黑河流域水环境演变及其驱动机制研究进展
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１ ０ ］ １ １ ］ １ ２ ］ Ａ ： 出山径流 ［ ； Ｂ ： 湿润指数 ［ ； Ｃ ： 旱涝 ［ ； １ ３ ］ Ｄ ： 降水 ［ ； 图中将文献中划分的不同等级的干旱和
１和 １相对应 图中将文献中划分的冷暖时段分别与数值 －
［ ５ ］ ［ ８ ］ ［ ９ ］ Ａ ：Ｄ ｕ ｎ ｄ ｅｉ ｃ ｅｃ ｏ ｒ ｅ ；Ｂ ： ｔ ｒ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇｒ ｅ ｃ ｏ ｒ ｄ ； Ｃ ：ｔ ｒ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇｒ ｅ ｃ ｏ ｒ ｄ ） ；
国家自然科学基金重点项目“ 黑河流域生态—水文过程研究集成” （ 编号： ９ ０ ７ ０ ２ ０ ０ １ ） ； 中国科学院知识创新工程重大项目 基金项目： “ 黑河流域水—生态经济系统综合管理试验示范” （ 编号： Ｋ Ｚ Ｃ Ｘ １ ０ ９ ） ； 中国科学院知识创新工程重要方向项目“ 黑河流域 水循环与水资源管理研究” （ 编号： Ｋ Ｚ Ｃ Ｘ ２ Ｘ Ｂ ２ ０ ４ ０ ３ ） 资助． 作者简介： 肖生春（ １ ９ ７ ２ ） ，男，宁夏中卫人，副研究员， 博士， 主要从事干旱区水土资源与环境演变研究． Ｅ ｍａ ｉ ｌ ：ｘ ｉ ａ ｏ ｓ ｃ ＠ｌ ｚ ｂ ． ａ ｃ ． ｃ ｎ
ｍ ａ ｔ ｃ ｈ ｅ ｄｗ ｉ ｔ ｈｖ ａ ｌ ｕ ｅ－ １～ ０ａ ｎ ｄ ０～ １ ，ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ，ｉ ｎｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ｅ
７ ５ ０
地球科学进展 第 ２ ３卷
在近十余年， 研究区域局限于行政区划范围， 其间的 影响因子和驱动机制分析多处于定性描述阶段， 还 缺乏定 量 甄 别 气 候 变 化 和 人 类 活 动 影 响 的 研 究 成果。
７ ］ 方大范围干旱事件 ［ 。
总体上看， 从万年、 千年到百年尺度上各代用指 标在不同分辨率上都有一致性变化趋势存在。树轮
图１ 千年尺度上祁连山区冷暖变化简图 Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｔ ｈ ｅｓ ｋ ｅ ｔ ｃ ｈｏ ｆ ｔ ｈ ｅｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅｆ ｌ ｕ ｃ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎｍｉ ｌ ｌ ｅ ｎ ａ ｒ ｙｓ ｃ ａ ｌ ｅｉ ｎＱ ｉ ｌ ｉ ａ ｎｍｏ ｕ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｓ
１ ４ ］ １ ５ ］ １ ６ ］ Ａ ： 春季出山径流 ［ ； Ｂ ： 春季降水 ［ ； Ｃ ： 年降水 ［ ；
影响已经完全掩盖了气候变化影响的痕迹。 ０ ０年来与人类活动 受历史资料所限， 对近 ２０ 有关的水土资源开发利用、 绿洲环境演变、 环境变化 与荒漠化过程及驱动因子等方面的研究仍处于几百 年粗略的分辨尺度上， 其间包含的气候变化影响也 还没有合适的方法从中甄别。 近５ ０年来的器测资料和近 １ ０余年来的遥感应 用技术发展， 对年代际以下尺度的水环境及景观格 ０ ０ ０年开始 局变化有很深刻的认识。黑河流域自 ２ 实施分水计划， 为保证下游分水量， 中游实施了灌区 节水改造、 产业结构调整和水资源合理调度等配套 工程。因此对气候变化和人类活动强烈影响下不断 改变着的流域水循环特征和模式， 及其环境效应还 有待于深入跟踪研究。 深入研究历史时期流域聚落变迁、 农业技术进 步与水土资源承载力变化， 及国家、 区域重大政策的 人水关系影响， 认识历史时期用水变化及其趋势与 ０ ０年来流域环 绿洲格局演变， 对于深刻认识近 ２０ 境演变， 甄别人类活动影响都有十分重要的意义。
３ ， ４ ］ 局调整 ［ 。只有充分阐明流域水环境变迁与人类
１ 上游山区成水环境研究— — —气候变 化影响
山区的冰雪融水和降水成为山前地带水资源的 主要来源， 因此内陆河流域的出山口径流量基本上
