塔里木河下游生态输水对环境的动态影响与防治对策

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2001～2006年,先后进行了8次生态应急输水.在实地考察和前人研究的资料基础上,对塔里木河下游生态输水的背景进行介绍,通过对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影响的分析,由此反映生态输水的效益,从而对塔河下游生态输水中存在的问题进行探讨.     

塔里木河下游生态退化成因分析

塔里木河下游是生态环境脆弱区,属红色生态区.近几十年来,由于人类对水资源不合理的开发利用,造成了塔里木河下游大西海子水库以下河道断流近30年,地下水位大幅度降低,水质不断恶化,植被大量枯死,尤其是胡杨大量死亡,"绿色走廊"濒临衰亡,土地沙漠化不断加剧,塔里木河下游的生态环境出现了严重的退化.研究总结了输水前下游生态退化的状况,分析得出了造成其生态退化的主要成因是自然和人为活动,并提出了生态保护与建设的对策.     

基于TM影像的镶黄旗北部沙地沙漠化动态监测

基于RS和GIS技术,以2000年和2007年TM影像为信息源,建立目视解译标志,利用ER-DAS的图像和数据处理功能,对镶黄旗北部沙地2000年以来沙漠化动态变化进行了监测.结果表明,监测期内未沙漠化和轻度沙漠化土地面积增加262.7 km2,具有明显增加的趋势.中度、重度沙漠化土地面积均减少,减少面积分别为220.6 km2和42.1 km2.沙漠化土地逆转过程中,中度和重度沙漠化土地逆转较为明显;新增沙漠化土地中,轻度和中度沙漠化土地所占比例较大.从整体来看,沙漠化已呈逆转的趋势,整个区域的生态环境在改善.     

内蒙古必鲁台地区沙漠化时空变化

[目的]了解内蒙古必鲁台地区土地荒漠化现状及其变化趋势。[方法]基于Landsat-5TM、Landsat-7ETM+及Landsat-8OLI遥感影像,利用决策树分类方法,对必鲁台地区地物信息进行分层提取,研究1985—2015年该地区沙漠化发展动态。[结果]1985年必鲁台地区荒漠化面积1 331.57 km~2,其中重度沙漠化面积300.44 km~2,占22.56%。2015年该地区荒漠化面积1 731.50 km~2,其中重度沙漠化面积398.09 km~2,占22.99%。[结论]1985—2015年必鲁台地区沙漠化总面积呈增加趋势,重度沙漠化面积也在增长,说明研究区沙漠化呈发展趋势。     

塔里木河下游胡杨林生态效益评价及其保护对策

胡杨是塔里木河流域唯一的成林树种,也是世界上古老而珍贵的植物.通过不同角度对塔里木河下游胡杨林的生态效益进行了研究分析,结果表明:塔里木河下游胡杨林具有防风固沙、保持水土、调节气候的作用,甚至在人类和社会的健康及可持续发展中也发挥着巨大功能.但是由于近50年来人类活动的干扰,塔里木河下游胡杨林面积日益减少,处于濒危状态,因此,应该适时生态输水、退耕还林并制定相应的政策和法规来保护下游日益萎缩的胡杨林,保持下游绿色走廊生态系统的可持续性.     

基于RS的塔里木河下游沙化土地/植被盖度动态变化研究——以尉犁县为例

塔里木河下游不同沙化土地类型之间的动态变化在我国西部干旱、半干旱地区内陆河流域具有典型的代表性.通过对塔里木河下游尉犁县沙化土地空间分布特征、不同沙化土地类型之间的变化规律、植被和植被盖度空间分布动态变化以及近年来上游输水情况及其对植被影响的研究分析认为,自然因素对沙化土地类型、植被盖度变化及空间分布在短时间内不产生明显作用;而人类经济活动的干扰,诸如流域地表水资源分配不均、水资源开发利用过度、生态用水得不到保障和人为破坏地表植被是造成沙化土地类型变化和植被盖度变化的关键因素.近年来塔里木河下游生态输水是导致该区域沙化土地类型和植被盖度好转的决定因素,垦荒是造成局部地表植被减少和土地沙化程度加重的主要因素.     

基于GIS和RS的青海共和盆地土地沙漠化时空演变研究

在野外调查和前人研究的基础上,建立了青海共和盆地沙漠化土地遥感分类分级的指标系统,并在地理信息系统支持下,对该区1990和2005年的TM影像进行了目视解译,分析了该区近15年来土地沙漠化时空变化规律。结果表明,2005年共和盆地共有各类沙漠化土地7419.62km2,占研究区总面积的62.84%,其中严重沙漠化、重度沙漠化、中度沙漠化和轻度沙漠化土地面积分别占沙漠化土地总面积的12.17%、7.42%、17.65%、62.76%。与1990年相比,2005年沙漠化土地总面积减少了145.55km2,年均减少9.7km2,年递减率为0.083%。从土地沙漠化的动态演变来看,沙漠化土地发展和逆转的面积和斑块数量相近,这表明研究区土地沙漠化趋势虽然得到一定程度的控制,但土地沙漠化形势仍然相当严峻。     

