0.12km2）相當。1號冰川原本由東西兩支相連，因退縮于1993年分裂成為完全獨立的兩條冰川 ADDIN EN.CITE 焦克勤200013713717焦克勤王純足韓添丁天山烏魯木齊河源1號冰川新近出現(xiàn)大的物質負平衡冰川凍土冰川凍土62-642212000intern

42、al-pdf:/天山烏魯木齊河源1號冰川新近出現(xiàn)大的物質負平衡-0799169792/天山烏魯木齊河源1號冰川新近出現(xiàn)大的物質負平衡.CAJ(焦克勤 等，2000)。20世紀70年代以來，該冰川后退加快，如1970年代為3.28 m/a，1980年代為3.63 m/a，1990年為4.61 m/a ADDIN EN.CITE 焦克勤200413413417焦克勤井哲帆韓添丁楊惠安葉柏生李忠勤42a來天山烏魯木齊河源1號冰川變化及趨勢預測冰川凍土冰川凍土253-2602632004internal-pdf:/42a來天山烏魯木齊河源1號冰川變化及趨勢預測-1755168000/42a來天山烏魯木

43、齊河源1號冰川變化及趨勢預測.CAJ(焦克勤等，2004)。根據(jù)對冰川物質平衡的觀測 ADDIN EN.CITE 韓添丁200513213217韓添丁劉時銀丁永建焦克勤天山烏魯木齊河源 1號冰川物質平衡特征地球科學進展地球科學進展298-3032032005internal-pdf:/天山烏魯木齊河源1號冰川物質平衡特征-1989743104/天山烏魯木齊河源1號冰川物質平衡特征.PDF焦克勤200413413417焦克勤井哲帆韓添丁楊惠安葉柏生李忠勤42a來天山烏魯木齊河源1號冰川變化及趨勢預測冰川凍土冰川凍土253-2602632004internal-pdf:/42a來天山烏魯木齊河源1

44、號冰川變化及趨勢預測-1755168000/42a來天山烏魯木齊河源1號冰川變化及趨勢預測.CAJ李忠勤200313513517李忠勤韓添丁井哲帆楊惠安焦克勤烏魯木齊河源區(qū)氣候變化和1號冰川40a觀測事實冰川凍土冰川凍土117-1232522003internal-pdf:/烏魯木齊河源區(qū)氣候變化和1號冰川40a觀測事實-2493467648/烏魯木齊河源區(qū)氣候變化和1號冰川40a觀測事實.CAJ焦克勤200013713717焦克勤王純足韓添丁天山烏魯木齊河源1號冰川新近出現(xiàn)大的物質負平衡冰川凍土冰川凍土62-642212000internal-pdf:/天山烏魯木齊河源1號冰川新近出現(xiàn)大的物

45、質負平衡-0799169792/天山烏魯木齊河源1號冰川新近出現(xiàn)大的物質負平衡.CAJ劉時銀199810410417劉時銀丁永建王寧練謝自楚天山烏魯木齊河源 1號冰川物質平衡對氣候變化的敏感性研究冰川凍土冰川凍土9-132011998internal-pdf:/天山烏魯木齊河源1號冰川物質平衡對氣候變化的敏感性研究-3228609280/天山烏魯木齊河源1號冰川物質平衡對氣候變化的敏感性研究.pdf(李忠勤 et al, 2003; 焦克勤 et al, 2004; 焦克勤 et al, 2000; 劉時銀 et al, 1998; 韓添丁 et al, 2005)，從20世紀50年代末有觀測

46、記錄以來，1號冰川物質平衡處于虧損狀態(tài)（ REF _Ref243019950 h * MERGEFORMAT 圖2. 2），1985年以后有加速虧損趨勢，1986-2000年年平均物質平衡量為-358.4 mm，較1959-1985年的-94.4mm低264 mm(即低出2.8倍)，其中1997、1998和1999年為有觀測以來物質虧損最大的三年。從1958年開始觀測起，截止到2000年9月，年平均物質平衡量為-188.6 mm（約為-34.6104m3），累積物質平衡量達到-7 925 mm，亦即冰川較之1958年減薄了8 m多，累積物質虧損量達1 452104m3 ADDIN EN.CIT

