緒論新疆綠洲概述

一、新疆綠洲

（一）新疆綠洲的形成和演化

綠洲（Oasis）是在干旱地區有穩定水源或依靠人為供水所建立的適於植物生長和人類生棲，明顯區別於荒漠景觀的獨特地理景觀區（戶濤，2010），又被稱為“沃州”“沃野”“水草田”“綠島”等，呈“島嶼”狀存在於荒漠之中或被荒漠包圍，是干旱地區人類安身立命和繁衍生息的基地（樊自立，2004）。按人類的干預程度，綠洲可劃分為天然綠洲、半人工綠洲和人工綠洲。按不同氣候帶可劃分為熱帶、亞熱帶、暖溫帶和溫帶的荒漠綠洲。按形成的歷史年代可劃分為古綠洲（千年以前形成的）、舊綠洲（20世紀中葉以前）和新綠洲（20世紀中葉以後）。按在不同地貌類型上所形成的綠洲可劃分為河谷綠洲、扇形地綠洲、衝積平原型綠洲及三角洲型等綠洲。另外，還有按灌溉水源不同劃分的有渠灌綠洲、井灌綠洲、井渠結合綠洲；按綠洲的經濟職能劃分的有農業綠洲和城鎮綠洲和工礦綠洲（樊自立，2004）。

新疆深居亞洲內陸（N34°22′~49°11′，E73°32′~96°21′），處於太平洋季風與西風環流交接地帶。以烏魯木齊為中心，東到太平洋2500~4000km，西至大西洋6000~7500km，南到印度洋1700~3400km，北至北冰洋2800~4500km。大氣環流從海洋攜帶的水汽受到重山阻隔，很難形成較多較大的降水，生態環境脆弱。但“三山夾兩盆”的獨特地貌孕育了大量的“山地—綠洲—荒漠”繫統，其中，綠洲在三大生態繫統中居於核心地位，依賴水繫呈條狀分布於盆地四周，並與沙漠相鄰或被沙漠、戈壁包圍，面積僅占土地總面積的3.53%（山地占49.5%，沙漠占22.5%），而它的生物干物質產量

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達到0.82億t，占全疆生物干物質總量36.4%，比荒漠高出數十倍至百倍（樊自立，2004），造就了特色而高效的灌溉綠洲農業（賴先齊，2015），成為亞洲中部干旱區的精華（陳曦，2013）。

新疆綠洲的形成是特殊氣候條件、水文條件、地理條件、地質條件、人文條件疊加綜合作用而成的。綠洲形成及演化的成因、過程與格局均與水資源狀況有關。水是形成綠洲的基本條件，水的空間分布格局限定了綠洲的分布格局，而水量的大小決定著綠洲的規模（賴先齊，2015）。新疆的河流多為冰雪融化和降水補給，季節分配極不均衡，春季徑流量一般僅占年徑流量的10%~20%，隻及同期灌溉需水量的40%~50%；夏季徑流量占50%~70%，常引起洪水災害。古代綠洲面積小，用水不緊張，多分布在河流下遊。隨著綠洲面積擴大，需水量增加，特別是春季用水增多，上遊綠洲在缺水季節把水引走，下遊就得不到水，使下遊綠洲無法生存，於是不得不放棄。

地貌分異、地面物質組成及水鹽繫統運動制約著綠洲引水和土壤改良條件，成為影響綠洲空間格局分異的又一重要因素。人類早在河谷、扇形地、三角洲和衝積平原上建立綠洲，因為地形平緩，水草豐茂，引水方便，不需要建立復雜的水利工程就可引水灌溉，而在山前洪積衝積扇上，雖離水源較近，但河道大都下切很深，要把水引到衝積扇中下部，需通過幾十千米的戈壁，這在當時技術條件下是不可能的。隨著水利技術的進步，山前地帶也能引得較多的水量，綠洲便在這裡擴大，逐漸由山前地帶的綠洲取代了河流下遊的綠洲。綠洲的成土母質多以河流衝積細土成分為主，保水、保肥，鹽堿化較輕，肥力較高，提供了綠色植物生長發育的營養條件，如果沒有細土物質，在戈壁、裸岩缺乏水分和營養保證的地方，農作物就無法栽培，也無法形成綠洲。

