冰川融化对我国西北干旱地区经济社会发展的影响及其适应战略评估报告

1、PAGE 冰川融化对我国西北干旱地区经济社会发展的影响及其适应战略评估报告中国科学院寒区旱区环境与工程研究所二一年五月四日 PAGE II目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc260765445 第一章 总论 PAGEREF _Toc260765445 h 1 HYPERLINK l _Toc260765446 1.1 冰川与水资源 PAGEREF _Toc260765446 h 1 HYPERLINK l _Toc260765447 1.1.1全球及我国冰川分布 PAGEREF _Toc260765447 h 1 HYPERLINK l _Toc260765

2、448 1.1.2冰川变化及其水资源影响 PAGEREF _Toc260765448 h 2 HYPERLINK l _Toc260765449 1.2 评估区自然社会经济基本特征 PAGEREF _Toc260765449 h 4 HYPERLINK l _Toc260765450 1.2.1 评估区自然社会经济总体特征 PAGEREF _Toc260765450 h 5 HYPERLINK l _Toc260765451 1.2.2评估区自然社会经济内部差异 PAGEREF _Toc260765451 h 7 HYPERLINK l _Toc260765452 第二章 近50年来西北干旱区

3、冰川变化与影响分析 PAGEREF _Toc260765452 h 10 HYPERLINK l _Toc260765453 2.1定位监测 PAGEREF _Toc260765453 h 10 HYPERLINK l _Toc260765454 2.1.1 乌鲁木齐河源1号冰川 PAGEREF _Toc260765454 h 10 HYPERLINK l _Toc260765455 2.1.2 科其喀尔冰川 PAGEREF _Toc260765455 h 12 HYPERLINK l _Toc260765456 2.2遥感监测 PAGEREF _Toc260765456 h 13 HYPER

4、LINK l _Toc260765457 2.3 重点区域冰川融化影响的利弊分析 PAGEREF _Toc260765457 h 14 HYPERLINK l _Toc260765458 2.3.1 阿克苏河流冰川融化加剧的影响分析 PAGEREF _Toc260765458 h 14 HYPERLINK l _Toc260765459 2.3.2 叶尔羌河流冰川融化加剧的影响分析 PAGEREF _Toc260765459 h 15 HYPERLINK l _Toc260765460 2.3.3乌鲁木齐河流冰川融化加剧的影响分析 PAGEREF _Toc260765460 h 16 HYPE

5、RLINK l _Toc260765461 2.3.4 玛纳斯河流域冰川融化加剧影响分析 PAGEREF _Toc260765461 h 17 HYPERLINK l _Toc260765462 2.3.5 黑河流域冰川融化加剧影响分析 PAGEREF _Toc260765462 h 17 HYPERLINK l _Toc260765463 第三章 未来冰川融化的趋势预测及其影响分析 PAGEREF _Toc260765463 h 19 HYPERLINK l _Toc260765464 3.1 未来气候变化情景 PAGEREF _Toc260765464 h 19 HYPERLINK l _

6、Toc260765465 3.2 重点区域冰川融水变化趋势预估 PAGEREF _Toc260765465 h 20 HYPERLINK l _Toc260765466 3.3未来冰川融化情景下重点区域经济社会发展脆弱性评价 PAGEREF _Toc260765466 h 26 HYPERLINK l _Toc260765467 3.3.1未来流域社会经济发展预测 PAGEREF _Toc260765467 h 27 HYPERLINK l _Toc260765468 3.3.2 未来流域水资源系统的脆弱性评估 PAGEREF _Toc260765468 h 30 HYPERLINK l _T

7、oc260765469 3.3.3 未来40年流域农业生产系统脆弱性评估 PAGEREF _Toc260765469 h 33 HYPERLINK l _Toc260765470 3.3.4 未来40年流域生态系统脆弱性评估 PAGEREF _Toc260765470 h 37 HYPERLINK l _Toc260765471 3.3.5 未来冰川融化下我国西北干旱区自然社会经济脆弱性综合评估 PAGEREF _Toc260765471 h 41 HYPERLINK l _Toc260765472 3.3.6 未来冰川融化对我国西北干旱区影响利弊的综合分析 PAGEREF _Toc26076

8、5472 h 44 HYPERLINK l _Toc260765473 3.4 不同冰川融水变化背景下两典型流域社会经济脆弱性比较分析 PAGEREF _Toc260765473 h 45 HYPERLINK l _Toc260765474 3.4.1 未来40年流域水资源系统脆弱性比较 PAGEREF _Toc260765474 h 45 HYPERLINK l _Toc260765475 3.4.2 未来40年流域农业系统脆弱性比较 PAGEREF _Toc260765475 h 46 HYPERLINK l _Toc260765476 3.4.3 未来40年生态系统脆弱性比较 PAGER

9、EF _Toc260765476 h 46 HYPERLINK l _Toc260765477 第四章 冰川融化的适应性战略与对策 PAGEREF _Toc260765477 h 48 HYPERLINK l _Toc260765478 4.1历史时期适应对策总结 PAGEREF _Toc260765478 h 48 HYPERLINK l _Toc260765479 4.1.1 采取综合防洪措施，减少洪灾影响 PAGEREF _Toc260765479 h 48 HYPERLINK l _Toc260765480 4.1.2 防治盐碱化，遏制生态恶化，提高土地生产力 PAGEREF _Toc

