民勤绿洲土壤水盐空间分布特征及盐渍化成因分析

根据2010年民勤绿洲230个采样点的土壤水盐分析资料,运用传统统计学和地统计学分析方法对该地区土壤水盐空间分布特征及土壤盐渍化成因进行了研究。结果表明:民勤绿洲土壤水分整体呈现出西南高、东北低的趋势;土壤含盐量呈现出从南到北、由西到东逐渐增大的趋势,沿坝区至湖区,土壤浸提溶液电导率从0.07dS/m增加到5.99dS/m;根据土壤盐渍化分级标准,民勤绿洲非盐渍化土占区域总耕地面积的50.01%,轻、中、重度盐渍化土分别占19.13%、10.44%和16.96%;分析认为,干旱的气候、丰富的盐分来源、高矿化度地下水的存在以及人类不合理的水土资源利用方式是引起民勤绿洲土壤盐渍化的主要原因。     

近40年来民勤绿洲空间变化研究

绿洲是一种独特的地理景观 ,如何合理、协调、持续地利用和开发绿洲是当今干旱、半干旱地区一项具有重大理论与现实意义的研究课题。以遥感及GIS为工具 ,借助地学信息图谱技术 ,以不同时相、不同尺度的数据源为基础 ,编制出 1 960～ 2 0 0 1年民勤绿洲分布图 6幅 ,在GIS中通过空间分析获得民勤绿洲空间变化图 5幅。研究发现民勤绿洲的空间变化可分为三个阶段 :1 960～ 1 973年绿洲扩展 ;1 973～ 1 994年绿洲稳定 ;1 994～ 2 0 0 1年绿洲迁移和不稳定时期。民勤绿洲演变是上游来水量的逐年减少、地下水的超量开采、人口的增加以及政策因素综合作用的结果。     

民勤绿洲-荒漠过渡带白刺群落空间分布及其环境解释

在野外植被-环境因子调查的基础上,采用双向指示种分析(TWINSPAN)和冗余分析(RDA)的方法,研究民勤绿洲-荒漠过渡带白刺群落空间分布与环境因子之间的关系。研究表明:1民勤绿洲-荒漠过渡带白刺群落物种组成简单,31个样方只出现17种植物,隶属8科,17属。2双向指示种分析将白刺群落划分为4个群丛类型,白刺-沙蒿+沙蓬,白刺+红砂-画眉草,白刺-芦苇+猪毛菜,白刺+黑果枸杞-盐生草。不同白刺群丛类型之间环境因子的差异性是其物种组成变化的原因。3 RDA样方-环境因子排序第一轴代表以地下水埋深为主的水分梯度,第二轴代表样方与绿洲不同距离沙源条件及土壤质地的变化。TWINSPAN划分的4个群丛类型在RDA排序图中聚集分布,分类与排序结果较为吻合。所选环境因子的蒙特卡罗检验结果表明,地下水埋深和样方与绿洲之间的距离对白刺群落空间分布有极显著的影响。     

民勤绿洲景观生态安全格局分析

基于1999、2013年覆盖民勤绿洲的两期TM影像数据,利用Arcgis技术获得各景观类型的空间特征指标和基于景观空间邻接的绿洲生态安全指标,进而在空间格局方面对绿洲的生态安全进行评价。结果表明:1999-2013年,1)受潜在沙化威胁程度最大的斑块类型由耕地变为了林地,而居民地始终是受威胁程度最小的斑块类型;从变化趋势来看,耕地斑块受沙化威胁在减小,而林地、草地受沙化威胁在增加,居民地则不变。2)耕地受潜在盐碱化威胁的程度不变,并且始终是受盐碱化威胁程度最大的斑块类型;其余斑块类型受盐碱化威胁的程度都呈减小趋势。3)在绿洲水平上,绿洲整体受潜在沙化威胁的程度在增加,受潜在盐碱化威胁在减小。     