活动的互馈机制， 才能对人地关系进行有目的地调
２ ０ ０ ８ ０ ５ ０ ５ ； 修回日期： ２ ０ ０ ８ ０ ５ ２ ２ ． 收稿日期：
。
在千年尺度上， 冰芯和不同地点的树轮温度代 用指标变化都显示出了从 １ ４ ０ ０Ａ Ｄ以来的相似变 ） ， 只是各冷暖期在起止和持续时间上 化趋势（ 图１ 存在一定差异； 两个树轮记录在 １ ２ ５ ０Ａ Ｄ之前存在 相悖的变化趋势。祁连山中部干湿变化各树轮代用 ） ， 尽管各自在要素重建时表 指标表现不一致（ 图２ ０年来器测记录高度的相关关系。在气 现出与近 ５ 候因子组合上， 主要以冷—干和暖—湿模式为主， 如 小冰期； 也有暖—干组合， 如现代。在百年尺度上， 树轮年表代用指标反映出降水在近 ２ ５ ０年来的一致 变化趋势（ 图３ ） ， 特别是在一些大范围发生的气候 事件上， 表现尤为一致， 如１ ９ ２ ０ —１ ９ ３ ０年代中国北
第 ７期 肖生春等： 黑河流域水环境演变及其驱动机制研究进展
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代表了内陆盆地的水资源总量。水资源是随气候变 化而变化着的动态资源， 同时又受人类活动的影响， 由于西北干旱区人类活动主要集中在山前绿洲带， 因此出山径流的变化更直接地与气候变化相联系。 通过与其它研究结果对比研究， 在万年尺度上， 祁连山敦德冰芯温度变化记录与中国东部乃至北半 球在重要阶段都有相似变化趋势， 是全球变化的重 要证据
陆河流域径流形成于上游山区， 开发利用于山前中 游灌溉绿洲带， 耗散于下游荒漠绿洲带。山区出山 径流量决定了内陆河流域的水资源量， 也决定了山 前灌溉绿洲区所获得的水资源量， 而中游灌溉绿洲 供给下游天然绿洲的水资源量则取决于出山径流量
２ ］ 的多少和中游地区对水资源量的开发利用状况 ［ 。
黑河源于祁连山中段， 流经青海、 甘肃和内蒙古 ３省区， 最终注入尾闾湖居延海， 全长约 ８ １ ０ｋ ｍ ； 是 我国西北干旱区内陆河之一， 由于其景观类型完整、 流域规模适中、 社会—生态—环境问题典型， 成为内 陆河研究的代表性流域， 吸引了国内外众多学者， 在 近几十年来形成了诸多研究成果。
［ １ ］
控， 实现人地关系协调， 达到经济—社会—生态环境 的可持续发展。不同时间尺度常常是与不同的分辨 率和空间尺度相匹配。充分认识和揭示不同时间空 间尺度下的水环境演变规律和驱动力机制， 已经成 为干旱区内陆河流域水资源可持续利用和下游区生
４ ］ 态环境修复所面临的重要科学问题之一 ［ 。
。干旱区的内
Ｔ ｈ ｅｃ ｏ ｌ ｄａ ｎ ｄｗ ａ ｒ ｍｐ ｅ ｒ ｉ ｏ ｄ ｓ ｉ ｎｔ ｈ ｅｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ｍ ａ ｔ ｃ ｈ ｅ ｄｗ ｉ ｔ ｈ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ １ａ ｎ ｄ １ ，ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ，ｉ ｎｔ ｈ ｅｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ｅ
图３ 百年尺度上祁连山中部降水变化简图 Ｆ ｉ ｇ ． ３ Ｔ ｈ ｅｓ ｋ ｅ ｔ ｃ ｈｏ ｆ ｔ ｈ ｅｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｐ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｆ ｌ ｕ ｃ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｉ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｕ ｒ ｙｓ ｃ ａ ｌ ｅｉ ｎｔ ｈ ｅｍｉ ｄ ｄ ｌ ｅｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｎＱ ｉ ｌ ｉ ａ ｎｍｏ ｕ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｓ
