塔里木河下游水土保持生态修复研究

塔里木河下游生态环境呈恶化趋势,水土流失严重。通过遥感影像数据分析了塔里木河下游水土流失的基本情况,确定了生态修复的治理目标,具体治理的生物、工程措施。最后提出塔里木河下游水土保持生态修复的治理对策及建议。     

塔里木河大西海子至台特玛湖段生态修复对策

塔里木河下游大西海子至台特玛湖河道断流多年 ,地下水位持续下降 ,胡杨生境遭到破坏 ,生态系统功能受损 ,“绿色走廊”濒临消失。以塔河流域综合治理后 ,大西海子水库每年下泄生态水 3 5亿m3 ,并保证水流到台特玛湖为前提 ,提出了塔里木河下游大西海子至台特玛湖段的生态修复目标和具体的生态修复方法     

我国土地资源的刑法保护刍议

近几十年来,塔里木河下游河道断流,地下水水位剧烈下降,天然植被衰退,为恢复和重建塔里木河下游严重受损的生态系统,从2001年到2006年,先后进行了8次生态应急输水.在实地考察和前人研究资料的基础上,对塔里木河下游生态输水的背景进行了介绍.分析了生态输水后地下水位恢复情况、地下水矿化度变化、植被对生态输水的响应以及生态输水对土地沙漠化情况的影响.结果认为,生态输水后塔里木河下游沿河道两岸一定范围内生态环境得到明显的改善,但仍存在一些问题,如目前生态输水主要建立在博斯腾湖和开都河高水位的基础上,如果遇枯水期则无法实现.若长期大量从博湖调水,必然导致博湖水环境的恶化.     

水情波动下2006-2011年塔里木河下游植被变化研究

由于开都-孔雀河来水量的减少,塔里木河下游生态输水量自2006年开始锐减,之后连续枯水3a,直至2010年来自上游的输水水头才重新到达塔河下游台特玛湖处。采用2006-2011年Landsat TM卫星遥感影像数据,对塔里木河下游区域进行了植被分类和覆盖度信息提取;在连续植被变化监测数据的基础上,研究了水情波动影响下的塔里木河下游地区植被时空变化格局,探讨了形成植被变化时空差异的主要原因。结果表明,2006-2011年植被覆盖面积总体上呈现先下降再升高的现象,其中灌木林地变化最为显著;2011年研究区植被覆盖度总体高于2006年,大部分区域的植被覆盖度呈缓慢增加趋势,覆盖度显著增加区域面积占2011年植被覆盖面积6.3%;生态输水量的变化是影响塔里木河下游植被生长与恢复的主导因素,大范围的植被恢复的主要原因在于地下水位的显著抬升,而地下水位的升降主要依赖于生态输水量的变化。     

塔里木河下游土壤种子库的空间分布特征分析

以因不合理的水土资源开发而出现严重生态退化的典型区——塔里木河下游为研究区,通过在塔里木河下游开展的两年土壤种子库实验,分析了塔里木河下游土壤种子库密度的空间分布特点。结果显示:(1)塔里木河下游土壤种子库一般在150~2 300粒/m2之间,属一个较低的水平;从种子库密度的空间分布特点看,地表植被群落退化程度的加重,使土壤种子库在顺河道方向和垂直河道方向表现出不同的变化特点;(2)塔里木河下游土壤种子库在分布上具有较高的密集性,表现出类似沙漠地区种子库的分布特征;(3)微生境条件对土壤种子库的分布影响较大。其中河水漫溢区的种子库密度远高于其它区域,而低洼地、柽柳包和有较多枯枝的退化草地均比光板地和胡杨林地有更多的有活力种子;(4)塔里木河下游严重的生态退化导致了本区土壤种子库垂直分布的差异,主要表现是随着地表植被群落生态退化程度的加重,土壤种子库的垂直分布表现为表层种子库占土壤种子库的比重不断升高的趋势。     

塔里木河下游生态环境对输水的积极响应

塔里木河下游是我国西部生态与环境问题最为突出的地区.由于人类不合理的资源开发,导致该地区生态问题日益突出.本文结合塔里木河下游5次生态输水,通过3年对输水后生态环境变化的监测,就塔里木河下游生态环境对输水的积极响应进行了分析.结果显示:(1)生态输水后地下水位在时间上和空间上各有其变化规律,在时间上近河道水位响应快,远河道水位响应慢.在空间上距河道不同距离和不同河段上地下水上升的幅度不同.(2)输水后天然植被的响应主要表现在植被种类和植被盖度的增加上;(3)鉴于输水后生态响应的范围仍然较小,因此输水工程还应该继续进行并适当调整输水的方式.     