47、E 李忠勤200313513517李忠勤韓添丁井哲帆楊惠安焦克勤烏魯木齊河源區(qū)氣候變化和1號冰川40a觀測事實冰川凍土冰川凍土117-1232522003internal-pdf:/烏魯木齊河源區(qū)氣候變化和1號冰川40a觀測事實-2493467648/烏魯木齊河源區(qū)氣候變化和1號冰川40a觀測事實.CAJ(李忠勤 et al, 2003)。氣候變暖與冰川萎縮，導致1號冰川冰面狀況及冰川物理特性等也悄然改變，李忠勤 ADDIN EN.CITE 李忠勤200513813817李忠勤天山烏魯木齊河源1號冰川東支頂部出現(xiàn)冰面湖冰川凍土冰川凍土150-1522712005internal-pdf:/天山

48、烏魯木齊河源1號冰川東支頂部出現(xiàn)冰面湖-0212037376/天山烏魯木齊河源1號冰川東支頂部出現(xiàn)冰面湖.CAJ(2005) 發(fā)現(xiàn)在其東支冰川4 225m原為積累區(qū)的地方出現(xiàn)了冰面湖，表明這一區(qū)域曾出現(xiàn)了強烈融化；冰川成冰帶譜也因大量融水滲浸活動而發(fā)生改變 ADDIN EN.CITE 焦克勤200413413417焦克勤井哲帆韓添丁楊惠安葉柏生李忠勤42a來天山烏魯木齊河源1號冰川變化及趨勢預測冰川凍土冰川凍土253-2602632004internal-pdf:/42a來天山烏魯木齊河源1號冰川變化及趨勢預測-1755168000/42a來天山烏魯木齊河源1號冰川變化及趨勢預測.CAJ王曉軍

49、198814114117王曉軍王仲祥謝自楚從烏魯木齊河源1號冰川二十八年來的變化看天山地區(qū)近期氣候變化趨勢科學通報科學通報693-69691988(王曉軍 et al, 1988; 焦克勤 et al, 2004)，如本世紀初以來消融較弱的冷成滲浸帶已經(jīng)消失。這些事實均表明，氣候變暖對冰川帶來了強烈的影響。圖2. SEQ 圖2. * ARABIC 1 烏魯木齊河源1號冰川變化圖（劉潮海等，2000；李忠勤等，2008）（上圖19622005年為冰川的連續(xù)變化；下圖照片為小冰期以來的變化）圖2. SEQ 圖2. * ARABIC 2 烏魯木齊河源1號冰川物質平衡變化 ADDIN EN.CITE

50、焦克勤2004134據(jù)13417焦克勤井哲帆韓添丁楊惠安葉柏生李忠勤42a來天山烏魯木齊河源1號冰川變化及趨勢預測冰川凍土冰川凍土253-2602632004internal-pdf:/42a來天山烏魯木齊河源1號冰川變化及趨勢預測-1755168000/42a來天山烏魯木齊河源1號冰川變化及趨勢預測.CAJ(據(jù)焦克勤 et al, 2004)2.1.2 科其喀爾冰川圖2.3 科其喀爾冰川的氣象水文觀測點示意圖科其喀爾冰川（5Y674A5，4148.77N，8010.20E； REF _Ref241987448 h * MERGEFORMAT 圖2.3），又稱科其卡爾巴契冰川，位于新疆溫宿縣北

51、部，托木爾峰山匯南部。依據(jù)冰川的發(fā)育條件和物理性質，屬亞大陸型冰川；而根據(jù)冰川的地貌形態(tài)，則屬于托木爾型山谷冰川，即冰川消融區(qū)發(fā)育大范圍厚層表磧。研究表明，2003/ 2004 年度和2004/ 2005 年度兩個物質平衡年的平均物質平衡值分別為- 494 和- 384 mm，平衡線高度( EL A) 比20 世紀70 年升高了300 m左右。在由暖干向暖濕轉型的氣候背景下， 盡管降水增加顯著，但強烈的升溫導致科其喀爾冰川處于強烈的物質虧損狀態(tài)（張勇等，2006）。祁連山中段的“七一”冰川1956至1976年間物質平衡不斷增加，1976年以后呈減小趨勢，冰川末端則以1-2m/a速度退縮（劉潮海

