汪 洋，安沙舟

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院/新疆草地資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊　830052)

0　引 言

【研究意義】阿克蘇河流域深處歐亞大陸腹地，氣候干旱，沙漠與綠洲共存，是中國(guó)天山南坡水量最大的河流，也是目前塔里木河最大的水量補(bǔ)給來(lái)源，占塔里木河干流補(bǔ)給量的70%～80%[1,2]。在過(guò)去的半個(gè)多世紀(jì)，阿克蘇河灌區(qū)土地利用變化主要表現(xiàn)在開墾荒地和擴(kuò)大綠洲過(guò)程中。水土資源的開發(fā)和綠洲面積的不斷擴(kuò)大，加大了水資源壓力，流域內(nèi)水問(wèn)題日趨突出，水資源開發(fā)過(guò)程中的生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的矛盾日益尖銳，并已嚴(yán)重阻礙了流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展。灌區(qū)水資源合理配置不僅是流域發(fā)展面臨的問(wèn)題，也是國(guó)家塔河綜合規(guī)劃和新時(shí)期絲綢之路生態(tài)建設(shè)亟待解決的問(wèn)題，對(duì)西部干旱區(qū)綠洲的環(huán)境演變和可持續(xù)發(fā)展研究具有現(xiàn)實(shí)意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】土地利用變化作為當(dāng)今全球變化研究的核心內(nèi)容之一，不僅可以反映人類活動(dòng)造成的影響和程度，同時(shí)也對(duì)水循環(huán)過(guò)程有著重要影響[3,4]。在流域尺度上，土地利用/覆被變化主要包括植被變化、農(nóng)業(yè)開發(fā)活動(dòng)以及道路建設(shè)、城鎮(zhèn)化等[5-7]，也是導(dǎo)致流域水資源供需關(guān)系變化的主要原因[8]，同時(shí)也是影響流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)安全的重要因素。Harding等[9,10]在土地利用變化背景下研究了北美地區(qū)灌溉對(duì)水量平衡的影響，發(fā)現(xiàn)灌溉引起的降水遠(yuǎn)小于灌溉導(dǎo)致的蒸發(fā)。而在中國(guó)西北最大內(nèi)陸河流域塔里木河流域，蒸散發(fā)在氣候變化和農(nóng)業(yè)灌溉的雙重作用下不同季節(jié)差異很大，徑流的散失和消耗也在綠洲水文過(guò)程扮演者重要角色[11-13]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前針對(duì)流域灌區(qū)土地利用與耗水量關(guān)系研究較少，徑流的消耗只是定性地認(rèn)為是人類灌溉活動(dòng)的影響[14,15]，對(duì)土地利用變化的分析以及這種變化下與耗水量關(guān)系研究是制定有效節(jié)水政策和水資源合理配置的基礎(chǔ)[16-17]?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】結(jié)合2000～2014年TM遙感資料和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)阿克蘇河流域灌區(qū)土地類型進(jìn)行解譯，從土地利用視角探討灌區(qū)內(nèi)土地利用變化與耗水量之間的關(guān)系，并分析灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水增加土壤含水量變化與灌區(qū)內(nèi)淺根系植被死亡，中、低覆蓋草地面積退化問(wèn)題，為干旱區(qū)水土資源的開發(fā)利用和生態(tài)建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材 料

1.1.1研究區(qū)概況

阿克蘇河流域位于歐亞大陸深處，是塔里木河的主要源流之一，氣候干燥，蒸發(fā)量大，降水稀少，氣候變化劇烈。阿克蘇河流域灌區(qū)是我國(guó)西北干旱區(qū)內(nèi)陸河流域典型的荒漠區(qū)大型人工綠洲，位于塔里木盆地北緣阿克蘇至阿拉爾一帶，行政區(qū)域上屬于阿克蘇市、烏什縣、溫宿縣、阿瓦提縣和阿拉爾市，光熱資源豐富，年均降水量44.7 mm，灌區(qū)經(jīng)濟(jì)以農(nóng)業(yè)為主。阿克蘇河流域由五大灌區(qū)組成，即：塔里木河灌區(qū)、庫(kù)瑪拉克河灌區(qū)、托什干河烏什灌區(qū)、托什干河溫宿灌區(qū)和阿克蘇河灌區(qū)。圖1

