摘要
气候变化指温度和天气模式的长期变化，这一变化加剧了水资源短缺和粮食危机。人类活动包括了人类为改变环境而采取的所有行为，并由于改变了大气中温室气体的数量从而加剧了气候变化。气候变化和人类活动对生态环境脆弱的中亚地区水资源有重要影响，冰川融雪水和灌溉用水严重也严重影响了伊赛克湖的水面和水位。准确模拟流域的将对区域水资源优化配置和防洪防灾有着积极的支持。由于该湖泊产流区被山脉环绕，季节性积雪和冰川融水成为径流的重要组成部分，而山前冲积平原的灌溉农业消耗大量水资源，因此需要对该区域进行合理建模量化。为了解气候变化和土地利用/土地覆盖变化对伊赛克湖水平衡的影响，提取了第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)情景（SSP119和SSP585）数据中该区域的未来气候变化趋势，利用CA-Markov模型预测了未来区域土地利用，研发了基于累积温度和最高温度的SWAT融雪径流模块，以伊赛克湖流域中2个子流域为代表，评估了气候变化和土地利用变化对区域水资源量和湖体水位变化的影响。本研究的主要发现总结如下: (1)东北部子流域比东南部子流域对降水和变暖更敏感，所有子流域的总径流流量将增加。降雨年增长率从0.7％增加到14.5％最低气温相较于年平均最低温升高较多，在SSP119情景下升高了了1.5℃（1-1.5℃），在SSP585情景下升高了2.1℃(1.9-2.2℃)。年平均气温变化率约为1.72℃/十年。温度和降水对水文成分的影响很重要。从3月到5月，融雪量增加(0.5-2％)，从6月到8月，融雪量减少(2-4.2％)，而在年度和季节尺度上，蒸散量增加(5.3-40％)。年平均径流量将有10.6％增加。蒸散量占流域年降水量的56％至65％，地表径流占产水量的25％至31％。而地下水占产水量的45％至54％。因此，伊塞克库尔湖周围集水区的气候效应具有显著的时空异质性。 (2)通过开展日尺模型的降雪和降雨模拟，提高了模型的雪过程模拟精度。东北部和南部子流域模拟径流的NSE分别从0.72增加到0.80和0.69增加到0.75;R2分别从0.73增加到0.84和0.74增加到0.75;时间偏差分别为2天和1天;峰值误差分别为-2.12％和-0.39％。这些结果表明，改进的模块可较好地模拟流量。 (3)区域耕地面积增加导致入湖水量的减少，三个代表子流域减少量在-157680m3yr-1到-33428160m3yr-1之间。由于土地利用的变化，研究区域内ET显示，两个底图的变异性都在增加，2015年的最大变异量为1210.92mm。使用2015-2050年的预测结果作为底图，ET的变化较低，约为-120.85mm，而流入表明研究期间存在很大的变化。根据1992年、2004年和2013年的基线图和2015年的基线图，1996年的流入量最高，而研究区域内的ET在所有基期的变异性都在增加。与LULC影响下的北部集水区相比，盆地东南集水区的总流量似乎大幅减少。 (4)比较气候和LULC数据产生的水文成分时，LULC下的流量贡献在北部和南部流域为51％，而气候数据下的流量贡献为40％。因此，气候变化对流域水资源量影响更大，进而影响伊赛克湖的水量平衡。历史时期和未来时期的水位分别为海拔1606.66m至1607.25m和1602.84m至1610.05m，流入该湖的水量变化较大。气候数据和LULC数据揭示了河流流量的变化，这会干扰集水区的河流流量，并影响流域的水位。 通过气候变化和土地利用变化对伊赛克湖流域水资源变化的评价，可以看出区域水资源管理方案和土地政策都应对气候变化做出响应。这些结果将为决策者应对气候变化缓解和当地水资源管理的挑战提供有价值的信息。
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