10、260765480 h 49 HYPERLINK l _Toc260765481 4.1.3 充分利用冰川融水增量，提高水资源综合效益 PAGEREF _Toc260765481 h 50 HYPERLINK l _Toc260765482 4.2 水资源系统气候变化及冰川融化适应性对策 PAGEREF _Toc260765482 h 50 HYPERLINK l _Toc260765483 4.2.1 水资源系统不脆弱流域的适应对策 PAGEREF _Toc260765483 h 50 HYPERLINK l _Toc260765484 4.2.2 水资源系统脆弱的流域适应对策 PAGERE

11、F _Toc260765484 h 51 HYPERLINK l _Toc260765485 4.2.3各流域都适用的适应对策 PAGEREF _Toc260765485 h 52 HYPERLINK l _Toc260765486 4.3 农业经济系统气候变化及冰川融化适应性对策 PAGEREF _Toc260765486 h 54 HYPERLINK l _Toc260765487 4.3.1农业生产系统脆弱流域适应对策 PAGEREF _Toc260765487 h 55 HYPERLINK l _Toc260765488 4.3.2 农业生产系统极其脆弱流域适应对策 PAGEREF _

12、Toc260765488 h 57 HYPERLINK l _Toc260765489 4.4 生态系统气候变化及冰川融化适应性对策 PAGEREF _Toc260765489 h 58 HYPERLINK l _Toc260765490 4.4.1生态系统不脆弱的适应对策 PAGEREF _Toc260765490 h 58 HYPERLINK l _Toc260765491 4.4.2生态系统脆弱流域的适应对策 PAGEREF _Toc260765491 h 59 HYPERLINK l _Toc260765492 4.5综合适应性对策 PAGEREF _Toc260765492 h 62

13、 HYPERLINK l _Toc260765493 4.5.1 将适应气候变化及冰川融化影响问题纳入经济建设和社会发展规划 PAGEREF _Toc260765493 h 62 HYPERLINK l _Toc260765494 4.5.2 开展气候变化及冰川融化及其对生态环境和人类健康影响的监测预警工作 PAGEREF _Toc260765494 h 63 HYPERLINK l _Toc260765495 4.5.3 加强气候变化及冰川融化及其对生态环境影响的科学和政策研究 PAGEREF _Toc260765495 h 63 HYPERLINK l _Toc260765496 4.5.

14、4 加强气候变化及冰川融化及其对生态环境影响的教育培训和普及宣传活动 PAGEREF _Toc260765496 h 64 HYPERLINK l _Toc260765497 4.5.5 减少二氧化碳的排放，减缓冰川消融的速度 PAGEREF _Toc260765497 h 64 HYPERLINK l _Toc260765498 4.5.6适应冰川融化的水利工程与移民措施 PAGEREF _Toc260765498 h 64 HYPERLINK l _Toc260765499 4.5.7 适应冰川融化的其他对策 PAGEREF _Toc260765499 h 65 HYPERLINK l _

15、Toc260765500 参考文献 PAGEREF _Toc260765500 h 66 HYPERLINK l _Toc260765501 附录 脆弱性评价涉及的指标及含义 PAGEREF _Toc260765501 h 73 图1. 1），其区域内冰川分布特征如表1.1所示（施雅风等，2005）。图1. SEQ 图1. * ARABIC 1中国西部冰川资源分区图（施雅风等，2005）表1. SEQ 表1. * ARABIC 1水资源分区冰川数量分布（西北诸河区含境外冰川）（施雅风等，2005）水资源分区冰川条数冰川面积冰储量冰川平均面积(km2)条数%km2%km3%黄河区1760.381

16、72.410.2912.290.220.98长江区13322.871895.003.19147.272.631.42西南诸河区1744237.6121599.9236.351849.5533.031.24西北诸河区2742759.1435757.8560.173591.1464.121.30河西内陆水系21944.731334772.2561.541.100.61塔里木内陆水系1166525.1519877.6533.452313.2941.311.70总 计46377100.0059425.18100.005600.25100.001.28其中，我国西北内流区发育有冰川27 024条，面积3

17、5 469km2，冰储量3 575km3(折合水储量32 175108m3)，分别占全国相应冰川总量的58.2、59.7和63.8，冰川平均面积1.32km2。在内流区中，塔里木河流域的冰川数量最多，规模最大，其面积和储量分别占内流区相应总量的50.1和60.0，冰川平均面积为1.70km2。全国有33条冰川面积大于100km2，其中塔里木河流域占20条，面积达3776.4km2，占塔里木河冰川面积的19.0%。相比较而言，河西内陆水系冰川面积和储量较少，仅分别占全国冰川面积和储量的2.25%和0.61%。1.1.2冰川变化及其水资源影响冰川是重要的淡水资源，据杨针娘（1991）首次对我国冰川

18、水资源的系统评估，我国冰川年径流总量为563.3108m3，近期的修正补充认为其总量达604.7108m3（康尔泗等，2000），占全国地表径流总量的2.2%，多于黄河入海的多年平均径流量，相当于我国西部甘肃、青海、新疆和西藏四省区河川径流量 (5760108m3)的10.5%。就冰川融水对河流的补给比重而言，我国西部省区冰川融水径流对河流的贡献以新疆为最大，其补给比重占25.4%；其次是西藏，占8.6%；甘肃最小，仅占3.6%。从流域来看，塔里木河流域冰川融水补给比例最大，达38.5%，河西走廊、准噶尔盆地、伊犁河、柴达木盆地等内陆流域，冰川融水补给比例在1314%之间，显示了冰川资源在我国

