塔里木河干流河道生态需水量研究

基于有序聚类法,在对1957-2006年塔里木河干流径流序列受人类活动显著影响突变点判别的基础上,对干流新渠满、乌斯满和恰拉3个水文断面河道逐月最小生态需水量和适宜需水量进行计算。结果表明：① 近50 a来,人类活动对干流水资源影响程度不断增大,1976年前的径流量可以近似看作自然状态;② 新渠满、乌斯满和恰拉河道年最小需水量分别为17.68×10⁸ m³、10.02×10⁸ m³和3.29×10⁸ m³,年适宜需水量分别为35.65×10⁸ m³、18.23×10⁸ m³和7.00×10⁸ m³;③一般用水期（10月至翌年3月）保证新渠满、乌斯满和恰拉河道最小需水量5.33×10⁸ m³、3.77×10⁸ m³和1.32×10⁸ m³,用水敏感期（4-9月）保证适宜需水量28.99×10⁸ m³、13.70×10⁸ m³和5.09×10⁸ m³即可确保干流河道生态系统健康。     

塔里木河干流景观格局梯度分析

基于GIS 技术,以塔里木河干流为研究对象,通过缓冲区取样分析了流域整体景观格局及其空间分异特征;针对流域本身自然地理梯度特点,分别在流域5个河段沿横向梯度设置了35个缓冲带,并利用Fragstas 软件分别在景观水平和类型水平上选取景观指数,进行景观格局梯度分析与比较。结果表明: ① 研究区其他类型土地利用占总面积的54.88%,为整个流域景观的背景,植被占35.1%。低覆盖草地占植被面积最大、空间上呈连片的趋势,高覆盖草地空间分布较集中,林地斑块较小,被其他景观分离,空间结构破碎化较严重,耕地斑块数目最多,从上游至下游景观多样性降低,景观异质性减小。② 土地利用空间格局异质性特征比较明显,呈现出“上游-中游-下游”地域梯度和河道两侧缓冲带梯度格局,河流对景观格局的空间分布有明显影响,由不同宽度缓冲带的景观格局指数分析,塔里木河的宽度效应在河段1、2、3、4分别为8.6～10 km、6.6～8.1 km、4.8～4.9 km、1.4～5 km,各指数随缓冲带宽度的变化趋势反映出河流效应的强弱。③ 在类型水平上各景观指数反映不同景观类型对河流效应的敏感程度,有林地主要分布在1～5 km,疏林地为1～10 km,高覆盖草地为1～9 km,低覆盖草地为1～12 km。以河道为中心建立的辐射缓冲带的景观格局分析方法,很好地揭示了河流廊道-绿洲-荒漠过渡地区景观梯度动态和生态效应幅度,有利于制定更有效的发展政策,为受损生态系统的生态修复提供了有力依据。     

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。     

荒漠草地土壤~(15)N同位素对水分变化的响应

影响δ15N格局的因素主要有气候、时间、地形和土地利用等,而水分是干旱区植被分布的主要限制因子,对调节荒漠草地稳定性N同位素具有重要作用。利用15N标记法,通过不同的增水处理,研究了古尔班通古特沙漠南缘氮素标记样地和未标记样地土壤N同位素对水分变化的响应,得出以下结论:(1)增水处理增加了对土壤水分的补给,随着增水量的增加土壤水分含量不断增加;(2)研究区土壤δ15N值变化范围为12.19‰~13.33‰,增水处理对未标记样地土壤δ15N值并没有显著的影响;(3)添加氮素后,样地土壤δ15N值明显升高。随着增水量的增加,土壤总δ15N呈现出典型的倒"U"型曲线,不同土层深度的土壤δ15N值也发生了显著的变化;(4)标记样地50-100 cm土层土壤δ15N值要明显高于非标记样地,表明标记样地土壤中添加的稳定性15N同位素仍在向更深的土层移动。     

塔里木河下游漫溢干扰频次和持续时间对河岸植被和土壤的影响差异

在塔里木河下游选取不同频次和持续时间的漫溢样地进行地表植被和表层土壤调查,以分析漫溢干扰的频次和持续时间差异对于植物群落特征和土壤性质的影响。结果表明,1)漫溢干扰使得一年生草本和多年生草本在植物群落中的重要值有所增加,其中多年生草本在2个漫溢频次样地和3个漫溢持续时间样地中占据优势,说明漫溢干扰后多年生草本逐渐替代乔灌木成为主要的群落组成物种。2)漫溢频次样地中以“多年多次”漫溢样地的多样性指数值最大,其Simpson指数,Shannon-Wiener指数和Margalef指数与对照样地相比均具有极显著差异,指数值分别为:0.523,0.979和1.023。3)漫溢持续时间样地中以“10~20 d”和“20~30 d”两个漫溢样地具有最大多样性指数,其中“20~30 d”漫溢样地的Simpson指数和Shannon-Wiener指数及“10~20 d”漫溢样地的Margalef指数与对照样地之间的差异均为极显著,指数值分别为0.451,0.777和0.863。4)漫溢干扰使得表层土壤电导率极显著减小,最小值出现在“一年1~2次”漫溢样地(1.148 ms/cm)和“10~20 d”漫溢样地(1.155 ms/cm)。“多年多次”漫溢样地和“5~10 d”漫溢样地的表层土壤有机质明显增加,有机质含量分别为11.577和8.770 g/kg;其余漫溢样地的表层土壤有机质均小于对照样地。综合分析认为,频次为多年多次且持续时间在10~30 d的漫溢干扰对塔里木河下游植被恢复最为有利。