中南阿拉斯加水文地理区划分析

2017-11-01 11:12:01赵伟静戴长雷杨朝晖
水利科学与寒区工程 2017年9期
关键词:气候区阿拉斯加中南

赵伟静,戴长雷,2,杨朝晖

(1.黑龙江大学 水利电力学院,黑龙江 哈尔滨 150080;2.黑龙江大学寒区地下水研究所,黑龙江 哈尔滨 150080;3.阿拉斯加大学安克雷奇分校,阿拉斯加州 安克雷奇 99508)

中南阿拉斯加水文地理区划分析

赵伟静1,戴长雷1,2,杨朝晖3

(1.黑龙江大学 水利电力学院,黑龙江 哈尔滨 150080;2.黑龙江大学寒区地下水研究所,黑龙江 哈尔滨 150080;3.阿拉斯加大学安克雷奇分校,阿拉斯加州 安克雷奇 99508)

水文地理区划较为直观地反映了水文现象的一般规律。在梳理中南阿拉斯加地区水文地理相关知识的前提下,分别按照水系、行政、气候、人口,以及国家公园和自然保护区的分区原则对其进行了划分。中南阿拉斯加按照水系划分为4个区域:科珀河(铜河)流域、马塔努斯卡-苏西特纳河流域、基奈半岛诸河流域、阿拉斯加半岛及科迪亚克岛沿阿拉斯加湾诸河水系流域片;按照行政划分为7个区域:安克雷奇市、雅库塔特镇、马塔努斯卡-苏西特纳镇、基奈半岛镇、科迪亚克岛镇、部分湖泊-半岛镇,以及瓦尔迪兹-科尔多瓦部分地区;按照气候划分为3个区域:库克湾气候区、科珀河(铜河)流域气候区、阿拉斯加湾气候区;根据人口数量可分为5个区域,其中安克雷奇市人口居首位;中南阿拉斯加地区还涵盖了阿拉斯加6个国家公园和自然保护区。

区划;水文地理;寒区;中南阿拉斯加

1 问题的提出

阿拉斯加是世界著名寒区,位于北美大陆的西北部,东面与加拿大接壤,北临北冰洋,西面与俄罗斯隔白令海峡相望,南滨北太平洋。阿拉斯加绝大部分土地位于北纬 60°以北,三分之一的土地在北极圈之内,常年覆盖积雪,州内分布着大片的永久冻土带。

阿拉斯加根据不同的划分原则有多种划分结果,而河流水系的发育情况影响着当地的地形地貌,对水文地理的研究起着重要的作用。阿拉斯加州水系发达,主要河流有科尔维尔河、诺阿塔克河、科伯克河、育空河、卡斯科奎姆河、科珀河(铜河)以及苏西特纳河等。根据其地表水系分布情况[1],将阿拉斯加分为6个区域,分别是北极地区、西北阿拉斯加区、育空地区、西南阿拉斯加区、中南阿拉斯加区、东南阿拉斯加区(图1)。其中中南阿拉斯加区地形地貌复杂多样,河流、湖泊、林木、山脉众多,此外这里人口密集,居住着一半以上的阿拉斯加居民,自然资源丰富,有着便利的交通和发达的经济。

目前,对于阿拉斯加的研究已取得一定进展,相关研究主要以其自然地理特征、资源、地质勘探及地理游记等为主。分别以水系、行政、气候、人口,以及国家公园和自然保护区5个分区原则对中南阿拉斯加进行研究划分,可为相关研究提供参考。

2 材料与方法

2.1 基础资料选择

中南阿拉斯加区域位置会随着阿拉斯加不同的分区原则而有所变化,故单独的中南阿拉斯加区域的图件资料较少。但是阿拉斯加作为美国面积最大的州,其图件资源丰富,主要搜集阿拉斯加水系图、行政区划图、气候分区图、人口及国家公园和自然保护区分布图。优先选择清晰准确,具有权威性而且比例尺相同的图件。由于比例尺问题,及阿拉斯加面积较大,其水系图中中南地区水系普遍较简单,只保留了干流,不利于后续中南阿拉斯加的水系分区,所以还需准备中南阿拉斯加主要河流科珀河(铜河)、苏西特纳河、马塔努斯卡河、克尼克河、基奈河等水系图,还需选择近年来与阿拉斯加气候相关的降雨量、气温等,以及最近人口数量调查基础数据。

