论文部分内容阅读
论文以干旱区内陆河流域典型区域-玛纳斯河流域为研究靶区,以绿洲环境演变过程中的关键过程—水资源利用为主线,利用历史文献记载、档案资料、实地监测和调查资料,并结合5期遥感影像解译数据,研究了近二千年来特别是近六十年来玛纳斯河流域绿洲的形成和演变过程,探讨近六十年来流域水资源利用和人工绿洲扩张过程的关系,分析绿洲扩张的特点以及耕地景观格局变化与绿洲扩张的关系,深入探讨绿洲扩张对社会经济和生态环境的影响,并对流域进行生态经济功能区划,在生态经济功能区划的基础上,明确各生态经济功能区的生态安全问题,针对不同分区的生态安全问题选取评价指标并赋予权重,建立流域生态安全评价指标体系,对流域不同生态经济功能分区进行生态安全评价和生态-经济风险性评估,对比和讨论两种评价方法及评价结果,探讨流域生态安全问题的原因,从水资源配置、产业优化政策方面提出玛纳斯河流域的生态补偿措施以及不同生态经济功能区的生态恢复对策,实现流域以水资源的可持续利用来支持社会经济和生态环境的可持续发展,形成流域生态经济功能区的良性互动模式。根据本文的研究,可以得出以下结论:
(1)近二千年玛纳斯河流域人工绿洲的形成和演变可以分为4个时期:17世纪以前是以牧为主的时期,流域人工绿洲仅呈星点分布在交通要道和军事据点;17世纪以后到1949年才进入半农半牧时期,流域人工绿洲呈小块状分布在河、泉引水方便之处;1949年以后玛纳斯河流域人工绿洲进入了以农为主时期,人工绿洲由小片连接成大片,扩大成新疆第四大绿洲群;20世纪70年代以后城市化时期,二、三产业迅速崛起,城镇绿洲不断扩大;
(2)根据绿洲发展演变与水资源开发程度和灌溉水平,将近六十年来以农为主时期和城市化时期细分为四个阶段:河道引水.低效灌溉阶段(1950-1958年)、地表水开发-渠库联合灌溉阶段(1958-1976年)、地表水与地下水联合利用.渠、库、井联合灌溉阶段(1976-1998年)和水资源高效利用.高效节水灌溉(膜下滴灌)阶段(1998-2008年),从四个阶段不同水利条件和灌溉水平下绿洲的规模可以看出水利建设和灌溉技术快速提高,人工绿洲的演变进程是与流域水资源利用水平紧密结合的;
(3)玛纳斯河流域绿洲扩张的特点有:人文因素对流域绿洲扩张有很大影响,屯垦移民在绿洲发展中起了重要作用,近六十年来人工绿洲面积快速成倍扩大,水利建设和节水灌溉起了关键作用,由于受到流域水资源的限制,今后绿洲的发展应从面积的扩大向质量的提高转变,大力提高绿洲生产力;
(4)近六十年流域耕地和绿洲分别以107.756km2/a和122.401km2/a的速度迅速增长,二者扩张的方向基本一致;耕地趋于集聚状态而导致景观破碎化、异质性减小,耕地景观格局的稳定性与复杂性呈上升趋势,流域绿洲内部的稳定性趋于增强;绿洲的快速扩张对社会产生一定推动作用的同时,也带来了一系列的环境问题;
(5)确定了玛纳斯河流域生态经济功能区划的基本原则、方法和思路;并以大地貌类型为单元,将玛纳斯河流域划分为3个一级生态经济功能区,然后根据中地貌条件、生态类型、经济结构及环境保护对策等,采用实地调查、专家讨论和模糊ISODATA聚类分析相结合的方法,将3个一级分区进一步划分为9个二级区,各个生态经济功能区的自然条件、生态和经济状况各不相同;
(6)根据生态经济功能分区的结果,对每个一级区和二级分区出现的生态安全问题进行了实地调查、典型样地监测和问卷调查,结合文献资料分析了每个区存在的生态问题;针对各区的特点和生态问题选取不同的评价指标并赋予权重,确定生态安全评价的指标体系,从对生态系统完整性以及对各种风险下维持其健康的可持续能力的识别和研判,以生态风险和生态安全差异分别构建了两个模型,分别为:生态-经济风险性评价指标模型Dj=(∑ni=1Zij*Mij)*(∑ni=1Cij*Nij)和生态不安全指数评价模型Dj=(∑ni=1Zij*Mij)*0.7+(∑ni=1Cij*Nij)*0.3;
(7)根据评价模型,对3个一级生态经济功能区和9个二级生态经济亚区分别进行了评价,同时讨论和对比了评价结果的差异:生态风险评价偏重于细节分析,某一个因素存在的潜在风险较大将可能导致生态系统的崩溃,而生态安全评价偏重于整体分析;
(8)从水资源开发利用、天然植被保护和荒漠化防治三方面提出了流域可持续发展的恢复对策措施;并从山地、绿洲和荒漠三大生态系统生态服务功能不同的角度提出采取“抓中间,补两头”的措施,在不破坏环境的前提下大力发展绿洲经济,担负起向生态服务区和生态受损区的补偿费用,发挥绿洲生态在流域生态系统中的核心作用:最后提出流域山地、绿洲和荒漠三大生态经济功能区的良性互动模式。
本研究对于丰富绿洲环境演变和流域生态安全研究具有一定的价值,同时也有助于指导当地的生态建设和恢复实践。