19、西部经济社会发展中的重要作用。在全球气候变暖的背景下，冰川普遍退缩变薄，我国冰川也不例外。研究表明，当前我国西部约82的冰川处于退缩状态（ REF _Ref243488284 h * MERGEFORMAT 图1. 2） ADDIN EN.CITE 刘时银20062217刘时银丁永建李晶上官冬辉张勇中国西部冰川对近期气候变暖的响应第四纪研究第四纪研究762-7712652006internal-pdf:/中国西部冰川对近期气候变暖的响应-1290077953/中国西部冰川对近期气候变暖的响应.CAJ(刘时银, 丁永建 et al. 2006)。过去40年我国冰川储量减少452.77-586.9

20、4 km3（8.1%-10.5%），20世纪90年代以来因冰储量减少导致的冰川融水径流增加量超过5.5% ADDIN EN.CITE 姚檀栋200413413417姚檀栋刘时银蒲健辰沈永平鲁安新高亚洲冰川的近期退缩及其对西北水资源的影响中国科学: D 辑中国科学: D 辑535-5433462004（姚檀栋, 刘时银 et al. 2004）。冰川消融加剧直接导致冰川径流增加，如根据乌鲁木齐河流域的研究结果 ADDIN EN.CITE 刘朝海1996979717刘朝海康尔泗刘时银陈建明刘宗香西北干旱区冰川变化及其径流效应研究中国科学（D辑）中国科学（D辑）55-6229增刊11996inter

21、nal-pdf:/西北干旱区冰川变化及其径流效应研究-1745654016/西北干旱区冰川变化及其径流效应研究.PDF(刘朝海, 康尔泗 et al. 1996)，流域冰川退缩使得冰川径流增加182mm。以此为基础推算西北各大流域的冰川径流增加量，其中塔里木河流域增加最大，达37.8亿m3，占河川径流的11%。图1. SEQ 图1. * ARABIC 2 近50年来中国冰川退缩数量百分比（1：19501980年冰川退缩的条数比例；2：19601980年间冰川退缩的条数；3：19721982年冰川退缩的条数比例；4：19702000年冰川退缩的条数比例）我国西北地区历史悠久的灌溉农业，一直依赖于

22、高山的冰雪融水，所谓“无水是荒漠, 有水是绿洲”, 水是绿洲存亡最根本性的因素，制约着生态环境安全、经济社会的协调和可持续发展,缓解水与经济社会发展的矛盾，是西北干旱区未来发展面临的长期课题之一。通俗而言，冰川退缩是冰川表面固态降水收入小于因消融引起的物质支出的外在表现形式，因此，冰川退缩势必增加河川径流，但是冰川物质损失的长期结果必然是冰川的消亡，冰川融水补给功能的丧失，势必造成河川径流水量与水质变化、季节与年际特征变化等。认识水资源这一变化的长期趋势，有助于提高水资源的利用水平，促进西北地区可持续发展。1.2 评估区自然社会经济基本特征西北干旱地区是指我国35N以北、106E以西年平均降水

23、量200mm以下的内陆干旱区。包括我国新疆全境、甘肃河西走廊及内蒙古贺兰山以西的广大地区，共114个县市，总土地面积219.05万km2，人口（至2008年底）5377万，约分别占全国土地面积与人口的22%与4.0%，是我国少数民族聚居区和西北边疆。因此开发、建设好西北干旱区对于提高当地人民生活水平、推动少数民族社会经济发展、维护西北边疆稳定和民主团结具有重要意义（樊胜岳，2000）。图1. SEQ 图1. * ARABIC 3 评估区地理位置分布示意图1.2.1 评估区自然社会经济总体特征自然地理特征（1）独特的地形地貌从地形上看，该区多为高大山系环绕：南缘和西南缘为与青藏高原结合为一体、平

24、均高度达6 000 m的昆仑山和喀喇昆仑山；西缘是帕米尔高原和准噶尔西部山地；北缘西段为阿尔泰山；东部为贺兰山和阴山余脉狼山；东北部是蒙古高原；天山-阿尔金山-祁连山横贯中央，将本区分隔成准噶尔盆地、塔里木盆地、阿拉善高原和柴达木盆地等几个区域。在被分割的区域内都具有向心分布的山地-洪积-冲积扇平原-广袤的盆地沙漠(或戈壁)基本的地形系统，形成西北干旱区典型的地貌格局 (朱宗元等，2000；张新时，2001)。（2）干旱的气候类型由于深居亚欧大陆内部、四周受巨大山系环绕，本区气候具有典型的干旱大陆性气候特征（张敬波等，2000）：从降水看，总体干燥少雨，且降水空间分布极不均衡：过分集中于山区，

25、一般可达300700mm，由此发育众多内陆河系；在广大干旱平原荒漠区，降水稀少，蒸发旺盛，降水量一般小于200 mm，蒸发量达2 0003 000 mm。从气温看，昼夜温差大，年平均气温较低。多年平均年较差高达35以上，日较差可达11-16；年平均气温山区低于5，平原区一般低于10。全年日照时间长，太阳辐射总量大。多风沙。尤其是春季气温骤升，大气层结不稳，常形成8级以上大风，尤以山谷隘口最甚。（3）旱生植被为主的植被类型西北干旱区以荒漠植被为主要植被类型：种群主要是超旱生的小半乔木、半灌木、小半灌木和灌木。荒漠占据除阿尔泰山南麓和东阿拉善北部外的几乎所有盆地的沙地、冲积平原、宽广台地、山前洪积

