中南阿拉斯加水文地理區(qū)劃分析

趙偉靜,戴長雷,2,楊朝暉

(1.黑龍江大學(xué) 水利電力學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080；2.黑龍江大學(xué)寒區(qū)地下水研究所，黑龍江 哈爾濱 150080；3.阿拉斯加大學(xué)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區(qū)劃分析

趙偉靜1,戴長雷1,2,楊朝暉3

(1.黑龍江大學(xué) 水利電力學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080；2.黑龍江大學(xué)寒區(qū)地下水研究所，黑龍江 哈爾濱 150080；3.阿拉斯加大學(xué)安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508)

水文地理區(qū)劃較為直觀地反映了水文現(xiàn)象的一般規(guī)律。在梳理中南阿拉斯加地區(qū)水文地理相關(guān)知識的前提下，分別按照水系、行政、氣候、人口,以及國家公園和自然保護(hù)區(qū)的分區(qū)原則對其進(jìn)行了劃分。中南阿拉斯加按照水系劃分為4個區(qū)域：科珀河(銅河)流域、馬塔努斯卡-蘇西特納河流域、基奈半島諸河流域、阿拉斯加半島及科迪亞克島沿阿拉斯加灣諸河水系流域片；按照行政劃分為7個區(qū)域：安克雷奇市、雅庫塔特鎮(zhèn)、馬塔努斯卡-蘇西特納鎮(zhèn)、基奈半島鎮(zhèn)、科迪亞克島鎮(zhèn)、部分湖泊-半島鎮(zhèn)，以及瓦爾迪茲-科爾多瓦部分地區(qū)；按照氣候劃分為3個區(qū)域：庫克灣氣候區(qū)、科珀河(銅河)流域氣候區(qū)、阿拉斯加灣氣候區(qū)；根據(jù)人口數(shù)量可分為5個區(qū)域，其中安克雷奇市人口居首位；中南阿拉斯加地區(qū)還涵蓋了阿拉斯加6個國家公園和自然保護(hù)區(qū)。

區(qū)劃；水文地理；寒區(qū)；中南阿拉斯加

1 問題的提出

阿拉斯加是世界著名寒區(qū)，位于北美大陸的西北部，東面與加拿大接壤，北臨北冰洋，西面與俄羅斯隔白令海峽相望，南濱北太平洋。阿拉斯加絕大部分土地位于北緯 60°以北，三分之一的土地在北極圈之內(nèi)，常年覆蓋積雪，州內(nèi)分布著大片的永久凍土帶。

阿拉斯加根據(jù)不同的劃分原則有多種劃分結(jié)果，而河流水系的發(fā)育情況影響著當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛?，對水文地理的研究起著重要的作用。阿拉斯加州水系發(fā)達(dá)，主要河流有科爾維爾河、諾阿塔克河、科伯克河、育空河、卡斯科奎姆河、科珀河(銅河)以及蘇西特納河等。根據(jù)其地表水系分布情況[1]，將阿拉斯加分為6個區(qū)域，分別是北極地區(qū)、西北阿拉斯加區(qū)、育空地區(qū)、西南阿拉斯加區(qū)、中南阿拉斯加區(qū)、東南阿拉斯加區(qū)(圖1)。其中中南阿拉斯加區(qū)地形地貌復(fù)雜多樣，河流、湖泊、林木、山脈眾多，此外這里人口密集，居住著一半以上的阿拉斯加居民，自然資源豐富，有著便利的交通和發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)。

目前，對于阿拉斯加的研究已取得一定進(jìn)展，相關(guān)研究主要以其自然地理特征、資源、地質(zhì)勘探及地理游記等為主。分別以水系、行政、氣候、人口，以及國家公園和自然保護(hù)區(qū)5個分區(qū)原則對中南阿拉斯加進(jìn)行研究劃分，可為相關(guān)研究提供參考。

2 材料與方法

2.1 基礎(chǔ)資料選擇

中南阿拉斯加區(qū)域位置會隨著阿拉斯加不同的分區(qū)原則而有所變化，故單獨的中南阿拉斯加區(qū)域的圖件資料較少。但是阿拉斯加作為美國面積最大的州，其圖件資源豐富，主要搜集阿拉斯加水系圖、行政區(qū)劃圖、氣候分區(qū)圖、人口及國家公園和自然保護(hù)區(qū)分布圖。優(yōu)先選擇清晰準(zhǔn)確，具有權(quán)威性而且比例尺相同的圖件。由于比例尺問題，及阿拉斯加面積較大，其水系圖中中南地區(qū)水系普遍較簡單，只保留了干流，不利于后續(xù)中南阿拉斯加的水系分區(qū)，所以還需準(zhǔn)備中南阿拉斯加主要河流科珀河(銅河)、蘇西特納河、馬塔努斯卡河、克尼克河、基奈河等水系圖，還需選擇近年來與阿拉斯加氣候相關(guān)的降雨量、氣溫等，以及最近人口數(shù)量調(diào)查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

