七、结论与建议

(一)新疆自然环境背景的基本特征

1.新疆气候变化特征

1)新疆年平均降水量为165.5mm,年际变化比较稳定;夏季降水约占全年的54.4%,其次为春季、秋季,冬季最少。天山山区是新疆主要的水源区,年际变化最稳定,变化幅度最小,对新疆水资源调节起关键作用;北疆地区次之;南疆地区是新疆最干旱区域,年际变化最不稳定,变化幅度很大。

2)1961—2007年,新疆总体呈现暖湿趋势,天山一带及以北地区和东部地区,降水增加趋势显著。与近30年及1959—2007年气温和降水量平均值相比,全疆近10年年、季气温和降水量均在增加。

3)近45年新疆区域面雨量年际变化呈现出增多的趋势。尤其是1987年以后降水明显增多,增幅趋势最明显的是冬季,夏季次之,春、秋两季相当。

2.未来气候演化趋势

(1)自然气候趋势。

1)天山北坡西部地区:2008—2010年降水量多于常年,偏湿;2011—2020年则少于常年,偏干;2021—2030年多于常年,偏湿。

2)天山北坡东部地区:2008—2011年降水量偏少,偏干;2012—2018年降水量较常年偏多,偏湿;2019—2030年降水量偏少,偏干。

3)阿勒泰西部地区:2008—2030年年均温偏低,并将先降后升;2008—2009年前后年均温最低,在4.5℃左右;2017—2028年前后年均温最高,在4.9℃左右。

(2)不同温室气体排放情景下的气候趋势。

基于全球气候模式的模拟结果,考虑IPCC所设定的三种排放情景SRESA1B、SRESA2、SRESB1,模拟认为21世纪新疆地区温度将上升、降水将进一步增加(相对1980—1999年平均值)。

2030年以前,新疆地区增温幅度基本保持一致,且持续上升,2021—2030年,年增温幅度在1.2℃左右,其中夏冬季节增温幅度大于春秋季节。空间分布上,以塔里木盆地东部和新疆东部一带,温度增幅相对较小,塔里木盆地南部和西部以及北疆温度上升明显。

2030年以前,新疆地区未来降水增加幅度不大,2021—2030年,年降水量增加幅度不足5%,冬季降水增幅最大。北疆及南疆的南部地区未来降水将增加3%～6%,新疆中部天山以南地区的塔里木河流域一带,降水将增加12%～15%。

目前气候模式在模拟中存在一定的不确定性,全球模式的分辨率较粗,因此,目前研究结果带有一定的不确定性。

3.新疆空中水资源总量的空间分布及其变化

1)新疆区域年平均水汽流入量约为26114.8亿t,流出量为25647.7亿t,年净水汽收入量为467.1亿t。新疆西、南和北边界为流入边界,东边界为流出边界。由于新疆地形原因对流层中层水汽输送量最大,低层和高层水汽输送量相当,低层为水汽净输出,中、高层为水汽净输入。近40年新疆上空水汽总流入量、总流出量表现为减少趋势,且变化率几乎一致,1964年以后净水汽收入量无显著变化趋势。

2)新疆年、季大气可降水量分布特征表明新疆地区不受季风的直接影响。塔里木盆地和准噶尔盆地为可降水量高值区,塔里木盆地上空水汽含量明显高于准噶尔盆地,阿勒泰山、天山和昆仑山为低值区。南疆大气可降水量并不少,但降水少,可能是由于降水的动力条件、水汽辐合和其他因素决定的。

4.全球升温对新疆水资源的影响

1)近50年来,尤其是从1986年开始,新疆天山山区气温呈增加趋势。各流域降水具有明显空间差异性,近50年来,大多数地区降水量呈增加趋势。

2)以雨雪混合补给为主的河流(如乌鲁木齐河与开都河)径流量近年来明显增加,主要原因都是气温升高和山区降水量增加。

3)开都河流域山区和平原地区气温上升趋势远超过全球和南疆。2000年以来,山区气温增幅比低海拔地区大,山区降水增幅明显大于平原区降水增幅。

4)近40年来,新疆冰川消融加剧,大部分冰川退缩,冰雪融水产生的地表径流量明显增加。不同规模的冰川后果不同,较小冰川在年代际尺度上可能融化消失,出山口地表水资源近期增加后可能减少,且年际变率增大;较大的冰川,如托木尔峰—汗腾格里冰川作用中心,河流出山口径流将维持更长时间的偏丰状况,并在物质达到新的平衡后,随冰川径流补给的减少而下降。

5)山区降水增加对径流形成有利,然而山区温度的上升会加大径流形成区的蒸发,对径流形成不利。增暖、增湿对径流的综合影响在新疆表现为对径流的增加为主。

5.新疆沙漠的形成演化背景

塔克拉玛干沙漠、库姆塔格沙漠和古尔班通古特沙漠最早形成时间较早,至少在第四纪中更新世以前就已存在,甚至可能在第三纪的300万～500万年前就已初具规模。但塔克拉玛干沙漠现代沙漠景观,即盆地腹地沙漠连续、成片的分布特征可能形成较晚,是最近2000年以来的干旱化加剧结果,在此之前,盆地内南部的河流大多横穿盆地,在北部汇合塔里木河后东流进入罗布泊。盆地腹地的沙漠被这些河流分割成多个沙区。而在这些河流沿岸形成的众多绿洲成为孕育西域36国的摇篮。近2000年以来,整个中国北方趋于干旱化,新疆也不例外,河流普遍萎缩,造成罗布泊相应萎缩,适于人类生存的绿洲向河流中上游移动,昔日繁华的古国由此被流沙掩埋。

6.新疆湖泊的形成与演变

全新世早期,新疆多数湖泊为温暖干燥特点;中全新世,则多表现为气候温湿,细节上各地有所差异;晚全新世以来,多数湖泊进入温干期,湖面普遍萎缩。

7.环境变化、人类活动与丝绸之路古文明的兴衰

楼兰衰亡的自然背景,至少与2000年以后的湖泊的干旱过程是对应的,因此,楼兰古国的消亡,气候趋于干旱是决定性因素,而人类活动尤其是大量的农业灌溉加大了水资源的消耗,挤占了湖泊、河流的生态用水量,导致了楼兰生态环境的加速恶化。在新一轮的新疆开发建设中,必须重视防止重蹈楼兰古国消亡的覆辙。