基于云模型的干旱揚(yáng)水灌區(qū)水土環(huán)境演化響應(yīng)評(píng)價(jià)

徐存東，程 慧，劉璐瑤，王國(guó)霞，田子荀，韓立煒

(1.華北水利水電大學(xué) 水利學(xué)院，鄭州 450045；2.水資源高效利用與保障工程河南省協(xié)同創(chuàng)新中心，鄭州 450046)

0 引 言

我國(guó)西北地區(qū)光熱條件充足，土地資源豐富，但水資源嚴(yán)重緊缺，生態(tài)環(huán)境極度脆弱，通過(guò)在荒漠中建設(shè)人工綠洲可在實(shí)現(xiàn)對(duì)西北地區(qū)大批長(zhǎng)期荒蕪的土地有效開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上逐步改善區(qū)域的氣候環(huán)境，逐步提高綜合環(huán)境質(zhì)量[1]。然而，位于我國(guó)西北的灌區(qū)長(zhǎng)期采用的大水漫灌及由灌溉入滲產(chǎn)生的水鹽運(yùn)移，致使灌區(qū)的水土環(huán)境形成了長(zhǎng)期性、立體性的影響[2]。當(dāng)前，針對(duì)區(qū)域尺度的水土環(huán)境演化的定量化揭示、水土環(huán)境的演化規(guī)律探討已成為學(xué)術(shù)界關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域。王浩等以植被與水分間作用機(jī)理為出發(fā)點(diǎn)，研究了水土資源的開(kāi)發(fā)利用對(duì)自然生態(tài)環(huán)境演變的影響[3]?？到B忠等分析了水土環(huán)境與水資源開(kāi)發(fā)間的聯(lián)系，構(gòu)建了水土環(huán)境效應(yīng)評(píng)估的指標(biāo)體系，進(jìn)行了論證與分析[4]。徐存東等利用改進(jìn)的AHP法對(duì)我國(guó)西北具有典型性的景電灌區(qū)水土環(huán)境變遷的響應(yīng)進(jìn)行了評(píng)估[5]。MP Kennedy等人對(duì)集體植被變量、優(yōu)勢(shì)植物種群性狀以及水文和水化學(xué)變量的評(píng)價(jià),對(duì)淡水濕地植被對(duì)水文驅(qū)動(dòng)因子的水土環(huán)境響應(yīng)進(jìn)行了研究[6]。NV Anh等利用半分布式水文模型對(duì)越南琮流域的水文循環(huán)和質(zhì)量動(dòng)態(tài)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)評(píng)估，在此基礎(chǔ)上對(duì)流域水土環(huán)境進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理與調(diào)控[7]。目前學(xué)術(shù)界針對(duì)干旱灌區(qū)的水土環(huán)境演變分析的方法及模型較少，方法單一同化，主觀性較強(qiáng)且未構(gòu)建區(qū)域尺度的多要素耦合模型[8,9]。因此，本文引入云模型轉(zhuǎn)化的方法開(kāi)展區(qū)域的水土環(huán)境演化響應(yīng)評(píng)價(jià)。云模型是定性、定量互換模型，它將模糊性和隨機(jī)性有機(jī)地綜合在一起，可實(shí)現(xiàn)定性概念與定量數(shù)值間自然轉(zhuǎn)換，其運(yùn)算過(guò)程和判斷結(jié)果可將水土環(huán)境演化的定性特征定量表征[10,11]。以甘肅景電灌區(qū)為研究區(qū)，引入云模型對(duì)干旱揚(yáng)水灌區(qū)水土環(huán)境的演化進(jìn)行評(píng)估分析，可強(qiáng)化對(duì)干旱荒漠區(qū)發(fā)展揚(yáng)水灌溉對(duì)環(huán)境變遷演化內(nèi)在機(jī)理的認(rèn)識(shí)，同時(shí)可為干旱荒漠區(qū)的水土資源可持續(xù)利用及宏觀調(diào)控提供有益借鑒。

