塔里木河综合治理前后干流环境变化

采用TM卫星遥感影像数据,对塔里木河干流2000年和2010年的环境变化信息进行提取,分析了塔里木河近期综合治理工程实施前、后干流区土地覆盖/利用类型的变化状况,构建了塔里木河干流环境质量评价模型,对其治理前后环境状况进行了综合评价,并对比分析了塔里木河上、中、下游变化的差异性。结果表明:2000—2010年,塔里木河干流区耕地、草地、水域面积显著增加,林地和未利用地的面积显著减少,而建筑用地面积变化幅度较小;其中,林地、草地与未利用地向耕地的转化,林地向草地的转化,以及天然草地与未利用地向水域的转化是土地覆盖类型间的主要方向;塔里木河干流上、中、下游区各类型变化程度和速率存在显著差异。综合治理工程实施后,塔里木河干流环境质量总体表现出一定程度的好转,除上游处于一般级别外,其他地区仍然处于较差的环境级别;其中上、中游区环境质量评价指数(ecological index,EI)变化不明显,而下游区EI指数则显著增加,说明治理工程的实施使下游绿色走廊来水量增加,生态输水区的环境得到显著改善,地下水得到补充,两岸植被恢复明显。     

塔里木河干流生态风险评价

干旱区内陆河流域的自然地理背景决定了生态的脆弱性,流域生态系统孕含着一定的风险性。从塔里木河干流自然条件和人为干扰状况出发,建立塔里木河干流生态风险评价指标体系,并运用AHP-模糊综合评价方法构建了塔里木河干流生态风险评价模型。在此基础上,通过加权平均方法对模糊评价结果进行处理,借助ARC-G IS的地统计分析工具,生成风险评价结果图。研究表明:塔里木河干流的生态风险分布具有明显的空间差异性。并且,生态风险指数由上游的2.5增加为下游的4.1,生态风险大的区域主要分布在干流下游地区。加大对生态风险敏感因素的控制与管理力度是降低生态风险与维持生态稳定的重要途径。     

阿克苏河流域水资源承载力模糊综合评价

阿克苏河是天山南坡水量最大的河流,是目前塔里木河最大的水量补给来源。由于阿克苏河流大规模的农业开发和不合理的水资源开发利用,不仅使得流域内生态环境脆弱,同时导致了补给干流的水资源减少,使得干流(尤其是在下游)产生了一系列的生态环境问题。本文针对阿克苏河流域水资源的实际情况,依据阿克苏河流域供需状况等,选取人均水资源可利用量,人均供水量、水资源利用率、耕地灌溉率、供水模数、需水模数、生活用水定额、生态用水率等指标,应用模糊综合评价方法综合的评价了流域内现状和不同水平年的水资源承载力,并提出了提高水资源承载力的途径。     

基于生态风险评价的流域生态补偿策略

定量评价流域生态风险是维护生态系统健康、建立生态补偿机制,保障流域可持续发展的重要基础。流域水资源时空变化直接制约着流域尺度不同区域的生态环境质量,也蕴含了生态风险的程度及状况。从引起塔里木河流域生态风险的自然条件和人为干扰状况出发,选择地表水矿化度、地下水埋深、大风和沙尘暴日数、NDVI指数、水利基础设施密度等作为生态风险评价的指标,并运用AHP-模糊综合评价方法构建了塔里木河流域生态风险评价模型。定量评价表明,塔里木河干流上、中、下游的生态风险量化值分别为2.25,2.7,3-4.2,生态风险程度上游小于中游及下游。明确生态风险与生态补偿主体的关系、拓展生态补偿的思路与途径、构建生态补偿机制,是实现塔里木河流域生态环境治理目标的重要途径。     

基于初始水权分配的阿克苏河流域适时水权管理研究

阿克苏河是塔里木河来水量最大的源流。近几十年来,由于用水量的增加,进入塔里木河干流的水量逐年减少,导致塔里木河下游生态环境急剧恶化。为了改善下游的生态环境,完成向塔里木河干流输水目标的任务,阿克苏河流域建立了基于初始水权分配的适时水权管理系统。提出了适时水权的概念,将适时水权分为四个等级,并分别阐述了各级适时水权的确定及管理。最后举例说明了阿克苏河流域适时水权的实践情况及意义。     

