第三节　土地利用动态变化对博斯腾流域水资源影响分析研究

一、博斯腾湖流域各个时期土地利用变化状况

不同尺度土地利用/覆被变化的时空过程描述是土地利用/覆被研究的基础工作，因此准确定量定位获取不同时期的土地利用信息尤其重要。本研究利用20世纪70年代到2010年近四十年的Land-Sat MSS、TM和中巴卫星、中国环境减灾卫星遥感数据等为主要信息源，对多源遥感数据进行几何校正、彩色合成、图像增强等处理，然后统一到同一投影和坐标系统中。结合野外调查建立遥感图像的解译标志，通过遥感图像目视解译等方法，提取连续时间序列土地利用信息。通过GIS空间分析功能对其土地利用动态变化过程进行分析，揭示其变化规律和对博斯腾湖水资源的影响机制。

参照国内外现有土地利用/覆被的分类体系，结合本研究的目的以及研究区的实际情况，制定了6个一级分类，24个二级分类的土地利用/覆被分类体系，对土地利用进行分类，对多时期数据进行比较。具体分类及代码见表1-3。

根据表1-3分类系统和本研究需要利用的1972年Land-Sat MSS遥感影像、1990年、2000年Land-SatTM遥感影像，2005年的中巴卫星、2010年中国环境减灾卫星等遥感数据，各个时期遥感影像通过几何精校正的方法统一到同一地理坐标系统和投影上。各个时期的影像基本选择的都是7～9月植物生长茂盛时期的影像，根据影像光谱特征，结合野外实测资料，同时参照有关地理图件，对地物的几何形状、大小、颜色特征、纹理特征和空间分布情况进行分析，建立了研究区遥感影像的解译标志。通过目视解译获取5个时期土地利用状况及动态变化数据，见表1-4、图1-44和图1-45。

从2010年土地利用状况看（见图1-46），研究区总面积近4.33×104km2，耕地占区域总面积的5.87%，主要分布在博斯腾湖上游的开都河周围，林地占0.69%，草地占46.08%，研究区近50%的土地类型为草地，基本分布在高山雪线以下地区，水域占2.43%、城镇及居民用地占0.61%、沙地占1.85%、戈壁占12.75%、盐碱地占0.78%、沼泽地占3.94%、其他未利用地（包括河滩地、裸土地、裸岩石砾地、高寒荒漠，苔原等）占24.98%。

从1972～2010年5个时期土地利用状况看（见表1-5），耕地、城镇及居民用地出现持续增长趋势，林地、草地、戈壁、盐碱地等类型出现连续减少趋势，水域面积经历了由减少到增多再减少的过程，沙地和沼泽地等变化不大。耕地从1972年的980.36km2增长到1990年的1664.41km2，增长了70%，年增长率达3.91%，到2005年增长了一倍还多，2010年达2539.01km2。

二、各个时期土地利用转换状况

从各个时期土地利用转换矩阵情况看，耕地增长的来源主要是林地、草地、戈壁、盐碱地等土地利用类型。由于研究区的特殊地理位置决定水分条件是耕地空间布局的主要条件，因此耕地增长的来源都是近水源的各种土地利用类型。土地利用转换矩阵反映某一时段土地利用类型之间的转换量，而土地利用转换概率矩阵则反映土地利用类型之间的转换概率，它比土地利用转换量更具有可比性。从1972年至2010年各个时段转换概率矩阵可以看出，耕地转换率最高是向城镇建设及居民地转换，除此之外也有部分向林地、草地、戈壁、盐碱地等土地利用类型转换。有些水分条件差的耕地有弃耕现象。在整个研究阶段，林地主要是向耕地和城镇建设及居民地转换。详细情况见表1-6。

三、土地利用变化对水资源的影响

土地利用变化对水资源量的影响主要体现在不同土地利用类型的蒸散量不同。根据利用遥感数据结合气象观测资料反演的地表蒸散结果（见表1-7），计算了1972～2010年各个时期各种土地利用类型的蒸散量（见表1-8）。结果显示，除了2005年蒸散量略有降低以外，各个时期的蒸散量持续增加，从计算结果看，增加幅度并不是很大。研究区主要土地利用类型变化在于耕地和沼泽地大量增加，但对于整个研究区来讲影响不是很大。事实上耕地和沼泽地对水量的影响还体现在灌溉和洗土方面，需要进一步讨论。

1972～2010年5个时期除了2010年以外，包括湖面的蒸散量与湖面面积，都具有一定的相关性，蒸散量与湖面面积正相关（见表1-9、图1-47和图1-48）。不包括湖面时，蒸散量与湖面面积呈负相关，蒸散量持续增加，尤其2005～2010年增加量较大。

四、小结

土地利用类型的变化会对流域水资源量产生影响，尤其是耕地和湿地的面积增加会增大耗水量。耕地从1972年的980.36km2增长到2010年的2539.01km2，增长率达2.5倍以上。芦苇面积从85.05km2 增大到了504.22km2。研究区耕地需水主要靠灌溉，并且当地的土壤盐碱化现象比较严重，所以需要通过漫灌进行洗盐，对水资源量的消耗增大。灌溉和洗盐的水基本不能回到湖泊中，因此研究区近年来的大范围耕地面积的增加和博斯腾湖周边芦苇灌溉对博斯腾湖水位的下降起到加速作用。