民勤绿洲土地荒漠化动态监测

解译1998年和2003年的卫星影像数据表明:5年间,民勤绿洲荒漠化土地面积从337126.71hm2增加到341221.21hm2,增加了4094.50hm2。其中风蚀荒漠化土地增加了5857.24hm2,盐渍荒漠化土地减少了1762.74hm2。风蚀荒漠化土地中沙化耕地的面积增加了11035.49hm2,而沙化林地、沙化草地分别减少了2749.12hm2、2556.82hm2。其荒漠化程度正在由中轻度向重度和极重度逐步加剧发展。民勤绿洲荒漠化发展变化集中表现为在原有耕地和新开荒的弃耕以及有林地、沙化林地、沙化草地、盐渍化土地被无序的开荒而转变为沙化耕地。造成民勤绿洲荒漠化目前形式的原因主要有两点:一是石羊河上游来水量持续减少和地下水持续超采造成的绿洲水资源环境的逐步恶化,地下水持续下降,造成其天然植被退化消亡;二是随着人口压力的增加,人为过度开荒和弃耕造成的地表植被无法恢复,引起的土地荒漠化。     

民勤绿洲物候季节划分及景观季相特征

本文根据甘肃民勤沙生植物园 1 974- 2 0 0 2年的物候观测资料 ,应用“植物物候频率分布型法”对民勤绿洲物候季节和季相特征进行了研究 ,通过分析 ,民勤绿洲物候季节可分为 4个大季段和 1 2个小季段 ,春、夏、秋、冬四大季段中冬长秋短 ,春夏居中 ,每个季段都具有明显的指示物候、典型的植物物候形态组合以及独特的季相特征。这一研究结果客观地反映了该地区自然季节更替的规律和景观季相的演变特点。     

干旱区绿洲合理生态用水量研究——以民勤绿洲为例

在水资源极其紧张的条件下,绿洲生态系统的保护和修复要有一个过程,只有逐步、合理地协调生态用水和经济用水之间的关系,才能真正地实现生态环境保护与经济可持续发展的双赢。因此,在社会经济发展的不同阶段寻求适合研究区域特定时空背景的合理的生态用水量十分重要。生态环境需水各相关类型与社会经济系统中的各用水部门一样,根据其作用的大小和重要程度,具有相应的用水优先次序,这种排序结果是建立符合区域实际情况的"生态合理用水"模式的基础。通过民勤绿洲生态需水实例研究,基于"生态合理用水"模式的生态环境用水量计算结果对水资源短缺的干旱区绿洲生态用水的合理配置具有重要的现实意义。     

民勤绿洲生态气候资源及其利用

民勤绿洲边缘 ,光照丰富、温差大 ,有利于农产品质量的提高。但是水资源缺乏 ,地下水位急剧下降和土地沙化是民勤绿洲农业生产的首要问题。如何充分利用现有生态资源 ,并充分提高其利用率是摆在我们面前的一个主要课题。只有通过引进优良品种 ,调整农业种植结构 ,大力推广节水灌溉技术 ,才是解决上述问题的有效途径     

民勤人工绿洲的形成、演变及其可持续性探讨

民勤绿洲已经有2 000多年的历史,自20世纪50年代以来已经逐渐变为一个人工绿洲。目前民勤绿洲面临极大的危机,水资源减少是关键原因。水资源危机主要表现为地下水位下降和地表入境水量减少。同时,人口和经济发展的压力也持续加大。民勤绿洲退化的自然因素:①气候变暖;②蒸发强烈。人为因素:①农业开发是引起水资源相对减少的关键;②国营农场、林场加重了流域内水土资源的负担;③人工渠系的建成减少了水资源的无效消耗,但影响了地下水位的可持续供给能力,从而导致绿洲生态系统的退化。民勤绿洲的退化给人们以诸多的启示。解决民勤绿洲危机的措施:①确立"以保护水资源为中心"的指导思想;②撤销石羊河流域的国营农场、林场;③对农业用水实行累计进价管理;④调整产业结构,推广节水技术,种植低耗水的作物。     

民勤绿洲水资源状况与生态建设研究

利用实地调查资料和多年定位观测资料,分析民勤绿洲水资源状况,结果表明：民勤绿洲可用水资源日益减少,状况不容乐观,不仅制约了经济发展,而且制约了生态建设;在民勤绿洲,水资源的无效损耗量很大,主要是水面蒸发和裸地表蒸发。另外,对民勤绿洲的节水措施进行了分析。     

