塔里木河下游生态输水后胡杨林恢复效应与预测研究

塔里木河下游大西海子水库以下河道,自2000年5月至2004年10月,共进行了六次间歇性的生态输水。本文通过对胡杨样枝生长量的分析,表明输水对胡杨林的恢复具有显著的作用;同时依据历史期间的生态水量与胡杨林的对应关系,预测了在现状输水条件下大西海子水库以下可以恢复的胡杨林面积。     

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。     

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。     

干旱区生态治理及绿色基础设施构建——以新疆塔里木河下游为例

以塔里木河下游为例,通过对当前生态恶化、水资源的减少,以及绿色廊道景观格局变化的成因分析,提出自然的河水漫溢是造成下游"绿色走廊"生态系统健康与否的主要原因.根据生态修复的目标,对下游生态需水的范围进行界定,提出生态治理的机制模式,营造绿色基础设施,并把其构思运用于空间格局的规划中,通过人工湿地构建一个既有网络中心,又...     

塔里木河下游断流河道输水的生态响应与生态修复

结合2000年以来对塔里木河下游生态输水、生态监测等相关实测资料的分析,讨论塔里木河下游生态受损和实施输水工程后的地下水位变化与生态恢复过程.研究表明:塔里木河下游植物群落物种组成、类型以及物种多样性变化与地下水位埋深有着密切的联系.自塔里木河下游上段英苏至下游段考干,随着地下水位埋深变化,生态受损程度不尽一致,群落类型由上而下趋于简单、物种数也在减少.实施生态输水过程中,塔里木河下游浅层地下水位普遍抬升,主要物种的覆盖度增加,物种数增多,优势度也发生了变化.塔里木河下游的生态受损与恢复与水文过程密切相关,加强流域水资源管理对确保流域生态系统的完整性有着重要意义.     

塔里木河中下游生态养羊技术模式探讨--以尉犁县为例

生态养殖是畜牧业可持续发展的重要组成部分,生态养羊是针对塔里木河中下游地区脆弱的环境条件,为保护和恢复退化生态系统平衡,发展区域经济提出的生态可持续发展方式。针对塔里木河中下游地区的实际情况,依据退化生态系统恢复、产业生态学、系统的能流功能原理、可持续发展原则、景观生态学的理论,对生态养羊中的退耕还草、还牧,天然草地的恢复,圈舍建设,繁殖饲养管理,粪便的无害化生态处理等进行分析,提出生态养羊的相应理论框架。     

塔里木河下游生态输水策略分析

自2000年5月至2011年间的12次生态输水,对塔里木河下游地下水恢复发挥了重要的作用。截至到2011年10月的实测数据,相较于输水前,英苏、阿拉干、库尔干和老英苏各断面的地下水位均有不同程度的上升,上升幅度与离河距离相关。距河1 km处的上升幅度分别为2.0、3.0、4.0 m和1.0 m左右,地下水位均有较明显的恢复。当地下水埋深达到4.0、3.5 m和3.0 m时,与此相对应的植被生存状态分别称之为维持生存、基本生存与适合生存。由此可以计算出,塔里木河下游距河1.0 km范围内3种植被生存状态对应的耗水量分别为1.6×108、2.2×108 m3和2.7×108 m3。大西海子水库以下的下泄水量可分别在春、秋、冬季3个时段进行。据此,近期的输水策略为：年输水量应维持在2.7×108 m3以上,输水适宜时段为春、夏季,以尽快恢复下游地下水环境并逐步满足河畔植被适合生存的耗水量;远期输水则可视上游来水的情况,采用满足维持生存、基本生存与适合生存3种耗水量的交替输水方式,输水量的下限为1.6×108 m3,以达到有限水资源条件下提高水资源利用率与维持生态系统稳定的目标。     

