中國網/中國發展門戶網訊 中國東南干旱區系指賀蘭山—烏鞘嶺以西，祁連山–昆侖山以北，包含新疆和河西走廊地區的廣年夜東南內陸干旱區，約占中國國土面積的1/4（圖1）；該區域以山地、荒涼為主體，荒涼、沙漠面積約占全國的80%。東南干旱區遠離陸地，氣候干燥，降水稀疏，多年均勻降水量約為156.36 mm；此中，南疆塔里木盆地的多年均勻降水僅為74.2 mm。東南干旱區是我國資源型缺水最嚴重的區域，水資源總量約995.57×108 m3，僅占全國的3.46％，是世界上最干旱的地區之一。同時，東南干旱區還存在工程型缺水、結構型缺水和治理型缺水，水資源缺乏是制約東南干旱區社會經濟發展的最關鍵天然原因。
東南干旱區以山、盆相間的地貌格式、山地-綠洲-荒涼復合生態系統為基礎特點，水是連接山地-綠洲-荒涼三年夜生態系統的紐帶。山區降水較豐沛，并發育有年夜面積現代冰川，冰川融水約占東南干旱區地表總徑流的25%以上，在河川徑流構成和穩定方面起著舉足輕重的感化；平原區以荒涼為主體，氣候干旱，植被稀少，生態環境極端懦弱，生產、生涯、生態用水牴觸凸起；人工綠洲面積缺乏10%，但承載了約98%的生齒并生產了95%的國內生產總值（GDP），是東南干旱區人類活動和經濟社會發展的重要載體。
全球變熱對東南干旱區水資源和生態系統產生了主要影響。氣候變化惹起的山區冰川/積雪變化和水循環過程改變，加劇了東南干旱區關鍵包養行情水文要素變率和水資源供給的不確定性，導致東南干旱區綠洲經濟與荒涼生態兩年夜系統的水資源牴觸加倍凸起。若何實現東南干旱區水-經濟-生態協同發展，保證區域水、生態平安，是“絲綢之路經濟帶”建設的關鍵地點。本文基于野外實地調查及國家公開發布的公報數據，系統剖析了東南干旱區水資源與生態環境基礎特征，提醒了氣候變化佈景下東南干旱區冰川、積雪水資源潛力，探討了水資源承載力及供需水風險，提出了水資源可持續應用和生態環境保護建議，旨在為推進綠色“絲綢之路經濟帶”建設、實現區域經濟社會高質量發展供給科技支撐。
東南干旱區水資源與生態環境變化
氣候要素變化
氣溫、降水變化。東南干旱區氣候水文要素對氣候變化響應非常敏感。基于東南干旱區123個氣象觀測站資料剖析，1960—2020年，東南干旱區的氣溫整體呈上升趨勢，并且上升速度明顯高于全國（0.25℃/10年—0.29℃/10年）和全球均勻程度（0.13℃/10年）。尤其在1998年，東南干旱區出現了“躍動式”升溫，年均勻氣溫由1960—1997年的7.50℃，降低至1998—2021年的8.63℃（圖2），升溫后較升溫前的均勻氣溫降低了1.13℃。與此同時，東南干旱區的降水量也以9.32 mm/10年的速度呈明顯增添趨勢，約96%的站點（118個）降水量呈增添變化，僅有5個站點的降水量呈降落變化，且降水變化速度具有明顯的空間差異性；此中，北疆地區的降水增添量明顯高于南疆和河西走廊地區（圖3）。北疆降水量以11.26 mm/10年的速度增添，南疆和河西走廊地區降水量的增添速度分別為7.47 mm/10年和7.7 mm/10年。
潛在蒸散發變化。氣溫降低導致東南干旱區蒸發才能加年夜。1960—2020年，東南干旱區潛在蒸散發量變化趨勢表現為先降落后上升的趨勢（圖4），以1993年為轉折點，由之前的降落趨勢（﹣22.47 mm/10年）逆轉為上升趨勢（45.47 mm/10年）。在123個站點中，1993年以前約有93.5%的站點呈降落趨勢，6.50%的站點呈上升趨勢，而在1993年之后，約有14.60%的站點呈降落趨勢，85.40%的站點呈上升趨勢。就分歧區域來看，南疆地區潛在蒸散發量變化速度最為顯著。1993年以前，南疆地區潛在蒸散發量降落速度最快，約以﹣41.66 mm/10年的速度降落；河西走廊地區次之，約以﹣23.06 mm/10年的速度降落；北疆地區潛在蒸散發量降落速度最慢，約為﹣5.48mm/10年。在1993年之后，仍以南疆地區變化速度最顯著，南疆地區潛在蒸散發量以56.68 mm/10年的速度逆轉為上升趨勢；河西走廊地區次之，約以45.54 mm/10年的速度上升，北疆地區潛在蒸散發量上升速度最慢，約為34.39 mm/10年。