圖1阿克蘇河流域示意
Fig.1Sketch map of the Aksu River basin

1.1.2數(shù)據(jù)來(lái)源

(1)遙感數(shù)據(jù)來(lái)源于美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局網(wǎng)站(http://earthexplorer.usgs.gov/)，選取的是2000年和2014年覆蓋阿克蘇河流域的Landsat TM遙感影像，結(jié)合阿克蘇河流域植被特點(diǎn)，選取成像時(shí)間為8至9月的遙感影像(空間分辨率為30 m)，在圖像獲取上盡量達(dá)到一致；(2)屬性數(shù)據(jù)源于《新疆輝煌50年》、《阿克蘇統(tǒng)計(jì)年鑒》以及《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》(2000～2014)；(3)土壤含水量數(shù)據(jù)三是利用遙感技術(shù)和全球陸面數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)(GLDAS)，結(jié)合氣溫、氣壓、濕度和風(fēng)速的融合，運(yùn)用驅(qū)動(dòng)CLM3.5模式進(jìn)行計(jì)算，得到0～10 cm、10～40 cm、40～100 cm、100～200 cm四層土層的含水量數(shù)據(jù)。

1.2方 法

1.2.1土地利用動(dòng)態(tài)度

該指標(biāo)反映了某一土地類型在一定時(shí)間序列下的變化情況，并在一定程度上能夠預(yù)測(cè)未來(lái)土地利用變化趨勢(shì)[18,19]。其表達(dá)式為：

(1)

式中：K為某一地類在研究時(shí)段內(nèi)的動(dòng)態(tài)度，Ua、Ub分別表示研究時(shí)段起始與末尾時(shí)段某一地類的數(shù)量；T表示研究時(shí)間長(zhǎng)度，當(dāng)T為某一年時(shí)段時(shí)，K表示該年份某一土地類型的年變化率。

1.2.2土地利用程度綜合指數(shù)

該指數(shù)可以反映某一區(qū)域內(nèi)土地利用程度變化趨勢(shì)，對(duì)土地利用程度的深度進(jìn)行定量化描述。通常將土地利用類型分為4級(jí)，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)6種地類分別賦值。其表達(dá)式為：

(2)

式中：L為土地利用程度綜合指數(shù)；Ai為區(qū)域內(nèi)第i級(jí)土地利用程度分級(jí)指數(shù)；Pi為區(qū)域內(nèi)第i種土地類型所占比例，n為土地利用程度分級(jí)數(shù)。土地利用分級(jí)指數(shù)如下表[20]。表1

表1土地利用類型分級(jí)指數(shù)
Table1Land-use type and land-use grades

未利用地Unusedland林地、草地、水體Forestland、Grassland、Waterbody農(nóng)耕用地Cultivatedland建筑用地Constructionland指數(shù)Index1234

1.2.3土地利用結(jié)構(gòu)信息熵與均衡度

信息熵在物理學(xué)中作為某一系統(tǒng)復(fù)雜性和均衡性的測(cè)量[21]。熵值越高，系統(tǒng)有序程度越低，越不穩(wěn)定。土地利用結(jié)構(gòu)信息熵(H)可以充分反映一定時(shí)期各種土地類型的有序程度。表達(dá)式為：

(3)

在不同的土地利用分類體系下計(jì)算出來(lái)的信息熵并不具備嚴(yán)格的可比性，因此引入均衡度進(jìn)行對(duì)比。土地利用結(jié)構(gòu)均衡度是在信息熵函數(shù)基礎(chǔ)上構(gòu)建的反映土地利用結(jié)構(gòu)均衡性的量值。

(4)

式中：E代表土地利用結(jié)構(gòu)均衡度，E∈[0，1]，E值越大，均衡性越強(qiáng)。m表示土地利用類型數(shù)量、Pi表示第i類土地利用類型的面積比例。

1.2.4精度驗(yàn)證

采用混淆矩陣法對(duì)遙感解譯精度進(jìn)行驗(yàn)證。研究中以阿克蘇河流域灌區(qū)為基礎(chǔ)，于8～9月在野外使用GPS提取180個(gè)隨機(jī)點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證混淆矩陣，包括耕地、草地、林地、水體、未利用地和建設(shè)用地；通過(guò)野外實(shí)地調(diào)研以及Google Earth影像的對(duì)比結(jié)果，對(duì)所有土地類型進(jìn)行逐一檢驗(yàn)。結(jié)果表明，阿克蘇河流域灌區(qū)耕地的分類精度達(dá)89.6%，草地分類精度為88.3%，建設(shè)用地和水域的分類精度分別達(dá)91.4%和90.7%，未利用地精度達(dá)85.2%，林地為87.3%，Kappa系數(shù)為0.86，符合研究要求。

