基于灌區(qū)尺度的聚落與水土資源空間耦合關(guān)系研究——以張掖市為例.pdf

1、黑河流域是我國(guó)西北干旱區(qū)第二大內(nèi)陸河流域,張掖市是黑河流域的主體組成部分和精華地區(qū)。干旱區(qū)內(nèi)陸河流域的核心在于水,核心區(qū)域在于綠洲。―水‖的實(shí)際使用單位是―灌區(qū)‖,而不是綠洲整體。也可以說(shuō),正是具有復(fù)雜互賴關(guān)系的一個(gè)個(gè)灌區(qū),經(jīng)過(guò)空間整合后,才形成了現(xiàn)代綠洲。在人工灌渠系統(tǒng)的強(qiáng)烈控制與引導(dǎo)下,渠系的供水量決定了灌溉面積(水澆地)的大小,而水澆地的規(guī)模又決定人口的承載能力,因此,水—土—人系統(tǒng)存在著高度的相互依存性和共生性。
　　論文

2、從張掖土地―二調(diào)‖數(shù)據(jù)庫(kù)中提取居民點(diǎn)斑塊用地面積和水澆地斑塊用地面積,分別表征―聚落‖和―土地‖;從張掖市―灌區(qū)管理年報(bào)‖數(shù)據(jù)庫(kù)中提取渠系屬性數(shù)據(jù)和水資源屬性數(shù)據(jù),表征―水資源‖。采用從局部到整體的思路,首先從三類典型灌區(qū)入手,綜合應(yīng)用空間自相關(guān)模型,解讀水—土—聚落之間的空間組織格局,再放大到張掖27個(gè)大灌區(qū),進(jìn)一步考察灌區(qū)整體中水—土—聚落之間的空間組織格局,最后應(yīng)用耦合度模型和協(xié)調(diào)度模型,分析灌區(qū)水—土—聚落之間的耦合關(guān)系和協(xié)調(diào)關(guān)

3、系。結(jié)果表明:
　　(1)從三類典型灌區(qū)角度講:新壩灌區(qū)(綠洲邊緣灌區(qū))受來(lái)水方向和保證程度的深刻影響,渠系呈典型的放射扇形特征,渠系、水澆地和居民點(diǎn)自干渠向外,由熱點(diǎn)地區(qū)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槔潼c(diǎn)地區(qū),說(shuō)明上游地區(qū)對(duì)下游地區(qū)的水資源利用具有一定程度的―剝奪‖效應(yīng),渠系對(duì)水澆地分布具有顯著的控制和引導(dǎo)作用。平川灌區(qū)(沿山獨(dú)立灌區(qū))受黑河干流走向的影響,干渠基本與黑河平行展布,居民點(diǎn)、水澆地表現(xiàn)出明顯的核心(黑河及沿岸干渠)——外圍特征,即從黑

4、河沿岸向外圍過(guò)渡,居民點(diǎn)、水澆地、和渠系逐步由熱點(diǎn)向冷點(diǎn)轉(zhuǎn)型,表現(xiàn)為黑河沿岸干渠對(duì)人口和水資源具有較強(qiáng)的基礎(chǔ)性作用。盈科灌區(qū)(典型的綠洲中腹灌區(qū))渠系呈典型的格網(wǎng)狀特征,由于水資源在灌區(qū)內(nèi)部進(jìn)行復(fù)雜的多級(jí)分配,導(dǎo)致灌區(qū)內(nèi)部也存在著復(fù)雜的串、并聯(lián)關(guān)系,由于水資源豐富,保證程度高,渠系對(duì)于水澆地和居民點(diǎn)的控制作用反而低于其它兩類灌區(qū)。
　　(2)從張掖灌區(qū)整體角度講:渠系和水澆地Moran指數(shù)均大于0,但絕大多數(shù)在0.1—0.4之間變

5、化,說(shuō)明渠系和水澆地在空間分布上具有一定的均勻性。從渠系、水澆地和居民點(diǎn)Moran指數(shù)看,渠系(4.783507)>水澆地(4.350581)>居民點(diǎn)(2.006427),也就是說(shuō),渠系的關(guān)聯(lián)性強(qiáng)于水澆地,更強(qiáng)于居民點(diǎn),在三者中,渠系與水澆地之間的相關(guān)性更密切。在典型的綠洲灌區(qū)內(nèi),渠系、水澆地和居民點(diǎn)Moran指數(shù)均表現(xiàn)出較好的耦合性。但在綠洲邊緣灌區(qū)和沿山獨(dú)立灌區(qū)渠系、水澆地和居民點(diǎn)的Moran指數(shù)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的反差,說(shuō)明水—土—聚落在

6、空間分布上存在著明顯的不一致。在張掖灌區(qū)中,綠洲核心區(qū)灌區(qū)和邊緣區(qū)灌區(qū)之間、典型綠洲灌區(qū)和沿山獨(dú)立灌區(qū)之間對(duì)于人口和水資源的聚集程度存在著明顯的差異。綠洲核心區(qū)表現(xiàn)出明顯的空間聚集特征,而邊緣區(qū)和沿山灌區(qū)由于水資源保障和區(qū)位條件制約,是水資源和人口的低密度分布區(qū)。
　　(3)張掖市所有灌區(qū)單元,聚落和水、土資源耦合度平均值為0.714,為高水平耦合階段。但空間差異明顯,水—土—人高強(qiáng)度耦合地區(qū)(耦合度值在0.8以上)主要分布在部分

7、綠洲核心區(qū);水—土—人處于磨合階段的地區(qū)(耦合度值在0.5~0.8之間)主要分布在經(jīng)濟(jì)核心區(qū)或者行政中心聚集區(qū);中等強(qiáng)度耦合地區(qū)(耦合度值在0.5~0.3之間)主要分布沿山灌區(qū)和邊緣灌區(qū);低強(qiáng)度耦合地區(qū)(耦合度值在0.3以下),主要分布在更具有獨(dú)立性的肅南灌區(qū)中?？梢?jiàn)水—土—人耦合度基本表征為綠洲中腹灌區(qū)高于邊緣區(qū)灌區(qū),聯(lián)合灌區(qū)高于獨(dú)立灌區(qū)。
　　(4)張掖灌區(qū)單元水—土—人系統(tǒng)協(xié)調(diào)度的空間分布與耦合度分布特征基本類似,但略有不同

8、,其中,高度協(xié)調(diào)的地區(qū)(協(xié)調(diào)度值在0.5以上)只有梨園河灌區(qū)、西浚灌區(qū)、盈科灌區(qū)、大堵麻灌區(qū)4個(gè)灌區(qū)單元,而中度協(xié)調(diào)地區(qū)(協(xié)調(diào)度值在0.3~0.5之間)呈組團(tuán)狀分布在綠洲核心區(qū),與高度耦合區(qū)的空間范圍基本吻合;低中度協(xié)調(diào)地區(qū)(協(xié)調(diào)度值在0.14~0.3之間)多分布在中度協(xié)調(diào)區(qū)周圍;低度協(xié)調(diào)區(qū)(協(xié)調(diào)度值在0.14之下)范圍較廣,面積較大,主要分布在祁連山沿山灌區(qū)和綠洲邊緣灌區(qū)。
　　(5)據(jù)此,可將張掖27個(gè)灌區(qū)劃分為水—土—人資源