● 摘要
水循环是联系地球系统的纽带，是全球变化研究的核心问题之一。水资源受到气候变化和人类活动的双重影响，而湖泊生态系统与气候变化之间的相互作用是当前全球变化研究的热点之一。作为我国干旱区中湖泊分布最多的地区，新疆的河流、湖泊对气候变化和人类活动具有高度的敏感性。本文选取白家海子及其入湖的乌鲁木齐河、头屯河、三屯河为研究对象，深入探讨河湖水系变化过程及其对气候变化、人类活动的响应。进而结合现有研究成果从整体上探讨天山北麓河湖水系变化的异同。
本文首先回顾已有研究成果，指出现有研究在选取研究时段、研究对象和分析河湖变迁原因上存在的不足之处。之后在梳理文献资料的基础上，利用各类地图和遥感影像，结合野外考察，分别研究考证了近300年来头屯河和三屯河、乌鲁木齐河、白家海子的变迁过程，揭示出河湖水系各自发生的变化。在此研究结果之上，进一步总结了白家海子及其入湖水系这一整体在18世纪中后期—19世纪前期、19世纪末20世纪初、20世纪中期以后三个不同时段的状况，并绘制河湖水系变迁图。之后，通过对气候因素、耕地和人口因素、水利工程因素的集成分析，研究自然因素和人文因素对白家海子及其入湖水系变迁的影响。
通过论证主要得出以下三个结论。第一，近300年内，白家海子流域发生过两次较大的变迁。第一次是19世纪末20世纪初，原本相互独立的三屯河水系与头屯河水系，因三屯河东支改道汇入头屯河而相互连通，汇流后的头屯河河道向东北延长，汇入乌鲁木齐河，继而注入白家海子。致使白家海子拥有稳定的水面，成为真正的湖泊。第二次是20世纪五六十年代以来，头屯河、三屯河、乌鲁木齐河的流程缩短，基本又各自独立，白家海子的来水量减少、面积缩小，甚至一度干涸。第二，分析造成这两次水文变化的原因。第一次水文变化，19世纪末20世纪初是少雨期，区域人口和耕地面积较前期减少、水资源利用量减少，而修建渠道人为地改变了河流流向，并且使得三屯河东支成为主流。因此可以说，三屯河的改道应是主要由人为因素造成的。第二次水文变化，主要是由于20世纪中期以后以少雨为主，而且耕地面积迅速扩大，灌溉用水量增加。同时大量现代水库和引水渠道的兴修，使大量河水被拦蓄或引走。因此可以说，此次变迁主要是是在气候因素和人文因素的耦合作用下发生的。第三，将白家海子流域的两次水文变迁放到整个天山北麓之中观察可以发现，这两次水文变化与天山北麓其他河流的变化是基本一致。