塔里木河下游生态输水对植被恢复和沙漠化逆转的影响

针对近50 a来人类不合理的资源开发,导致塔里木河下游地区沙漠化程度加剧等一系列生态环境问题,结合实地考察和野外调查资料以及遥感影像数据,运用植被覆盖度、沙漠化动态度模型分析法,对塔里木河下游生态输水前后植被和沙漠化状况进行了分析。研究结果表明,生态输水后,植被覆盖度增大,植物种数明显增加;胡杨冠幅增大;裸地、沙地面积减少;非沙漠化和轻度沙漠化土地面积不断扩大,而重度沙漠化面积有减小趋势。生态输水对塔里木河下游植被恢复和沙漠化逆转起到了明显的作用。     

塔里木河下游土壤种子库的空间分布特征分析

以因不合理的水土资源开发而出现严重生态退化的典型区——塔里木河下游为研究区,通过在塔里木河下游开展的两年土壤种子库实验,分析了塔里木河下游土壤种子库密度的空间分布特点。结果显示：（1）塔里木河下游土壤种子库一般在150～2 300粒/m^2之间,属一个较低的水平;从种子库密度的空间分布特点看,地表植被群落退化程度的加重,使土壤种子库在顺河道方向和垂直河道方向表现出不同的变化特点;（2）塔里木河下游土壤种子库在分布上具有较高的密集性,表现出类似沙漠地区种子库的分布特征;（3）微生境条件对土壤种子库的分布影响较大。其中河水漫溢区的种子库密度远高于其它区域,而低洼地、柽柳包和有较多枯枝的退化草地均比光板地和胡杨林地有更多的有活力种子;（4）塔里木河下游严重的生态退化导致了本区土壤种子库垂直分布的差异,主要表现是随着地表植被群落生态退化程度的加重,土壤种子库的垂直分布表现为表层种子库占土壤种子库的比重不断升高的趋势。     

塔里木河下游退化生态系统恢复对土壤有机碳的影响

在2005年所测的塔里木河下游4个典型监测断面上16个土壤剖面0～60 cm土层土壤有机碳数据的基础上,结合过去的勘测数据及文献资料,依据"时空互代"原理研究了下游荒漠化对土壤有机碳的影响,探讨生态恢复对有机碳可能产生的影响。结果表明:荒漠化对塔里木河下游土壤有机碳影响均较大;自塔里木河下游上段至下段,上层(0～50 cm)土壤有机碳含量呈下降趋势;阿克墩地区土壤有机碳储量比英苏、考干的多3～4倍,英苏地区的比考干地区的约多1倍。在生态恢复过程中,土壤有机碳含量会显著增加,但是,在塔里木河下游土壤有机碳的增加将是一个缓慢的过程。     

塔里木河下游土壤种子库的季节差异分析

以因不合理的水土资源开发而出现严重生态退化的典型区--塔里木河下游为研究区,通过在塔里木河下游开展的土壤种子库实验,分析了塔里木河下游土壤种子库的基本特征和种子库密度、物种组成上的季节差异,并从土壤种子库的角度探讨了塔里木河下游生态恢复的可行性.(1)塔里木河下游土壤种子库的季节差异较大,如果排除放牧的影响,3月份土壤种子库的密度和物种丰富度总体上要小于8月份的土壤种子库;(2)从物种组成上看,3月份物种组成以一年生草本占优势,而胡杨和柽柳的种子基本上都出现在8月份的土壤种子库中;(3)随塔里木河下游地上植被群落退化程度的加重,种子库的密度和物种数均呈现明显的下降趋势;(4)鉴于土壤种子库无论在物种还是密度上均要远丰富于地上植被群落的事实,认为通过激活土壤种子库来实现下游生态的局部恢复在理论上是可行的.考虑到主要建群植物的生态恢复,建议今后的输水时间应该选择在8月到11月之间.     