水文和水資源變化
東南干旱區水資源的構成、轉化及水循環過程獨特，水資源構成區與耗費應用區彼此分離，水資源構成于山區，耗費于綠洲及荒涼區。水資源構成多元，由平地區的冰川積雪融水、中山叢林帶的降水和低山帶基巖裂隙水等多元構成。東南干旱區水資源呈現時空分布不均的特點：在空間上，西部多、東部少；在年內變化上，表現為春旱、夏洪。氣候變熱導致東南干旱區山區冰雪融化加快、降水增多，河川徑流增添，但與此同時，氣候變化加年夜了東南干旱區的極端水文事務強度，導致水文波動性增強、水資源不確定性增年夜。
冰川、積雪萎縮。東南干旱區分布有天山、昆侖山、喀喇昆侖山、阿爾金山和祁連山等一系列高峻山系，是我國冰川擁有量最多的地區。多源衛星遙感記憶和冰川編目數據剖析顯示，東南干旱區分布有23378條冰川，總面積24221.63 km2，總儲量為2155.82 km3，分別占全國冰川總量的48.1%、46.7%和47.8%，冰川感化強烈。在過往的60多年中，冰川面積減小了18%，新疆境內的冰川面積縮小了11.7%，預計至21世紀中葉，面積為1km2以下的小冰川不斷融化殆盡，這將對以小冰川分布為主的河道產生主要影響。塔里木河道域的阿克蘇河、和田河和葉爾羌河，冰川融水占比年夜，冰川融水徑流仍將呈現持續穩定的增添趨勢，對河川徑流的補給和調節感化也會進一個步驟增強。但是，在21世紀中葉達到峰值后，隨著冰川退縮，冰川的調節效能減弱，冰川徑流能夠會出現下降趨勢。
徑流量呈增添趨勢。在過往的60年間，東南干旱區各河道區徑流量均呈顯著增添趨勢 （p＜0.05）。此中，祁連山北坡徑流量增添速率最快，為4.65×108 m3/10年，昆侖山北坡和天山南坡次之，分別為3.62×108 m3/10年和3.58×108 m3/10年，天山北坡和阿爾泰山南坡徑流量增添速率較慢，僅為0.51×108 m3/ 10年和0.66×108 m3/10年（圖5）。近20余年，東南干旱區進進相對豐水時期，塔里木河道域的阿克蘇河、葉爾羌河、和田河和開都河等“四源流”山區來水量合計增添了40.70×108 m3，增幅高達18%（圖6）。并且，對分歧排放情形下徑流預估結果顯示，新疆塔里木河道域的開都河、阿克蘇河、葉爾羌河、和田河及車爾臣河未來來水量仍將處于高位震蕩，均勻增幅為3.20%—7.55%。
水資源應用效力晉陞
自20世紀90年月中期以來，東南干旱區山區來水量增添了約110×108 m3，水資源可應用總量年夜幅增添。并且，隨著用水結構調整，水資源應用效力晉陞，以及水資源可應用量內涵的不斷拓寬，東南干旱區的水資源承載力處在晉陞和增強態勢。
用水效力不斷進步。近10年來，東南干旱區水資源節約應用成效顯著，用水結構不斷優化，用水效力不斷進步。農業用水比例降落，由2012年的95.84%降落到2021年的90.94%，此中，新疆由96.72%降落到91.98%，河西走廊地區由88.92%降落到82.55%；農業澆灌用水量下降，新疆農田澆灌畝均用水量由2012年的642m3降落至2021年的545 m3，河西走廊由676.28m3降落至446 m3；用水效力不斷進步，新疆萬元GDP用水量由2012年的728 m3降落至2021年的359.1 m3，萬元工業增添值用水量由39 m3降落至23.9 m3；河西走廊地區的萬元GDP用水量由441 m3降落至252 m3，萬元工業增添值用水量由57.35 m3降落至29 m3。