圖1 阿拉斯加水文地理分區(qū)

2.2 區(qū)劃分析方法

ArcMap是一個可用于數(shù)據(jù)輸入、編輯、查詢、分析等功能的應(yīng)用程序，具有地圖制圖、地圖編輯、地圖分析等功能。

利用Arcmap首先按照阿拉斯加水系分區(qū)原則添加底圖數(shù)據(jù)，描繪出中南阿拉斯加地區(qū)，再利用搜集到的其余底圖資料以及相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料描繪出不同分區(qū)原則下的阿拉斯加相關(guān)分區(qū)，最后與繪制的中南阿拉斯加地區(qū)圖進(jìn)行疊加分析，得到中南阿拉斯加水文地理區(qū)劃圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 中南阿拉斯加水系分區(qū)

地球上的生物都離不開水，水系分區(qū)的研究對當(dāng)?shù)厮Y源的評價、規(guī)劃、開發(fā)利用以及管理都有著重要的意義。由于氣候涼爽、水量豐沛、大山環(huán)繞，阿拉斯加中南部地區(qū)發(fā)育了成千上萬條河流水系[2]。主要河流有科珀河(銅河)、蘇西特納河、馬塔努斯卡河、基奈河等，這幾條河流也將中南阿拉斯加分成了4個區(qū)域：科珀河(銅河)流域、馬塔努斯卡河-蘇西特納河流域、基奈半島諸河流域和阿拉斯加半島及科迪亞克島沿阿拉斯加灣諸河水系流域片(圖2)。

科珀河(銅河)位于中南阿拉斯加?xùn)|部，長467 km，是美國第十大河流，按平均流量排在第6位。它發(fā)源于弗蘭格爾山脈的科珀河(銅河)冰川，流經(jīng)著名的蘭格爾-圣伊利亞斯國家公園，向南經(jīng)阿拉斯加灣注入太平洋[3-4]。蘇西特納河位于中南阿拉斯加的西北部，長504 km，它發(fā)源于阿拉斯加山脈的海耶斯山，流經(jīng)著名的德奈利國家公園，向南經(jīng)庫克灣注入太平洋。基奈河位于中南阿拉斯加的中部，全長132 km，是基奈半島上最長的河流。它發(fā)源于基奈山脈，向西流經(jīng)斯基拉克湖經(jīng)庫克灣注入太平洋[5]。

3.2 中南阿拉斯加行政分區(qū)

行政分區(qū)的劃分綜合了政治、經(jīng)濟(jì)、人口以及地理等多方面的因素，往往會對其他區(qū)劃體系起到引導(dǎo)性作用。阿拉斯加全州有11個人口普查區(qū)，為便于州內(nèi)普查工作的開展，還有16個自治鎮(zhèn)，其中又包括4個自治市鎮(zhèn)。中南阿拉斯加行政區(qū)劃分為1個自治市鎮(zhèn)安克雷奇市(首府為安克雷奇)；1個人口普查區(qū)瓦爾迪茲-科爾多瓦地區(qū)(首府為瓦爾迪茲)；5個自治鎮(zhèn)(區(qū)域不完整)，分別為馬塔努斯卡-蘇西特納鎮(zhèn)(首府為瓦西拉)、基奈半島鎮(zhèn)(首府為基奈)、科迪亞克島鎮(zhèn)(首府為科迪亞克)、湖泊-半島鎮(zhèn)(首府為薩蒙王村)以及雅庫塔特鎮(zhèn)(首府為雅庫塔特)(圖3)。

圖2 中南阿拉斯加水系分區(qū)

圖3 中南阿拉斯加行政分區(qū)

3.3 中南阿拉斯加氣候分區(qū)

地球水文系統(tǒng)是地球氣候系統(tǒng)的重要組成部分，所以水文系統(tǒng)會隨著氣候的變化而變化[4]。氣候變化主要體現(xiàn)在氣溫和降水量上，其中氣溫影響著水文循環(huán)過程，而降水量很大程度上決定了徑流量。近年來，洪澇旱災(zāi)頻繁且日趨嚴(yán)重，了解地區(qū)氣候特點并進(jìn)行分區(qū)有利各區(qū)水文地理災(zāi)害研究的防護(hù)治理[6]。

阿拉斯加州可分成5大氣候區(qū)：北極氣候區(qū)，內(nèi)陸和科珀河(銅河)流域氣候區(qū)，西海岸(中西部和西南半島)氣候區(qū)，布里斯托爾灣和庫克灣氣候區(qū)，南部沿海(中南部和東南部走廊)氣候區(qū)[7]。以地表水系劃分出的中南阿拉斯加區(qū)域按照氣候可進(jìn)一步將其劃分為三部分，分別是庫克灣氣候區(qū)、科珀河(銅河)流域氣候區(qū)和阿拉斯加灣氣候區(qū)(圖4)，其各區(qū)典型城市氣候數(shù)據(jù)見表1。