５ ］ ８ ］ ９ ］ Ａ ： 敦德冰芯 ［ ； Ｂ ： 树轮 ［ ； Ｃ 化简图 Ｆ ｉ ｇ ． ２ Ｔ ｈ ｅｓ ｋ ｅ ｔ ｃ ｈｏ ｆ ｔ ｈ ｅｄ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｗ ｅ ｔ ｆ ｌ ｕ ｃ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎｍｉ ｌ ｌ ｅ ｎ ａ ｒ ｙｓ ｃ ａ ｌ ｅｉ ｎｔ ｈ ｅｍｉ ｄ ｄ ｌ ｅｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｎＱ ｉ ｌ ｉ ａ ｎｍｏ ｕ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｓ
黑河流域水环境演变及其驱动机制研究进展
肖生春， 肖洪浪
（ 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所黑河生态水文与流域集成 管理研究实验室， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要： 基于近几十年来诸多学者对西北干旱区典型内陆河流域— — —黑河流域水环境演变诸方面 研究成果， 综述了上游山区成水环境、 中游绿洲用水环境和下游荒漠天然绿洲水成环境在不同时间 尺度上的演变过程及其驱动机制。通过对各种古环境代用指标的对比研究表明： 在大尺度上， 流域 上下游表现出阶段性的一致性水环境演变趋势； 在小尺度上， 则表现水环境演变的时空异质性。驱 动机制方面， 在空间上， 流域上、 中、 下游水环境演变的气候变化和人类活动影响驱动作用各有侧 重； 在时间上， 表现为不同尺度上气候变化与流域人类活动耦合作用的驱动机制。 关 键 词： 水环境演变； 时空尺度； 人类活动； 气候变化；黑河流域 中图分类号： Ｐ ３ ３ ； Ｐ ４ ６ ７ 文献标志码： Ａ 水资源是人类生存和社会发展中最重要的成 分， 水资源稀缺是我国西北干旱区的特色， 也是生态 安全和经济发展面临的最大挑战
涝时段分别与数值 － １～ ０和 ０～ １相对应 湿润 ／
［ １ ０ ］ ［ １ １ ］ ［ １ ２ ］ Ａ ： ｒ ｕ ｎ ｏ ｆ ｆ ；Ｂ ： ｍ ｏ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ ；Ｃ ： ｄ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ａ ｎ ｄｆ ｌ ｏ ｏ ｄ ｓ ； ［ １ ３ ］ Ｄ ： Ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｐ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； Ｔ ｈ ｅ ｄ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ａ ｎ ｄｗ ｅ ｔ ｐ ｅ ｒ ｉ ｏ ｄ ｓ ｉ ｎｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ
因此， 对于整个内陆河流域的水环境来说， 上游山区 又可称之为成水环境， 中游绿洲区为用水环境， 下游 荒漠天然绿洲为水成环境。 水资源的开发利用是人类对天然水循环过程的 干扰。水不仅是人类生活生产不可缺少的基本资 源， 而且还是生态环境最重要的控制性要素之一。 每一次流域水循环的改变都会驱动新的一轮绿洲格
［ ５ ， ６ ］
气候研究由于其样本的易获得性和高分辨率特点， 成为了研究近千年来不同尺度气候变化的重要手段 和工具， 但由于树种生理差异、 生境异质性、 气候信 息提取等诸多因素和过程的影响， 使得各代用指标 序列间存在显著差异甚至相悖之处。从研究区域来 看， 树轮气候水文重建研究主要集中在祁连山中部 黑河水系东支干流， 对西支干流（ 讨赖河、 北大河） 的研究较少， 且缺乏对比性研究； 同时目前的研究多 是单点的， 缺乏对黑河流域上游气候水文变化系统 化、 格网化的研究， 以及涵盖温度和降水两大气候因 子的综合研究。１ ９ ４ ０ ′ ｓ 以前， 黑河流域下游还接受 西支干流讨赖河和北大河的补给， 因此非常有必要 将西支干流纳入到整个黑河流域研究体系之中， 对 于深入认识与上游成水环境有关的气候变化和水环 ０ ０ 境变化及未来预测都具有非常重要的意义。近 ５ 年和 ５ ０年来是人类活动逐步加强和影响最为剧烈 的时期， 认识上游山区成水环境变化， 主要是气候变 化规律， 重建与还原近 ５ ０ ０年来流域出山径流， 准确 评估上游水资源量及时空分布特征， 有利于中游平