26、扇和前山与低山区，在昆仑山甚至达到北坡的中山带，以及昆仑内部山地与昆仑主脊以南高原谷地的高山带。草原、灌丛、森林和各类草甸植被等主要分布在降雨量较多的山地和径流水分积聚的荒漠区河流两侧、扇缘水分溢出带与湖泊周围低洼地。 山区形成特殊的垂直分异的自然景观：伊犁谷地山地和阿尔泰山垂直带属于带谱丰富型 ，其自然带自下而上可分为荒漠-草原-落叶阔叶林-针叶林-亚高山灌丛草甸-高山草甸-含垫状植物的冰缘稀疏植被一冰雪；中、东昆仑山的垂直带则属于带谱简单型，自下而上分异为草原-针叶林-亚高山灌丛草甸-高山草甸-冻原-冰雪。（4）冰雪融水与山区降水补给为主的水文水资源系统西北干旱区水资源的总体特征是量少，地

27、区分布不均，山区多于平地，迎风坡多于背风坡。虽然总量不足，但其分布和形成上的特殊性又使得西北水资源具有其他地区没有的优点：高大的山系阻挡了大量的水汽，形成250mm1 000mm的降水，发育了众多的河流，高山又提供了相应的负温条件，使水以降雪的形式出现，暂时或长期积存予山区，发育了大量冰川或永久性积雪，形成高山固体水库。因此，西北高山能提供比较丰富而稳定的径流，为干旱区人民发展生产和改善生活提供了有利条件(施雅风，张祥松，1995)。 社会经济概况当前，我国西北干旱区仍属于全国经济发展较为落后的地区，至2008年国内生产总值仅7 274亿元，占全国的2.4%，人均GDP 12991元，远低于全

28、国人均GDP 22 640元的水平。就西北干旱区内部经济发展格局看，农业生产在区域国民经济中占主导地位，工业除石油、化工、建材和交通运输外，也主要是以农业为依托的农副产品加工业。 我国西北干旱区人类社会经济活动主要集中于水资源丰富、生态环境相对优越的内陆河塔里木河、乌鲁木齐河、玛纳斯河流、黑河等流域河流沿岸自然或人工形成的绿洲区。广大平原区降水稀少，蒸发旺盛，因而周围山区降水、冰雪融水及其形成的地表径流成为当地重要的水资源来源。但近十几年来由于受气候变化影响，西北干旱区冰川融化正在加剧（施雅风，1995），这必将对我国西北干旱区内陆河流域水资源状况及自然社会经济发展产生重大影响（康尔泗等，19

29、99；施雅风，2001；王国亚等，2008）。本研究以位于新疆南部我国最大的内陆河流域塔里木河上游两大源流阿克苏河流域和叶尔羌河流域，位于新疆北部的乌鲁木齐河流域、玛纳斯河流域，与位于河西地区的黑河流域作为重点研究区。这些流域不仅是我国西北干旱区人口与社会经济活动相对密集区，而且其地表径流大都与冰川融水密切相关，气候变化、冰川融化加剧对这些流域自然社会经济系统将会产生深远影响。1.2.2评估区自然社会经济内部差异我国西北干旱区各内陆河流域除上述共有的基本特征外，各流域间及流域内部自然社会经济也存在着一些差异。自然地理特征差异（1）土地资源如表1.2所示，除乌鲁木齐河流域，各流域人均耕地均高于当

30、年（2005年）全国平均水平的1.40亩/人。其中北疆的玛纳斯河流域人均耕地资源最多，为4.52亩，约为全国平均水平的3倍多。南疆的阿克苏河流域与叶尔羌河流域人均耕地也在2亩/人左右。但位于北疆的乌鲁木齐河流域人均耕地资源仅为0.45亩/人，不仅远低于其他重点流域，也低于当年全国平均水平，表明该流域耕地资源已经十分紧张。这主要是因为位于该流域的乌鲁木齐市为新疆维吾尔自治区首府，是全区政治、经济、文化中心，吸引了大量人口（2005年为194.15万），而本区耕地资源相对不足（仅为96.5万亩）。表1.2 我国西北干旱区重点流域土地资源比较（单位：万亩，亩/人）阿克苏河流域叶尔羌河流域乌鲁木齐河流

31、域玛纳斯河流域黑河流域耕地总量263.39365.8996.50438.45375.33人均2.091.910.454.522.00（2）水文水资源表1. 3 我国西北干旱区重点流域合计水资源比较（单位：亿m3、方/人、方/亩）阿克苏河流域叶尔羌河流域乌鲁木齐河流域玛纳斯河流域黑河流域合计总量80.5977.6012.1212.7941.73人均6537409055612611400亩均305921201255291529 REF _Ref241979584 h * MERGEFORMAT 表1. 3表明，当前我国西北干旱区各流域水资源紧缺状况也存在较大差异：阿克苏河流域与叶尔羌河流域由于人口