基于灰色关联法的塔里木河流域棉花种植气候及灌溉条件适宜性区划研究

利用塔里木河流域23个气象站点1993-2012年气候资料,采用灰色关联分析法对塔里木河流域的棉花种植气候资源适宜性进行综合评价,在此基础上结合各县市水资源潜力指数,对塔里木河流域棉花种植适宜性进行区划研究.区划结果表明塔里木河流域棉花种植最适宜区为塔里木河干流区,适宜区大多位于塔里木河中游区及支流地区,次适宜区主要位于下游区及边缘地区,塔里木河流域的山区为棉花种植不适宜区.最后对各区域特点进行了评述.     

塔里木河干流土地利用变化类型及过程分析

通过遥感手段对塔里木河干流1990-2016年的土地利用变化及过程进行了分析。1990-2016年塔里木河干流流域耕地、建设用地面积变化最明显,其次是灌木林地、高覆盖草地。基于MODIS MOD13Q1遥感数据对塔里木河干流植被覆盖情况进行了反演,所得的2000年、2010年、2016年植被覆盖情况与当地实际符合情况较好,在空间上干流区植被覆盖度自上游至下游逐渐减小。在时间上各河段变化为:低覆盖度(20%)的植被面积、沙地面积在塔里木河上游、下游均表现为减少趋势,下游植被覆盖度大于60%的面积呈显著上升趋势,说明生态输水对下游植被恢复效果明显。1990-2016年塔里木河上、中游土地利用转移矩阵结果分析表明:草地、林地等向耕地、人工建筑用地转化,高覆盖草地向中、低覆盖草地转化,草地向沙漠转化。人工绿洲呈不断扩张,天然绿洲面积不断缩小,表现为人工绿洲替代天然绿洲的趋势。     

定边县土地沙漠化动态遥感研究

以遥感信息判读为主要依据,拟定了土地沙漠化动态分类系统,在遥感影像上进行面积量算,获得了定边县从１９８０年到１９９３年土地沙漠化动态变化状况,说明定边县沙漠化程度得到了一定控制,对土地沙漠化的治理取得了明显效果。     

塔里木河流域中游垦区土地利用/覆被变化的环境影响分析

在遥感和GIS技术支持下,首先通过对塔里木河流域中游垦区1992和2000年两期的遥感影像进行解译,获得了研究区土地覆被的变化情况。然后,结合区域自然地理条件、气候、水文等资料分析了研究区的土地覆被变化对生态环境的影响。研究表明:人口的增长使得农田面积有了大幅度的增加,灌溉需水量、农业废水排出量等也随之增加,这直接导致了塔里木河水量的减少、水质的恶化;植被面积锐减影响了区域的生态系统服务功能;塔里木河中游垦区土地的荒漠化现象正在加剧。最后,为遏制塔里木河中游生态环境恶化的趋势,提出了科学利用水资源、控制流域人口增长、进行生态修复、调整产业结构、防止荒漠化的工程措施等合理性建议。     

略论经济开发与生态环境的再适应——以黔西北畜牧业的衰落为例

黔西北位处长江、珠江的中上游,就自然背景而言,其主体为典型的疏林草坡生态区,生态系统十分脆弱,一旦开发不当,就会出现土地石漠化、沙化等生态灾变。历史上,生息在这一地区的氐羌系统各民族一直实施农牧混合生计模式,这样的生计模式不仅繁荣了当地的经济,维护了生态系统的稳定,而且还为长江、珠江中下游水资源的稳定做出过重要贡献。康熙＂改土归流＂后的300余年间,随着垦殖面积的扩大,无序的矿业开发,不但没有出现经济的大繁荣,反而诱发了诸种生态灾变,成了当前贵州省结构性贫困和经济性贫穷的重灾区。因此认真总结历史时期黔西北畜牧业衰落的经验教训,对于当前贵州省的经济建设、生态建设大有裨益。     

塔里木马鹿车尔臣河种群栖息地现状及影响因素分析

采用地理信息系统(GIS)分析方法对车尔臣河下游马鹿塔里木亚种(Cervus elaphus Yarkandensis)栖息地现状及影响因素进行了研究.结果表明,在车尔臣河下游马鹿塔里木亚种栖息地面积为1 758.485 km2,包括湿生芦苇、旱生芦苇、水体、盐碱地、柽柳密灌丛等5种类型.根据马鹿对栖息地的利用频率,把栖息地分为适宜区、次适宜区和不适宜区等三种类型,其中不适宜区面积占总面积的50.69;,次适宜区为36.64;.同时发现该地区影响马鹿栖息地的主要因素是人类活动,特别是近年来的芦苇开发利用严重破坏其生存空间导致栖息地的破碎化,从而使马鹿种群数量不断下降.     