塔里木河下游生态输水及河道生态整治工程探讨

通过近几年向塔里木河下游的应急生态输水，水流到达塔里木河尾间台特玛湖，沿岸地下水位上升，沿河部分地段植被长势得以恢复，局部地区生态环境改善。为了从根本上解决塔里木河下游的生态环境问题．探讨了下游河道生态整治工程，包括河道疏浚输水线路选择和设置生态闸的问题。大西海子水库下游河道疏浚工程有3条输水线路可供选择，通过投资、占地、施工、管理、防洪等综合比较，选择在大西海子水库主坝上新建一座放水闸方案。方案在技术上和经济上是可行的。本着尽量少而又要满足河道疏浚后沿岸植被生长需水的原则，分析了沿岸生态闸设置的必要性和保护的生态植被的面积，并探讨了今后生态输水方式的选择与生态闸的开启顺序。     

塔里木河下游环境退化的因子分析

 为了研究土地荒漠化及其影响因子,对塔里木河下游沿河道布设的39个样地,进行环境退化因子分析。通过数学变换,8个观测指标被转换为3个综合指标(水分指标、沙化指标、盐化指标)。根据本地区的实际,对3个综合指标进行环境解释。依据这3个主分量的贡献率,计算塔里木河下游39个样地的因子得分,并据此进行环境退化程度(荒漠化)的分类。从因子得分结果看,塔里木河下游地区呈明显的随距大西海子水库距离的增加荒漠化程度加重的特点,引起这一结果的主要原因,是水、盐条件逐渐恶化带来的植被衰败。从分类的结果看,与该地区的实际基本相符合。这说明因子分析的方法综合了多指标的综合影响,划分的结果更加客观。     

塔里木河水质现状综合评价

塔里木河水质污染对中、下游地区的生态系统的稳定性及社会的持续发展带来了不利的影响。利用阿克苏河的龙口、西大桥断面以及塔里木河干流上游的阿拉尔、十四团断面2001-2005年实测数据，在统计软件STATISTICA的支持下，利用主成分分析方法和水质指数法进行了塔里木河水质评价研究。结果表明，龙口和西大桥断面的水质属于一级（清洁）水，而阿拉尔和十四团断面的水质属于4级（中等污染）及5级（重污染）水。塔里木河的主要污染物为氯化物、总硬度、矿化度、硫酸盐、亚硝酸盐等。     

生态输水后塔里木河下游合理水位探讨

塔里木河下游应急生态输水工程改善了该区水资源匮乏的现状,地下水的平均水位从输水前的8.25m升至输水后的4.13m。相应地,地表植被也出现明显的响应。但是,在不同河段由于过水时间、耗水量等因素的差异,造成输水后水位差异较大。以既能减少地下水强烈蒸发返盐,又不造成土壤干旱而影响植物生长的合理生态水位作为评价标准,对输水后不同河段的地下水位进行分析。结果显示,目前英苏—阿拉干段的地下水位2.97～4.8m是比较理想的水位;大西海子—英苏段水位较高,可能出现次生盐渍化;阿拉干—台特玛湖段地下水位太低,不利于植被的自然恢复。     

Mercury contamination in the Carson River,Nevada: A preliminary study of the impact of mining wastes

From 1860 to 1890, approximately 7 100 metric tons of metallic mercury (Hg) were released into the Carson River-Lahontan Reservoir watershed as a by-product of Comstock Lode silver (Ag) and gold (Au) ore refining. Present-day Hg contamination is most severe in mine tailings, where total Hg concentrations can exceed several hundred µg/g. Hg-laden tailings were also dumped directly into the Carson River, and were subsequently transported downstream into the Lahontan Reservoir and the Stillwater Wildlife Management Area. The Hg, Ag and Au contents of sediments from the Carson River and the Lahontan Reservoir are well above local background levels, and both Ag and Au contents are positively correlated to Hg. Thus, tailings-derived Hg has been redistributed throughout the entire Carson-Lahontan watershed over the last century. Total Hg concentrations in water samples from the Carson River at seven localities show that: 1) elevated (e.g., >20 ng/L) Hg levels in Carson River waters first appear downstream from accumulations of mill tailings, 2) total Hg concentrations in unfiltered and filtered water from the Carson River increase downstream (i.e. away from the tailings piles), and 3) Hg concentrations in both the Carson River (downstream from the tailings piles) and the Lahontan Reservoir are among the highest known worldwide (100 to 1000 ng/L). Filtered water samples from the Carson-Lahontan system also have high Hg contents (up to 113 ng/L), and suggest that the >0.4 µm particle fraction constitutes over 60% of the total water-borne Hg.     