１和 １相对应 图中将文献中划分的冷暖时段分别与数值 －
［ ５ ］ ［ ８ ］ ［ ９ ］ Ａ ：Ｄ ｕ ｎ ｄ ｅｉ ｃ ｅｃ ｏ ｒ ｅ ；Ｂ ： ｔ ｒ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇｒ ｅ ｃ ｏ ｒ ｄ ； Ｃ ：ｔ ｒ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇｒ ｅ ｃ ｏ ｒ ｄ ） ；
国家自然科学基金重点项目“ 黑河流域生态—水文过程研究集成” （ 编号： ９ ０ ７ ０ ２ ０ ０ １ ） ； 中国科学院知识创新工程重大项目 基金项目： “ 黑河流域水—生态经济系统综合管理试验示范” （ 编号： Ｋ Ｚ Ｃ Ｘ １ ０ ９ ） ； 中国科学院知识创新工程重要方向项目“ 黑河流域 水循环与水资源管理研究” （ 编号： Ｋ Ｚ Ｃ Ｘ ２ Ｘ Ｂ ２ ０ ４ ０ ３ ） 资助． 作者简介： 肖生春（ １ ９ ７ ２ ） ，男，宁夏中卫人，副研究员， 博士， 主要从事干旱区水土资源与环境演变研究． Ｅ ｍａ ｉ ｌ ：ｘ ｉ ａ ｏ ｓ ｃ ＠ｌ ｚ ｂ ． ａ ｃ ． ｃ ｎ
ｍ ａ ｔ ｃ ｈ ｅ ｄｗ ｉ ｔ ｈｖ ａ ｌ ｕ ｅ－ １～ ０ａ ｎ ｄ ０～ １ ，ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ，ｉ ｎｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ｅ
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地球科学进展 第 ２ ３卷
在近十余年， 研究区域局限于行政区划范围， 其间的 影响因子和驱动机制分析多处于定性描述阶段， 还 缺乏定 量 甄 别 气 候 变 化 和 人 类 活 动 影 响 的 研 究 成果。
７ ］ 方大范围干旱事件 ［ 。
总体上看， 从万年、 千年到百年尺度上各代用指 标在不同分辨率上都有一致性变化趋势存在。树轮
图１ 千年尺度上祁连山区冷暖变化简图 Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｔ ｈ ｅｓ ｋ ｅ ｔ ｃ ｈｏ ｆ ｔ ｈ ｅｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅｆ ｌ ｕ ｃ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎｍｉ ｌ ｌ ｅ ｎ ａ ｒ ｙｓ ｃ ａ ｌ ｅｉ ｎＱ ｉ ｌ ｉ ａ ｎｍｏ ｕ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｓ
１ ４ ］ １ ５ ］ １ ６ ］ Ａ ： 春季出山径流 ［ ； Ｂ ： 春季降水 ［ ； Ｃ ： 年降水 ［ ；
影响已经完全掩盖了气候变化影响的痕迹。 ０ ０年来与人类活动 受历史资料所限， 对近 ２０ 有关的水土资源开发利用、 绿洲环境演变、 环境变化 与荒漠化过程及驱动因子等方面的研究仍处于几百 年粗略的分辨尺度上， 其间包含的气候变化影响也 还没有合适的方法从中甄别。 近５ ０年来的器测资料和近 １ ０余年来的遥感应 用技术发展， 对年代际以下尺度的水环境及景观格 ０ ０ ０年开始 局变化有很深刻的认识。黑河流域自 ２ 实施分水计划， 为保证下游分水量， 中游实施了灌区 节水改造、 产业结构调整和水资源合理调度等配套 工程。因此对气候变化和人类活动强烈影响下不断 改变着的流域水循环特征和模式， 及其环境效应还 有待于深入跟踪研究。 深入研究历史时期流域聚落变迁、 农业技术进 步与水土资源承载力变化， 及国家、 区域重大政策的 人水关系影响， 认识历史时期用水变化及其趋势与 ０ ０年来流域环 绿洲格局演变， 对于深刻认识近 ２０ 境演变， 甄别人类活动影响都有十分重要的意义。
３ ， ４ ］ 局调整 ［ 。只有充分阐明流域水环境变迁与人类
１ 上游山区成水环境研究— — —气候变 化影响
山区的冰雪融水和降水成为山前地带水资源的 主要来源， 因此内陆河流域的出山口径流量基本上
活动的互馈机制， 才能对人地关系进行有目的地调