人口生產規模、生產條件、科技裝備和社會發展的歷史要求等是綠洲轉型和發展的驅動力。人口規模突破了生態環境極限承載力，就會導致環境污染加劇和生態環境自調節功能退化，綠洲出現萎縮。科學技術進步、物質投入水平影響著綠洲居民的行為和生產結構的變化，推動綠洲的演變。在促進作用下，生態環境自調節功能會逐漸增強，環境質量會逐步改善，為經濟社會的發展和生態環境的可持續提供了重要保障，反之則起促進滯後作用。

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（二）新疆綠洲的分布

1.新疆的水資源特點

水資源是新疆綠洲生態環境中活躍的因素之一，生物體內的一切生化過程都離不開水，是農作物生命活動的必需條件，更是綠洲生死存亡的決定因素。綠洲農業的水分資源除前述的一般意義外，灌水更是農業能否存在的基本條件。新疆綠洲沒有灌溉就沒有農業，與中國東部地區完全利用當地的自然降水的“雨養農業”不同，也與東部地區的“水澆地”不同，後者澆水的目的是在旱季裡補充自然降水的不足，而綠洲農業的灌溉則是農作物水分的基本來源，水是山地子繫統與綠洲子繫統間重要的物質聯繫。

新疆位於內陸干旱區，降水不足，蒸發量大，“三山夾兩盆”的獨特地貌，導致水資源的時空分布特點極為特殊，總體上呈現“春旱、夏洪、秋缺、鼕枯”的顯著特點。主要水源來自高山融雪和山區降水，水資源總量豐富但人均不足，地表面水平均年徑流量為884×108m3，居中國第五位，為中國平均水量的2.5倍。人均占有河流量達8000m3，比中國的平均水平高出1.5倍，但從單位國土面積產水量來看，僅為5.3×104m3/km2，為全國倒數第三位。從空間分布上看，新疆水資源北部多於南部，西部多於東部。如果以天山山脊線為界，將新疆分為北疆和南疆兩大部分，則北疆河流徑流量435.7億m3，南疆446.7億m3，約各占一半。但北疆面積約4.5×105km2，占全疆面積27.7%，而南疆面積1.2×106km2，占全疆72.3%，北疆年徑流深或單位面積產水量比南疆多兩倍多。若將新疆分為西北和東南面積大致相當兩大部分，而西北部分的地表水資源73.7億m3，占全疆地表水資源量的93%，而東南部分僅占7%。加上地表水和地下水分布都不均勻，山區降水量達到2.0×1011m3，但是盆地降水卻不足4.0×1010m3。同時水資源時間分布也很不均勻，平均每年的冰川融水達1.8×1010m3，占新疆地區年徑流量的22.5%，但年內分布不均勻，變化的規律比較復雜，一般呈現夏季水量集中的特點，的4個月（6—9月）占整個年徑流量的70%~83%，大部分河流的春季水量較小且調節能力弱。

新疆徑流年內分配極不均勻，春季（3—5月）水量小，占年水量的10%~20%，夏季（6—8月）占50%~70%，秋季（9—11月）占10%~20%，鼕季（12月至翌年2月）占10%以下，連續4個月水量占60%~80%。春旱和夏洪是新疆水資源開發利用首先應解決的主要問題之一。另外，水資源

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分布與區域經濟發展格局不協調，如占全疆10%國土面積的伊犁河和額爾齊

斯河流域的水資源卻占全疆的32%；烏魯木齊—奎屯—克拉瑪依天山北坡綜

合經濟帶，集中了全疆83%的重工業和62%的輕工業，歷年國內生產總值占全疆40%以上，然而這一地區資源型缺水嚴重，水資源僅占全疆的7.4%，制約了該區的經濟可持續發展。正是由於全疆水資源時空分布不均且與區域經濟發展格局不協調，再加上國土面積大、河流眾多（570條），大部分河流流程短，水量小，水繫分散和復雜的地形地貌，決定了水資源合理配置難度較大。