塔里木河下游生态输水前后生态与环境的动态变化研究

早在4000年前的原社社会,塔里木河(以下简称塔河)下游绿色走廊已经形成。在近百年的历史中,前20年是绿色走廊的兴盛时期,自20世纪20年代中期以后,绿色走廊开始近代历史上的衰败过程,特别是近50年来塔里木河上中游的水土开发活动,使得下游地区的来水量骤减并中断有近30年的历史,从而引发了下游绿色走廊的逐步走向衰败、土地荒漠化趋势加剧等生态环境恶化问题。为了改善塔河下游地区的生态与环境、抑制土地退化的加剧、挽救濒临灭绝的下游天然植被,截止2005年11月共向该地区输水7次,断流30年的塔里木河下游完成了第四次应急输水后,大体达到维系下游生态的必须水量,输水使河道两侧植被生长状况发生明显改善,生物呈多样化变化。笔者在1998年5月,2002年10月和2004年5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,本文在前人研究的成果基础上和实地考察资料相结合,对塔里木河下游生态输水前后生态与环境的动态变化进行探讨。     

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。     

生态输水后塔里木河下游地下水水盐动态变化

塔里木河下游是我国生态环境问题最为突出的地区之一。由于人类不合理的资源开发 ,导致该地区环境问题日益突出。本文结合塔里木河下游生态输水 ,通过近 3a的监测和取样分析 ,就生态输水前后塔里木河下游地下水水盐动态变化进行了分析。结果显示 :1 .生态输水后地下水位在时间上和空间上各有其变化规律 ,在时间上近河道水位响应快 ,远河道水位响应慢。在空间上在距河道不同距离和不同河段地下水上升的幅度不同 ;2 .输水后 ,地下水的盐分变化远比水位的变化要复杂 ,但是总体上看水质是好转的 ;3.鉴于输水后地下水在不同断面上响应程度的巨大差异 ,生态输水工作有必要继续开展。同时 ,有必要对输水的方式进行适当调整。     

Anatomical and morphological characteristics of Populus euphratica in the lower reaches of Tarim River under extreme drought environment

Populus euphratica Oliv.is an old desert tree species that has been naturalized and invades zones along the watercourses in many arid and semiarid regions.The plant species developed some plasticity to adapt to the gradual environmental gradients.The aim of this study was to test the hypothesis that the changes in leaf morphology of P.euphratica reflect the adaptability of the plant to the unique environment of the lower reaches of Tarim River in China.The foliar architecture,blade epidermal and internal anatomies of P.euphratica were analyzed at different sites along the Tarim River.Compared with the abaxial surface of the leaves,their adaxial surface has more hairs,a greater stomatal density and opening,higher mesophyll proportion,and increased blade thickness,palisade width,and epidermal thickness.The long trichome of the roots found at site 6 in the Yinsu section may be an adapted structure of the plants in arid areas.The mature leaves of P.euphratica have comparatively more epidermis and cuticles,well developed palisades and more chloroplasts at different sites compared to the young leaves.Foliar morphological and anatomical variability in P.euphratica may be considered an adaptive advantage that enables leaves to develop and function in different habitats,marked by strong variations in solar radiation,air temperature,humidity and water table.     

Land use/land cover change responses to ecological water conveyance in the lower reaches of Tarim River,China

The Tarim River is the longest inland river in China and is considered as an important river to protect the oasis economy and environment of the Tarim Basin. However, excessive exploitation and over-utilization of natural resources, particularly water resources, have triggered a series of ecological and environmental problems, such as the reduction in the volume of water in the main river, deterioration of water quality, drying up of downstream rivers, degradation of vegetation, and land desertification. In this study, the land use/land cover change (LUCC) responses to ecological water conveyance in the lower reaches of the Tarim River were investigated using ENVI (Environment for Visualizing Images) and GIS (Geographic Information System) data analysis software for the period of 1990-2018. Multi-temporal remote sensing images and ecological water conveyance data from 1990 to 2018 were used. The results indicate that LUCC covered an area of 2644.34 km² during this period, accounting for 15.79% of the total study area. From 1990 to 2018, wetland, farmland, forestland, and artificial surfaces increased by 533.42 km² (216.77%), 446.68 km² (123.66%), 284.55 km² (5.67%), and 57.51 km² (217.96%), respectively, whereas areas covered by grassland and other land use/land cover types, such as Gobi, bare soil, and deserts, decreased by 103.34 km² (14.31%) and 1218.83 km² (11.75%), respectively. Vegetation area decreased first and then increased, with the order of 2010<2000<1990<2018. LUCC in the overflow and stagnant areas in the lower reaches of the Tarim River was mainly characterized by fragmentation, irregularity, and complexity. By analyzing the LUCC responses to 19 rounds of ecological water conveyance in the lower reaches of the Tarim River from 2000 to the end of 2018, we proposed guidelines for the rational development and utilization of water and soil resources and formulation of strategies for the sustainable development of the lower reaches of the Tarim River. This study provides scientific guidance for optimal scheduling of water resources in the region.     

