吐鲁番盆地绿洲环境区划研究[]，本文主要内容关键词为：吐鲁番论文,盆地论文,区划论文,绿洲论文,环境论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
提要 本文在分析吐鲁番盆地自然及社会经济环境的基础上，依据绿洲环境的独特性，用GIS方法对吐鲁番绿洲地区进行了环境区划， 并从这一典型研究中，对绿洲环境区划的有关问题进行了探讨。
关键词 绿洲 环境区划 吐鲁番盆地
1 概述
环境区划是一种部门区划，它从区域环境系统性的观点出发，以环境条件及环境问题的相似性与差异性为基础进行划分。环境区划是区域环境研究成果在更高层次上的体现，是随着区域环境研究进展而产生的研究方法。环境区划的研究在国外开展较早，美国、前苏联、前捷克等国家在这方面的研究居于领先水平。我国自70年代后期开展环境区划研究，经过近20年的发展，研究方法不断完善，逐步建立起了有中国特色的环境区划的理论与方法体系，并在我国东部进行了省、区级规模的环境区划研究〔1〕。
新疆地处亚洲大陆腹地干旱区，绿洲是干旱区最重要的生态系统，其环境特点与湿润地区完全不同〔2〕，人类活动也主要集中于绿洲上。因而干旱区的绿洲是干旱区环境研究的重点。为从宏观上认识绿洲区域环境特点及环境问题发生的规律，进行了绿洲环境区划的尝试。由于绿洲自然及社会经济环境本身的一些特点，在绿洲环境区划中也出现了一些极富特色的特征和问题。
2 吐鲁番盆地自然及社会经济环境
吐鲁番盆地是天山东部的大型山间盆地，面积10 300km[2]，其北、西、南三面均为山地环绕，东面以北东走向的了墩隆起与哈密盆地隔开，故盆地有很强的封闭性。盆地内有东西走向的火焰山将盆地分成南北两部分：火焰山与其北的博格达山之间发育大量冲洪积扇，地面坡降很大；火焰山以南地表平坦，地势向艾丁湖盆地倾斜，艾丁湖以南为觉罗塔格山。新疆降水主要来自西风气流〔3〕，因西北部为高山封闭， 吐鲁番盆地降水极少，盆地西部的托克逊一带多年平均降水量仅6.9mm， 是我国降水最少的地方。由于盆地封闭，气流不畅，吐鲁番盆地热量条件明显优于全球同纬度其它地区，年平均气温12.5℃，≥10℃积温4 200～5 700℃。由于盆地内昼夜温差大， 对优质葡萄及长绒棉的生长十分有利。但夏季有时气温过高，每年日最高气温高于40℃的天气，在火焰山北为10天左右，火焰山南约45天，至艾丁湖盆竟达99～110天。 这样的天气易形成干热风，成为吐鲁番盆地主要的环境灾害之一。
吐鲁番盆地的绿洲主要分布在火焰山南北两侧。火焰山以北的绿洲位于博格达山南坡冲洪积扇下部，水源来自天山山区，水量充足，水质好，土地平整，盐渍化较轻，自然条件良好。火焰山以南的绿洲大部分位于火焰山南冲积平原下部，水源主要来自火焰山泉水，水量稳定，土地平坦开阔，是良好的农作区。更靠南的艾丁湖盆北部，自然条件较差，水源主要靠地下水，水质差，地下水位高，土地盐渍化问题突出。托克逊偏居西部一隅，其绿洲主要分布于阿拉沟河和白杨河冲洪积扇下部。阿拉沟河冲洪积扇下部绿洲的水源、土地条件均十分优越，是吐鲁番盆地中自然条件最好的地区之一；白杨河冲洪积扇下部绿洲地片较小且分散，但水源条件好。因地处白杨河口的风口地带，绿洲边缘风灾及沙害较重。两河下游的托台地区地处两河向艾丁湖泄水地带，地下水位高，下泄水份中含盐甚多，土地盐渍化严重。