2　結(jié)果與分析

2.1阿克蘇河灌區(qū)土地利用/覆被變化

2.1.1土地利用/覆被變化遙感解譯

研究表明，2000年與2014年相比，阿克蘇河流域灌區(qū)土地利用變化十分顯著。其中，耕地、林地及建筑用地面積變化最為明顯，都呈現(xiàn)出擴(kuò)張趨勢(shì)，而草地面積逐漸退化，尤其是中、低覆蓋草地面積下降幅度最大，水體和未利用地面積也出現(xiàn)大幅下降。過(guò)去15 a中，灌區(qū)耕地面積以159.8 km2/年的速度增加，阿克蘇河流域五大灌區(qū)耕地面積分別表現(xiàn)出不同程度擴(kuò)張，以塔里木河灌區(qū)變化最為明顯，15 a來(lái)耕地面積增加71.6%，以66.1 km2/年的速度增長(zhǎng)；托什干河烏什灌區(qū)次之，耕地面積擴(kuò)張55.25%，平均每年增長(zhǎng)18.7 km2；托什干河溫宿灌區(qū)增幅最小，2014年比2000年耕地面積僅增加了25.53%，平均每年增長(zhǎng)4.62 km2。2000～2014年阿克蘇河流域灌區(qū)林地面積共增長(zhǎng)171.53 km2，增長(zhǎng)率達(dá)60.1%，主要分布于阿克蘇河灌區(qū)；此外，建筑用地面積增加了181.58 km2，增幅最快的在塔里木河灌區(qū)，達(dá)到165%；未利用地面積有所減少，減幅為50.53%；另外隨著耕地面積的大幅擴(kuò)張，對(duì)水資源的不合理利用導(dǎo)致水體面積減少50.4%；中、低覆蓋草地面積主要轉(zhuǎn)化為耕地，中覆蓋草地的減少主要集中在托什干河烏什灌區(qū)，減少115.5 km2；而阿克蘇河灌區(qū)低覆蓋草地減少最為明顯，平均每年減少22.8 km2。圖2

圖22000～2014年阿克蘇河流域灌區(qū)土地利用/覆被變化
Fig.2Land use/cover change in the irrigation land in Aksu River basin in 2000-2014

2.1.2土地利用動(dòng)態(tài)度

在過(guò)去的15 a間(2000～2014年)，耕地、高覆蓋草地、林地及居工用地土地利用擴(kuò)張趨勢(shì)明顯，動(dòng)態(tài)度分別為7%、18.25%、9.02%和12.04%；中覆蓋草地(-3.55%)、低覆蓋草地(-4.83%)、灌木(-12.55%)、水體(-5.03%)及未利用地(-5.04%)動(dòng)態(tài)度出現(xiàn)負(fù)值，這反映2000年以來(lái)這些土地類型都呈現(xiàn)不同程度的減少趨勢(shì)。其中，耕地?cái)U(kuò)張最為顯著，近15 a增加了2 316.67 km2，且在各大灌區(qū)都表現(xiàn)為明顯增加趨勢(shì)；各灌區(qū)隨著農(nóng)牧業(yè)與種植業(yè)的快速發(fā)展，大量草地及未利用地被開墾為耕地。其中，低覆蓋草地和中覆蓋草地面積分別減少明顯，分別為612.76 km2和171.08 km2。水體面積減少了239.66 km2。同時(shí)，隨著城市化建設(shè)的進(jìn)行，灌區(qū)內(nèi)居工用地?cái)U(kuò)張了181.58 km2。表2

表22000～2014年阿克蘇河灌區(qū)土地利用動(dòng)態(tài)度
Table2Land use dynamic index of Aksu River basin during 2000-2014