石羊河下游明清时期荒漠植被的破坏与沙漠化

石羊河下游绿洲地处河西走廊东部,行政区划上属今甘肃省民勤县所辖。本区东面、北面为腾格里沙漠所围绕,西面与巴丹吉林沙漠相比邻,南面石羊河一线弧悬与中游武威绿洲连接,气候上属温带大陆性干旱气候,干燥少雨,多风沙为其显著特征,绿洲生态系统处于脆弱的平衡状态,因而对人类活动的反应极为敏感,特别是绿洲的边缘更为脆弱,其潜在沙漠化因素易于激发活化。本区地带性植被为旱生、超旱生灌木、半灌木和旱生、盐生的肉质半灌木植物生活型组成的类型,分布于绿洲外围,种类寡少,覆盖稀疏,但对于防风固沙,维系绿洲生态平衡,增强绿洲的抗逆性有着特殊重要作用。据武威地区林业站的材料,这些荒漠植被在石羊河中     

民勤绿洲地下水环境动态研究

根据民勤绿洲1999～2008年51眼地下水位观测井资料和2010年采集的30个地下水水样资料,利用传统统计学和地统计学分析方法对该地区新时期地下水位时空变化动态和地下水化学特性进行了研究。结果表明:民勤绿洲地下水位近10年来总体呈逐年下降的趋势,年均降幅达0.52m;在引黄民调工程、石羊河流域分水方案等政策措施的影响下,2005、2007和2008年地下水位降幅均呈现减小趋势,并在2007年首次出现0.01m的回升;坝区和泉山区地下水位年均降幅较湖区分别高0.23m和0.52m,下降速度明显快于湖区;整个绿洲区地下水平均矿化度为3.34g/L,沿地下水流动方向,地下水化学类型变化较大,由坝区和泉山区南部的SO42--HCO-3-Na+或SO42--HCO-3-Ca2+型淡水-微咸水逐渐变为湖区的SO2-4-C1--Na+-Mg2+咸水-苦咸水。     

石羊河下游物候季节的水热分配及变化特征

基于物候季节,分析了石羊河下游地区1971-2000年各季节的水热分配状况及多年变化特征。结果表明,石羊河下游物候季节的更迭与气候的季节性演变相吻合,稳定通过物候四季的温度界限分别为春季≥2.9℃,夏季≥19.0℃,秋季<19.0℃,冬季≤4.5℃。水热资源最丰富为物候的夏季,其≥0℃的积温和降水分别占全年的55.8%和62.5%。多年来,温度的四季变化和年际变化具有明显的增加趋势,增长幅度依次为冬季>全年>春季>夏季>秋季。年均温的升高以1986年为突变年,而冬季和春季气温的升高分别以1985年和1991为突变年;降水变化的趋势不明显,年降水的波动形态与夏季基本一致,春季则与夏季相反,有春湿夏干或春干夏湿的趋势。     

石羊河中下游河岸带植被对地下水位变化的响应

通过对石羊河中下游河岸带的地下水位定位观测及植被和土壤水盐含量调查发现：河岸带地下水位与河床横向间距呈正相关;在长流水河段的河岸带,以植被类型、物种丰富度和植被盖度与河床间距的关系,判断河流影响地下水位距河床的范围约为130 m,但对于河岸带植被作用距河床横向间距可达500 m。在断流河段,距古河床0~200 m区间内分布河岸植物种。虽然石羊河下游断流,但河流地貌影响地下水位,有利于植物生长。调查区域内有5个植被型,12个群系和29个群丛,河岸带发育隐域植被类型。当地下水位≤2 m时,沼泽草甸发育;当地下水位3~6 m时,以芦苇、赖草和骆驼蓬为建群种的盐化草甸发育;地下水位≤14 m时,则柽柳灌丛繁茂。石羊河的径流量丰欠影响河岸带地下水位变化,河岸带植被组成、结构和分布响应地下水位埋深。
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石羊河下游不同立地类型黑果枸杞种群分布格局

在样地调查的基础上,结合相邻格子取样方法,采用扩散系数(C)、丛生指标(I)、负二项参数(K)、聚块性系数(Ca)、平均拥挤指标(m*)、聚集度指标(G)、Moristia指数(Iδ)、Green指数(IG)等8个指标,对石羊河下游不同立地类型黑果枸杞种群分布格局、聚集强度进行了研究,结果表明:①沙地和盐碱地黑果枸杞个体数量较多,聚集程度相对较高,砾石和固定半固定沙地黑果枸杞的个体数量较少,聚集程度相对较低;②盐碱地和沙地黑果枸杞种群呈现聚集分布,固定半固定沙地和砾石样地相对于沙地和盐碱地的聚集程度有所减弱,有一定的随机趋势;③不同发育阶段的黑果枸杞种群格局类型总体呈现聚集分布的特点,随着龄级的增大,黑果枸杞种群分布格局表现出由聚集向均匀分布的变化趋势。     

