基于年轮信息的单株胡杨(Populus euphratica)树干年新增生物量估算方法

胡杨作为塔里木河荒漠河岸林的关键树种,对水土保持、抑制沙漠化等发挥着重要的生态作用。胡杨生物量是研究荒漠河岸林生态系统的功能与服务的重要指标。胡杨是国家二级保护树种,也是扎根沙漠的唯一乔木树种,十分珍贵,难以大规模使用破坏性方法进行测量,因此针对胡杨的生物量计算一直是个难题。通过对胡杨破坏性较低的采样方法,提取不同树干高度下的胡杨树轮信息,实验结果表明:(1)不同高度的树轮生长量之间存在显著的相关性,平均相关性系数为0.878;在树干0~0.5 m、0.5~1 m、1~1.5 m、1.5~2 m和2~2.5 m高度,树干密度分别为500.2 kg·m~(-3)、475.6 kg·m~(-3)、502.2 kg·m~(-3)、477.2 kg·m~(-3)和420.194 kg·m~(-3),平均密度为471.4kg·m~(-3),标准差为32.7;(2)在获得树干不同高度下的树轮信息和树干密度基础上,可以准确计算出1株胡杨树干年生物量,在实验中1株胡杨树干的0.5~1.5 m高度处,长为1 m的树干在1997—2013年的年新增生物量为0.61~1.54 kg,年平均新增生物量为0.92 kg,在2002—2003年生物量增幅明显,年平均新增生物量为1.54 kg。笔者使用的树干生物量计算方法对林木破坏性小且可操作性强,能计算出树干新增生物量,对研究胡杨新增生物量和生态价值的变化具有重要意义。     

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。     

叶尔羌河流域1990—2010年生态环境变化特征

利用叶尔羌河流域1990、2000年和2010年Landsat-TM影像数据和中巴资源卫星数据,结合GIS技术及生态环境状况指数计算方法,分析流域内1990-2010年流域生态环境变化特征.结果显示:1990-2010年,叶尔羌河流域生物丰度指数、植被覆盖指数和土地退化指数分别减少4.53％、4.00％和3.56％,水网密度指数整体增高了3.71％;1990、2000年和2010年,叶尔羌河流域生态环境状况指数分别为34.94、34.77和34.32,均属于较差级别,受自然和人为因素的双重影响流域生态环境趋于退化.     

塔里木河干流耕地动态变化及其景观格局

基于3S(RS、GIS、GPS)技术,并结合数理统计和景观格局数量分析方法,运用2000年CBERS、2005年CBERS和2010年TM遥感影像对塔里木河干流10年耕地面积的时空变化、景观格局及其生态影响进行了定量研究.结果表明:(1)在过去10年中,塔河干流耕地面积明显增加.具体地,2000年耕地面积为1.61×105 hm2,所占研究区总面积比例为3.89％,至2010年增加至3.27×l05 hm2,比例为7.88％,年增长率为1.66×104 hm2 a-1;(2)塔里木河干流耕地空间变化的区域差异明显.A、B、C、D断面耕地分布宽幅分别为2l～23 km、ll～16 km、6～17 km、4～9 km,塔河北岸C、D断面和南岸D、E断面耕地的增速最快;(3)2000-2010年耕地的斑块数不断增加,面积加权形状指数增大,形状趋于不规则.景观聚集度适中,景观内斑块大小分布均匀性降低,景观多样性下降,各个景观类型所占比例趋于不协调.     

综合治理前后和田河流域生态环境状况变化及原因探讨

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。针对和田河流域在综合治理前后生态环境变化的问题,以1990年、2000年、2010年7—8月份三期的Landsat-TM和中巴资源卫星遥感数据为依据,借助转移矩阵和生态环境状况指数的方法,对比分析了综合治理前后林草地面积及生态环境状况的变化,得到如下结论:(1)综合治理后,天然林草地面积减少幅度加大,人工林地面积快速增加;(2)1990—2000年和2000—2010年,生态环境状况指数下降幅度分别为0.1%和1.19%;(3)耕地大面积的扩张是天然林草地面积减少和生态环境状况变差的根本原因。     

新疆车尔臣河及其水资源利用研究

车尔臣河是塔里木盆地东南部最大的一条河流，主要依靠雪冰融水和地下水补给。上游山区由于有库木库里盆地和吐拉盆地对径流的调节，水量各季节变化比较平稳，特别是春季占全年径流量的29%，是新疆春季径流所占比例最大的河流之一，春灌基本不缺水。农业灌溉和生态用水各占水资源总量的一半。绿洲虽不断扩大，但中游地下水位仍较高，植被未发生明显退化，同时还向台特玛湖输送一定水量。因此，对车尔臣河水资源利用应保持原生态状况，不宜人工修建大型水利工程。由于车尔臣河出山口有巨大的洪积冲积扇，渗漏量占出山口径流量约30%，是一个比较理想的天然地下水库，所以今后经济发展用水应以开发地下水为主。     

塔里木河下游不同漫溢频次下植物群落变化初探

利用2005年以来,在塔里木河下游开展的河水漫溢区植被样地调查的资料,对比分析了不同漫溢频次下植被群落中各物种的重要值和物种多样性的变化状况。结果显示:1一次漫溢对植被群落的影响所持续的时间不超过5 a;2漫溢频次过低或者过高都不利于恢复和维持植被的物种多样性,中度频次的漫溢干扰能够维持较高的生物多样性;3从保护和恢复荒漠河岸林的角度考虑,适宜的漫溢频次1 a 1~2次。     

补水对采金废弃矿区恢复效益的影响

以阿勒泰两河源自然保护区采金废弃矿区为研究对象,从地形、水、土和生物多方面开展矿山生态恢复试验,分析了推平、覆土、撒羊粪、水分补给、补植、撒种、羊群驻扎和漫溢措施对矿区植被的影响,结合每种措施的成本,选出恢复成效好、成本低的措施。结果显示,1)对废弃矿区进行人工灌溉后,物种数增加了21.7倍,土石比增加了4.5倍;2)滴灌、漫灌和喷灌3种措施中,漫灌措施下成效最好,对土壤的恢复中:覆土后,漫灌下的土石比分别较滴灌与喷灌高38.0%和33.1%;撒羊粪后,分别高出21.7%和11.4%;撒种后,分别高8.9%和8.5%;补植种黑加仑(Ribes nigrum)后,分别高24.2%和2.9%;3)不同灌溉方式下成本高低为滴灌喷灌漫灌,其中漫灌受地理位置限制,而喷灌则适用性广泛。阿勒泰矿山恢复中,可注重矿区的自然恢复并辅以漫灌和人工覆土等措施。本研究为其废弃矿区修复提供了一定的理论依据。