图1 阿拉斯加水文地理分区

2.2 区划分析方法

ArcMap是一个可用于数据输入、编辑、查询、分析等功能的应用程序,具有地图制图、地图编辑、地图分析等功能。

利用Arcmap首先按照阿拉斯加水系分区原则添加底图数据,描绘出中南阿拉斯加地区,再利用搜集到的其余底图资料以及相关基础数据资料描绘出不同分区原则下的阿拉斯加相关分区,最后与绘制的中南阿拉斯加地区图进行叠加分析,得到中南阿拉斯加水文地理区划图。

3 结果与分析

3.1 中南阿拉斯加水系分区

地球上的生物都离不开水,水系分区的研究对当地水资源的评价、规划、开发利用以及管理都有着重要的意义。由于气候凉爽、水量丰沛、大山环绕,阿拉斯加中南部地区发育了成千上万条河流水系[2]。主要河流有科珀河(铜河)、苏西特纳河、马塔努斯卡河、基奈河等,这几条河流也将中南阿拉斯加分成了4个区域:科珀河(铜河)流域、马塔努斯卡河-苏西特纳河流域、基奈半岛诸河流域和阿拉斯加半岛及科迪亚克岛沿阿拉斯加湾诸河水系流域片(图2)。

科珀河(铜河)位于中南阿拉斯加东部,长467 km,是美国第十大河流,按平均流量排在第6位。它发源于弗兰格尔山脉的科珀河(铜河)冰川,流经著名的兰格尔-圣伊利亚斯国家公园,向南经阿拉斯加湾注入太平洋[3-4]。苏西特纳河位于中南阿拉斯加的西北部,长504 km,它发源于阿拉斯加山脉的海耶斯山,流经著名的德奈利国家公园,向南经库克湾注入太平洋。基奈河位于中南阿拉斯加的中部,全长132 km,是基奈半岛上最长的河流。它发源于基奈山脉,向西流经斯基拉克湖经库克湾注入太平洋[5]。

3.2 中南阿拉斯加行政分区

行政分区的划分综合了政治、经济、人口以及地理等多方面的因素,往往会对其他区划体系起到引导性作用。阿拉斯加全州有11个人口普查区,为便于州内普查工作的开展,还有16个自治镇,其中又包括4个自治市镇。中南阿拉斯加行政区划分为1个自治市镇安克雷奇市(首府为安克雷奇);1个人口普查区瓦尔迪兹-科尔多瓦地区(首府为瓦尔迪兹);5个自治镇(区域不完整),分别为马塔努斯卡-苏西特纳镇(首府为瓦西拉)、基奈半岛镇(首府为基奈)、科迪亚克岛镇(首府为科迪亚克)、湖泊-半岛镇(首府为萨蒙王村)以及雅库塔特镇(首府为雅库塔特)(图3)。

图2 中南阿拉斯加水系分区

图3 中南阿拉斯加行政分区

3.3 中南阿拉斯加气候分区

地球水文系统是地球气候系统的重要组成部分,所以水文系统会随着气候的变化而变化[4]。气候变化主要体现在气温和降水量上,其中气温影响着水文循环过程,而降水量很大程度上决定了径流量。近年来,洪涝旱灾频繁且日趋严重,了解地区气候特点并进行分区有利各区水文地理灾害研究的防护治理[6]。

阿拉斯加州可分成5大气候区:北极气候区,内陆和科珀河(铜河)流域气候区,西海岸(中西部和西南半岛)气候区,布里斯托尔湾和库克湾气候区,南部沿海(中南部和东南部走廊)气候区[7]。以地表水系划分出的中南阿拉斯加区域按照气候可进一步将其划分为三部分,分别是库克湾气候区、科珀河(铜河)流域气候区和阿拉斯加湾气候区(图4),其各区典型城市气候数据见表1。

库克湾气候区为大陆性气候和海洋性气候的过渡区,这里温度适中,平均年气温都高于零度,雨量适中;科珀河(铜河)流域气候区由于位于楚加奇山脉的北部,受太平洋的影响较小,表现为大陆性气候,所以气温变化较大,冬季寒冷,夏季温暖,降雨量较少;阿拉斯加湾气候区临阿拉斯加湾,受海洋影响强烈,气温温和,年变化较小,雨量充沛[8-10]。

图4 中南阿拉斯加气候分区

平均气温/℃2.782.19-2.813.894.92年平均降雨量/mm420.9712.0356.91752.31982.2

数据来源:美国气候数据。

3.4 中南阿拉斯加人口分区

地理环境决定了人口的形成和分布,世界上最早出现人类聚居的地方都是大江大河附近。但是,人类的活动也影响着地理环境,可通过实施工程或者改变下垫面的情况对水文循环、地理环境等产生影响。人口区划有利于对人口发展及资源开发利用实行分区规划。另外,城市人口占总人口的比重是一个地区社会经济发展水平的重要表现,体现了该地区的城市化水平。