1 研究區(qū)概況

以地處騰格里沙漠邊緣的甘肅景電灌區(qū)為研究區(qū)域，其地理位置如圖1所示。處于東經(jīng)103°20′-104°04′，北緯37°00′-38°21′，屬典型大陸氣候，蒸發(fā)量大降雨量稀少。獨(dú)特的自然環(huán)境與特殊的地理位置決定了該地區(qū)的水土環(huán)境問(wèn)題具有重要研究意義。灌區(qū)運(yùn)行40多年來(lái)，林木覆蓋率由提水前的0%變?yōu)樘崴?4%，同樣，年均降水量由185 mm變?yōu)?01.6 mm，相對(duì)濕度由46%變?yōu)?8%，平均風(fēng)速3.5 m/s變?yōu)?.4 m/s，年蒸發(fā)量3 390 mm變?yōu)? 433 mm，即經(jīng)過(guò)大量的提水灌溉，景電灌區(qū)的水土環(huán)境產(chǎn)生了一定的積極變化。然而，灌區(qū)內(nèi)田間大水漫灌及集中洗鹽等粗放的灌溉方式交替發(fā)生，及區(qū)域內(nèi)水鹽調(diào)控及人工排堿等人工活動(dòng)不斷演進(jìn)，大量的水資源調(diào)入原本干旱缺水的地區(qū)，人工灌溉所引起的水鹽運(yùn)移和水土資源的變遷重組也逐步趨于穩(wěn)定，該過(guò)程雖然緩慢而漫長(zhǎng)，但長(zhǎng)期潛在和立體化的影響已逐步顯現(xiàn)。

圖1 景電灌區(qū)地理位置示意圖Fig.1 Schematic diagram of the geographical location of jingjing irrigation area

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及數(shù)據(jù)源

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

干旱灌區(qū)水土環(huán)境演化，是指在干旱灌區(qū)調(diào)入大量的水資源及灌溉作用下，區(qū)域水土環(huán)境產(chǎn)生了長(zhǎng)期性的影響，使區(qū)域原有水土環(huán)境發(fā)生變遷。而評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定關(guān)系到結(jié)果的正確性，參考文獻(xiàn)[5]及文獻(xiàn)[12]中徐存東及宋松柏的研究，結(jié)合景電灌區(qū)水土環(huán)境現(xiàn)狀及特征，以可操作性、數(shù)據(jù)可得性、完整性、科學(xué)可比性及層次性為原則，結(jié)合水土環(huán)境演化的“原因-效應(yīng)-響應(yīng)”3個(gè)層次，從區(qū)域水土環(huán)境的區(qū)域氣候、土地利用、地下水及地表水4個(gè)層次21個(gè)指標(biāo)構(gòu)建了干旱揚(yáng)水灌區(qū)水土環(huán)境演化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。表1為所構(gòu)建的水土環(huán)境演化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。鑒于環(huán)境演化的“方向性”，將指標(biāo)細(xì)分為負(fù)向、正向指標(biāo)。負(fù)向值越大，表明水土環(huán)境的演化朝著越“低敏感”的方向演化；正向值越大，表明水土環(huán)境的演化朝著越“高敏感”的方向演化。

地表水效應(yīng)層：反映景電灌區(qū)水土環(huán)境演化變遷中地表水響應(yīng)變化，景電灌區(qū)水土環(huán)境變遷最為突出的是由于揚(yáng)水灌溉引起的水情變化及土地的鹽堿化，因此，選取灌區(qū)年提水量、灌區(qū)灌溉水量、徑流模數(shù)、灌溉水水質(zhì)指數(shù)、地表水水質(zhì)指數(shù)、灌溉水礦化度作為因素指標(biāo)。

地下水效應(yīng)層：反映景電灌區(qū)水土環(huán)境演化變遷中地表水響應(yīng)變化，目前，景電灌區(qū)水土環(huán)境變遷中變化最為劇烈的是地下水埋深及礦化度，因此，選取地下水埋深、地下水位年變幅、回歸水礦化度、地下水礦化度、地下水水質(zhì)指數(shù)作為因素指標(biāo)。

土地效應(yīng)層:反映景電灌區(qū)水土環(huán)境演化變遷中土壤等因素的變化，目前，由于人工提灌的作用，在長(zhǎng)周期的緩慢作用下，綠洲面積增加，同時(shí)，土壤的鹽堿化也更為明顯，因此，選用綠洲面積變化率、土壤鹽漬化程度、土壤鹽漬面積比、鹽漬土含鹽量作為因素指標(biāo)。

氣候效應(yīng)層：考慮景電灌區(qū)位于我國(guó)西北的干旱荒漠區(qū)，選用年降水量、平均氣溫、相對(duì)濕度、蒸發(fā)量、植被覆蓋率、平均風(fēng)速作為因素指標(biāo)。

表1 水土環(huán)境演化響應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Tab.1 Evaluation index system of water-soil environment evolution response