耕地Cultivatedland(km2)低覆蓋草地Lowvegetationcovergrassland(km2)中覆蓋草地Lowvegetationcovergrassland(km2)高覆蓋草地Highvegetationcovergrassland(km2)灌木Shrub(km2)林地Forestland建筑用地Constructionland水體Waterbody未利用地Unusedland20004967 091902 45723 00765 33141 27285 32226 16714 933205 1620147283 751289 69551 92125 06311 27456 86407 74475 272129 16Ua-Ub2316 67-612 76-171 08-640 26169 99171 53181 58-239 66-1076K(%)7-4 83-3 55-12 5518 259 0212 04-5 03-5 04

2.1.3灌區(qū)穩(wěn)定性

根據(jù)2000和2014年研究區(qū)2期土地類型數(shù)據(jù)，結(jié)合信息熵(公式3)和均衡度(公式4)對(duì)阿克蘇河灌區(qū)穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果顯示，過(guò)去15年間土地利用信息熵整體呈下降趨勢(shì)，由2000年的1.69下降至2014年的1.47，這某種程度上反映這一時(shí)期研究區(qū)土地利用系統(tǒng)逐漸趨向于有序化，耕地和中、低覆草地面積的變化是影響這一結(jié)果的主要因素。而均衡度的變化趨勢(shì)也呈現(xiàn)出下降狀態(tài)，由2000年的0.77下降到2014年的0.67，15 a間減少為14.9%，充分說(shuō)明這一時(shí)期阿克蘇河流域灌區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)的不均衡程度逐漸加大，各土地類型之間的面積分布均衡性有所下降。阿克蘇河流域灌區(qū)耕地面積擴(kuò)大的同時(shí)，林果業(yè)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)林等行業(yè)得到了有效擴(kuò)充，這也提升了土地生產(chǎn)力，表現(xiàn)出整個(gè)灌區(qū)區(qū)域相對(duì)穩(wěn)定，但土地利用結(jié)構(gòu)的均衡性日益減弱。

2.2耕地?cái)U(kuò)張?jiān)斐傻墓喔扔盟吭黾?/p>

近15 a阿克蘇河流域灌區(qū)水資源消耗變化波動(dòng)明顯，但總體呈上升趨勢(shì)。多年來(lái)庫(kù)瑪拉克河灌區(qū)和托什干河溫宿灌區(qū)灌溉用水始終處于上升態(tài)勢(shì)，阿克蘇河灌區(qū)、塔里木河灌區(qū)和托什干河烏什灌區(qū)灌溉用水量在2005年出現(xiàn)小幅下降，但在2010年后迅速上升。其中，庫(kù)瑪拉克河灌區(qū)各年度灌溉用水量增幅最為明顯，阿克蘇河灌區(qū)2014年灌溉用水量最大，托什干河烏什灌區(qū)2005年灌溉用水量最小，五大灌區(qū)整體均出現(xiàn)上升趨勢(shì)。圖3

圖3各源流區(qū)耕地灌溉用水量
Fig.3Farming irrigation water volumes in the Aksu River irrigated region

灌區(qū)耗水量增加與耕地面積的迅速擴(kuò)大密切相關(guān)。通過(guò)對(duì)2000年后大規(guī)模農(nóng)墾活動(dòng)以來(lái)阿克蘇河流域各灌區(qū)耕地變化情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可知，阿克蘇河灌區(qū)為主要墾區(qū)，2014年面積達(dá)2 404.1 km2；塔里木河灌區(qū)和庫(kù)瑪拉克河灌區(qū)耕地面積次之，分別為2 214.7和1 536.11 km2，其中塔里木河灌區(qū)增幅最大。近15 a阿克蘇河流域灌區(qū)中大規(guī)模的耕地?cái)U(kuò)張往往意味著更多水資源的消耗，此外灌溉用水量增加幅度較高的灌區(qū)通常也伴隨著更多資源的開發(fā)與利用。各灌區(qū)耗水量與耕地面積在2000年后日益增加，這與當(dāng)?shù)貐^(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展實(shí)施政策密切相關(guān)[22]。表3

表32000～2014年阿克蘇河各灌區(qū)耕地面積變化
Table3Change of cultivated land areas in the irrigation land in Aksu River basin during 2000-2014