石羊河下游不同立地类型黑果枸杞种群分布格局

在样地调查的基础上，结合相邻格子取样方法，采用扩散系数（C）、丛生指标（I）、负二项参数(K)、聚块性系数（C_a）、平均拥挤指标（m*）、聚集度指标（G）、Moristia指数（I_δ）、Green指数（I_G）等8个指标，对石羊河下游不同立地类型黑果枸杞种群分布格局、聚集强度进行了研究，结果表明：①沙地和盐碱地黑果枸杞个体数量较多，聚集程度相对较高，砾石和固定半固定沙地黑果枸杞的个体数量较少，聚集程度相对较低；②盐碱地和沙地黑果枸杞种群呈现聚集分布，固定半固定沙地和砾石样地相对于沙地和盐碱地的聚集程度有所减弱，有一定的随机趋势；③不同发育阶段的黑果枸杞种群格局类型总体呈现聚集分布的特点，随着龄级的增大，黑果枸杞种群分布格局表现出由聚集向均匀分布的变化趋势。     

石羊河中游河岸沙蒿种群的空间格局和关联性分析

以石羊河中游荒漠河岸植被优势种群沙蒿(Artemisia arenaria)为研究对象,采用点格局分析法,对垂直于河道不同距离梯度上沙蒿种群的空间格局和空间关联性进行了分析。结果表明：① 随着垂直于河道方向距离的递增,沙蒿种群由增长型逐渐演变为衰退型;② 垂直于河道不同距离梯度上沙蒿种群的格局特征为,在相对小的尺度上聚集分布特征明显,随尺度的增加聚集性减弱并逐渐表现出随机分布的格局特征,但距离河道近的沙蒿种群聚集强度大于距离河道远的种群;不同距离梯度上,沙蒿种群均表现出幼体聚集分布,成体随机分布的格局特征;③ 垂直于河道不同距离梯度上沙蒿种群不同龄级之间的关联性表现出异质性。距离河道近的沙蒿种群中,形体差异大的植株之间具有正关联性,反映了互利的生态关系;距离河道较远的沙蒿种群中,形体差异小的植株之间具有负关联性,反映了互斥的生态关系;其他龄级植株之间没有表现出明显的关联性。     

能值分析在绿洲农业经济系统研究中的应用--以石羊河流域中、下游绿洲为例

以石羊河流域中游凉州区绿洲和下游民勤绿洲为例,应用能值理论和方法分析内陆河流域绿洲农业生产的资源环境基础和经济特征。结果表明,石羊河流域中下游凉州区和民勤绿洲的能值总投入呈降低趋势,能值投资率都偏高,生产成本较大;能值产出率低,对购买能值的利用效率不高;但能值自给率有所提高;环境载荷率高,农业环境所受压力较大,系统可持续发展指标表明,两个绿洲经济系统极为不发达,属于消费型经济系统,并且人均可用能值和能值密度都呈降低趋势。     

民勤绿洲灌区地下水水化学特征及其演化驱动机理

通过分析民勤绿洲灌区55个地下水样的相关水化学指标,探讨该区地下水水化学特征及其演化驱动机理。结果表明:研究区地下水阳离子以Na~+和Mg~(2+)为主,阴离子以SO_4~(2-)和Cl~-为主;其中K~+、Na~+、Mg~(2+)、CO_3~(2-)、Cl~-、SO_4~(2-)表现为强变异性,而Ca~(2+)和HCO_3~-则表现为中等变异。研究区地下水水化学类型以SO_4-Mg型、Cl-Mg型、SO_4-Na型和Cl-Na型为主,沿着地下水流方向(坝区→泉山区→湖区),阳离子中Na~+逐渐取代了Mg~(2+)的主导地位,而阴离子中SO_4~(2-)一直占主导地位,但Cl~-的比重在不断增加。研究区地下水水化学组分主要来自岩盐、石膏等蒸发岩、碳酸盐矿物以及硅铝酸盐矿物的风化溶解。地下水水化学演化是由蒸发浓缩、阳离子交换和溶滤共同作用的结果。该研究结果可为民勤绿洲地下水资源评价、合理利用及其保护提供科学依据与决策指导。     

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。