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.     

不同地下水埋深条件下胡杨叶片光谱特征分析

用HR-768型光谱仪,实地测定塔里木河下游不同地下水埋深条件下胡杨叶片高光谱数据及其含水率。结果表明:胡杨叶片含水率随地下水埋深下降而降低,但其实测光谱曲线对地下水埋深梯度变化并无明显的响应规律。用ENVI软件去除实测光谱数据包络线后,得出1455nm附近胡杨叶片归一化光谱曲线对地下水埋深梯度变化具有明显的响应规律。采用相关系数法分析所测光谱与含水率的关系,结果表明:1466～1646nm波段是胡杨叶片光谱对水分响应的敏感波段。以1466～1646 nm波段胡杨叶片光谱水分吸收深度和实测含水率构建胡杨含水率估测模型:Y=7.309X1474-5.77X1482-0.629(R2=0.954),模型预测值与实测值的相对误差在1.02%～2.73%之间,平均相对误差为1.59%,模型精度较高。这一研究将为使用高光谱数据进行胡杨生境监测与反演提供依据。     

塔里木河干流下游地下水特征分析

本文基于 90年代末塔里木河干流下游地下水埋深和水化学资料 ,系统分析了塔河下游在断流 2 0多年后地下水水化学特征和地下水埋深情况 ,对地下水的矿化度、离子含量和化学类型的分析结果表明 ,水化学特征的水平和垂直地带性分布规律 ,水化学成分变化的区间性 ;高矿化地下水的普遍性等 ;地下水埋深在断流 2 0多年后河道附近地下水水位为 6.5米 -1 0米。地下水的盐分和埋深分布特点和规律表明 ,在解决塔河下游生态问题时 ,除解决下游来水问题还必须考虑到下游不同地段的水化学特征。     

民勤绿洲地下水对人工梭梭林生长的影响

为分析地下水对民勤绿洲人工梭梭林生长的影响,本研究选取10年龄左右的人工梭梭林,分析地下水埋深和土壤含水率对梭梭生长的影响,结果表明:1)梭梭当年新枝生长量与地下水埋深之间呈显著负相关,与20-80cm层土壤含水率呈显著正相关。地下水埋深小于10m时,20-80cm层土壤含水率高于2%,梭梭生长旺盛,且当年新枝生长量随着地下水埋深的不断增大而逐渐减少,不同地下水埋深间当年新枝生长量差异显著,地下水是梭梭生长的关键因子;当地下水埋深超过10m时,20-80cm层土壤含水率随之小于2%,当年新枝生长量急剧减少,且不同地下水埋深间当年新枝生长量差异不显著,地下水对梭梭生长的影响非常小,梭梭基本处于生长不良或停滞状态。2)地下水埋深和土壤含水率对梭梭冠幅大小的影响趋势总体和当年新枝的生长量基本相同,但影响程度较当年新枝生长量轻,以地下水埋深10m为分界点,10m以内梭梭冠幅相对较大,不同地下水埋深间冠幅大小差异不显著;大于10m时梭梭冠幅较小,与小于10m的各分布区差异显著。同时梭梭冠幅的大小受生境等多种因素的影响。     

塔里木河下游阿拉干断面胡杨林空间分布特征及其影响因素

通过小尺度生态监测与遥感数据分析获取塔里木河下游荒漠河岸林现状信息,集中对阿拉干断面设立的100hm2长期监测样方内的胡杨树进行了详细的调查,对该断面胡杨林空间分布特征及其影响因素进行了分析。研究结果表明：塔里木河下游的胡杨具有伴河生长的特性;随着离河距离的增加,胡杨株数呈递减趋势;大部分胡杨主要分布在离河道200m范...     

荒漠河岸林建群植物的水分利用过程分析

荒漠河岸林植物是干旱区生态系统的重要组成部分,研究干旱区荒漠河岸林建群植物水分利用过程,对制定生态保育恢复对策具有重要意义。通过对西北干旱区塔里木河和黑河下游荒漠河岸林植物水分来源、根系水力提升过程的观察和对比分析,解析了不同胁迫环境下胡杨、柽柳等荒漠河岸林主要建群种的水分利用过程。研究结果显示：在塔里木河和黑河下游不同地下水埋深和干旱胁迫环境下,荒漠河岸林植物的水分利用方式和生存策略有较大差别。在水分来源上,胡杨和柽柳主要利用深层土壤水和地下水,但塔里木河下游的植物根系对水资源的利用较黑河下游更加多元化;在水分分配方面,塔里木河下游的胡杨表现出更强的水力提升能力和更显著的水分再分配效应,地下水埋深是造成植物水分利用策略差异的主要原因,地下水位越深（7 m以内）,胡杨受干旱胁迫越大,胡杨根系的水力提升能力亦越强。目前黑河下游的生态已处于平衡维持和发展阶段,而塔里木河下游广大地区的荒漠河岸林植物仍处于严重的干旱胁迫中。     