2.2 指標(biāo)權(quán)重及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)確定

傳統(tǒng)層次分析法(AHP)是由美國(guó)數(shù)學(xué)家SAATY T L 提出的一種基于多目標(biāo)定量和定性相結(jié)合的決策分析法[13]。傳統(tǒng)的分析法首先將問(wèn)題層次化，依據(jù)要達(dá)到的目標(biāo)及問(wèn)題的性質(zhì)，分解問(wèn)題成不同組成要素，且依據(jù)各因素間隸屬關(guān)系和相互影響關(guān)系進(jìn)行分層，之后組合構(gòu)成一個(gè)多層次結(jié)構(gòu)的分析模型。之后，對(duì)各層因素對(duì)比分析，采用1～9標(biāo)度法構(gòu)建判斷矩陣，判斷矩陣見(jiàn)表2，判斷矩陣中R層與下層C因素之間有關(guān)聯(lián)關(guān)系。最后，求解判斷矩陣最大特征值及特征向量，進(jìn)而確定各指標(biāo)因素權(quán)重，以此作為決策判斷依據(jù)。

表2 AHP法判斷矩陣Tab 2 AHP judgment matrix

傳統(tǒng)AHP中，判斷矩陣的求解采用1～9標(biāo)度法，即表2中cij對(duì)Rk而言，Ci對(duì)Cj數(shù)值表示相對(duì)重要度，然而，1～9標(biāo)度法與判斷習(xí)慣不協(xié)調(diào)且主觀性較強(qiáng)。因此，本文采用一種新的指數(shù)標(biāo)度法進(jìn)行改進(jìn)[5,14]，表3為基于指數(shù)標(biāo)度的改進(jìn)AHP法指數(shù)標(biāo)度取值范圍。

表3 改進(jìn)AHP法指數(shù)標(biāo)度取值范圍Tab.3 The value range of the improved AHP method

依據(jù)已建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行兩兩重要度判斷，確定基于指數(shù)標(biāo)度的判斷矩陣，進(jìn)而得到的21個(gè)指標(biāo)權(quán)重見(jiàn)表4。

表4 水土環(huán)境演化響應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)Tab.4 Evaluation indexes of water-soil environment evolution

續(xù)表4 水土環(huán)境演化響應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)

表4中水土環(huán)境演化評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)是參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究和國(guó)際公認(rèn)及國(guó)內(nèi)均值的基礎(chǔ)上[15-17]，根據(jù)景電灌區(qū)水土環(huán)境的特征及現(xiàn)狀，綜合分析后歸納確定。

2.3 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文在對(duì)甘肅省景電灌區(qū)1970s以來(lái)地表水監(jiān)測(cè)資料、地下水監(jiān)測(cè)資料、土壤勘察資料及氣象資料充分分析基礎(chǔ)上。重點(diǎn)收集2004-2014年來(lái)研究區(qū)地下水及地表水分布特征、灌區(qū)總提水量及農(nóng)田配水量、區(qū)域不同區(qū)帶的地下水埋深及化學(xué)特征、區(qū)域不同水文地質(zhì)單元的田間土壤化學(xué)特征、區(qū)域土地利用及鹽堿地斑塊分布特征、區(qū)域蒸發(fā)、降雨、氣溫、風(fēng)速等氣象數(shù)據(jù)。上述所收集的數(shù)據(jù)為干旱揚(yáng)水灌區(qū)水土環(huán)境演化響應(yīng)評(píng)價(jià)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料。結(jié)合表1，其主要指標(biāo)的數(shù)據(jù)收集及指標(biāo)解釋如下：

(1)降水量、區(qū)域氣溫、相對(duì)濕度、蒸發(fā)量及平均風(fēng)速數(shù)據(jù)在中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)站下載，下載每日參數(shù)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析后，得到研究區(qū)2004年及2014年年度基本數(shù)據(jù)。

(2)綠洲面積變化率、土壤鹽漬面積比及植被覆蓋率數(shù)據(jù)由研究區(qū)2004年和2014年TM遙感影像解譯而成，土壤鹽漬化程度及鹽漬土含鹽量由通過(guò)實(shí)地考察、取樣調(diào)查取得。

(3)灌區(qū)灌溉水量及用水量，由甘肅省景電管理局提供得到2004年及2014年的本底數(shù)據(jù)庫(kù)，地下水位相關(guān)資料為灌區(qū)各典型水文單元所布置的40多口監(jiān)測(cè)井收集化驗(yàn)，整理分析得到兩個(gè)年度的區(qū)域地下水埋深、地下水化學(xué)類(lèi)型等資料。