灌區(qū)名稱Irrigationname現(xiàn)狀面積Currentarea(km2)變化面積Changearea(km2)20002014變化量變化幅度(%)阿克蘇河灌區(qū)AksuRiverirrigatedarea1882 052404 10522 0527 7塔里木河灌區(qū)TarimRiverirrigatedarea1290 652214 70924 0571 6庫(kù)瑪拉克河灌區(qū)Kumarirrigatedarea1015 231536 11520 8851 3托什干河烏什灌區(qū)WushiirrigatedareainTuoshikanriver507 35787 66280 3155 2托什干河溫宿灌區(qū)WensuirrigatedareainTuoshikanriver271 81341 1969 3825 5

阿克蘇河流域各灌區(qū)耕地?cái)U(kuò)張與水資源利用程度密切相關(guān)。近15 a來(lái)，阿克蘇河灌區(qū)分布著地表水充足的地區(qū)，其中有干渠17條、支渠123條，因此通過(guò)消耗大量水資源來(lái)實(shí)現(xiàn)耕地的擴(kuò)張；塔里木河灌區(qū)地表水資源消耗量變化不大，這主要與塔里木河灌區(qū)大量開采地下水有關(guān)，機(jī)井?dāng)?shù)量由1998年的111眼提高到目前的1 757眼，地下水開采量由2000年的2.24×108m3提高到2014年的3.06×108m3；庫(kù)瑪拉克灌區(qū)在大量水資源的消耗下，通過(guò)興修水利設(shè)施逐漸擴(kuò)大耕地規(guī)模；托什干河溫宿灌區(qū)未利用地所占比例最大，相對(duì)遜色的土壤質(zhì)地與結(jié)構(gòu)導(dǎo)致這一區(qū)域耕地規(guī)模變化不明顯；而托什干河烏什灌區(qū)分布著最少的灌溉耗水量，也導(dǎo)致耕地總面積也受到一定限制。

2.3不同深度的土壤含水量變化

在過(guò)去15 a間(2000～2014年)，阿克蘇河流域灌區(qū)的土壤含水量呈現(xiàn)明顯減少趨勢(shì)，尤其以淺層土壤水分的減少最為顯著，隨土壤深度增加，土壤水分具有滯后延遲變化特征。0～10 cm土層含水量以-24.38 kg/m2/年的速率減少(圖4a)，10～40 cm土層含水量以-3.89 kg/m2/年的速率減少(圖4b)，40～100 cm土層含水量以-1.0 kg/m2/年的速率減少(圖4c)，100～200 cm土層含水量以-0.1 kg/m2/年的速率略微減少，深層土層土壤含水量下降趨勢(shì)不明顯，其中阿克蘇河灌區(qū)和塔里木河灌區(qū)西南部有略微增加的趨勢(shì)(圖4d)。圖4

圖42000～2014年不同土層土壤含水率變化
Fig.4Changes of soil moisture content in the different layers in 2000-2014

研究表明，在過(guò)去的15 a間，阿克蘇河灌區(qū)、塔里木河灌區(qū)以及庫(kù)瑪拉克河灌區(qū)的地下水位分別下降了2.75、0.89和1.06 m。土壤含水量的降低，導(dǎo)致一些淺根系荒漠植物會(huì)因干旱脅迫死亡，加速干旱區(qū)荒漠化過(guò)程，致使以荒漠為主體的生態(tài)系統(tǒng)更為脆弱，中、低覆蓋度的草地面積大幅下降。在干旱化日趨加劇的背景下，干旱區(qū)生產(chǎn)、生態(tài)、生活用水問(wèn)題更加突出，荒漠化風(fēng)險(xiǎn)加劇，水資源開發(fā)利用過(guò)程中經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的矛盾更加尖銳[23-25]。