2.水資源補給途徑

新疆地下水的補給主要水源來自高山融雪和山區降水，山區約占全疆總面積的40%，年均總降水量為2.048×1011m3，占全疆年均總降水量的84.3%，是新疆境內年地表徑流量7.94×1010m3的2.6倍，山區的自然降水成為新疆河川徑流的主要來源。冰川是地形與氣候經過漫長歲月相互作用下的產物，總面積為26357hm2，總儲水量2.8×1012m3，是自產河流年總徑流量的近36倍。冰川的消融與積累是辯證的統一，一個階段的退和進是氣候變化的響應。另一方面，它是高山固體水庫，對新疆水資源起著重要的調節作用。

高山與盆地相間的地貌特點，形成了干旱區內獨具一格的水循環繫統，構成了沒有水力聯繫的內陸河大小流域。水資源在流域水循環過程中形成和轉化，以河流為紐帶把山地、盆地平原、綠洲和荒漠繫統聯繫起來。由於荒漠盆地平原繫統很難產生徑流，從山地進入荒漠盆地平原的河流就成為主要的水資源（胡汝驥，2012）。本區山地面積約占70%以上，山脈與盆地相間的地貌格局是本區水資源形成的主要特色，它決定了水資源的分布和循環不同於中國東部外流河區，形成了獨樹一幟的水循環繫統，構成了沒有水力聯繫的內陸河大小流域。每一條這樣的流域在水文學方面都具有自己的水分、能量和其他物質循環繫統，是完全獨立的水繫統。這個繫統是陸地上質量、能量交換具有極大局部性的流域結構。由於局部循環是在全球循環的背景下進行的，因此，每一個這樣的流域，又是一個開放的繫統，每一個這樣的流域都有自己的徑流形成區（山區）、自己的水繫天然河流和人工渠、自己的尾閭（內陸湖水體），以及自己在低層大氣中的山谷環流。如開都河的徑流形成區（產流區）是天山山脈，尾閭為博斯騰湖。

內陸河流域的山區與尾閭水體的直接水力學聯繫通過該流域水繫的子繫統來完成。這樣，子繫統賦予內陸河流域以獨特的屬性。河川徑流是液態徑流、

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固態徑流、離子徑流和生物原徑流的復合徑流。河流帶給尾閭湖泊的不僅僅是水，還有泥沙，特別是富營養化的淤泥、集水面淋溶的鹽類、生物殘體。流域的反向聯繫由恆定風來實現。恆定風不僅把水汽攜往山區，而且還把鹽粒和塵埃微粒、植物花粉、真菌孢子、昆蟲卵搬運到山區。另外，還有動物向山區的垂直遷徙。內陸湖近岸淺水區和沿岸沼澤地是生物群落聚居的中心，那裡積累了大量動、植物的殘體，也集中了大量的鹽類。隨著內陸湖水位的下降和間歇性干涸，這些物質又會隨風輸入大氣，其中很大一部分被逆向輸往山區。內陸河上遊山區徑流形成區海撥高，人煙稀少，河道承接大量雪冰融水和天然降雨。

水資源在形成和轉化（地下水）的同時也滋潤著山地生態繫統。出山口進入荒漠盆地平原，這裡降水稀少，地表基本不產流。徑流以地表水與地下水兩種形式相互轉化。其間不斷蒸發和滲漏，終消失或形成湖泊。盆地平原河流上中遊兩岸是徑流消耗、地表水轉化為地下水區段。大量徑流滋養了綠洲生態繫統，創造了富有生氣和活力的高效生態農業。盆地平原的下遊和人工綠洲生態繫統的周邊地帶，是徑流的排洩、積累和蒸散區，水資源滋潤著天然綠洲、內陸河尾閭湖及低濕地生態繫統。從整體上看，內陸河流域的山區面積占35%以上、盆地平原占60%以上。