(4)地表水水質(zhì)、地表水礦化度及灌溉水水質(zhì)資料，經(jīng)由現(xiàn)場(chǎng)收集水樣，經(jīng)化驗(yàn)整理分析得到2004年及2014年相關(guān)資料。

3 水土環(huán)境演化的云模型構(gòu)建

3.1 云模型原理

見(jiàn)圖2為模擬該過(guò)程的多條件多規(guī)則云發(fā)生器，云模型是鐘形隸屬函數(shù)和正態(tài)分布演化發(fā)展而成的數(shù)學(xué)模型。其云的生成算法稱(chēng)為云發(fā)生器，云發(fā)生器包括逆向和正向發(fā)生器。逆向是定量到定性，正向則是從定性到定量，研究水土環(huán)境演化響應(yīng)評(píng)估是實(shí)現(xiàn)定性到定量值，故采用正向發(fā)生器[18]。其運(yùn)算步驟如下：

(1)產(chǎn)生正態(tài)隨機(jī)數(shù)En′i=Norm(En,He2)。其中，En為期望；He2為方差；Norm()為正態(tài)隨機(jī)分布函數(shù)。

(2)再產(chǎn)生正態(tài)隨機(jī)數(shù)xi=Norm(Ex,En′2i)。其中，Ex為期望；En′2i為方差；Norm()為正態(tài)隨機(jī)分布函數(shù)。

(4)得到數(shù)值論域中一個(gè)云滴(xi,ui)。

(5)重復(fù)(1)～(4)，當(dāng)生成滿(mǎn)足要求的n個(gè)云滴，計(jì)算終止。

3.2 正態(tài)云評(píng)價(jià)模型

針對(duì)干旱灌區(qū)水土環(huán)境演化進(jìn)行研究，引入云理論作為理論基礎(chǔ)，構(gòu)建正態(tài)云評(píng)價(jià)模型，其模型構(gòu)建流程如下。

(1)確定水土環(huán)境演化的評(píng)估因素域U={u1,u2,u3,…,un}。

(2)確定水土環(huán)境演化的評(píng)估等級(jí)域V={v1,v2,v3,…,vn}，確定評(píng)估指標(biāo)權(quán)重Q={q1,q2,q3,…,qn}。

(3)構(gòu)造模糊關(guān)系矩陣S。S表示評(píng)估因素域U對(duì)應(yīng)評(píng)估等級(jí)域V的隸屬關(guān)系，模糊關(guān)系矩陣S中元素sij表征評(píng)估因素域U內(nèi)第i個(gè)元素ui相對(duì)于評(píng)估等級(jí)域V內(nèi)第j個(gè)等級(jí)的隸屬度S={S1,S2,S3,…,Sn}。

(4)特征參數(shù)確定。由(4)中隸屬度，采用正態(tài)云模型確定評(píng)估因素隸屬度，生成的云模型為：

(1)

式中：Exij為正態(tài)云模型中評(píng)估因素i(i=1,2,3,…,n)對(duì)應(yīng)等級(jí)j(j=1,2,3,…,m)的期望；x上ij與x下ij分別為因素i(i=1,2,3,…,n)對(duì)應(yīng)等級(jí)j(j=1,2,3,…,m)上、下邊界值，即為一個(gè)級(jí)別過(guò)渡到下一個(gè)級(jí)別的臨界值。

水土環(huán)境演化評(píng)估中各評(píng)估域中邊界值為相互過(guò)渡的臨界值，該邊界值應(yīng)隸屬兩個(gè)級(jí)別，且值相等，有：

(3)

式中：Enij為正態(tài)云模型中評(píng)估因素i(i=1,2,3,…,n)對(duì)應(yīng)等級(jí)j(j=1,2,3,…,m)的熵；x上ij與x下ij分別為因素i(i=1,2,3,…,n)對(duì)應(yīng)等級(jí)j(j=1,2,3,…,m)上、下邊界值。

超熵He表示熵的離散度，對(duì)應(yīng)模型中云厚度?？赏ㄟ^(guò)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)取值，超熵所取的值越大，則正態(tài)云越厚，反之則越薄。