人为干扰对塔里木河干流水文情势的影响

 结合塔里木河下游正在实施的生态应急输水工程,以输水年(2000年)前后干流不同测站的径流量以及下游地下水位的变化为基础,分析人为干扰后,塔里木河干流水文情势的变化。结果表明:由于源流区农业灌溉引水剧增,到达干流的水量逐年减少,进入塔里木河干流的水量20世纪50—90年代以0.2亿m3/年的速度递减,但90年代中期以后有略微增加的趋势;中游英巴扎的径流在输水年前后仍继续减少;下游卡拉站由于人工输水径流量呈增加趋势,从春季到初冬,径流量都大幅度增加,夏季洪峰流量是输水前的2倍,且在时间上有所推后。人工输水后,下游9个生态监测断面的地下水位发生较大变化。纵向上,从大西海子水库向台特马湖方向,地下水位抬升幅度呈逐级递减的趋势;横向上,各个断面的监测井水位呈波段式上升,且愈远离河道波动愈小,5次输水的响应范围达到1200 m。下游区生态输水的积极干扰,在一定程度上缓和了源干流上游区人为干扰的负面影响。应急输水工程产生了明显的生态效益。     

近20年塔里木河干流区地下水埋深变化特征及其生态效应研究

基于塔里木河干流区近20年水文生态变化监测资料,研究了其地下水埋深时空变化特征与河道来水的相互关系及其生态效应。结果表明:塔河干流上中游段地下水埋深年度变化呈枯水期3—4月变幅在0.42～0.92 m,汛期7—9月变幅在1.06～3.67 m。经近20年的生态输水,2009—2017年9年间下游段地下水埋深平均抬升了3.75 m,地下水埋深随输水量的变化明显,总体上在输水停止后1月内达到峰值,而后逐渐降低,直至下一次输水才会明显回升。2009年之后的生态输水对下游植被恢复效果明显,下游NDVI平均值由0.05提升至0.15。本研究系统分析了塔里木河干流区生态输水以来区域生态环境对地下水的综合响应,可为区域水资源调控和进一步量化输水效益提供理论依据。     

塔里木河径流量变化对下游沙漠化的影响研究

结合塔里木河流域近50多年来的水文、气象及遥感等资料,采用数理统计方法分析了塔里木河径流量变化对下游地区沙漠化的影响。结果表明,自20世纪50年代以来,由于人类活动的干扰和塔里木河不同河段水资源分布的不均匀,使塔里木河下游的径流量在不断的减少,导致下游河段断流,湖泊干涸,并对下游地区的地下水位、植被、沙尘暴及大风天气、沙漠化程度都产生了负面影响。而且河流径流量、地下水位、植被、沙漠化之间是相互影响,相互制约的,存在着内在的联系,在整个生态系统中牵一发而动全身,尤其是在生态环境脆弱的干旱、半干旱区。因此,在对水、土等资源的利用过程中,要注重整体效益。     

近40年塔里木河流域水沙演变及其空间分异特征

为探究塔里木河流域自然条件和人类活动改变造成的河流水沙变化,依据1980—2020年塔里木河干流阿拉尔站,源流玉龙喀什河控制水文站同古孜洛克站、叶尔羌河卡群站、阿克苏河新大河站和开都河焉耆站的实测径流和输沙资料,利用Mann-Kendall检验、Pearson相关性分析和Pettitt非参数检验等方法,分析了近40年塔里木河流域水沙演变及其空间分异特征。结果表明:在1980—2020年期间塔里木河流域同古孜洛克站、阿拉尔站、卡群站、焉耆站径流量显著增加,新大河站、同古孜洛克站、阿拉尔站径流量出现突变点,分别在1992年、1999年、2000年,突变后较突变前增长18.23%,18.10%,62.15%; 卡群站和同古孜洛克站的输沙量没有显著变化趋势,阿拉尔站、新大河站和焉耆站的输沙量都显著减少,突变点都在2001年,突变后较突变前降低36.73%,30.50%,68.31%。塔里木河水沙分布具有显著的空间差异,源流四站控制区的径流深存在南北空间上的差异,北部源于天山的阿克苏河和开都河径流深低于南部源于喀喇昆仑山的叶尔羌河和玉龙喀什河,从上游向下游输沙模数降低,径流主要受降雨和气温差距影响,而泥沙差异则是由于植被覆盖度变化。在上游三源流汇入干流的区间内,年平均消耗径流量98.21亿m³,径流深167.31 mm,淤积泥沙量4 424.15万t,淤积模数753.69 t/(km²·a)。对塔里木河四源一干径流泥沙实测数据的分析结果证明了塔里木河近期综合治理工程总体上取得了良好的生态环境效益。