２ ０ ０ ８ ０ ５ ０ ５ ； 修回日期： ２ ０ ０ ８ ０ ５ ２ ２ ． 收稿日期：
。
在千年尺度上， 冰芯和不同地点的树轮温度代 用指标变化都显示出了从 １ ４ ０ ０Ａ Ｄ以来的相似变 ） ， 只是各冷暖期在起止和持续时间上 化趋势（ 图１ 存在一定差异； 两个树轮记录在 １ ２ ５ ０Ａ Ｄ之前存在 相悖的变化趋势。祁连山中部干湿变化各树轮代用 ） ， 尽管各自在要素重建时表 指标表现不一致（ 图２ ０年来器测记录高度的相关关系。在气 现出与近 ５ 候因子组合上， 主要以冷—干和暖—湿模式为主， 如 小冰期； 也有暖—干组合， 如现代。在百年尺度上， 树轮年表代用指标反映出降水在近 ２ ５ ０年来的一致 变化趋势（ 图３ ） ， 特别是在一些大范围发生的气候 事件上， 表现尤为一致， 如１ ９ ２ ０ —１ ９ ３ ０年代中国北
第 ７期 肖生春等： 黑河流域水环境演变及其驱动机制研究进展
７ ４ ９
代表了内陆盆地的水资源总量。水资源是随气候变 化而变化着的动态资源， 同时又受人类活动的影响， 由于西北干旱区人类活动主要集中在山前绿洲带， 因此出山径流的变化更直接地与气候变化相联系。 通过与其它研究结果对比研究， 在万年尺度上， 祁连山敦德冰芯温度变化记录与中国东部乃至北半 球在重要阶段都有相似变化趋势， 是全球变化的重 要证据
陆河流域径流形成于上游山区， 开发利用于山前中 游灌溉绿洲带， 耗散于下游荒漠绿洲带。山区出山 径流量决定了内陆河流域的水资源量， 也决定了山 前灌溉绿洲区所获得的水资源量， 而中游灌溉绿洲 供给下游天然绿洲的水资源量则取决于出山径流量
２ ］ 的多少和中游地区对水资源量的开发利用状况 ［ 。
黑河源于祁连山中段， 流经青海、 甘肃和内蒙古 ３省区， 最终注入尾闾湖居延海， 全长约 ８ １ ０ｋ ｍ ； 是 我国西北干旱区内陆河之一， 由于其景观类型完整、 流域规模适中、 社会—生态—环境问题典型， 成为内 陆河研究的代表性流域， 吸引了国内外众多学者， 在 近几十年来形成了诸多研究成果。
［ １ ］
控， 实现人地关系协调， 达到经济—社会—生态环境 的可持续发展。不同时间尺度常常是与不同的分辨 率和空间尺度相匹配。充分认识和揭示不同时间空 间尺度下的水环境演变规律和驱动力机制， 已经成 为干旱区内陆河流域水资源可持续利用和下游区生
４ ］ 态环境修复所面临的重要科学问题之一 ［ 。
。干旱区的内
Ｔ ｈ ｅｃ ｏ ｌ ｄａ ｎ ｄｗ ａ ｒ ｍｐ ｅ ｒ ｉ ｏ ｄ ｓ ｉ ｎｔ ｈ ｅｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ｍ ａ ｔ ｃ ｈ ｅ ｄｗ ｉ ｔ ｈ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ １ａ ｎ ｄ １ ，ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ，ｉ ｎｔ ｈ ｅｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ｅ
图３ 百年尺度上祁连山中部降水变化简图 Ｆ ｉ ｇ ． ３ Ｔ ｈ ｅｓ ｋ ｅ ｔ ｃ ｈｏ ｆ ｔ ｈ ｅｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｐ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｆ ｌ ｕ ｃ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｉ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｕ ｒ ｙｓ ｃ ａ ｌ ｅｉ ｎｔ ｈ ｅｍｉ ｄ ｄ ｌ ｅｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｎＱ ｉ ｌ ｉ ａ ｎｍｏ ｕ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｓ
