第三節　土地利用動態變化對博斯騰流域水資源影響分析研究

一、博斯騰湖流域各個時期土地利用變化狀況

不同尺度土地利用/覆被變化的時空過程描述是土地利用/覆被研究的基礎工作，因此準確定量定位獲取不同時期的土地利用信息尤其重要。本研究利用20世紀70年代到2010年近四十年的Land-Sat MSS、TM和中巴衛星、中國環境減災衛星遙感數據等為主要信息源，對多源遙感數據進行幾何校正、彩色合成、圖像增強等處理，然后統一到同一投影和坐標系統中。結合野外調查建立遙感圖像的解譯標志，通過遙感圖像目視解譯等方法，提取連續時間序列土地利用信息。通過GIS空間分析功能對其土地利用動態變化過程進行分析，揭示其變化規律和對博斯騰湖水資源的影響機制。

參照國內外現有土地利用/覆被的分類體系，結合本研究的目的以及研究區的實際情況，制定了6個一級分類，24個二級分類的土地利用/覆被分類體系，對土地利用進行分類，對多時期數據進行比較。具體分類及代碼見表1-3。

根據表1-3分類系統和本研究需要利用的1972年Land-Sat MSS遙感影像、1990年、2000年Land-SatTM遙感影像，2005年的中巴衛星、2010年中國環境減災衛星等遙感數據，各個時期遙感影像通過幾何精校正的方法統一到同一地理坐標系統和投影上。各個時期的影像基本選擇的都是7～9月植物生長茂盛時期的影像，根據影像光譜特征，結合野外實測資料，同時參照有關地理圖件，對地物的幾何形狀、大小、顏色特征、紋理特征和空間分布情況進行分析，建立了研究區遙感影像的解譯標志。通過目視解譯獲取5個時期土地利用狀況及動態變化數據，見表1-4、圖1-44和圖1-45。

從2010年土地利用狀況看（見圖1-46），研究區總面積近4.33×104km2，耕地占區域總面積的5.87%，主要分布在博斯騰湖上游的開都河周圍，林地占0.69%，草地占46.08%，研究區近50%的土地類型為草地，基本分布在高山雪線以下地區，水域占2.43%、城鎮及居民用地占0.61%、沙地占1.85%、戈壁占12.75%、鹽堿地占0.78%、沼澤地占3.94%、其他未利用地（包括河灘地、裸土地、裸巖石礫地、高寒荒漠，苔原等）占24.98%。

從1972～2010年5個時期土地利用狀況看（見表1-5），耕地、城鎮及居民用地出現持續增長趨勢，林地、草地、戈壁、鹽堿地等類型出現連續減少趨勢，水域面積經歷了由減少到增多再減少的過程，沙地和沼澤地等變化不大。耕地從1972年的980.36km2增長到1990年的1664.41km2，增長了70%，年增長率達3.91%，到2005年增長了一倍還多，2010年達2539.01km2。

二、各個時期土地利用轉換狀況

從各個時期土地利用轉換矩陣情況看，耕地增長的來源主要是林地、草地、戈壁、鹽堿地等土地利用類型。由于研究區的特殊地理位置決定水分條件是耕地空間布局的主要條件，因此耕地增長的來源都是近水源的各種土地利用類型。土地利用轉換矩陣反映某一時段土地利用類型之間的轉換量，而土地利用轉換概率矩陣則反映土地利用類型之間的轉換概率，它比土地利用轉換量更具有可比性。從1972年至2010年各個時段轉換概率矩陣可以看出，耕地轉換率最高是向城鎮建設及居民地轉換，除此之外也有部分向林地、草地、戈壁、鹽堿地等土地利用類型轉換。有些水分條件差的耕地有棄耕現象。在整個研究階段，林地主要是向耕地和城鎮建設及居民地轉換。詳細情況見表1-6。

三、土地利用變化對水資源的影響

土地利用變化對水資源量的影響主要體現在不同土地利用類型的蒸散量不同。根據利用遙感數據結合氣象觀測資料反演的地表蒸散結果（見表1-7），計算了1972～2010年各個時期各種土地利用類型的蒸散量（見表1-8）。結果顯示，除了2005年蒸散量略有降低以外，各個時期的蒸散量持續增加，從計算結果看，增加幅度并不是很大。研究區主要土地利用類型變化在于耕地和沼澤地大量增加，但對于整個研究區來講影響不是很大。事實上耕地和沼澤地對水量的影響還體現在灌溉和洗土方面，需要進一步討論。

1972～2010年5個時期除了2010年以外，包括湖面的蒸散量與湖面面積，都具有一定的相關性，蒸散量與湖面面積正相關（見表1-9、圖1-47和圖1-48）。不包括湖面時，蒸散量與湖面面積呈負相關，蒸散量持續增加，尤其2005～2010年增加量較大。

四、小結

土地利用類型的變化會對流域水資源量產生影響，尤其是耕地和濕地的面積增加會增大耗水量。耕地從1972年的980.36km2增長到2010年的2539.01km2，增長率達2.5倍以上。蘆葦面積從85.05km2 增大到了504.22km2。研究區耕地需水主要靠灌溉，并且當地的土壤鹽堿化現象比較嚴重，所以需要通過漫灌進行洗鹽，對水資源量的消耗增大。灌溉和洗鹽的水基本不能回到湖泊中，因此研究區近年來的大范圍耕地面積的增加和博斯騰湖周邊蘆葦灌溉對博斯騰湖水位的下降起到加速作用。