(5)根據(jù)干旱揚(yáng)水灌區(qū)水土環(huán)境演化評(píng)估體系中各指標(biāo)值，在構(gòu)建好評(píng)估指標(biāo)體系后，建立水土環(huán)境演化因素規(guī)則庫(kù)和效應(yīng)規(guī)則庫(kù)，由正向云發(fā)生器，輸入水土環(huán)境演化的各指標(biāo)定量化值，依據(jù)正態(tài)云模型CGAj云發(fā)生器隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)確定度uij。uij反映了xi對(duì)定性規(guī)則CGaj的激活強(qiáng)度，uij經(jīng)過(guò)“Soft and”操作獲得一確定度ui，作為后件(水土環(huán)境演化)云發(fā)生器CGB的輸入，隨機(jī)的產(chǎn)生一個(gè)輸出yi。最后將得到的CG(Byi)進(jìn)行加權(quán)平均，即為水土環(huán)境演化評(píng)估指標(biāo)的量化分值。計(jì)算原理見(jiàn)圖2。

(6)將(3)得到的模糊關(guān)系矩陣S與評(píng)估的權(quán)重集Q進(jìn)行模糊轉(zhuǎn)換，由于評(píng)估的權(quán)重集Q為評(píng)估因素域U在評(píng)估域V內(nèi)模糊子集，即為區(qū)域宏觀水土環(huán)境演化評(píng)估中評(píng)估域V上模糊子集R,即：

R=Q?S=(r1,r2,…,rj,…,rm)

(4)

(5)

圖2 多條件多規(guī)則云發(fā)生器Fig.2 Multi conditional of multi rule cloud generator

由最大隸屬度原則，本次水土環(huán)境演化響應(yīng)評(píng)價(jià)的綜合等級(jí)即為最大隸屬度對(duì)應(yīng)的等級(jí)。

3.3 模型構(gòu)建

依據(jù)干旱灌區(qū)區(qū)域水土環(huán)境演化響應(yīng)評(píng)價(jià)的各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，由正太云模型原理可建立各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的正態(tài)云模型見(jiàn)表2，干旱揚(yáng)水灌區(qū)水土環(huán)境演化綜合標(biāo)準(zhǔn)云模型見(jiàn)圖3。

表5 干旱揚(yáng)水灌區(qū)水土環(huán)境演化指標(biāo)云模型Tab.5 Soil and water environment in arid pumping irrigation area evolution index cloud model

圖3 水土環(huán)境演化綜合標(biāo)準(zhǔn)云模型Fig.3 Comprehensive model of water-soil environment evolution cloud model

4 結(jié)果及分析

4.1 單因子隸屬度

由所構(gòu)建的云模型，依據(jù)各指標(biāo)量化數(shù)據(jù)，計(jì)算可得各指標(biāo)在位于各層次的隸屬度，由最大隸屬度原則，可到各指標(biāo)評(píng)估單因子最大隸屬度值，見(jiàn)表6。

由表6，地表水效應(yīng)層6個(gè)的因子指標(biāo)，除去灌溉水量及提水量，2004-2014年度變化較為穩(wěn)定，其中引水量和灌溉水量均由2004年較高敏感(Ⅳ)上升至2014年高敏感(Ⅴ)，表明近10 a來(lái)，這兩個(gè)因子是主要變化因子；同時(shí)，這6個(gè)因子中，灌區(qū)提水量、灌溉水量及地表水水質(zhì)指數(shù)兩年度所處敏感度等級(jí)較高，表明在地表水效應(yīng)層中，這3個(gè)因子是地表水演化的主要響應(yīng)因子。

地下水效應(yīng)層5個(gè)因子中，地下水埋深及地下水水位年變幅為主要變化因子，分別由低一等級(jí)上升至高一等級(jí)，表明近10 a年來(lái)，隨著不斷的提水灌溉，這兩個(gè)因子響應(yīng)效果不斷凸顯；同時(shí)，地下水的水質(zhì)及礦化度2004～2014年來(lái)一直處于較高敏感(Ⅳ)，表明灌區(qū)的引水灌溉以來(lái)，這兩個(gè)因子是地下水演化的主要響應(yīng)因子。

土地效應(yīng)層4個(gè)因子指標(biāo)，在2004-2014年度其最大隸屬度所處敏感等級(jí)均未發(fā)生變化，表明景電灌區(qū)的水土環(huán)境在這10 a年演化中，其土地層的響應(yīng)變化是最為遲緩的。但是，除去土壤鹽漬面積比這個(gè)響應(yīng)因子，其他三個(gè)所處敏感度等級(jí)均較高，表明隨著灌區(qū)的灌溉運(yùn)行，雖然出現(xiàn)了土壤的鹽堿化，但是發(fā)生鹽堿化的土壤面積較小且變化不大，只是封閉單元的鹽堿區(qū)鹽堿程度更加嚴(yán)重了。這個(gè)與灌區(qū)土壤鹽堿化調(diào)研結(jié)果是一致的[19]。