据统计,2016年阿拉斯加全州人口739 838人,面积1 717 854 km2,中南阿拉斯加人口共计484 390人,占全州人口的一半以上。安克雷奇市是阿拉斯加州第一大城市,人口数量为299 037,占中南阿拉斯加人口的一半以上。根据表2数据对中南阿拉斯加人口进行分区见图5。

3.5 中南阿拉斯加主要国家公园和保护区

国家公园和自然保护区所在地都有着优越的自然地理条件,孕育着多种多样的生物,研究其水文地理环境对生物种类多样性起着积极的作用。中南阿拉斯加是阿拉斯加州最为丰富多彩的地区[11],这里地形地貌复杂多样,有着众多河流、冰川、山脉、低地、滨海地区,以及重要的地质活动等。经过长时间的地质、冰川作用,塑造出了中南阿拉斯加独特的自然景观,分布着众多国家公园和自然保护区[12-15](图6)。

表2 2016年中南阿拉斯加人口统计表

数据来源: 阿拉斯加劳工部、人力发展部和研究分析部。

图5 中南阿拉斯加人口分布

4 讨论与结论

主要从水系、行政、人口、气候以及国家公园和自然保护区5种分区原则对中南阿拉斯加进行划分,汇总如表3。

表3 中南阿拉斯加水文地理区划汇总表

按照水系划分,中南阿拉斯加可分为4个区域,分别是科珀河(铜河)流域区、苏西特纳河-马塔努斯卡河流域区、基奈半岛诸河流域区区和无较大河流区;按照行政划分,中南阿拉斯加地区分别包括了安克雷奇市、雅库塔特镇、马塔努斯卡-苏西特纳镇、基奈半岛镇、科迪亚克岛镇、部分湖泊-半岛,以及瓦尔迪兹-科尔多瓦部分地区;中南阿拉斯加按照气候主要划分为3个气候区:库克湾气候区、科珀河(铜河)流域气候区以及阿拉斯加湾气候区;根据人口数量,中南阿拉斯加分为5个区域,其中安克雷奇市人口最多,达29.9万人;中南阿拉斯加还涵盖了众多国家公园和自然保护区,分别有阿尼亚查克国家保护区、卡特迈国家公园和保护区克拉克湖国家公园和保护区、德奈利国家公园和保护区、基奈峡湾国家公园和兰格尔-圣伊利亚斯国家公园和保护区。

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Hydrological and geographical division in Southcentral Alaska

ZHAO Weijing1, DAI Changlei1,2, YANG Zhaohui3

(1.SchoolofHydraulic&Electric-power,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China; 2.InstituteofGroundwaterinColdRegion,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China; 3.UniversityofAlaska-Anchorage,Anchorage99508,USA)

The hydrological and geographical division reflects the general rule of hydrographical phenomena . According to the water system, administrative, climate, population and national parks and preserve, we attempt to divide southcentral Alaska by combing the hydrography there under the premise of knowledge. According to the water system, we divide southcentral Alaska into four areas: the Cooper river basin, the Matanuska-Susitna river basin, the Kenai Peninsula rivers basin, the Alaska Peninsula and Kodiak Island along the Gulf of Alaska rivers drainage basin. It is divided into seven zones according to the administration: Anchorage Borough, Yakutat Borough, Matanuska-Susitna Borough, Kenai Peninsula Borough, Kodiak Island Borough, part of Lake and Peninsula Borough and Valdez-Cordova Borough. According to the climate, it is divided into three areas: the climatic region of the Cook Inlet, the climatic region of the Cooper river basin and the climatic region of the Gulf of Alaska. According to the population, there are five regions in southcentral Alaska with the city of Anchorage being the largest. It also covers six national parks and reserves in southcentral Alaska.

division; hydrography; cold regions; Southcentral Alaska

戴长雷(1978-),男,山东郓城人,教授,主要从事寒区地下水及国际河流方向的教学和科研工作。E-mail:daichanglei@126.com。

P344

A

2096-0506(2017)09-0046-07

黑龙江大学大学生创新训练项目(2017402)

赵伟静(1994-),女,河北石家庄人,本科生,专业为水文与水资源工程。E-mail:zhaoweijing_463@163.com。

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