3　討 論

隨著阿克蘇河流域灌區(qū)農(nóng)業(yè)活動(dòng)范圍不斷擴(kuò)大，水資源消耗量也隨之增大。在干旱區(qū)，土壤水分是連接水文過(guò)程和植被動(dòng)態(tài)最為關(guān)鍵的因子，土壤水分由降水、植被截留、下滲、蒸發(fā)蒸騰、地表徑流、土壤側(cè)滲及地下水埋深等綜合水文因素決定，同時(shí)也與人類開發(fā)活動(dòng)密切聯(lián)系著。阿克蘇河流域灌區(qū)土壤含水量變化與氣候變暖和人類開發(fā)活動(dòng)密切相關(guān)。研究結(jié)果顯示，在過(guò)去半個(gè)多世紀(jì)，天山地區(qū)的氣溫上升速率高達(dá)0.34℃/10 a，尤其1998年以來(lái)，天山地區(qū)的氣溫出現(xiàn)了驟然升高、且一直處于高位震蕩態(tài)勢(shì)[26]。溫度的升高打破了原有的自然平衡，并加大了平原荒漠區(qū)的植被蒸騰和土壤水分的耗散[27]。不僅如此，滴管技術(shù)的大面積推廣應(yīng)用，改變了灌區(qū)水分運(yùn)移過(guò)程，大大減少了灌區(qū)灌溉水的運(yùn)移量。加之超采地下水，造成地下水位大幅下降，土壤含水量降低?？娏璧萚28]針對(duì)不同土地利用類型土壤水分的變化特征，對(duì)不同土地利用方式土壤水分的季節(jié)變化和蓄水特征進(jìn)行了綜合對(duì)比。呂文等[29]為了評(píng)估流域土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)水量調(diào)節(jié)能力的影響，從生態(tài)水文的新角度來(lái)管理流域水資源。但是，目前針對(duì)干旱區(qū)內(nèi)陸河流域，尤其是流域灌區(qū)典型綠洲-荒漠復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的土地利用及耗水量關(guān)系研究還很缺乏。在空間尺度上研究了阿克蘇河流域灌區(qū)土地利用/覆被變化程度，并通過(guò)對(duì)不同深度土壤含水量的變化發(fā)現(xiàn)土壤含水量的降低會(huì)導(dǎo)致淺根系植物死亡以及中、低覆蓋度的草地面積大幅下降，加大了水資源開發(fā)利用過(guò)程中經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的矛盾。

4　結(jié) 論

4.12000～2014年間，阿克蘇河流域灌區(qū)土地利用/覆被發(fā)生了巨大變化，以耕地的顯著增加和中、低覆蓋度草地的減少最為明顯。其中塔里木河灌區(qū)耕地變化最為明顯，15 a來(lái)耕地面積增加71.6%，以66.1 km2/年的速度增長(zhǎng)，阿克蘇河灌區(qū)低覆蓋草地減少最為明顯，平均每年減少22.8 km2。

4.2阿克蘇河流域灌區(qū)土地利用程度指數(shù)呈上升趨勢(shì)。信息熵和均衡度都呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，而耕地和中、低覆草地面積的變化是影響這一結(jié)果的主要因素。這一方面說(shuō)明研究區(qū)土地利用系統(tǒng)逐漸趨向于有序化，另一方面土地利用結(jié)構(gòu)均衡性日趨減弱。

4.3耕地?cái)U(kuò)張影響著需水量變化，近15a阿克蘇河流域灌區(qū)耕地?cái)U(kuò)張導(dǎo)致更多的水資源量消耗，灌溉用水量增加幅度較高的灌區(qū)通常也伴隨著更多資源的開發(fā)與利用。五大灌區(qū)灌溉用水皆處于上升態(tài)勢(shì)，阿克蘇河灌區(qū)灌溉耗水量增加最大。

4.4過(guò)去15 a灌區(qū)土壤含水量(0～10 cm、10～40 cm、40～100 cm、100～200 cm四層土層)呈現(xiàn)明顯減少趨勢(shì)，尤其以淺層土壤水分的減少最為顯著。土壤含水量的降低，導(dǎo)致平原荒漠區(qū)一些淺根系荒漠植物會(huì)因干旱脅迫死亡，荒漠化風(fēng)險(xiǎn)加劇，生態(tài)隱憂加大。

參考文獻(xiàn)(References)

[1] 陳亞寧.新疆塔里木河流域生態(tài)保護(hù)與可持續(xù)管理[M].北京：科學(xué)出版社，2015.

CHEN Ya-ning.(2015).EcologicalProtectionandSustainableManagementoftheTarimRiverBasin[M]. Beijing：Science Press.(in Chinese)

[2] Chen, Y., Li, Z., Fan, Y., Wang, H., & Deng, H. (2015). Progress and prospects of climate change impacts on hydrology in the arid region of northwest china.EnvironmentalResearch, (139): 11-19.

[3] 朱磊，張麗，王新軍.近40 a瑪納斯河流域典型土地利用變化特征與趨勢(shì)分析[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，53(10)：1 914-1 922.