3.新疆綠洲的分布

新疆綠洲，主要發育在洪基、衝積扇及衝積平原上，一面或兩面、三面與沙漠相鄰。綠洲與沙漠間有著能量、物質及信息的聯繫，其中熱量的聯繫，沙漠對綠洲的增溫效應密切、重要。由於各地沙漠的面積、地貌特點、海撥高度等的差異，增溫效應不同，表現出一定的分異規律性，新疆綠洲農業分為3個類型區。

（1）塔裡木盆地沙漠增溫型綠洲塔裡木盆位於亞歐大陸腹地，是中國的內陸盆地（N37°~42°，E85°~94°，海撥800~1300m）。盆地東西長1400km，南北寬約550km，面積約5.3×106km2，大體呈菱形。四周高山海撥4000~6000m，盆地中部海撥1100~1300m，地勢西高東低，並稍微向北斜，地勢的點是位於盆地東端的羅布泊窪地，海撥781m。邊界受東西向和北西向深大斷裂控制，成為不規則的菱形，並在東部以70km寬的通道與河西走廊相接。由於深居亞歐大陸腹地，周圍又有高山阻礙濕潤空氣進入，雨量特少，年降水量不足100mm，大多在50mm以下，蒸發強烈，極為干旱。

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如若羌1957年全年降水量3.9mm，民豐安迪爾1966年降水量5.0mm，蒸發量卻很大，若羌達2952mm，蒸發降水比接近600。塔克拉瑪干沙漠占據盆地主要面積，占全國沙漠面積的56.3%，沙漠增溫作用強，加之由於天山阻隔北方、西北方向入侵的冷空氣難以直接到達。盆地四周山區積雪融水和降雨，彙入塔裡木河，流域地帶發展成為灌溉綠洲，成片狀分布在塔克拉瑪干沙漠周邊。該區域夏季溫度高，較同緯度的華北平原高6~7℃，光熱資源極其優越，熱量條件好，無霜期200d左右，≥10℃積溫4000℃，小麥復種玉米，一年兩熟（少數地區套種三熟），種植中熟陸地棉，是中國重要的優質棉生產基地。鼕季較中國同緯度的東部地區寒冷，但蘋果、梨、桃等溫帶落葉果樹能安全越鼕，且質優、高產，尤其是巴旦木、開心果等特色干果更是國內少有。葡萄、石榴、無花果等需埋土越鼕。不耐寒冷的板栗、柿子等不能種植。日光節能溫室大棚效果良好。該區域耕地面積約萬畝，綠洲特色農作制主要有：綠洲現代棉作制、復種多熟農作制、農林牧結合農作制、設施園藝制、種植果園制、水旱輪作制等。

（2）準噶爾盆地沙漠增溫型綠洲準噶爾盆地位於中國新疆的北部阿爾泰山與天山之間（N44°~46°，E82°~89°，海撥500~1000m），西側為準噶爾西部山地，東至北塔山麓，東西長700km，南北寬370km，面積3.8×106km2，是中國第二大內陸盆地。準噶爾盆地呈不規則三角形，地勢向西傾斜，北部略高於南部，北部的烏倫古湖（布倫托海）湖面高程479.1m，中部的瑪納斯湖湖面270m，西南部的艾比湖湖面189m，是盆地點。盆地西側有高達2000m的山嶺，多缺口，如額爾齊斯河谷、額敏河谷及阿拉山口。西風氣流由缺口進入，為盆地及周圍山地帶來降水，加之季節性積雪和凍土的作用，使沙漠生長發育了良好的沙生植物，形成中國的固定、半固定沙漠，綠洲農業成片狀分布在周邊。