吐鲁番地区主要的产业为农业、旅游业及加工工业。农业中种植业占主导地位，据1992年统计，吐鲁番地区共有耕地4.193×10[4]hm[2]，其中粮食面积2.524×10[4]hm[2]（包括复种），棉花1.736×10[4]hm[2]，葡萄1.047 ×10[4]hm[2]。经济作物在种植业中的比重大于粮食。吐鲁番地区的工业主要是本地区优质瓜果及棉花的加工业，具有鲜明的地区特色。吐鲁番盆地中蕴藏有丰富的矿藏资源，其中煤炭、石油储量大，近年来有不同程度的开发。依托艾丁湖提供的化工原料，吐鲁番地区化工生产有一定规模，七泉湖化工厂等均为吐鲁番地区重要的支柱企业。这些能源及化工企业大多远离绿洲地区，对绿洲环境的影响不很大，但近年来的石油开发区均在绿洲上游地带，有的采区已进入绿洲，对绿洲环境造成了直接或间接的影响。吐鲁番地区有着丰富的自然及人文旅游资源，有中国第一低地——艾丁湖，有充满神奇色彩的火焰山、柏孜克里克千佛洞、高昌和交河故城等闻名世界的旅游景点。1992年吐鲁番地区全年旅游收入已超过300万元〔4〕。随着改革开放的不断发展，旅游业有望成为吐鲁番地区最具发展潜力的产业。
3 绿洲环境区划的原则、指标体系与方法
3.1 绿洲环境区划的原则
区划的原则是选取区划指标，建立等级系统的基准，也是区划的核心问题之一。环境区划目前尚无统一原则。在自然区划中有发生统一性、相对一致性、区域共轭性、综合性、主导因素等原则〔5〕， 这些原则对环境区划均有重要参考价值。在绿洲环境区划中，考虑到区域特点及所用资料的性质，拟采用相对一致性原则。（1）自然环境结构相对一致的原则：绿洲内部自然环境结构的一致性，主要体现在区划单元内环境特点的类似和区间环境特点的差异上。在绿洲的不同部位，自然环境结构不同，人类活动的类型、强度也不同，而环境承受因此而引起的压力的能力也不同。（2）社会环境结构及其对环境影响相似的原则：社会环境结构的特点取决于人类活动的类型、方式和强度，而人类活动又只能在一定的自然资源、环境条件下进行，因而这种活动便带有区域的特色，它对环境的影响也体现出区内相似与区间差异的性质。（3）尽量保持现有行政边界完整的原则：在进行绿洲环境区划时，尽量保持县、乡界的完整，不但有利于区划的进行，也有利于对区内经济发展及环境保护进行统筹规划和领导，有利于区划结果及环境保护措施的落实。
3.2 环境区划的指标体系
环境区划指标体系的建立，主要依赖于研究者对绿洲环境特点及环境问题的认识水平与程度，它将直接影响到区划结果的水平。吐鲁番地区绿洲环境区划是地区级环境区划的一次尝试，在现有资料基础上，建立了环境区划的综合指标体系：
一级区（区）：地貌指标：地貌单元、海拔高度；气候指标：≥10℃年均积温、无霜期；水文指标：绿洲土地亩均供水量。
二级区（亚区）：土地资源：各等级土地的数量：矿产资源：能源及其它矿产资源；资源开发：工、农业产值。
三级区（小区）：主要环境功能：工、农业、旅游业等；主要环境问题：大风、干热风、沙害、盐渍化、工业污染等。
3.3 绿洲环境区划的方法
环境区划主要采用环境要素图叠置法和数量指标分区方法。在绿洲地区，各环境要素的区域分布明显，边界清晰，适宜用图件叠置法。同时由于绿洲地区自然要素实测点稀少，若用数量指标分区，数据量达不到统计要求，从而使数量指标分区方法实际上不可行。在吐鲁番绿洲区划中应用了GIS技术进行区划，取得了满意的结果。 本研究采用由荷兰国际宇航与地学学院（ITC）研制的GIS软件ILWIS，全部资料分8层分别用数字化仪输入，然后进行多种处理，得出了吐鲁番盆地绿洲环境区划图（图1），共分出一级区3个，二级区6个，三级区18个。
图1 吐鲁番盆地绿洲环境区划图