ZHU Lei，ZHANG Li. WANG Xin-jun. (2016). Process，status and trend of typical Land Use/Cover change in Manas River basin from 1976-2015 [J].XinjiangAgriculturalSciences，53(10)：1,914-1,922.(in Chinese)

[4] Bronstert, A., Niehoff, D., & Bürger, G. (2002). Effects of climate and land‐use change on storm runoff generation: present knowledge and modelling capabilities.HydrologicalProcesses, 16(2): 509-529.

[5] Wang, Y., Chen, Y., Ding, J., & Fang, G. (2015). Land-use conversion and its attribution in the kaidu-kongqi river basin, china.QuaternaryInternational: 380-381, 216-223.

[6] Wang, Y., Chen, Y., & Li, Z. (2014). The spatial coupling of land use change and its environmental effects on bosten lake basin, xinjiang.FreseniusEnvironmentalBulletin, 23(10A): 2,627-2,635.

[7] Maimaitijiang, M., Ghulam, A., Sandoval, J. S. O., & Maimaitiyiming, M. (2015). Drivers of land cover and land use changes in st. louis metropolitan area over the past 40 years characterized by remote sensing and census population data.InternationalJournalofAppliedEarthObservation&Geoinformation, 35(3): 161-174.

[8] 史培軍，宮鵬，李曉兵，等.土地利用/土地覆蓋變化研究的方法與實(shí)踐[M].北京：科學(xué)出版社，2000.

SHI Pei-jun，GONG Peng，LI Xiao-bing，et al.(2000).MethodsandPracticesofLandUse/CoverChange[M]. Beijing：Science Press.(in Chinese)

[9] Harding, K. J., & Snyder, P. K. (2012). Modeling the atmospheric response to irrigation in the great plains. part i: general impacts on precipitation and the energy budget.JournalofHydrometeorology, 13(6): 1,667-1,686.

[10] Harding, K. J., & Snyder, P. K. (2012). Modeling the atmospheric response to irrigation in the great plains. part i: general impacts on precipitation and the energy budget.JournalofHydrometeorology, 13(6): 1,667-1,686.

[11] 雷志棟，胡和平，楊詩(shī)秀，等.塔里木盆地綠洲耗水分析[J].水利學(xué)報(bào)，2006，37(12)：1 470-1 475.

LEI Zhi-dong，HU He-ping，YANG Shi-xiu，et al.(2006) Analysis on water consumption in oases of the Tarim basin [J].JournalofHydraulicEngineering，37(12)：1,470-1,475.(in Chinese)

[12] 胡和平，湯秋鴻，雷志棟，等.干旱區(qū)平原綠洲散耗型水文模型-I模型結(jié)構(gòu)[J].水科學(xué)進(jìn)展，2004，15(2)：140-145.

HU He-ping，TANG Qiu-hong，LEI Zhi-dong，et al.(2004) Runoff-evaporation hydrological model for arid plain oasis，I，the model structure [J].AdvancesinWaterScience，15(2)：140-145.(in Chinese)

[13] 韓松俊，胡和平，楊大文，等.塔里木河流域山區(qū)和綠洲潛在蒸散發(fā)的不同變化及影響因素[J].中國(guó)科學(xué)E輯：技術(shù)科學(xué)，2009，39(8)：1 375-1 383.

HAN Song-jun，HU He-ping，YANG Da-wen，et al.(2009) Variations of potential evapotranspiration and its influencing factors in the mountains and oasis regions in the Tarim River basin [J].ScienceinChinaSeriesETechnologicalSciences，39(8)：1,375-1,383.(in Chinese)

[14] Chen, Y. (2014).WaterResourcesResearchinNorthwestChina. Springer Netherlands.

[15] 王則玉，謝香文，劉國(guó)宏，等.干旱區(qū)綠洲滴灌成齡棗樹耗水規(guī)律及作物系數(shù)[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，52(4)：675-680.

WANG Ze-yu，XIE Xiang-wen，LIU Guo-hong，et al.(2015) Jujube drip irrigation water consumption and its crop coefficient in oasis of arid areas [J].XinjiangAgriculturalSciences，52(4)：675-680.(in Chinese)

[16] Li, Z., Chen, Y., Shen, Y., Liu, Y., & Zhang, S. (2013). Analysis of changing pan evaporation in the arid region of northwest china.WaterResourcesResearch, 49(4): 2,205-2,212.