塔里木河干流河道演变对两岸生态环境的影响研究

塔里木河干流位于塔里木盆地的腹地,文中在分析塔里木河干流河道演变规律的基础上,通过对塔里木河干流河道演变对两岸生态环境影响的分析,得出塔里木河干流河道演变中的洪水漫溢、河岸崩塌侵蚀与洲滩淤长、河势变化与改道、河势游荡与分汉等变化对两岸生态环境都有重要的影响.     

基于WEAP的塔里木河干流灌溉满足度模拟

根据《塔里木河流域近期综合治理规划》规定的水权分配方案,以保障干流天然植物正常生长所需水分和塔里木河下游不断流为前提,模拟计算了塔里木河干流现状灌溉需水的满足度。首先,采用定额法估算塔里木河干流天然植被需水量,选用90%保障率最枯月平均流量法,估算塔里木河干流最小河道内生态需水量,得出塔里木河干流不同保障率的水资源可利用量;其次,建立了塔里木河干流水资源评价和规划模型（WEAP）,估算了各灌区基准年的需水量;最后,模拟计算了不同保障率下各灌区逐月的需水满足度。结果表明：随着来水保障率的提高,除了塔里木河下游灌区需水得到满足外,其他各灌区各月需水满足度出现不同程度的下降,生产用水与生态用水矛盾逐渐突出。在平水年、枯水年和特枯水年,灌溉总缺水量分别为0.43×10⁸ m³、1.29×10⁸ m³和2.44×10⁸ m³,缺水最严重的月份主要集中在3月、11月,其次为4月和5月,缺水量最大的为塔里木河中游灌区。     

塔里木河干流绿洲250年人类活动、环境变化及可持续发展模式研究

塔里木河是中国最大的内陆河流,其绿洲可持续发展决定着新疆南疆地区的经济发展与环境稳定。文中根据历史文献和野外考察,分析18世纪中期-20世纪50年代的塔河人类活动与环境变化;利用遥感和GIS技术,获取塔里木河干流上、中、下游1973年、1990年、2000年和2008年土地利用/覆被数据;利用生态系统服务价值理论,分析1973-2008年土地利用/覆被变化的生态环境变化,并利用相关分析方法判断这种变化的驱动因子。结果显示:20世纪50年代以前,人工绿洲主要在源流进行,干流是天然绿洲环境,受制于河流特性的影响;以后人工绿洲开发主要在干流进行,以干流生态环境退化为代价,驱动其变化的是人口、经济利益、政策和资本等人文因素。在此基础上,利用自组织理论和利益相关者理论,建立了塔河干流绿洲可持续发展模式。     

近20 a塔里木河干流区土地利用变化特征

基于GIS技术及景观生态学原理,利用塔里木河干流区4期（1990年、2000年、2005年和2008年）土地利用遥感影像解译数据,研究近20 a塔里木河干流区土地利用的变化特征。结果表明：塔里木河治理后的10 a干流耕地面积增加了1.03×10⁵ hm²,耕地动态度增加较大,盐碱地面积增加了7.13×10⁴ hm²,较治理前增速呈减缓态势;草地面积约减小了4.91×10⁵ hm²,林地、水域面积呈先增加后减小的趋势,但两者动态度减小。沙地、盐碱地的动态度减小,表明塔里木河综合治理基本抑制了干流区盐碱地、沙地面积增加的速度。同时,土地利用类型转移的方向主要是草地、林地、耕地、沙地之间的相互转化。塔里木河综合治理引起干流区水资源的再分配,对耕地、林地和盐碱地面积的变化影响较大;从各景观类型指标分析,聚集度指数明显降低,说明景观破碎度和连通性降低;而多样性指数和均匀度指数增加,表明区域景观异质性增加,稳定性增大。这些变化可能导致土壤表层积盐,沼泽地面积减少。本研究将有助于对综合治理工程的实施效果进行综合评估。     