32、相对稀少，河川径流量较大，因而人均水资源量与亩均水资源量大。乌鲁木齐河流域、玛纳斯河流域、黑河流域土地开发强度大，人口相对密集，河川径流量较小，人均水资源量较小，水资源紧缺。（3）气候资源从气候因素看，南疆的阿克苏河流域与叶尔羌河流域平原荒漠区年平均气温（分别为9.2-11.5与11.4-11.8）高于北疆的乌鲁木齐河流域与玛纳斯河流域（分别为5.0-7.5与6.6-6.9）；而多年平均降水量少于北疆两流域。阿克苏河流域与叶尔羌河流域平原区降水量均低于100mm（分别为78mm和54mm），而乌鲁木齐河流域与玛纳斯河流域平原区降水量在100mm至250mm之间。河西的黑河流域平原区年平均气温大

33、相差不大，为5-10，与南疆的阿克苏河流域及叶尔羌河流域大致相当；从降水上看，黑河流域平原区为150mm300mm，与北疆内陆河流域相差不大。各内陆河流域荒漠区降水量相差不大，均在50mm左右。在我们研究的其中两大流域，阿克苏河和叶尔羌河都是塔里木河的支流。目前注入塔里木河干流的还有和田河和开都河孔雀河。后者通过库塔干渠向塔里木河下游输水。阿克苏河、叶尔羌河、和田河和开都河孔雀河并称为塔里木河四源。 社会经济发展差异（1）人口与城市化我国西北干旱区总体上地广人稀，至2005年人口平均密度24.5人/km2，不到全国同期水平（136人/km2）的1/5。但主要内陆河流域之间存在较大差异：南疆的阿

34、克苏河流域与叶尔羌河流域分别为19人/km2与39人/km2；北疆的玛纳斯河流域与乌鲁木齐河流域分别为41.5人/km2和377人/km2，河西地区的黑河为15人/km2。可见我国西北干旱区主要内陆河流域除乌鲁木齐河流域外，人口密度都远低于全国平均水平，其中阿克苏河流域与黑河每平方公里不到20人；乌鲁木齐河流域人口最为密集超过全国平均密度2倍。就人口的民族构成方面，南疆阿克苏河流域与叶尔羌河流域以维吾尔族为主，人口比重超过60%，是以少数民族为主体的多民族聚居的区域。北疆的乌鲁木齐河流域与玛纳斯河流域及河西的黑河流域是以汉族为主体的多民族聚居的地区，汉族人口超过80%。就人口城市化水平看，我国

35、西北干旱区总体水平不高，平均为35%左右，低于全国同期水平的43.0%（表1.4）。各流域城市化水差异主要表现为南疆内陆河流域普遍低于北疆内陆河流域，河西地区普遍低于新疆内陆河流域。北疆的乌鲁木齐河与玛纳斯河流域高于全国的同期城市化水平。表1. 4 我国西北干旱区城市重点流域总体城市化水平比较流域阿克苏河流域叶尔羌河流域乌鲁木齐河流域玛纳斯河流域黑河流域城市化水平39%25%66%71%24%（2）经济发展水平总体看我国西北干旱区社会经济发展水平不高。但从人均国民生产总值及三次产业结构看，各流域人均国民生产总值与产业结构存在明显差异（表1.5）。除乌鲁木齐河流域与玛纳斯河流域外，西北干旱区主要

36、内陆河流域人均GDP普遍地区低于全国平均水平，特别是南疆的叶尔羌河流域仅为全国平均水平的1/5强，其次是河西地区的黑河流域。北疆的乌鲁木齐河流域与玛纳斯河流域人均GDP高于全国平均水平。从三产比重看，我国西北干旱区内陆河流域第一产业比重均高于同期全国平均水平的12%，特别是南疆地区的阿克苏河与叶尔羌河流域一产比重占据绝对主体地位，在40%以上；这两个区域第二产业比值不到20%，表明两流域经济发展水平仍相对较为落后。北疆的玛纳斯河流域与河西的黑河流域第二产业比重超过30%，特别黑河第二产业产值比重超过45%与全国平均水平基本持平，表明各流域经济结构得到了优化，但人均GDP处于较低水平，说明工业化

37、水平和内部结构可能仍处于较低层次。乌鲁木齐河流域第一产业大致与全国水平相当，第三产业占到59%成为国民经济的主体，表明该流域经济比较发达。表1.5 2003我国西北干旱区重点流域总体经济发展水平比较流 域阿克苏河流域叶尔羌河流域乌鲁木齐河流域玛纳斯河流域黑河流域全国人均GDP(万元/人)853829792818514469706213254三次产业结构（%）一425415332512二191538334747三393159343241包括本报告评估区两大流域（阿克苏和叶尔羌）的塔里木河流域属于我国以水土资源开发为主要经济增长方式的经济落后的地区，工业化水平低。人口的城镇水平低。另一方面，落后的

38、塔里木河流域人口不断增长，人口密度不断增大，人口对于水土资源的压力非常大，水资源的稀缺性日益加强。第二章 近50年来西北干旱区冰川变化与影响分析西北干旱区仅有乌鲁木齐河源1号冰川的监测历史较长，其它冰川如天山托木尔峰南坡的科其喀尔冰川、祁连山西段的老虎沟12号冰川和中段的七一冰川等，不同时期开展过半定位监测工作，定位与半定位监测积累的数据对于认识冰川变化过程有重要意义，但由于地理位置、气候背景上的差异，有限数量的冰川监测不足以反映出其它冰川的变化状况，遥感监测成为不可或缺的重要手段。 2.1定位监测2.1.1 乌鲁木齐河源1号冰川天山乌鲁木齐河源1号冰川（简称1号冰川），位于中国天山中段天格尔