５ ］ ８ ］ ９ ］ Ａ ： 敦德冰芯 ［ ； Ｂ ： 树轮 ［ ； Ｃ 化简图 Ｆ ｉ ｇ ． ２ Ｔ ｈ ｅｓ ｋ ｅ ｔ ｃ ｈｏ ｆ ｔ ｈ ｅｄ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｗ ｅ ｔ ｆ ｌ ｕ ｃ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎｍｉ ｌ ｌ ｅ ｎ ａ ｒ ｙｓ ｃ ａ ｌ ｅｉ ｎｔ ｈ ｅｍｉ ｄ ｄ ｌ ｅｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｎＱ ｉ ｌ ｉ ａ ｎｍｏ ｕ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｓ
黑河流域水环境演变及其驱动机制研究进展
肖生春， 肖洪浪
（ 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所黑河生态水文与流域集成 管理研究实验室， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要： 基于近几十年来诸多学者对西北干旱区典型内陆河流域— — —黑河流域水环境演变诸方面 研究成果， 综述了上游山区成水环境、 中游绿洲用水环境和下游荒漠天然绿洲水成环境在不同时间 尺度上的演变过程及其驱动机制。通过对各种古环境代用指标的对比研究表明： 在大尺度上， 流域 上下游表现出阶段性的一致性水环境演变趋势； 在小尺度上， 则表现水环境演变的时空异质性。驱 动机制方面， 在空间上， 流域上、 中、 下游水环境演变的气候变化和人类活动影响驱动作用各有侧 重； 在时间上， 表现为不同尺度上气候变化与流域人类活动耦合作用的驱动机制。 关 键 词： 水环境演变； 时空尺度； 人类活动； 气候变化；黑河流域 中图分类号： Ｐ ３ ３ ； Ｐ ４ ６ ７ 文献标志码： Ａ 水资源是人类生存和社会发展中最重要的成 分， 水资源稀缺是我国西北干旱区的特色， 也是生态 安全和经济发展面临的最大挑战
涝时段分别与数值 － １～ ０和 ０～ １相对应 湿润 ／
［ １ ０ ］ ［ １ １ ］ ［ １ ２ ］ Ａ ： ｒ ｕ ｎ ｏ ｆ ｆ ；Ｂ ： ｍ ｏ ｉ ｓ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ ；Ｃ ： ｄ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ａ ｎ ｄｆ ｌ ｏ ｏ ｄ ｓ ； ［ １ ３ ］ Ｄ ： Ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｐ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； Ｔ ｈ ｅ ｄ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ａ ｎ ｄｗ ｅ ｔ ｐ ｅ ｒ ｉ ｏ ｄ ｓ ｉ ｎｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ
因此， 对于整个内陆河流域的水环境来说， 上游山区 又可称之为成水环境， 中游绿洲区为用水环境， 下游 荒漠天然绿洲为水成环境。 水资源的开发利用是人类对天然水循环过程的 干扰。水不仅是人类生活生产不可缺少的基本资 源， 而且还是生态环境最重要的控制性要素之一。 每一次流域水循环的改变都会驱动新的一轮绿洲格
［ ５ ， ６ ］
气候研究由于其样本的易获得性和高分辨率特点， 成为了研究近千年来不同尺度气候变化的重要手段 和工具， 但由于树种生理差异、 生境异质性、 气候信 息提取等诸多因素和过程的影响， 使得各代用指标 序列间存在显著差异甚至相悖之处。从研究区域来 看， 树轮气候水文重建研究主要集中在祁连山中部 黑河水系东支干流， 对西支干流（ 讨赖河、 北大河） 的研究较少， 且缺乏对比性研究； 同时目前的研究多 是单点的， 缺乏对黑河流域上游气候水文变化系统 化、 格网化的研究， 以及涵盖温度和降水两大气候因 子的综合研究。１ ９ ４ ０ ′ ｓ 以前， 黑河流域下游还接受 西支干流讨赖河和北大河的补给， 因此非常有必要 将西支干流纳入到整个黑河流域研究体系之中， 对 于深入认识与上游成水环境有关的气候变化和水环 ０ ０ 境变化及未来预测都具有非常重要的意义。近 ５ 年和 ５ ０年来是人类活动逐步加强和影响最为剧烈 的时期， 认识上游山区成水环境变化， 主要是气候变 化规律， 重建与还原近 ５ ０ ０年来流域出山径流， 准确 评估上游水资源量及时空分布特征， 有利于中游平