塔里木河干流区的水量消耗和潜力分析计算

本文分析了塔里木河干流区的生态环境及耗水状况,提出了节水措施及塔里木河流域合理用水,改善生态环境的途径。     

塔里木河下游胡杨对水分条件变化的响应

通过对塔里木河下游应急输水河畔胡杨样枝的年轮分析,结果表明:第3次应急输水后,喀尔达依断面胡杨的横向响应范围达到离河1 000 m;应急输水后不同断面、不同离河距离,地下水埋深梯度、过水时间梯度随着离河道和大西海子水库距离增加,胡杨生长量减少;输水量大的年份胡杨生长量明显大于输水量少的年份,在相同输水量和输水时间前提下,春秋季持续输水对胡杨生长恢复效果要优于夏秋季输水;在持续输水后,胡杨生长量增长幅度减小,其大小逐步趋于近似.     

塔里木河干流流域防治耕地盐碱化的生态需水量

本文从冲洗定额的构成出发,定义从计划冲洗层的含水量达到最大田间持水量这一时刻起到计划冲洗层的含盐量达到允许含盐量止这段时间所需要的在冲洗定额中起输送冲洗作用的那部分水量为盐碱耕地生态需水定额。通过对塔里木河流域典型灌区的调查分析,初步确定塔里木河干流流域防治耕地盐碱化的生态需水定额约为1500 m3.hm-2,最后得出目前塔里木河干流流域防治耕地盐碱化的生态需水量约为0.97亿m3。     

塔里木河下游水生态安全评价及驱动要素分析

随着塔里木河流域水资源统一管理不断加强,塔里木河下游生态输水量增加,生态保护取得了阶段性成效.然而,水资源严格管理下的塔里木河下游水生态安全状况及变化过程如何,相关研究缺乏科学的评估.对此,本文利用塔里木河下游2000—2017年的水量、监测断面地下水埋深、胡杨新增生物量、植被覆盖度、干旱指数等指标数据,运用主成分分析...     

塔里木河下游生态输水的合理时间初探

基于塔里木河下游8次生态输水资料和植被调查,从输水时间与天然植被落种时间的生态默契角度,分析了8次输水时间、水量以及博斯腾湖与塔里木河来水的规律,并根据塔里木河下游32种植物的落种时间,分别从不同乔、灌、多年生草本和一年生草本植物的落种与河道过水时间的相关性,对目前输水时间的合理性进行了评判,从塔里木河下游天然植被生态恢复的角度,提出了塔里木河下游最适宜的输水时间。结果显示：① 由于调水沿途损耗较大,目前输水正以博斯腾湖调水向依靠塔里木河来水转变,因此,塔里木河有没有水向下游输送是生态输水的先决条件;② 前8次输水过程中,过水时间主要集中在4-6月和8-10月两个时间段,这是由于博斯腾湖水量49.73%在4-6月;而塔里木河水量82.33%集中在8-10月;③ 从8次输水看,由于没有考虑到天然植被的落种更新问题,因此,河道过水时间与天然植被的相关性偏低,塔里木河来水的输水时间较博斯腾湖更为合理;④ 从下游乔、灌、草落种时间看,最适宜的输水时间是7-9月;从塔里木河给水时间的可行性看,每年最佳的给水时间是8月中旬到9月底。     

生态环境退化对农业生产的影响--以塔里木河下游为例

由于人类近 5 0a不合理的水、土资源开发 ,造成塔里木河下游的生态环境退化日益严重。在人类发展经济而破坏生态环境的同时 ,生态环境退化又给塔里木河下游的经济发展带来了灾害性的影响 ,主要表现在 :土地沙漠化大面积发生 ;灾害频度和强度增加 ;草地退化制约了畜牧业的发展 ;水质污染影响了农业生产等。这些影响在很大程度上限制了塔里木河下游经济的发展。本文通过在塔里木河下游的调查资料 ,分析了坚持生态环境建设与经济发展相结合的重要性。同时 ,就该地区的实际情况 ,提出生态恢复和重建的建议。     