庫克灣氣候區(qū)為大陸性氣候和海洋性氣候的過渡區(qū)，這里溫度適中，平均年氣溫都高于零度，雨量適中；科珀河(銅河)流域氣候區(qū)由于位于楚加奇山脈的北部，受太平洋的影響較小，表現(xiàn)為大陸性氣候，所以氣溫變化較大，冬季寒冷，夏季溫暖，降雨量較少；阿拉斯加灣氣候區(qū)臨阿拉斯加灣，受海洋影響強(qiáng)烈，氣溫溫和，年變化較小，雨量充沛[8-10]。

圖4 中南阿拉斯加氣候分區(qū)

平均氣溫/℃2.782.19-2.813.894.92年平均降雨量/mm420.9712.0356.91752.31982.2

數(shù)據(jù)來源：美國氣候數(shù)據(jù)。

3.4 中南阿拉斯加人口分區(qū)

地理環(huán)境決定了人口的形成和分布，世界上最早出現(xiàn)人類聚居的地方都是大江大河附近。但是，人類的活動也影響著地理環(huán)境，可通過實施工程或者改變下墊面的情況對水文循環(huán)、地理環(huán)境等產(chǎn)生影響。人口區(qū)劃有利于對人口發(fā)展及資源開發(fā)利用實行分區(qū)規(guī)劃。另外，城市人口占總?cè)丝诘谋戎厥且粋€地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要表現(xiàn)，體現(xiàn)了該地區(qū)的城市化水平。

據(jù)統(tǒng)計，2016年阿拉斯加全州人口739 838人，面積1 717 854 km2，中南阿拉斯加人口共計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，人口數(shù)量為299 037，占中南阿拉斯加人口的一半以上。根據(jù)表2數(shù)據(jù)對中南阿拉斯加人口進(jìn)行分區(qū)見圖5。

3.5 中南阿拉斯加主要國家公園和保護(hù)區(qū)

國家公園和自然保護(hù)區(qū)所在地都有著優(yōu)越的自然地理條件，孕育著多種多樣的生物，研究其水文地理環(huán)境對生物種類多樣性起著積極的作用。中南阿拉斯加是阿拉斯加州最為豐富多彩的地區(qū)[11]，這里地形地貌復(fù)雜多樣，有著眾多河流、冰川、山脈、低地、濱海地區(qū)，以及重要的地質(zhì)活動等。經(jīng)過長時間的地質(zhì)、冰川作用，塑造出了中南阿拉斯加獨特的自然景觀，分布著眾多國家公園和自然保護(hù)區(qū)[12-15](圖6)。

表2 2016年中南阿拉斯加人口統(tǒng)計表

數(shù)據(jù)來源： 阿拉斯加勞工部、人力發(fā)展部和研究分析部。

圖5 中南阿拉斯加人口分布

4 討論與結(jié)論

主要從水系、行政、人口、氣候以及國家公園和自然保護(hù)區(qū)5種分區(qū)原則對中南阿拉斯加進(jìn)行劃分，匯總?cè)绫?。

表3 中南阿拉斯加水文地理區(qū)劃匯總表

按照水系劃分，中南阿拉斯加可分為4個區(qū)域，分別是科珀河(銅河)流域區(qū)、蘇西特納河-馬塔努斯卡河流域區(qū)、基奈半島諸河流域區(qū)區(qū)和無較大河流區(qū)；按照行政劃分，中南阿拉斯加地區(qū)分別包括了安克雷奇市、雅庫塔特鎮(zhèn)、馬塔努斯卡-蘇西特納鎮(zhèn)、基奈半島鎮(zhèn)、科迪亞克島鎮(zhèn)、部分湖泊-半島，以及瓦爾迪茲-科爾多瓦部分地區(qū)；中南阿拉斯加按照氣候主要劃分為3個氣候區(qū)：庫克灣氣候區(qū)、科珀河(銅河)流域氣候區(qū)以及阿拉斯加灣氣候區(qū)；根據(jù)人口數(shù)量，中南阿拉斯加分為5個區(qū)域，其中安克雷奇市人口最多，達(dá)29.9萬人；中南阿拉斯加還涵蓋了眾多國家公園和自然保護(hù)區(qū)，分別有阿尼亞查克國家保護(hù)區(qū)、卡特邁國家公園和保護(hù)區(qū)克拉克湖國家公園和保護(hù)區(qū)、德奈利國家公園和保護(hù)區(qū)、基奈峽灣國家公園和蘭格爾-圣伊利亞斯國家公園和保護(hù)區(qū)。

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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

戴長雷(1978-)，男，山東鄆城人，教授，主要從事寒區(qū)地下水及國際河流方向的教學(xué)和科研工作。E-mail：daichanglei@126.com。

P344

A

2096-0506(2017)09-0046-07

黑龍江大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目(2017402)

趙偉靜(1994-)，女，河北石家莊人，本科生，專業(yè)為水文與水資源工程。E-mail：zhaoweijing_463@163.com。