干旱区地下水埋深空间分布对天然植被覆盖度影响研究—以塔里木河下游为例

以塔里木河下游输水河畔的植被覆盖度和地下水埋深为研究对象,建立遥感反演模型获取研究区植被覆盖度的空间分布,建立地下水数值模型模拟与覆盖度同时段的埋深空间分布,采用空间分析方法对覆盖度和埋深的空间分布数据进行分析,获取不同埋深区间所对应的植被覆盖度,并得出以下结论：研究区植被覆盖度在地下水0～20m的埋深区间上呈阶梯状分...     

不同地下水埋深下胡杨枝条水力导度及其季节变化

植物水力结构和功能的调整是植物适应环境水分变化的重要途径。通过观测新疆塔里木河沙雅河段垂向距离河道0.01 km、3 km和40 km处3个观测点不同地下水埋深,分析胡杨枝条水力导度及水势等相关水力结构参数的季节变化。结果表明:各观测点胡杨枝条平均导水率损失百分比数(PLC)均高于60%,各观测点之间无显著差异,表明受高蒸腾压力的区域环境影响,胡杨枝条木质部普遍存在较高程度的栓塞;低地下水埋深观测点胡杨比导率(Ks)、叶比导率(Kl)均显著增加,但枝条导水面积与叶面积之比(Hv)显著低于高地下水埋深观测点,表明胡杨主要通过提高Kl控制植物体内水势梯度,以适应深地下水条件,同时Kl增加主要受Ks增加影响,而非Hv;近河道浅地下水条件下,胡杨枝条导水功能受地下水季节波动影响明显,而远离河道深地下水条件下,主要受植物生长物候影响。     

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,运用主成分分析法和综合指数法评价了其水生态安全状况,揭示了影响水生态安全的驱动要素及其变化特点。结果表明:2000—2017年,塔里木河下游的水生态安全综合评价指数由3.91上升到8.47,生态安全水平不断提高,经历了从中度警示区到较安全区的变化过程。影响水生态安全评价的主要要素是水文驱动要素和植被驱动要素,其中下泄水量、地下水埋深和植被多样性对下游水生态安全影响显著。以上研究为优化塔里木河下游生态输水模式提供重要的科学依据。     

荒漠河岸生态系统退化与物种多样性恢复研究

通过塔里木河下游生态输水后植物群落及其环境因子的调查,采用聚类分析与多样性指数,分析生态系统退化程度与时空维上物种的恢复速率差异。结果表明:塔里木河下游生态退化可以归为3类,轻度退化、中度退化、重度退化。3种退化类型的地下水埋深依次增大,物种多样性与植被盖度依次减小,沙漠化指数也依次增强。物种多样性差异与环境水分条件有着密切的关系,在地下水埋深小于5 m时,物种恢复速率的发生率达100%,而在地下水埋深大于5 m时,多样性恢复速率达46%。根据退化程度的不同与物种多样性的恢复差异,提出该区域的生态恢复应分阶段进行。     

塔里木河下游间歇输水下地下水响应宽度——以塔里木河下游英苏断面为例

2000年5月至2005年10月,塔里木河下游进行了7次生态输水。依据英苏监测断面的地下水响应过程,以Processing Modflow为手段,再现了该断面地下水位的变化过程。在此基础上进行了10年期输水后地下水位的恢复预测,表明若以目前的水量进行长期间歇输水,地下水的响应宽度基本维持在河道两侧3 km的范围内,这也是植被可能恢复的区域。     