盆地屬中溫帶氣候。太陽年總輻射量約565kJ/cm2：年日照時數北部約3000h，南部約2850h。由於盆地封閉，沙漠增溫後的熱量不宜散發，導致夏季綠洲局地溫度高，熱量豐富，較同緯度的東北地區高2.02℃。加之可控灌溉的優勢，促進了該流域綠洲高效農業的發展。盆地北部、西部年均溫3~5℃，南部5~7.5℃。盆地東部為寒潮通道，鼕季為中國同緯度冷之地，富蘊縣1月均溫為-28.7℃。10℃以上活動積溫3000~3500℃，持續150~170d，無霜期除東北部為l00~135d外，大多達150~170d。年均溫日較

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差12~14℃。盆地南緣衝積扇平原廣闊，是新墾農業區。發源於山地的河流，受冰川和融雪水補給，水量變化穩定，農業用水保證率高。除額爾齊斯河注入北冰洋外，瑪納斯、烏倫古等內陸河多流注盆地，瀦為湖泊（如瑪納斯湖、烏倫古湖等），能種植早熟陸地棉，且質量優、產量高，植棉區隻占該區耕地的1/3，卻生產了全國棉花的1/7成為國內重要的優質棉生產基地。盆地中部為廣闊草原和沙漠（庫爾班通古特沙漠），部分為灌木及草本植物覆蓋，主要為南北走向的壟崗式固定、半固定沙丘，南緣為蜂窩狀沙丘。盆地北緣因為海撥高度較高、沙漠增溫效應不如前者等原因，熱量條件相對較次，實行小麥套種玉米。鼕季氣候十分寒冷，桃、梨、優質蘋果等不能越鼕（伊犁地區條件較好），但夏季優異的日照、熱量及人工灌溉等條件，很適合果樹優質、高產，尤其是對便於埋土越鼕的葡萄更能趨利避害，正成為中國優質、高產的食用及釀酒用葡萄的新興基地。普遍種植春小麥（積雪較厚而穩定的伊犁、石河子等地種植鼕小麥）。日光溫室在寒潮時需加熱。石河子地區鼕季太冷，日光溫室效果不佳，但適於采用牲畜暖圈（棚），改善牧業條件。

與塔裡木盆地相比，該區域水土條件更為優良，氣候條件更加濕潤，農墾活動較為活躍。準噶爾綠洲特色農作制主要有：綠洲現代棉作制、套種多熟農作制、農林牧結合農作制、設施園藝制、種植葡萄園制、水旱輪作制等。

（3）吐哈盆地聚熱型綠洲吐魯番—哈密盆地，簡稱吐哈盆地。位於新疆東部，跨越吐魯番和哈密兩個地區（N42°12′~43°27′，E87°37′~94°30′）。四面環山，地勢北高南低，東高西低，平均海撥300~800m。東西長658km，南北寬60~132km，面積約5.4×105km2，是中國海撥的內陸山間盆地。其中吐魯番盆地是中國海撥的地區，處的艾丁湖海撥-154m，綠洲地區平均海撥30m左右。盆地內沙漠、戈壁廣布，天然植被極其稀少，使盆地有很強的聚熱作用，夏季熱量條件很好，吐魯番≥0℃積溫5000℃以上，無霜期232d以上，7—8月平均氣溫33.7℃，氣溫48.1℃，較東部同緯度濟南地區高9~10.7℃。以夏季的高溫衡量，吐魯番已屬熱帶地區，一般農作物都受到影響，隻有耐熱性好的長絨棉、陸地棉、高粱、無核白葡萄等能較好適應。但鼕季氣候受過境寒流影響，1月平均氣溫-9.6℃，又無積雪，隻能種植春小麥，故收獲期又相對較晚，春小麥後復種玉米。除較耐寒的棗樹外，一般難露地越鼕，然而葡萄在埋土越鼕的基礎上，能充分利用當地夏、秋季的高溫及干燥條件，生產人無我有的、自然風干的綠色葡萄干，鼕季節

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能日光溫室效果較好，在強寒潮時需加溫。該區域綠洲特色農作制主要有：綠洲現代棉作制、復種多熟農作制、農林牧結合農作制、設施園藝制、種植葡萄園制等。

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