39、峰 （海拔4 476 m）北坡乌鲁木齐河源，属大陆型冰斗-山谷冰川，总面积1.84km2。根据对该冰川的长期观测研究，发现在全球变暖大背景下，1号冰川近年来正经历明显的退缩过程（ REF _Ref241986019 h * MERGEFORMAT 图2. 1）。由冰川外围终碛垄及其地衣测年推断 ADDIN EN.CITE 陈吉阳198814014017陈吉阳天山乌鲁木齐河源全新世冰川变化的地衣年代学等若干问题之初步研究中国科学(B辑)中国科学(B辑)95-10411988(陈吉阳, 1988)，自从小冰期以来，1号冰川末端已经退缩了约280m ADDIN EN.CITE 王宁练19971301

40、3017王宁练刘时银从天山乌鲁木齐河源1号冰川变化估计近百年来该地区夏季升温冰川冻土冰川冻土207-2131931997internal-pdf:/从天山乌鲁木齐河源1号冰川变化估计近百年来该地区夏季升温-2610208512/从天山乌鲁木齐河源1号冰川变化估计近百年来该地区夏季升温.PDF(王宁练等，1997)。而自20世纪60年代有观测记录以来，1号冰川一直处于退缩状态，1962-2000年的38年间，1号冰川面积减少0.22 km2，减少了11% ADDIN EN.CITE 李忠勤200313513517李忠勤韩添丁井哲帆杨惠安焦克勤乌鲁木齐河源区气候变化和1号冰川40a观测事实冰川冻土

41、冰川冻土117-1232522003internal-pdf:/乌鲁木齐河源区气候变化和1号冰川40a观测事实-2493467648/乌鲁木齐河源区气候变化和1号冰川40a观测事实.CAJ(李忠勤等, 2003)。冰川面积亦呈加速减小趋势，19922001年9年间减少的面积（0.10km2）几乎与19621992年冰川面积减少（0.12km2）相当。1号冰川原本由东西两支相连，因退缩于1993年分裂成为完全独立的两条冰川 ADDIN EN.CITE 焦克勤200013713717焦克勤王纯足韩添丁天山乌鲁木齐河源1号冰川新近出现大的物质负平衡冰川冻土冰川冻土62-642212000intern

42、al-pdf:/天山乌鲁木齐河源1号冰川新近出现大的物质负平衡-0799169792/天山乌鲁木齐河源1号冰川新近出现大的物质负平衡.CAJ(焦克勤 等，2000)。20世纪70年代以来，该冰川后退加快，如1970年代为3.28 m/a，1980年代为3.63 m/a，1990年为4.61 m/a ADDIN EN.CITE 焦克勤200413413417焦克勤井哲帆韩添丁杨惠安叶柏生李忠勤42a来天山乌鲁木齐河源1号冰川变化及趋势预测冰川冻土冰川冻土253-2602632004internal-pdf:/42a来天山乌鲁木齐河源1号冰川变化及趋势预测-1755168000/42a来天山乌鲁木

43、齐河源1号冰川变化及趋势预测.CAJ(焦克勤等，2004)。根据对冰川物质平衡的观测 ADDIN EN.CITE 韩添丁200513213217韩添丁刘时银丁永建焦克勤天山乌鲁木齐河源 1号冰川物质平衡特征地球科学进展地球科学进展298-3032032005internal-pdf:/天山乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡特征-1989743104/天山乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡特征.PDF焦克勤200413413417焦克勤井哲帆韩添丁杨惠安叶柏生李忠勤42a来天山乌鲁木齐河源1号冰川变化及趋势预测冰川冻土冰川冻土253-2602632004internal-pdf:/42a来天山乌鲁木齐河源1

44、号冰川变化及趋势预测-1755168000/42a来天山乌鲁木齐河源1号冰川变化及趋势预测.CAJ李忠勤200313513517李忠勤韩添丁井哲帆杨惠安焦克勤乌鲁木齐河源区气候变化和1号冰川40a观测事实冰川冻土冰川冻土117-1232522003internal-pdf:/乌鲁木齐河源区气候变化和1号冰川40a观测事实-2493467648/乌鲁木齐河源区气候变化和1号冰川40a观测事实.CAJ焦克勤200013713717焦克勤王纯足韩添丁天山乌鲁木齐河源1号冰川新近出现大的物质负平衡冰川冻土冰川冻土62-642212000internal-pdf:/天山乌鲁木齐河源1号冰川新近出现大的物

45、质负平衡-0799169792/天山乌鲁木齐河源1号冰川新近出现大的物质负平衡.CAJ刘时银199810410417刘时银丁永建王宁练谢自楚天山乌鲁木齐河源 1号冰川物质平衡对气候变化的敏感性研究冰川冻土冰川冻土9-132011998internal-pdf:/天山乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡对气候变化的敏感性研究-3228609280/天山乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡对气候变化的敏感性研究.pdf(李忠勤 et al, 2003; 焦克勤 et al, 2004; 焦克勤 et al, 2000; 刘时银 et al, 1998; 韩添丁 et al, 2005)，从20世纪50年代末有观测

46、记录以来，1号冰川物质平衡处于亏损状态（ REF _Ref243019950 h * MERGEFORMAT 图2. 2），1985年以后有加速亏损趋势，1986-2000年年平均物质平衡量为-358.4 mm，较1959-1985年的-94.4mm低264 mm(即低出2.8倍)，其中1997、1998和1999年为有观测以来物质亏损最大的三年。从1958年开始观测起，截止到2000年9月，年平均物质平衡量为-188.6 mm（约为-34.6104m3），累积物质平衡量达到-7 925 mm，亦即冰川较之1958年减薄了8 m多，累积物质亏损量达1 452104m3 ADDIN EN.CIT

