塔里木河流域实际灌溉面积变化及其对陆地水储量的影响分析

作     者：徐冉 郝震 赵红莉 马佳丽 贺君彦 王镕 

作者机构：中国水利水电科学研究院 水利部数字孪生流域重点实验室 大连理工大学建设工程学院 

出 版 物：《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 (Journal of China Institute of Water Resources and Hydropower Research)

年 卷 期：2024年

学科分类：082802[工学-农业水土工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 

基　　金：“十四五”国家重点研发计划(2021YFB3900602) 

主　　题：塔里木河流域 实际灌溉面积 时空变化 陆地水储量 脱钩指数 随机森林分类 

摘      要：塔里木河(简称塔河)流域是典型的干旱绿洲农业区,明晰农业灌溉面积增长对流域水储量的影响,对于维护流域生态环境稳定和可持续发展尤为重要。本文提出了基于作物长势的实际灌溉面积遥感监测方法,采用Landsat卫星影像解译了塔河流域2003—2022年实际灌溉面积,利用相关系数及脱钩指数评价了流域实际灌溉面积变化与水储量的相关和依赖关系。研究结果表明:(1)干旱区灌溉与非灌溉植被长势差异显著,以卫星遥感影像计算的作物生育期内最大植被指数(NDVI)为分类指标,采用随机森林分类器辅以一定数量的样本,可实现大范围年实际灌溉面积的快速提取;(2)塔河流域2003—2022年间实际灌溉面积由2989万亩增加到5420万亩,增长比例为81.33%。5个地州中增长量最大的是阿克苏地区,共增了926万亩,增长比例为87.94%;其次是喀什地区,共增长了668万亩,增长比例为77.44%;(3)从相关系数上看,塔河流域2003—2022年间实际灌溉面积与陆地水储量的相关系数为-0.74,5个地州中阿克苏相关性最高,为-0.96,克州最小,为-0.56;(4)从脱钩指数上看,整个流域灌溉面积的增长强依赖于水储量消耗,虽然依赖度近年来有所降低,但未达脱钩状态。从空间上看,喀什、克州、巴州、阿克苏均为强依赖状态,和田为脱钩状态。上述结果表明,对塔河流域大部分地区而言,如果灌溉效率没有显著提升,灌溉面积已不宜继续扩大。本文的研究结果可为塔里木河流域水资源管理与可持续发展提供参考。