巴里坤湖濕地水域面積動(dòng)態(tài)變化研究

曹相東deng

【摘 要】為促進(jìn)干旱區(qū)湖泊的可持續(xù)發(fā)展，選取1991、2001、2010年3期遙感影像數(shù)據(jù)（Iandsat TM/ETM），通過幾何校正等預(yù)處理，在地理信息系統(tǒng)平臺(tái)上對(duì)巴里坤湖區(qū)面積進(jìn)行水體判識(shí)與水域面積計(jì)算，探討湖泊動(dòng)態(tài)變化狀況。結(jié)果表明，巴里坤湖總水域面積在1991年為97.47km2，2001年湖泊面積為45.65km2，2010年36.18km2，湖泊水域面積萎縮，是氣候因素和人為因素共同作用的結(jié)果。

【關(guān)鍵詞】動(dòng)態(tài)變化；氣象因素；巴里坤湖

在內(nèi)陸干旱地區(qū)，湖泊是水、土壤和生物等生態(tài)要素在空間結(jié)構(gòu)上的有機(jī)耦合系統(tǒng)，是幾大圈層相互聯(lián)系的紐帶和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的交匯場(chǎng)所，也是地球上能流和物流最活躍的場(chǎng)所，同時(shí)是維系綠洲存在的決定性因素和生物多樣性的基本條件，也是防止土地沙漠化進(jìn)程的主要屏障[1-5]，往往決定著生態(tài)系統(tǒng)的演替過程和對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)湖泊萎縮、湖水污染及富營(yíng)養(yǎng)化已成為人類面臨的主要湖泊環(huán)境問題[6]。巴里坤湖水域干縮、湖區(qū)旱化和人類活動(dòng)頻繁嚴(yán)重影響了該區(qū)域生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。尤其是近年來，湖盆周圍的植被退化嚴(yán)重，不但破壞了湖區(qū)的生態(tài)環(huán)境，而且影響到湖泊資源的合理開發(fā)、利用和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展；研究湖泊水域面積和氣象因素的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)于制定湖泊資源保護(hù)政策與合理開發(fā)湖泊資源以及可持續(xù)利用有著重要的意義[7-9]。

1.研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)收集

1.1研究區(qū)概況

巴里坤湖（43°36′-43°43′N，92°43′-92°51′E）位于天山東段巴里坤山與北部莫?dú)J烏拉山之間的巴里坤盆地內(nèi)，東距巴里坤哈薩克自治縣城約18km（圖1）。巴里坤湖為盆地中的封閉性咸水湖，海拔1580m，河流大部分發(fā)源于巴里坤山北坡和北山南坡，年徑流量小，流程短促，主要依靠山地冰川和積雪融水進(jìn)行補(bǔ)給。巴里坤湖地區(qū)奇特的地形地貌，可以說是新疆地形特征的一個(gè)縮影。其氣候干燥，年降水量為202mm，而年蒸發(fā)量高達(dá)1638mm。湖內(nèi)盛產(chǎn)芒硝礦、鹽田且湖水中長(zhǎng)有被稱為“軟黃金”的水生生物鹵蟲（豐年蟲），均對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展起著非常重要的促進(jìn)作用。

1.2數(shù)據(jù)來源

本研究使用遙感影像和Google Earth地形圖兩類信息源。遙感影像來源于美國(guó)地質(zhì)勘探局（http：//glovis.usgs.gov/），空間分辨率均為30m的Landsat TM影像（1991年8月4日）、Landsat ETM+影像（2001年9月24日）和LandsatTM影像（2010年9月25日）。研究區(qū)域上空無云層覆蓋，影像質(zhì)量良好。在正常年份，該研究區(qū)湖泊的最高水位出現(xiàn)在7-8月份，但多年進(jìn)出湖水量基本平衡，水位變化非常平緩，水位的年平均變幅和多年平均變幅都較小，因此選用的資料，能夠反映本研究區(qū)主要湖泊的水域動(dòng)態(tài)變化。

2.分析與討論

2.1遙感影像分析

巴里坤湖總水域面積在1991年為97.47km2，年蒸發(fā)約1.86×103m3，年均降水量為191.2mm；周邊匯入的暴雨徑流約5×105m3[9]，小于維持這一面積需要的蒸發(fā)水量（見圖2）；1996年在巴里坤湖心修建人工土壩，將巴里坤湖分成東湖和西湖， 西湖湖面面積43km2，東湖湖面面積53km2， 隨著匯入東、西湖水量的減少，東湖湖面面積在2001年為45.65km2，比1991年縮小了51.82km2， 而到2010年，巴里坤湖水域面積僅剩36.18km2，比1991年縮小了61.29km2（見圖3與圖4）。因此，從遙感影像資料可以看出巴里坤湖水域面積在1981年來的近20年時(shí)間里總體呈現(xiàn)非常明顯的干縮趨勢(shì)。

3.結(jié)論與討論

3.1結(jié)論

近20a來，巴里坤湖地區(qū)年平均溫度呈現(xiàn)出較明顯的上升趨勢(shì)，巴里坤湖水量的主要補(bǔ)給源是西黑溝、東黑溝、紅山口溝及柳條河等較大河流，年徑流量為5.785×107m3[9]，年均氣溫持續(xù)上升的直接結(jié)果是冰雪融水量增加和冰川消退，1981-2010年的氣候傾向率為10.41℃·（10a）-1，1991年之后4年年均氣溫有所下降，此時(shí)年降水量有所增加，而1991-2001年湖泊面積干縮最為劇烈的時(shí)期，隨著巴里坤湖流域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口數(shù)量的增加，大量地開辟農(nóng)田、破壞林地等活動(dòng)，使巴里坤湖日趨干縮，并不斷加速。大面積草場(chǎng)被開發(fā)為“耕地”。加之在各條河流上修建水庫、不斷截流和抽取地下水，使得最終匯入巴里坤湖的地表、地下水補(bǔ)給大量減少，導(dǎo)致巴里坤湖濕地面積持續(xù)萎縮，到2010年僅剩約36.18km2。過量的放牧和礦產(chǎn)資源開發(fā)，也加速了湖區(qū)水域面積的減少。為增加芒硝礦產(chǎn)量， 1996年在巴里坤湖中心工修建土壩將巴里坤湖分成東湖和西湖，東湖湖面面積僅剩37km2，西湖已基本干涸[9]。

通過對(duì)1991-2010年近20年研究區(qū)氣象資料的總體分析，發(fā)現(xiàn)巴里坤湖水域面積的變化一方面受氣候變化的影響，另一方面受人為因素的影響，是氣象要素變化與人為作用共同作用的結(jié)果，因此，加強(qiáng)對(duì)巴里坤湖泊面積的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)湖泊水動(dòng)力學(xué)特性、水情變化和發(fā)展演變過程的及時(shí)有效調(diào)控具有一定的理論意義，同時(shí)對(duì)維護(hù)湖泊生態(tài)平衡，保護(hù)期生態(tài)環(huán)境亦具有巨大的現(xiàn)實(shí)意義。

3.2討論

以上僅對(duì)巴里坤湖水域面積和氣象因素的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)做了具體量化分析，并初步得到了巴里坤湖逐漸趨于干縮的可能原因。有關(guān)巴里坤湖水域面積動(dòng)態(tài)對(duì)氣象因素變化的定量響應(yīng)關(guān)系將陸續(xù)進(jìn)行深入的分析研究。

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