Fig.1 Map of the environmental regionalization of the oasesin Turpan Basin
Ⅰ—天山山前冲洪积平原区，Ⅱ—火焰山南冲积平原区，Ⅲ—艾丁湖盆地区，Ⅰ[1][,2]—七泉湖化学污染小区，Ⅰ[2][,2]—柯尔碱煤矿污染小区，Ⅰ[3][,2]—鄯善石油污染小区，Ⅰ[4][,2]—铁道沿线运输污染小区，Ⅰ[1][,3]—胜金连木沁农业环境小区，Ⅰ[2][,3]—辟展农业环境小区，Ⅰ[3][,3]—七克台农业环境小区，Ⅰ[4][,3]—鄯善城镇环境小区，Ⅰ[1][,4]—伊拉湖、博斯坦农业环境小区，Ⅰ[2][,4]—河东农业环境小区，Ⅰ[3][,4]—托台盐渍化危害小区，Ⅰ[4][,4]—托克逊城镇环境小区，Ⅱ[1][,1]—山南西部农业环境小区，Ⅱ[2][,1]—吐鲁番城镇、旅游环境小区，Ⅱ[1][,2]—鲁克沁农业环境小区，Ⅱ[2][,2]—迪坎儿沙害、盐渍化危害小区，Ⅲ[1][,1]—艾丁湖乡北部沙化危害小区，Ⅲ[2][,2]—艾丁湖乡南部盐渍化危害小区。
4 绿洲环境区总体环境质量评价〔6〕
环境区划的目的之一就是揭示各环境区总体环境质量的差异。吐鲁番盆地绿洲环境区环境质量总体评价中，选取对环境质量有决定性作用或有重大影响，能直接或间接反映区域环境质量状况、资料齐全的9 个要素作为总体环境质量评价的主要因子。即：自然环境条件指标：包括年平均径流深度、植被盖度、优质耕地（一、二等地）占耕地总数的比例、≥10℃年均积温、无霜期等指标。它们反映着各环境区主要的自然环境特点。社会经济环境指标：只包括人口密度1个指标。 对绿洲地区而言。人口密度对环境的影响最大，而且人口密度与区域经济发展、资源开发强度呈明显的正相关。因此绿洲地区的人口密度表达了人口及经济的双重信息。环境问题指标：吐鲁番盆地绿洲地区主要的环境问题包括大风、干热风、沙害、土地盐渍化等。用每年大于8级大风的天数、干热风的次数、沙化和盐渍化土地占耕地的百分比等指标，可以反映区内环境问题的性质与强度。
表1 吐鲁番绿洲地区环境总体质量评价基本资料
Tab.1 Basic data for the evaluation of overall environmental quality of the oases in turpan Basin
绿洲总体环境质量评价参照层次分析法的基本原理〔5〕， 根据各类环境指标中的各因子在环境质量评价中的相对重要性，来确定它们在各自指标体系中的相对权重，并对各因子划分数值段，每段给予相应的记分。为公平体现各因子对总体环境质量的影响，记分值一律相等。记分值与相对权重的乘积即为该因子在环境质量评价中的权重分数，即：
EQ[,ni]=I[,i]·W[,ni] （1）
式中：EQ[,ni]—单项因子环境质量权重分数；E[,i]—单项因子的环境强度记分值；W[,ni]—单项因子在环境中的相对权重。
同类指标各因子环境质量权重分数之和为本类指标的环境质量分数，即：
表1为收集到的能反映吐鲁番盆地绿洲地区自然环境、 社会经济环境和主要环境问题、资料齐全的11个环境因子指标。依（1）式要求，首先对各因子划分了数值段（全部划为3段），赋予统一的记分值， 并根据（1）式计算了各因子的权重分数，然后用（2）、（3）式， 对吐鲁番盆地绿洲地区各区的总体环境质量进行计算并排序。计算分4 步进行。第一步先计算各小区自然环境的有利条件，由此可以看出各小区在自然资源（主要指农业自然资源）开发上的潜力；第二步计算对农业自然环境的限制性因素，包括各种农业灾害；第三步将上述两部分结果数字相加，得出各小区总体自然环境分数；最后，加入社会环境因子，得出各小区总体环境质量值，以上各步骤的计算结果均进行了排序。在不同的计算步骤后，各小区的排序发生了一些有趣的变化，这对认识吐鲁番绿洲地区农业环境条件及人类活动对环境的影响很有帮助。