Spatial-temporal variations of ecological vulnerability in the Tarim River Basin,Northwest China

As the largest inland river basin of China, the Tarim River Basin (TRB), known for its various natural resources and fragile environment, has an increased risk of ecological crisis due to the intensive exploitation and utilization of water and land resources. Since the Ecological Water Diversion Project (EWDP), which was implemented in 2001 to save endangered desert vegetation, there has been growing evidence of ecological improvement in local regions, but few studies have performed a comprehensive ecological vulnerability assessment of the whole TRB. This study established an evaluation framework integrating the analytic hierarchy process (AHP) and entropy method to estimate the ecological vulnerability of the TRB covering climatic, ecological, and socioeconomic indicators during 2000-2017. Based on the geographical detector model, the importance of ten driving factors on the spatial-temporal variations of ecological vulnerability was explored. The results showed that the ecosystem of the TRB was fragile, with more than half of the area (57.27%) dominated by very heavy and heavy grades of ecological vulnerability, and 28.40% of the area had potential and light grades of ecological vulnerability. The light grade of ecological vulnerability was distributed in the northern regions (Aksu River and Weigan River catchments) and western regions (Kashgar River and Yarkant River catchments), while the heavy grade was located in the southern regions (Kunlun Mountains and Qarqan River catchments) and the Mainstream catchment. The ecosystems in the western and northern regions were less vulnerable than those in the southern and eastern regions. From 2000 to 2017, the overall improvement in ecological vulnerability in the whole TRB showed that the areas with great ecological improvement increased by 46.11%, while the areas with ecological degradation decreased by 9.64%. The vegetation cover and potential evapotranspiration (PET) were the obvious driving factors, explaining 57.56% and 21.55% of the changes in ecological vulnerability across the TRB, respectively. In terms of ecological vulnerability grade changes, obvious spatial differences were observed in the upper, middle, and lower reaches of the TRB due to the different vegetation and hydrothermal conditions. The alpine source region of the TRB showed obvious ecological improvement due to increased precipitation and temperature, but the alpine meadow of the Kaidu River catchment in the Middle Tianshan Mountains experienced degradation associated with overgrazing and local drought. The improved agricultural management technologies had positive effects on farmland ecological improvement, while the desert vegetation in oasis-desert ecotones showed a decreasing trend as a result of cropland reclamation and intensive drought. The desert riparian vegetation in the lower reaches of the Tarim River was greatly improved due to the implementation of the EWDP, which has been active for tens of years. These results provide comprehensive knowledge about ecological processes and mechanisms in the whole TRB and help to develop environmental restoration measures based on different ecological vulnerability grades in each sub-catchment.     

塔里木河干流上中游丰枯情景下生态水调控研究

为保护及恢复塔里木河干流受损的天然植被生态系统,利用遥感影像、水文、植被等数据,借助野外监测、地理信息技术与模型模拟相结合的手段,厘定了不同来水频率下河水的损耗量、可调生态水量及生态供水量;结合天然植被的分布特点及需水规律,制定了不同水情条件下的生态水调控方案。结果表明:(1)在10%、25%、50%、75%、90%的来水频率下,生态供水量分别为48.39×10~8m~3、38.05×10~8m~3、27.20×10~8m~3、17.41×10~8m~3和11.93×10~8m~3,对天然植被生态需水量的保障度分别达到217%、171%、122%、78%和53%。(2)在丰水年、平水年、枯水年,设定促进天然植被"恢复"及实现"基本保护"和"重点保护"3个生态目标,以3~5 a为周期、轮灌时段7—9月、持续时间15~20 d的生态水调控方案。具体而言,丰水年在重点保护区、生态敏感区和生态脆弱区实现2~3次的漫溢,平水年在重点保护区(适当情景下涵盖生态敏感区和生态脆弱区)实现1~2次漫溢,枯水年仅通过河损补给重点保护区的生态用水。以上研究可为塔里木河干流水资源的优化配置与天然植被的生态保护及恢复提供重要的科学依据和技术参考。