47、E 李忠勤200313513517李忠勤韩添丁井哲帆杨惠安焦克勤乌鲁木齐河源区气候变化和1号冰川40a观测事实冰川冻土冰川冻土117-1232522003internal-pdf:/乌鲁木齐河源区气候变化和1号冰川40a观测事实-2493467648/乌鲁木齐河源区气候变化和1号冰川40a观测事实.CAJ(李忠勤 et al, 2003)。气候变暖与冰川萎缩，导致1号冰川冰面状况及冰川物理特性等也悄然改变，李忠勤 ADDIN EN.CITE 李忠勤200513813817李忠勤天山乌鲁木齐河源1号冰川东支顶部出现冰面湖冰川冻土冰川冻土150-1522712005internal-pdf:/天山

48、乌鲁木齐河源1号冰川东支顶部出现冰面湖-0212037376/天山乌鲁木齐河源1号冰川东支顶部出现冰面湖.CAJ(2005) 发现在其东支冰川4 225m原为积累区的地方出现了冰面湖，表明这一区域曾出现了强烈融化；冰川成冰带谱也因大量融水渗浸活动而发生改变 ADDIN EN.CITE 焦克勤200413413417焦克勤井哲帆韩添丁杨惠安叶柏生李忠勤42a来天山乌鲁木齐河源1号冰川变化及趋势预测冰川冻土冰川冻土253-2602632004internal-pdf:/42a来天山乌鲁木齐河源1号冰川变化及趋势预测-1755168000/42a来天山乌鲁木齐河源1号冰川变化及趋势预测.CAJ王晓军

49、198814114117王晓军王仲祥谢自楚从乌鲁木齐河源1号冰川二十八年来的变化看天山地区近期气候变化趋势科学通报科学通报693-69691988(王晓军 et al, 1988; 焦克勤 et al, 2004)，如本世纪初以来消融较弱的冷成渗浸带已经消失。这些事实均表明，气候变暖对冰川带来了强烈的影响。图2. SEQ 图2. * ARABIC 1 乌鲁木齐河源1号冰川变化图（刘潮海等，2000；李忠勤等，2008）（上图19622005年为冰川的连续变化；下图照片为小冰期以来的变化）图2. SEQ 图2. * ARABIC 2 乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡变化 ADDIN EN.CITE

50、焦克勤2004134据13417焦克勤井哲帆韩添丁杨惠安叶柏生李忠勤42a来天山乌鲁木齐河源1号冰川变化及趋势预测冰川冻土冰川冻土253-2602632004internal-pdf:/42a来天山乌鲁木齐河源1号冰川变化及趋势预测-1755168000/42a来天山乌鲁木齐河源1号冰川变化及趋势预测.CAJ(据焦克勤 et al, 2004)2.1.2 科其喀尔冰川图2.3 科其喀尔冰川的气象水文观测点示意图科其喀尔冰川（5Y674A5，4148.77N，8010.20E； REF _Ref241987448 h * MERGEFORMAT 图2.3），又称科其卡尔巴契冰川，位于新疆温宿县北

51、部，托木尔峰山汇南部。依据冰川的发育条件和物理性质，属亚大陆型冰川；而根据冰川的地貌形态，则属于托木尔型山谷冰川，即冰川消融区发育大范围厚层表碛。研究表明，2003/ 2004 年度和2004/ 2005 年度两个物质平衡年的平均物质平衡值分别为- 494 和- 384 mm，平衡线高度( EL A) 比20 世纪70 年升高了300 m左右。在由暖干向暖湿转型的气候背景下， 尽管降水增加显著，但强烈的升温导致科其喀尔冰川处于强烈的物质亏损状态（张勇等，2006）。祁连山中段的“七一”冰川1956至1976年间物质平衡不断增加，1976年以后呈减小趋势，冰川末端则以1-2m/a速度退缩（刘潮海

52、等，1992）。2001-2003年物质平衡负值达560mm/a, 而1970年代的物质平衡正值为250mm/a，1990年代以来的平衡线平均高度比1970-1980年代升高300m以上。东部的水管河4号冰川在1960-1970年代期间就已经处于退缩状态，退缩速度超过10m/a（蒲健辰等，2005）。西部的老虎沟12号冰川在1950-1970年代期间处于稳定状态，1980年代以来开始退缩。2.2遥感监测利用遥感监测的冰川变化结果表明，对比塔里木河流域冰川编目时期与1999/2001年的冰川面积，过去40年间该流域的冰川面积呈总体减少状态。监测的7661条冰川，总面积减少了616.3km2，占冰

53、川编目时期冰川面积的3.5%。其中，有3232条冰川 (占调查冰川条数的42.2%)处于退缩状态，面积减少了727.35km2；638条冰川(占调查冰川条数的8.3%)处于前进状态，面积增大了111.05 km2；3791条冰川(占调查冰川条数的49.5%)处于稳定状态。此外，各个子流域表现出较大的区域差异。对研究区各子流域的冰川变化分析显示，冰川变化具有明显的区域差异 (表2.1)。冰川退缩最大的流域是黑河，冰川面积减少分别为1.22%a-1；其次为乌鲁木齐河，流域的冰川面积减少了0.88%a-1；西天山退缩速率最小，冰川面积退缩为0.09%a-1。整个研究区，冰川面积年平均减少19.2km