52、等，1992）。2001-2003年物質平衡負值達560mm/a, 而1970年代的物質平衡正值為250mm/a，1990年代以來的平衡線平均高度比1970-1980年代升高300m以上。東部的水管河4號冰川在1960-1970年代期間就已經(jīng)處于退縮狀態(tài)，退縮速度超過10m/a（蒲健辰等，2005）。西部的老虎溝12號冰川在1950-1970年代期間處于穩(wěn)定狀態(tài)，1980年代以來開始退縮。2.2遙感監(jiān)測利用遙感監(jiān)測的冰川變化結果表明，對比塔里木河流域冰川編目時期與1999/2001年的冰川面積，過去40年間該流域的冰川面積呈總體減少狀態(tài)。監(jiān)測的7661條冰川，總面積減少了616.3km2，占冰

53、川編目時期冰川面積的3.5%。其中，有3232條冰川 (占調查冰川條數(shù)的42.2%)處于退縮狀態(tài)，面積減少了727.35km2；638條冰川(占調查冰川條數(shù)的8.3%)處于前進狀態(tài)，面積增大了111.05 km2；3791條冰川(占調查冰川條數(shù)的49.5%)處于穩(wěn)定狀態(tài)。此外，各個子流域表現(xiàn)出較大的區(qū)域差異。對研究區(qū)各子流域的冰川變化分析顯示，冰川變化具有明顯的區(qū)域差異 (表2.1)。冰川退縮最大的流域是黑河，冰川面積減少分別為1.22%a-1；其次為烏魯木齊河，流域的冰川面積減少了0.88%a-1；西天山退縮速率最小，冰川面積退縮為0.09%a-1。整個研究區(qū)，冰川面積年平均減少19.2km

54、2，年平均退縮率為0.22。表2. SEQ 表2. * ARABIC 1各流域冰川變化統(tǒng)計流域/山系冰川目錄樣本遙感影像冰川面積條數(shù)面積km2面積km2變化量km2年絕對變化km2年相對變化()葉爾羌河14183371.23187.9-183.3-7.6-0.22西天山12494093.73976.8-116.9-3.6-0.09烏魯木齊河15048.131.81-16.3-0.5-1.0瑪納斯河800641.0506.5-134.5-4.1-0.6黑河428136.282-54.2-1.7-1.2合計46848788.88233.8-555.0-19.2-0.222.3 重點區(qū)域冰川融化影響

55、的利弊分析在我國西北干旱區(qū)，水資源是制約當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展、維持生態(tài)功能的關鍵要素。當前冰川融化對我國西北干旱區(qū)的影響主要體現(xiàn)在對水資源量、干旱洪澇災害等影響方面。受氣候變暖因素的影響，一方面冰川融化、退化加劇，冰川融水補給增加使得內陸河徑流量增加，在一定程度上有利于緩解干旱區(qū)水資源矛盾。另一方面，冰川融水增加徑流量，加大了夏季內陸河流域洪水災害發(fā)生的風險，給流域社會經(jīng)濟造成更大的損失。由于不同流域自然特征及其社會經(jīng)濟發(fā)展狀況不同，因而冰川融化加劇對當?shù)厣鐣?jīng)濟影響有所不同。2.3.1 阿克蘇河流冰川融化加劇的影響分析（1）中下游地區(qū)地表徑流總量及最大徑流量顯著增加，汛期提前。統(tǒng)計表明，1994

56、-2006年阿克蘇河干流年平均徑流量比1952-1993年增加了19.94%。支流昆馬力克河與托什干河徑流量分別增長了23.9%、33.9%。1987-2006年比1957-1985臺蘭河年均徑流量增加了24.3%。阿克蘇河徑流增量主要集中于5-9月份，尤其在5、6月份增加最為顯著。1994-2006年比1956-1993年，阿克蘇干流與支流托什干河5、6月份徑流量增加分別達到48%、49%。阿克蘇河與昆馬力克河1994-2006年比1956-1993年年平均最大徑流量分別增加了28%、25%。托什干河1999-2006年比1957-1986年年均最大徑流量增加65%。（2）河水礦化度升高，水