[17] Gowda, P. H., Chavez, J. L., Colaizzi, P. D., Evett, S. R., Howell, T. A., & Tolk, J. A. (2008). Et mapping for agricultural water management: present status and challenges.IrrigationScience, 26(3): 223-237.

[18] 朱會(huì)義，李秀彬.關(guān)于區(qū)域土地利用變化指數(shù)模型方法的討論[J].地理學(xué)報(bào)，2003，58(5)：643-650.

ZHU Hui-yi，LI Xiu-bin. (2003). Discussion on the index method of regional land use change [J].ActaGeographicaSinica，58(5)：643-650.(in Chinese)

[19] 何書金，王秀紅，鄧祥征，等.中國(guó)西部典型地區(qū)土地利用變化對(duì)比分析[J].地理研究，2006，25(1)：79-86.

HE Shu-jin，WANG Xiu-hong，DENG Xiang-zheng.(2006). Analysis on influencing factors of land use change in three typical areas of western China [J].GeographicalResearch，25(1)：79-86.(in Chinese)

[20] 劉紀(jì)遠(yuǎn).中國(guó)資源環(huán)境遙感宏觀調(diào)查與動(dòng)態(tài)研究[M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，1996.

LIU Ji-yuan. (1996).MacroinvestigationanddynamicresearchonremotesensingofresourcesandenvironmentinChina[M]. Beijing：China Science and Technology Press.(in Chinese)

[21] Prigogine I. (1984).OrderoutofChaos：Man'sNewDialoguewithNature[M]. New York：Random House.

[22] 樊自立，吳世新，吳瑩，等.新中國(guó)成立以來(lái)的新疆土地開發(fā)[J].自然資源學(xué)報(bào)，2013，28(5)：713-720.

FAN Zi-li，WU Shi-xin，WU Ying.(2013). The land reclamation in Xinjiang since the founding of new China [J].JournalofNaturalResources，28(5)：713-720.(in Chinese)

[23] Zhang, K. X., Pan, S. M., Zhang, W., Xu, Y. H., Cao, L. G., & Hao, Y. P., et al. (2015). Influence of climate change on reference evapotranspiration and aridity index and their temporal-spatial variations in the yellow river basin, china, from 1961 to 2012.QuaternaryInternational, s 380-381: 75-82.

[24] Huang, J., Yu, H., Guan, X., Wang, G., & Guo, R. (2016). Accelerated dryland expansion under climate change.NatureClimateChange, 6(2):166-171.

[25] Cook, B. I., Smerdon, J. E., Seager, R., & Coats, S. (2014). Global warming and 21 st, century drying.ClimateDynamics, 43(9-10): 2,607-2,627.

[26] 陳亞寧，李稚，范煜婷，等.西北干旱區(qū)氣候變化對(duì)水文水資源影響研究進(jìn)展[J].地理學(xué)報(bào)，2014，69(9)：1 295-1 304.

CHEN Ya-ning，LI Zhi，F(xiàn)AN Yu-ting，et al. (2014). Research progress on the impact of climate change on water resources in the arid region of northwest China [J].ActaGeographicaSinica，69(9)：1,295-1,304.(in Chinese)

[27] Chen, Y., Li, W., Deng, H., Fang, G., & Zhi, L. (2016). Changes in central asia's water tower: past, present and future.ScientificReports, 6: 354-358.

[28] 繆凌，董建國(guó)，汪有科，等.黃土丘陵區(qū)不同土地利用類型下的深層土壤水分變化特征[J].水土保持研究，2016，23(2)：13-18.

MIU Ling，DONG Jian-guo，WANG You-ke，et al. (2016). Soil water in deep layers under different land use patterns in the Loess Hilly and Gully region [J].ResearchofSoilandWaterConservation，23(2)：13-18.(in Chinese)

[29] 呂文，楊桂山，萬(wàn)榮榮.太湖流域近25年土地利用變化對(duì)生態(tài)耗水時(shí)空格局的影響[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2016，25(3)：445-452.

LV Wen，YANG Gui-shan，WAN Rong-rong .(2016). Impact of land use changes on spatial-temporal pattern of ecological water consumption in Taihu Lake basin in resent 25years [J].ResourcesandEnvironmentintheYangtzeBasin，25(3)：445-452.(in Chinese)