54、2，年平均退缩率为0.22。表2. SEQ 表2. * ARABIC 1各流域冰川变化统计流域/山系冰川目录样本遥感影像冰川面积条数面积km2面积km2变化量km2年绝对变化km2年相对变化()叶尔羌河14183371.23187.9-183.3-7.6-0.22西天山12494093.73976.8-116.9-3.6-0.09乌鲁木齐河15048.131.81-16.3-0.5-1.0玛纳斯河800641.0506.5-134.5-4.1-0.6黑河428136.282-54.2-1.7-1.2合计46848788.88233.8-555.0-19.2-0.222.3 重点区域冰川融化影响

55、的利弊分析在我国西北干旱区，水资源是制约当地社会经济发展、维持生态功能的关键要素。当前冰川融化对我国西北干旱区的影响主要体现在对水资源量、干旱洪涝灾害等影响方面。受气候变暖因素的影响，一方面冰川融化、退化加剧，冰川融水补给增加使得内陆河径流量增加，在一定程度上有利于缓解干旱区水资源矛盾。另一方面，冰川融水增加径流量，加大了夏季内陆河流域洪水灾害发生的风险，给流域社会经济造成更大的损失。由于不同流域自然特征及其社会经济发展状况不同，因而冰川融化加剧对当地社会经济影响有所不同。2.3.1 阿克苏河流冰川融化加剧的影响分析（1）中下游地区地表径流总量及最大径流量显著增加，汛期提前。统计表明，1994

56、-2006年阿克苏河干流年平均径流量比1952-1993年增加了19.94%。支流昆马力克河与托什干河径流量分别增长了23.9%、33.9%。1987-2006年比1957-1985台兰河年均径流量增加了24.3%。阿克苏河径流增量主要集中于5-9月份，尤其在5、6月份增加最为显著。1994-2006年比1956-1993年，阿克苏干流与支流托什干河5、6月份径流量增加分别达到48%、49%。阿克苏河与昆马力克河1994-2006年比1956-1993年年平均最大径流量分别增加了28%、25%。托什干河1999-2006年比1957-1986年年均最大径流量增加65%。（2）河水矿化度升高，水

57、质污染与土壤次生盐碱化加剧，生态环境恶化。据实测资料，近些年，随着中上游引水灌溉，由退水引发的水资源矿化度自上游到下游呈逐渐上升的趋势（分别为0. 25g/ L 、0. 299g/ 、0. 508g/ L)。至塔里木河一带，每年46 月份，塔河基本上成为灌区排水道，河水矿化度高达610g/ L。随着河流对地下水补给增加，地下水位抬升，加之该区气温升高蒸发旺盛，产生土壤次生盐碱化正日趋严重（陈德斌，2001；王秋香，2006）。（3）径流增加，汛期提前，一定程度上缓解了流域用水矛盾及春旱；但最大径流量增加，流域洪水灾害显著增加。如上所述，5 、6 月份径流增加幅度最大，有利于阿克苏河流域以及下游

58、的塔里木河流域的农业种植。河川径流量增加，改善流域上下游、人类用水与生态用水的关系。根据王秋香等人的研究（王秋香等，2006），自1987年开始，由于新疆气候趋暖效应，特别是冰川融化加剧、降水增加，阿克苏河流域超标准洪水变率明显增强，洪灾次数增多，量值增大，平均每年超过3次。2.3.2 叶尔羌河流冰川融化加剧的影响分析（1）径流量总体呈增加的趋势，河水含沙量随之增加，洪水风险增大。近50多年以来，尤其是20世纪90年代以来呈明显增加趋势。统计资料表明，上世纪80年代中期以后年平均径流量此前增加了1.05108m3。河流年含沙量随年径流量增加而增加。统计表明，20世纪90年、21世纪初分别比统计

59、年份平均值偏多2.8%与11.9%。由于因为气温升高，冰川融水增多，使冰湖突发洪水的发生机率增大。冰川和泥石流阻塞洪水分别由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）缓解生态环境用水不足的矛盾，随着上游来水量的增加，人类引水量增加，绿洲内部由于农业灌溉造成的土壤次生盐渍化情况日益严重。叶尔羌河流域地处塔克拉玛干沙漠边缘，生态环境极其脆弱。近几十年来随着全球气候变暖，冰川融化加剧，生态环境受到的主要影响有： 随着用水量的增加，适当增加了生态用水量及下游泄水量，缓解因人类过度利用而产生的生态用水不足的问题。但随着上游来水量的增加，人类引水量

60、增加，绿洲内部由于农业灌溉造成的土壤次生盐渍化情况正日益严重（李琴，2009）。（3）汛期径流提前增大，一定程度上缓解了流域各种用水紧张状况及春旱，但洪水灾害增加，给当地人民财产与生产造成一定的危害。叶尔羌河流域径流显著增加，其中5 、6 月份径流增加幅度最大，表现为汛期径流有提前增大的趋势，由于春末夏初正值用水高峰，有利于下游的农业种植，可缓解部分年份的旱情。但据研究随着气候变暖，特别是冰川融化加剧、降水增加，叶尔羌河流域超标准洪水变率明显增强，洪灾次数增多，峰值增大。位于新疆南部地区的塔里木河流域是我国最大的内陆河流域, 主要以冰川融水和积雪融水补给为主, 冰川融水约占其总径流的38.5%