近几十年,咸海萎缩是人类活动造成最大的生态灾难之一。自1960年开始,由于当地过度引水用于灌溉,造成阿姆河对咸海的补给量下降。自此,咸海表面积萎缩约80%,水量下降90%,湖水盐度迅速上升,对当地的生态环境造成了巨大影响。当阿姆河径流不直接补给南咸海后,南咸海的水量平衡取决于地下水、降雨、水面蒸发,地下水在咸海萎缩的过程中逐渐成为重要的补给来源。阿姆河三角洲地下水水位变化的定量检测与归因是本研究的核心。
针对这一科学问题,中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室包安明研究员团队利用阿姆河三角洲近19年地下水监测数据,采用线性回归分析、m-k检测、小波分析、皮尔逊相关性分析以及主成分分析方法,对阿姆河三角洲地下水时空演变特征以及其影响因素进行了定量分析。
结果表明,当地地下水变化差异明显。总体来说,从1999年到2002年,地下水位从-189cm下降到-350cm。直到2017年,地下水位均回升至-211cm;周期性上,地下水位和灌溉水的波动周期相似,均为18个月左右;在空间上,地下水位在灌区和裸地内保持稳定,但在灌区附近急剧变化。 皮尔逊相关分析表明,地下水位的动态与灌溉区域内的灌溉活动密切相关(nukus:-0.583),而在咸海附近地区,地下水位与南咸海水位密切相关(muynak:0.355)。
相关研究成果以“quantitative detection and attribution of groundwater level variations in the amu darya delta”为题发表在water。该研究得到中国科学院先导专项资助。
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图1 1999-2017年地下水变化趋势的空间分布