57、質污染與土壤次生鹽堿化加劇，生態(tài)環(huán)境惡化。據(jù)實測資料，近些年，隨著中上游引水灌溉，由退水引發(fā)的水資源礦化度自上游到下游呈逐漸上升的趨勢（分別為0. 25g/ L 、0. 299g/ 、0. 508g/ L)。至塔里木河一帶，每年46 月份，塔河基本上成為灌區(qū)排水道，河水礦化度高達610g/ L。隨著河流對地下水補給增加，地下水位抬升，加之該區(qū)氣溫升高蒸發(fā)旺盛，產(chǎn)生土壤次生鹽堿化正日趨嚴重（陳德斌，2001；王秋香，2006）。（3）徑流增加，汛期提前，一定程度上緩解了流域用水矛盾及春旱；但最大徑流量增加，流域洪水災害顯著增加。如上所述，5 、6 月份徑流增加幅度最大，有利于阿克蘇河流域以及下游

58、的塔里木河流域的農(nóng)業(yè)種植。河川徑流量增加，改善流域上下游、人類用水與生態(tài)用水的關系。根據(jù)王秋香等人的研究（王秋香等，2006），自1987年開始，由于新疆氣候趨暖效應，特別是冰川融化加劇、降水增加，阿克蘇河流域超標準洪水變率明顯增強，洪災次數(shù)增多，量值增大，平均每年超過3次。2.3.2 葉爾羌河流冰川融化加劇的影響分析（1）徑流量總體呈增加的趨勢，河水含沙量隨之增加，洪水風險增大。近50多年以來，尤其是20世紀90年代以來呈明顯增加趨勢。統(tǒng)計資料表明，上世紀80年代中期以后年平均徑流量此前增加了1.05108m3。河流年含沙量隨年徑流量增加而增加。統(tǒng)計表明，20世紀90年、21世紀初分別比統(tǒng)計

59、年份平均值偏多2.8%與11.9%。由于因為氣溫升高，冰川融水增多，使冰湖突發(fā)洪水的發(fā)生機率增大。冰川和泥石流阻塞洪水分別由8O年代的平均每年0.5、0.7次提高到了90年代每年1.0、0.9次（沈永平等，2006）。（2）緩解生態(tài)環(huán)境用水不足的矛盾，隨著上游來水量的增加，人類引水量增加，綠洲內部由于農(nóng)業(yè)灌溉造成的土壤次生鹽漬化情況日益嚴重。葉爾羌河流域地處塔克拉瑪干沙漠邊緣，生態(tài)環(huán)境極其脆弱。近幾十年來隨著全球氣候變暖，冰川融化加劇，生態(tài)環(huán)境受到的主要影響有： 隨著用水量的增加，適當增加了生態(tài)用水量及下游泄水量，緩解因人類過度利用而產(chǎn)生的生態(tài)用水不足的問題。但隨著上游來水量的增加，人類引水量

60、增加，綠洲內部由于農(nóng)業(yè)灌溉造成的土壤次生鹽漬化情況正日益嚴重（李琴，2009）。（3）汛期徑流提前增大，一定程度上緩解了流域各種用水緊張狀況及春旱，但洪水災害增加，給當?shù)厝嗣褙敭a(chǎn)與生產(chǎn)造成一定的危害。葉爾羌河流域徑流顯著增加，其中5 、6 月份徑流增加幅度最大，表現(xiàn)為汛期徑流有提前增大的趨勢，由于春末夏初正值用水高峰，有利于下游的農(nóng)業(yè)種植，可緩解部分年份的旱情。但據(jù)研究隨著氣候變暖，特別是冰川融化加劇、降水增加，葉爾羌河流域超標準洪水變率明顯增強，洪災次數(shù)增多，峰值增大。位于新疆南部地區(qū)的塔里木河流域是我國最大的內陸河流域, 主要以冰川融水和積雪融水補給為主, 冰川融水約占其總徑流的38.5%