塔里木河下游水域环境变化及机理研究

结合实地考察和塔里木河流域近50年水文、气象和社会统计等资料,运用数理统计方法,分析了塔里木河下游地区水环境变化及其原因.结果表明,自20世纪50年代以来,塔里木河下游来水量减少,地下水位埋深加大,地下水矿化度升高,尾闾湖泊出现干涸和枯竭状态.导致这种变化的主要原因,一方面是下游地区气候呈暖干趋势,降水少,蒸发量大,河流水量减少速度快;另一方面,主要是人类活动的干预,如上中游人口的快速增加,对粮食的需求增大,耕地面积的扩张,出现了水资源的分配和消耗极不均匀的现象.因此,塔里木河在今后的水资源利用和治理中,要更加关注人类活动的影响.     

塔里木河中下游地区农用地可持续利用研究——以尉犁县为例

根据遥感和相关统计数据,运用生态足迹模型和GIS分析方法对塔里木河中下游地区尉犁县农用地的生态足迹、生态承载力和生态足迹变化程度进行了分析。结果表明,1990～2007年,除耕地以外,其他农用地均处于不可持续状态,表现为生态赤字,其中以牧草地的生态赤字最大;农用地总体的生态赤字逐年减小,生态环境有恢复的趋势;1990～2000年,生态足迹的决定因素是牧草地,而2000～2007年,决定因素变为耕地。     

输水前后塔里木河下游物种多样性与水因子的关系

为检验连续7a的输水对塔里木河下游生态系统稳定性的影响,根据2006年与2010年塔里木河下游地下水埋深、地下水质以及植被调查资料,分析了2006到2010年间物种多样性、地下水位和水质变化状况,利用非参数相关和RDA排序对输水间歇物种多样性与地下水位、水质关系变化作了探讨,结果发现:塔里木河下游输水停止后地下水位不断下降,地下水矿化度也有小幅度增加;物种多样性Shannon-Weiner指数、Simpson指数、Margalef指数、Patrick指数以及Cody指数都以下降为主,表明塔里木河下游受损生态系统尚不具备自维持能力;物种多样性与地下水埋深和地下水矿化度的关系为,地下水平均埋深为5 m左右时,物种多样性主要受地下水质状况的影响,而当地下水平均埋深大于6.5m时,物种多样性的制约因子则为地下水位.因此,从物种多样性角度看,塔里木河下游的合理水位应在5 m左右,大于6.5m则是物种多样性的胁迫水位.     

干旱区内陆河流域典型灌区土地利用变化与耗水量研究

【目的】以阿克苏河灌区为例,研究干旱区内陆河流域土地利用变化与耗水量的关系,为干旱区土地资源开发与保护提供科学依据。【方法】基于2000~2014年TM遥感影像,运用GIS技术和土地利用模型,结合灌溉用水量和土壤含水量的变化趋势,分析近15 a阿克苏河灌区土地利用/覆被变化现状以及耕地扩张与灌区耗水量的关系。【结果】阿克苏河灌区土地利用变化明显,灌区耕地面积以159.8 km²/年的速度增加,以塔河灌区耕地增加最为明显;随着灌区耕地面积的急剧增加,灌区内耗水量加大;灌区内土壤含水量减少,平原荒漠区的一些浅根系荒漠植物因干旱胁迫死亡,中、低覆盖草地面积大幅下降,灌区外围荒漠化风险加大。【结论】在全球变暖背景下,耕地面积的不断扩大,是导致灌区耗水量增加的主要原因。     

塔里木河中游柽柳群落生物量研究（摘要）

[目的]研究塔里木河中游柽柳属地上生物量分布规律,并求出柽柳属地上生物量估算的最佳模型。[方法]利用最常用的取样方法—PCQ方法,在塔里木河中游的5个样带进行取样。在野外调查工作的基础上,利用Evangelista等的模型,建立了适合该地区柽柳属的线性回归模型,并分析了塔里木河中游柽柳属地上生物量分布规律。[结果]所建模型适合该研究区柽柳地上生物量的估算。从地上生物量分布规律可知,地下水是决定该地区柽柳地上生物量分布的关键生态因子。[结论]为柽柳属植物生物量估算研究提供了理论依据。     

面向SDGs的黄河中下游土地可持续发展水平测度及障碍诊断

为探究土地可持续发展演变规律,面向全球可持续发展目标构建土地可持续发展评价指标体系,以黄河中下游为研究对象,运用加权TOPSIS法和障碍度模型,揭示黄河中下游地区土地可持续发展的时空演变特征及主要障碍因素。结果表明:1)2005—2018年黄河中下游地区土地可持续发展水平呈上升趋势,得分由0.371提升至0.735;2)土地可持续发展具有明显的空间差异,东部区域土地可持续发展水平提升较快;3)土地可持续发展障碍因子呈动态变化,地均工业二氧化硫排放量与单位耕地面积化肥施用量是其主要障碍因素。因此,生态环境对土地可持续发展制约作用仍相对较高,未来应重点关注以实现黄河中下游地区高质量发展。