Relationship between thermal anomalies in Tibetan Plateau and summer dust storm frequency over Tarim Basin,China

The dust storm is the most important and frequent meteorological disaster over Tarim Basin,which causes huge damages on local social economics.How to predict the springtime and summertime dust storm occurrence has become a hot issue for meteorologists.This paper employed the data of dust storm frequency and 10-m wind velocity at 35 stations over Tarim Basin and the reanalysis data from the National Center for Environmental Prediction and the National Center for Atmospheric Research(NCEP/NCAR) during 1961-2007 to study the relationship between dust storm frequency(DSF) in summer over Tarim Basin and the thermal anomalies in Tibetan Plateau in May by using the statistical methods,such as Empirical Orthogonal Function(EOF),correlation and binomial moving average.The results show when negative anomalies in Tibetan Plateau and positive anomalies in its southern region are present along 30°N(the second mode of surface temperature anomalies by EOF decomposition) in May,the time coefficient(PC2) plays an important role in summer DSF variation and has a close relation with the summer DSF at both inter-annual and decadal time scales.When negative anomalies in Tibetan Plateau and positive anomalies are present in its southern region(PC2 in positive phase),there is an anomalous anticyclone in North China,which weakens the northwest wind and is not beneficial for cold air moving from high latitude to the Tarim Basin,and the circulation pattern is hard to result in dust storm weather.Furthermore,the sea level pressure(SLP) increased over Tarim Basin and the direction of SLP gradient reversed,which resulted in the 10-m wind velocity slowing down,so the DSF decreased.From above all,it can be conclude that the thermal anomalies in Tibetan Plateau in May has important effects on the summertime dust storm frequency over Tarim Basin and the PC2 can be used as a prediction factor for the summertime dust storm occurrence.     

塔里木河河岸林胡杨的生态保护及可持续利用——以新疆沙雅县为例

新疆沙雅县塔里木河两岸拥有世界上最大的原始胡杨林,如何更好地保护和利用胡杨林已成为当地政府和人民的迫切需要。在分析沙雅县塔里木河岸胡杨林资源特点及生态功能的基础上,提出了胡杨林的生态保护和可持续利用措施。     

塔里木河流域农业化肥投入的环境影响分析

一直以来化肥已成为提高农作物产量的重要的物质投入,然而,由于受施用技术、施用方法、施用时间的影响,化肥施用的很大一部分未被利用而流失到了周围的环境中,化肥施用量越高,流失到环境中的数量越大,对生态环境的污染也越高。本文在分析塔里木河流域化肥施用强度和施用密度的基础上,分析了化肥施用带来的土壤、水、大气等的环境污染,进而探讨了流域农业经济增长与化肥施用残留之间的环境库兹涅茨曲线,以期能引起重视,采取措施,减少化肥污染。     

塔里木河下游胡杨物候特征观测

以塔里木河下游胡杨(Populus euphratica)为对象,对胡杨的开花期、展叶期、第一次展叶期、第二次展叶期、果熟期、叶黄期及落叶期等主要物候期进行观测。结果表明:胡杨各物候期中,开花期持续时间最短,3月29日至4月19日,果熟期持续时间最长,5月25日开始,10月13日结束。由于春尺蠖(Apocheima cinerarius)的危害,胡杨有"二次展叶"现象,第一次展叶期为4月4日至5月1日,第二次展叶期为5月13日至6月4日。胡杨叶黄期和落叶期相重叠,叶黄期从9月26日开始,10月28日结束,落叶期从10月11日开始,11月12日结束。胡杨长达4个多月的果熟期与河道洪水期吻合,这有利于种子的传播、萌发及幼苗扎根,促进天然胡杨林种群的更新及演替。     

塔里木河中、下游生态移民在下游生态与环境的恢复和重建中的作用探讨

将自然保护区、交通和通讯不发达的边缘区、生态环境脆弱区和自然灾害多发区的农牧民,移往自然环境条件较好、公路交通及通讯发达、接近城镇的地区,不但可以改善和提高这些居民的生活水平,更重要的是对迁出区的自然生态环境保护,特别是珍稀野生动植物的生存和自然繁殖有十分积极的作用。在生态脆弱的新疆地区,通过有步骤、有计划地实施生态移民工程,无疑是解决生态退化和农牧民生活困难的最佳选择。塔里木河中、下游生态脆弱区的移民政策对缓解塔里木河中游生态质量恶化,维持下游绿色走廊生机,改善生态环境现状,提高农牧民生活水平,发展当地经济都有着积极的作用和深远的影响。本文作者于2004年5月,2006年5月和2006年10月三次对塔河中、下游地区进行实地考察,获得了第一手资料,结合前人研究的资料,阐述了塔里木河下游生态环境现状,揭示了塔里木河中、下游生态移民对维持下游绿色走廊生机,改善生态环境现状,发展当地经济中的意义。     