農業水生產效力顯著晉陞。東南干旱區是我國主要的糧食、棉花和優質果蔬的主產區，農業生產發展敏捷。近10年來，耕空中積由7.13×104 km2增添到8.21×104 km2；水利工程設施不斷完美，澆灌定額下降，新疆和河西走廊地區的澆灌水應用系數分別由2012年的0.480和0.520進步到了2021年的0.575和0.588；澆灌保證率顯著進步，澆灌面積由2012年的5.81×104 km2增添到2021年的7.60×104 km2。隨著國家最嚴格水資源治理軌制的實施和節水澆灌技術的年夜面積推廣應用，新疆和河西走廊地區的節水澆灌面積分別從2012年的2.59×104 km2和0.45×104 km2增添到2021年的3.06×104 km2和0.66×104 km2；很是規水資源開發應用量逐年增添，從2013年5.1×108 m3增添到2020年15.4×108 m3。
生態環境變化
黨的十八年夜以來，生態文明建設融進經濟社會建設的各方面和全過程，生態環境保護意識年夜幅晉陞，水資源節約應用與治理程度不斷進步，經濟社會用水結構慢慢優化，結構性缺水問題在慢慢改良。地表水體面積擴年夜，生態系統總服務價值晉陞，水環境質量總體向好，水環境容量顯著增添，包養平臺推舉人類賴以保存的綠洲生態環境不斷改良，生態系統安康向好發展。
生態服務效能晉陞。東南干旱區生態服務效能總體向好，生態系統總服務價值不斷晉陞，生物多樣性呈增添趨勢。近10年來，東南干旱區耕地、建設用地、高覆蓋草地和水域面積呈增添態勢，分別增添了28.36%、69.79%、6.90%和24.30%。生態系統總服務價值從2012年的14147.72億元增添到2021年的15182.80億元，增幅為7.32%。從分歧地區生態服務價值來看，北疆地區生態服務價值總量最年夜，占東南地區的51.74%，南疆次之（占39.57%），河西走廊地區最小（8.69%）。生物多樣性呈增添趨勢，生物豐富度指數由2012年的13.78上升到2021年的14.13，過往10年增添了2.54%，此中，北疆地區的生物多樣性增添最為明顯，生物豐富度指數由2012年的21.96上升到2021年的22.82，增添了3.92%。
林地植被面積增添。新疆林地植被面積呈增添趨勢。2006—2021年，新疆林地總面積增添2.64×104 km2，此中，自然林地和人工林空中積分別增添了2.37×104km2（增幅35.24%）和0.27×104 km2（增幅86.05%）；喬木林和灌木林面積分別增添了0.89×104 km2（增幅36.91%）和1.75×104 km2（增幅37.86%）。林草生態系統的碳匯才能明顯晉陞。
地表水體面積擴年夜。基于歸一化差異水體指數（mNDVI）、增強植被指數（EVI）及歸一化植被指數（NDVI）數據，采用GEE平臺、綜合多種統計剖析方式，系統解析了東南干旱區地表水體面積的變化特征。發現近10年來，東南干旱區水體面積顯著增添，每年增添約161.64 km2。此中，南疆地區的湖泊水域面積擴張敏捷，均勻每年擴張約23.79 km2。2020年新疆的濕地總面積達15245 km2，與2003年第一次濕地調查結果比較，近20年面積增添了約1052km2，增幅達7.41%。我國最年夜的內陸海水湖博斯騰湖，作為新疆生態環境保護的一張手刺，湖泊水位由2012年的1045.43 m上升至2021年的1047.63 m，礦化度從1.51 g/L降落至0.82 g/L，水質不斷向好發展，水環境容量顯著增添。