塔里木河下游生态输水影响范围探讨

由于近 5 0年来人类不合理的水土资源和生物资源的开发利用 ,导致塔里木河下游的生态环境问题日趋严峻。特别是 1 972年大西海子水库建成后 ,其下 32 1km河道全部断流、台特玛湖干枯、地下水位大幅度下降 ,由地下水维系的植被群落出现严重退化。为此 ,新疆人民政府于 2 0 0 0年 5月实施了旨在挽救当地生态环境的塔里木河下游应急生态输水工程。输水后地下水位大幅升高 ,相应地 ,植被对水的响应也是非常明显 ,随着第一次放水 ,沿河岸许多草本植被得以重新萌发 ,而一些耐干旱的乔灌木随着生境的改变 ,长势也出现明显的好转 ,主要表现在植被盖度、胡杨冠幅、植被多样性指数和植被丰富度指数的提高。为此 ,本文采用模糊聚类法对塔里木河下游输水后的响应范围进行分析 ,发现输水后受输水影响显著的距离为 1 5 0m ,中度影响的距离为 35 0m ,轻度影响的距离为 70 0m ,而 70 0m以外基本不受生态输水的影响。     

输水作用下的地下水水质变化与胡杨林更新--以塔里木河下游英苏断面为例

通过对塔里木河下游地下水化学特征在4次生态输水后的变化分析,揭示英苏断面地下水矿化度对生态输水的时空响应特点。结果表明,在空间上,每一次输水后地下水矿化度的响应范围都不断扩大,但4次输水对地下水矿化度的影响不超过距离河道1000m的范围;在时间上,每次输水后地下水矿化度都有明显响应,在受输水影响的初期,矿化度明显上升,然后逐步下降,下降速度先快后慢。在分析胡杨幼苗对地下水质的耐受性的基础上,提出生态输水时间的选择对胡杨林更新的重要性,并进一步指出胡杨林更新的关键是加强河道整治。     

塔里木河干流下游生态输水后水量转化特征

以塔里木河干流下游6次生态输水期间的河道监测资料为依据,对各河段的河道渗漏特征进行分析,得出了河道的耗水量既与水文地质条件有关,同时又与输水的时间相关.在此基础上,利用Processing Modflow软件对长期输水条件下河水转化为地下水的趋势进行了模拟,表明在间歇输水的条件下,河水转化为地下水的效率是逐渐降低,同时地下水的蒸腾量则逐渐上升,二者最终将趋于平衡,此时的地下水也将达到动态稳定的水位.     

塔里木河下游天然植被恢复的生态学机制

在分析塔里木河下游植被退化的基础上,系统阐述了塔里木河下游植被恢复的生态学机制。封闭的内陆盆地和干旱少雨的自然环境是塔里木河下游生态系统极度脆弱的内在因素,而人为干扰是塔里木河下游植被退化的主要驱动力。塔里木河下游植被的恢复,必须遵循干旱区植物的生态学性质,密切结合植被发生所需的环境条件,特别是干旱区植被分布格局与地下水的关系。2000年5月以来的生态输水使近河道地段地下水响应明显,横向于河道一定宽度范围内植被恢复明显,但这种恢复是有限的。     

塔里木河下游环境因子与沙漠化关系多元回归分析

塔里木河下游是新疆沙漠化最严重的区域之一。由于近 5 0a来人类不合理开发活动 ,导致 32 0km河道于2 0世纪 70年代开始断流 ,地下水位大幅度下降 ,生态系统受到深度“胁迫” ,由地下水维系的植被群落 ,已出现严重的退化现象 ,当地的生态环境日趋恶化 ,沙漠化面积呈逐年扩大的趋势。本文根据近两年来对塔里木河下游沙漠化的大量野外考察、取样和室内样品分析及微机处理 ,以塔里木河下游地下水的变化为主导因子 ,通过SPSS分析软件对引起塔里木河下游沙漠化的一些主要环境因子进行多元回归分析 ,建立了沙漠化初步评价的回归模型。该模型显示在塔里木河下游地区 ,地下水位和土壤含水量是影响塔里木河下游沙漠化过程的两个重要限制因子。     

塔里木河下游荒漠河岸林地下水蒸散发

通过对塔里木河下游4个观测点地下水位的监测和地下水蒸散发的估算,分析荒漠河岸林地下水位月和日的波动、地下水蒸散发(ET_g)的时空变化及其主要影响因素。结果表明:①在生态输水前(7月21日至8月12日),4个观测点地下水位呈整体下降趋势;而生态输水后,水位保持稳定上升趋势。在整个观测期内,地下水位都表现出明显的昼夜波动现象。②ET_g均呈现出单峰变化特征,08:00开始快速增加,在12:00-16:00维持在一个较高水平上,18:00以后快速下降,最高值出现在当地时间14:00。③ET_g随着植被类型、覆盖度的不同而存在显著差异,同时又受地下水位埋深的影响。④太阳辐射、温度和饱和水气压差是影响塔里木河下游地下水蒸散发日变化的主要因素,风速对其无显著影响。