农田灌溉模式下塔里木河流域地下水水位的变化分析──以塔里木河上游为例

根据1997、2000年的监测资料,分析了塔里木河上游地下水水位的时空变化,反映了不同的土地利用方式对地下水水位的影响。在农田灌溉模式下,在垂直河道方向上地下水水位的变化受到塔里木河干流水位、农田灌溉和潜水蒸发的影响。沿河道的横切方向上地下水位的变化与距河道距离成正相关,但具有明显的滞后反应,其滞后时间随垂直河道的距离增加而增加。干流水位明显影响地下水的范围为3.5km。农田灌水使地下水水位在3、11月份明显抬升,也在7月份时对地下水水位产生影响,使其抬升。潜水蒸发量随地下水水位的升高而增加,使地下水水位变化趋于缓和。     

生态输水对塔里木河下游植被恢复价值的影响

以生态输水后地下水动态变化引起的地表植被生物量差异为出发点,探讨生态输水对塔里木河下游植被恢复价值的影响。首先,利用生态输水前后地下水动态变化和地表植被响应的长期监测资料,以塔里木河下游考干断面为例,在垂直于河道方向上长2 000 m、平行河道方向宽100 m的样带内,选取2000年10月、2007年9—10月、2015年10月的植被监测与称重资料数据;其次,借鉴国内外生态经济价值量化方法,综合地表植被响应价值和地下水抬升的潜在价值计算输水后地表植被恢复价值。结果显示:(1)在塔里木河下游地区,生态输水使得地下水位明显抬升,水位的抬升幅度随着距河道距离的增加逐渐降低,植被盖度也随着距河道距离的增加呈现降低趋势;在距河道1 000 m以外,地下水位与植被盖度变化不明显;(2)2000—2007年植被新增生物量占2000—2015年植被新增生物量的57.02%,并且这两个时段植被新增生物量与距河道距离均呈现显著相关;(3)根据16次生态输水监测资料,计算出2007年与2015年该区间100 m宽的样带因输水而投入的水资源价值分别为8 266.5元、14805元,输水后植被总体恢复价值分别为53 811.67元、83 334.62元,投入产出比分别为1∶6.507、1∶5.63,说明生态输水的经济效益十分明显。     

基于RS和GIS的塔里木河干流生态环境状况评价

干旱区内陆河流域生态环境的变化关系到人类的生存和社会的发展。针对塔里木河干流区域在综合治理前后的环境变化状况,以1990、2000年和2010年7—8月的3期Landsat-TM和中巴资源卫星遥感数据为基础,借助RS、GIS手段和生态环境状况指数方法,对比分析了综合治理前后生态环境的特点,得知塔里木河干流的生态环境在综合治理前处于最差的级别,综合治理后有明显改善。虽然,综合治理遏制了生态退化的趋势,但是流域内生态脆弱的现状并没有发生根本扭转,仍需要进一步地增加治理投入,巩固和增强综合治理的效果。     

塔里木河下游水量转化特征及其生态输水策略

2000—2015年的生态输水对塔里木河下游生态恢复发挥了重要的作用。通过连续16 a的动态监测和野外数据采集,对生态输水的特点、方式、水量转化特征、生境变化和影响范围等进行了系统的分析,同时对生态输水策略与生态保护模式进行了初步探讨。结果表明:(1)主河道线状输水方式,难以扩大环境响应范围,开展汊河输水和面状输水是十分必要的;(2)水量转化和耗散比例为:补给地下水44.2%,土壤与植被消耗48.8%,入湖水量与河道内水面蒸发7%;(3)地下水响应的最大距离为1 000 m,在距河500 m范围地下水位上升、水质好转显著;(4)鉴于生态退化的趋势得到遏止,但其脆弱性依然没有根本转变,恢复并合理调控其文阔尔河和老塔里木河区间的地下水位,扩大受水区范围,建立更加稳固的生态恢复平台,是今后生态输水与生态环境保护的主攻策略。     

荒漠生态系统土壤呼吸速率对环境因子的响应

为探明环境因子与土壤碳释放之间的关系,利用LI-8100土壤碳通量自动测定仪监测塔里木河下游典型断面的荒漠河岸林群落土壤呼吸的变化动态,并同步观测植被盖度、地下水位、土壤特性及温度等相关因子的变化,分析其与土壤的关系。结果表明:1)在同一温度范围条件下,虽然土壤呼吸对温度变化有所响应,但温度不再是土壤呼吸作用的主要限制因子,根系和土壤微生物的生命活动很容易受到其他因素的影响和制约;2)监测区地下水对土壤呼吸速率存在一定的影响,地下水位越高土壤呼吸速率越小,地下水位越低土壤呼吸速率越大;3)植被盖度与地下水同时作用于土壤呼吸过程;4)在地下水的影响下土壤特性对土壤呼吸过程也存在影响。