表2 吐鲁番绿洲地区总体环境质量评分排序表
Tab.2 Score sequence of the overall environmental qualityof the oases in Turpan Basin
从表2可以看出，有些小区本身自然条件优越，水源丰富， 光热充足、土地肥沃、环境限制因素较少，这样的小区在总体自然环境的排序中位置靠前，如Ⅱ[2],2]鲁克沁小区及Ⅰ[1][,4]伊拉湖小区。有些小区本身自然条件不错，如Ⅰ[2][,4]河东小区及Ⅰ[3][,4]托台小区，光热条件好，尤其是水源充足，发展绿洲农业的条件较好，但这两个小区的农业环境限制条件均较突出。前者地处白杨河风口地带，大风危害为全区最重；后者位于西部绿洲的泄水地带，地势低洼，土地盐渍化严重。这些突出的限制因素大大抵消了它们优良的自然环境的得分，使其在总体自然环境的排序中名次靠后。还有些小区本身自然条件相对较差，如火焰山北几片绿洲，光热条件为吐鲁番绿洲地区最差，因而在环境有利条件的排序中位置靠后，但这些小区自然灾害较少，环境限制条件得分少，在总体自然环境排序中反而排在靠前位置。在加入表征绿洲社会经济环境的唯一因子—人口密度后，得出了吐鲁番绿洲地区各环境小区的总体环境质量的排序，它与前述排序又有了明显不同，主要是人口密度较大的城市近郊区Ⅰ[3][,4]托台小区及Ⅰ[2][,3]辟展小区位置排后，而人口密度最大的三个城市所在小区则排到了最后，这是在本研究中用人口密度这个单一因子代表整个社会经济环境的结果，揭示出在绿洲地区人口数量所表达的不同于其它环境区的重要环境信息。
5 讨论
5.1 关于绿洲环境区划中社会经济环境因子的选定
绿洲环境区划是一种小区域环境区划。在本项研究中，以乡作为区划的基本单位。但在现行统计制度中，经济指标只统计到县一级、乡级未做正规统计，加之有些企业所在地与隶属单位不在一地，使分乡经济资料的收集与整理十分困难。但分析表明，在工业发展相对滞后的绿洲地区，由于交通、资金、人才等条件的限制，工业企业大多集中分布于城镇地区，少数以资源开发、加工为主的企业分布于山前荒漠地区，绿洲农区工业企业分布很少；在工业集中的城镇地区，人口密度很大，环境状况相对较差；而在广大农区，环境状况的优劣主要与该区域供养的人口，即人口密度相关。基于上述原因，本研究尝试以绿洲人口密度具有的社会和经济双重信息来作为绿洲社会经济环境指标的唯一因子。研究结果表明，这种尝试有其一定合理性。
5.2 关于绿洲城市在区划中的地位的确定
绿洲环境区划是以绿洲农业环境区划为主要目标进行的区划，所选9个环境因子已明显体现出这一点。绿洲城市位于绿洲中心部位， 不论从它的环境功能、环境问题等各方面，都不能与绿洲农区混同；但在区划中既不能为城市另设一套评价指标体系，也不能把它从绿洲中排除，因而只能用评价农区的指标对城市进行划分。尽管在本次尝试中用城市人口的高密度将城市从农区中划分了出来，但从理论上讲，这种划法远不够完善。如何正确认定绿洲城市在绿洲区划中的地位，将是今后进一步研究的问题之一。
* 中国科学院重点项目“新疆典型绿洲经济发展及生态环境建设研究”成果之一。
收稿日期：95-11-20