人工生態系統面積增添。東南干旱區地盤應用變化中，面積占比最高的地盤應用類型是未應用地盤，2000年未應用地盤面積為1323900km2，約占東南干旱區面積的66.97%，2020年未應用地盤面積持續減少，占比下降到65.12%，2000—2020年未應用地盤的面積減少了36727 km2，減少速度為1836.35 km2/年，未應用地盤重要向耕地和草地轉移。同時，低覆蓋草田主要向耕地、中覆蓋草地和未應用地盤轉移。建設用地是東南干旱區面積最小的地盤應用類型，2000年為5332 km2，2020年建設用空中積劇增到10060 km2，占比增添到0.51%。雖然建設用地是一切地盤應用類型中面積最小的類型，卻是過往20年東南干旱區地盤應用類型中增長最快的，2000—2020年建設用空中積增添了4728 km2，增長率為88.67%，重要緣由是城鎮化速率加速。耕地作為東南干旱區現代人工綠洲區最主要的地盤類型，面積一向呈增添的趨勢，2000—2020年耕空中積增添了31817 km2，增長速度為1590.85 km2/年，增幅為46.55%。近10年來，東南干旱區耕空中積增幅為15包養.19%，為守住國家18億畝耕地紅線作出了貢獻。
東南干旱區水資源應用包養與生態環境保護建議
進一個步驟發掘東南干旱區的水資源潛力。針對全球變化帶來的水平安風險以及東南干旱區面臨的資源型缺水、工程型缺水等問題，打好蓄水基礎，用好調水補充，摸索增水途徑，優化水平安格式。建議：①在蓄水方面，加速山區嚴重把持性水利工程建設，晉陞水資源調蓄和保證才能，切實解決區域性、季節性和工程性缺水問題；②在節水方面，不斷推進技術改革，進一個步驟晉陞水資源生產效力，優化產業用水結構，鼎力推廣農業高效節水技術；③在調水方面，基于“空間平衡”治水理念，加速流域間和區域外調水研討，破解資源型缺水瓶頸；④在增水方面，積極開展人工影響天氣研討，實施山區人工增水，增強山區流域的蓄水養源才能。從節水、蓄水、增水和調水等方面，周全加強和晉陞水資源管控和調配才能，為經濟社會高質量發展和生態平安供給水資源保證。
進一個步驟晉陞水資源治理程度。針對東南干旱區水資源治理問題，建議：①加速推進水管理體系和管理才能現代化，鼎力晉陞水資源精細化、數字化、智能化、規范化和法治化治理程度，加強水資源集約應用，實現農業用水平安和“水-生態-農業”協調發展；②積極摸索和構建水資源與動力之間的替換性經濟發展形式，以能補水，抽水蓄能，加強清潔、綠色水能開發，實現水-能-糧協同發展；③加速嚴重引調水和骨干水源工程建設，加強水網工程建設，以應對未來氣候變化引發的不斷增強的極端水文事務，鼎力晉陞水資源管控才能，進步水資源應用效力，以水定地、以水定綠、以水定城、以水定發展。
進一個步驟加年夜生態保護修復力度。針對新疆干旱區資源型缺水嚴重、生態環境懦弱的天然環境條件，建議：①加速構建和完美“當局主導與平易近眾參與、天然修復與人工管理、法令約束與政策激勵，管理生態與產業發展、改良平易近生相結合”的生態修復管理體系與生態–水利工程治理形式。②加速河–湖–庫及干–主流水系連通，加年夜對荒涼–綠洲過渡帶的封禁保護力度，晉陞荒涼區自然植被的生態樊籬效能，周全晉陞東南干旱區林草質量和林草系統的碳匯才能，為“雙碳”目標的實現和“漂亮新疆”的建設供給助力與支撐。③加速對微咸水、云水的開發和洪水資源化應用，通過人工增雨活動，晉陞山區水源涵養效能；加強對季節性洪水的資源化應用，引導洪水對平原區荒涼河岸林實施人工漫溢和洪泛，促進荒涼林草的天然更換新的資料、自我修復和天然擴綠，構建人與天然和諧的山川林田湖草沙性命配合體。
（作者：陳亞寧，中國科學院新疆生態與地輿研討所；李忠勤， 中國科學院東南生態環境資源研討院；徐建華，華東師范年夜學 地輿科學學院；沈彥俊，中國科學院遺傳與發育生物學研討所農業資源研討中間；邢曉旭，中國科學院 科技促進發展局；謝天，中國科學院生態環境研討中間；李稚，中國科學院新疆生態與地輿研討所；楊林山、席陸地，中國科學院東南生態環境資包養網源研討院；朱成剛、方功煥，中國科學院新疆生態與地輿研討所；司建華，中國科學院東南生態環境資源研討院；張元明，中國科學院新疆生態與地輿研討所；《中國科學院院刊》供稿）