表6 2004及2014年水土環(huán)境指標(biāo)因素隸屬度Tab.6 Indicators of water-soil environmental indicators in 2004 and 2014 membership

氣候效應(yīng)層6個(gè)因子指標(biāo)，除去灌區(qū)的蒸發(fā)量的敏感等級(jí)發(fā)生了變化，其他因子均為變化，表明近10a年，區(qū)域氣候的響應(yīng)變遷程度較為穩(wěn)定，分析這一原因，是灌區(qū)其所處獨(dú)特的西北干旱荒漠區(qū)的氣候條件決定的，雖然不斷的引水灌溉對(duì)灌區(qū)的氣候產(chǎn)生了一定的積極影響，但其影響程度及過(guò)程是潛在而緩慢的，在十年內(nèi)是無(wú)法產(chǎn)生巨大變化的。

4.2 綜合隸屬度

由各指標(biāo)權(quán)重及各等級(jí)各因子隸屬度，得到2004年及2014年水土環(huán)境位于不同等級(jí)的綜合隸屬度，由最大隸屬度原則，即可得到為2004及2014年水土環(huán)境綜合隸屬度，見(jiàn)表7。

表7 2004及2014年水土環(huán)境綜合隸屬度Tab.7 Comprehensive membership of water-soil environment in 2004 and 2014

由表7知，2004年景電灌區(qū)水土環(huán)境總體綜合演化的平均隸屬度“低敏感(Ⅰ)為0.2126，“較低敏感(Ⅱ)為0.284 8，中等敏感(Ⅲ)為0.157 0，較高敏感(Ⅳ)為0.369 8，高敏感(Ⅴ)為0.086 0。由最大隸屬度原則，可知2004年景電灌區(qū)水土環(huán)境為較高敏感(Ⅳ)，最大隸屬度為0.369 8；同理，2014年景電灌區(qū)水土環(huán)境為高敏感(Ⅴ)，其對(duì)應(yīng)的隸屬度為0.261 9。表明2004-2014年景電灌區(qū)水土環(huán)境總體朝著“高敏感”方向演化，對(duì)應(yīng)圖2中曲線“Ⅳ”逐步過(guò)渡到“Ⅴ”。究其原因，近10 a來(lái)，灌區(qū)調(diào)入的水資源量不斷增加，致使灌區(qū)地下水、地表水量不斷增加，過(guò)量的水資源調(diào)入加上不盡合理的利用方式，致使灌區(qū)水環(huán)境及土地環(huán)境不斷發(fā)生變化，具體表征為地下水位不斷抬升，土壤鹽漬化嚴(yán)重。

5 結(jié) 論

(1)2004-2014年以來(lái)，隨著灌區(qū)的提水灌溉，水土環(huán)境不斷朝著高敏感度的方向演化，其中灌區(qū)2004年水土環(huán)境的綜合等級(jí)為較高敏感，最大隸屬度為0.369 8，2014年灌區(qū)水土環(huán)境為高敏感(Ⅴ)，其對(duì)應(yīng)的隸屬度為0.261 9。

(2)水土環(huán)境發(fā)生隨著灌區(qū)的引水灌溉而發(fā)生演化，其中灌區(qū)提水量、灌溉水量、地表水水質(zhì)指數(shù)、地下水水質(zhì)、地下水礦化度、綠洲面積變化率、土壤鹽堿化程度、鹽漬土含鹽量等指標(biāo)因子響應(yīng)程度較為強(qiáng)烈，處于較高敏感和高敏感等級(jí)。同時(shí)，近10 a來(lái)，灌區(qū)提水量、灌溉水量、地下水埋深、地下水水位年變幅等指標(biāo)因子響應(yīng)變化較為強(qiáng)烈，均由低一等級(jí)上升至高一等級(jí)。

(3)水土環(huán)境的演化及其機(jī)理，加上影響因素、響應(yīng)結(jié)果及效應(yīng)表征所構(gòu)成的指標(biāo)體系是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)問(wèn)題，而確定其指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)是需要長(zhǎng)期探索的過(guò)程，其復(fù)雜性較強(qiáng)，目前尚未形成完整的理論體系。因此，如何更加科學(xué)的確定評(píng)估指標(biāo)體系及評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)需要進(jìn)一步的探索與研究。

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