新疆生地所在干旱区流域水资源恢复力研究中获进展

作者：阿克苏站   更新时间：2024-01-08

干旱内陆河流域水资源禀赋极大地限制了绿洲经济和生态环境的可持续发展。近年来，人类-自然耦合系统的巨大变化给干旱区水文系统带来了新的压力。流域水资源恢复力成为了河湖复苏和生态保护的重要指标。对于产水区和用水区分离的干旱内陆河流域，其水资源恢复力的准确量化和驱动机制仍是水资源科学管理中的瓶颈问题。

针对上述问题，中国科学院新疆生态与地理研究所阿克苏绿洲农田生态系统国家野外科学观测研究站郝兴明研究员团队以和田河流域为研究区，研究了1958-2020年和田河流域恢复力的时空变化规律，构建流域上游产流区和中下游耗水区水资源恢复力的评价指标体系，结合随机森林模型和主成分分析法，揭示了产流区和耗水区流域恢复力的驱动机制。

研究结果表明，和田河流域恢复力整体偏低，从上游至中下游恢复力降低，人类活动强度加剧对恢复力的影响是负面的。河流在实现丰枯交替后恢复力更容易达到峰值，但这一过程存在滞后性。利用随机森林机器学习算法准确预测了上游两支流玉河、喀河及下游和田河恢复力水平，分类准确率分别为84.2%，71.4%，87%。影响玉龙喀什河恢复力的重要指标是年最大30日流量，基流指数，低流量持续历时，五月流量, 八月流量, 十月流量, 年最大7日流量。喀拉喀什河恢复力关键驱动因素按重要程度排序依次为年最大7日流量，年最大1日流量，六月流量，年最大30日流量，年最大3日流量，二月流量，秋季气温。影响和田河恢复力变化的驱动因素重要性由高到低依次为流域来水量，肖塔站径流，人口增长率，有效灌溉面积。研究结果可为流域水资源综合管理和绿洲经济的可持续发展提供理论依据。

相关成果以“Assessing the evolution and attribution of watershed resilience in arid inland river basins, Northwest China”为题发表在Science of the Total Environment。新疆生地所硕士研究生王跃辉为论文第一作者，施枫芝研究员为通讯作者。该研究得到了中国科学院西部青年学者项目资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.167534 

图1 图文摘要

图2 耗水区水资源恢复力评价指标