Ecological function regionalization of fluvial corridor landscapes and measures for ecological regeneration in the middle and lower reaches of the Tarim River, Xinjiang of China

The middle and lower reaches of the Tarim River are currently one of the main regions of ecological restoration in the arid areas of western China.Using the principles and method of landscape ecology,this study has chosen the fluvial corridor landscape in the middle and lower reaches of the Tarim River,and discusses the region’s ecologically functional regionalization system and issues related to its practical classification.On this basis the corresponding regionalizing principles and standards were developed which were used to qualitatively divide the three main landscapes as the ecologically functional areas in the drainage basin.The paper has also analyzed the characteristic of the study areas,and has put forward the measures for its ecological restoration.     

塔里木河下游耕地扩张与天然植被退化的定量关系初探

近年来塔里木河下游水土开发将大片天然植被开垦为耕地,打破了生态系统原有平衡状态,然而关于耕地扩张导致天然植被退化的定量关系至今没有明确结论。本文利用塔里木河下游14次生态输水量和地下水埋深数据,结合遥感影像及社会经济统计资料,分析了地下水埋深对生态输水的响应特点,构建了生态输水量与地下水埋深二者之间的定量关系模型,提出了耕地扩张导致天然植被退化在面积上的转变比值,进而计算了天然植被转变为耕地后的生态经济价值损益量。结果表明:(1)若1亿m3水用于耕地扩张,将导致河道两侧地下水位平均下降1.01 m,距离河道280~640 m的50.40 km2胡杨由正常生长变为逐渐衰败,距离河道1 760~1 800 m的5.60 km~2胡杨由逐渐衰败变为逐渐枯死;(2)耕地扩张和胡杨林逐渐枯死和衰败的面积比分别为:1∶3.6和1∶32.7;(3)虽然单位面积产值耕地(136.91×104元·km~(-2))高于林、草地(114.20×10~4元·km~(-2)),但总产值林、草地(34.70×10~8元)高于耕地(11.44×10~8元),消耗等量水林、草地(2.85元·m~(-3))产出经济价值高于耕地(2.11元·m~(-3)),从可持续发展来看林、草地的价值高于耕地,生态系统的服务性功能大于生产性功能,耕地无序扩张应被严格限制。本研究为研究区遏制无序开荒提供理论依据。     

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...     

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...     

西北干旱区农业资源利用正效应因子分析--以塔里木河流域为例

以西北干旱区塔里木河流域为例,选取了9个指标,利用因子分析法针对人类对水土资源利用所产生的正效应进行了分析,结果表明,第一公因子在GDP、粮食产量、人口总数、牲畜头数、财政收入、耕地面积、农林牧等总产值和有效灌溉面积的载荷较高,说明这些指标可综合反映农业资源利用正效应之一,即人口环境经济容量;第二公因子在机电排灌面积上的载荷最高,说明机电排灌面积可反映水、土等环境容量。     

利益相关者对塔里木河下游人工输水工程效益和意义的认知分析

通过问卷调查方法,探讨了塔里木河下游农二师31、34和35团居民对人工输水工程效益的认知、态度以及对节约用水措施实施的支持率,总共300份问卷.结果表明:被调查者中有61.12％了解人工输水工程;88.18％支持该工程继续实施;75％认为人工输水后当地生态环境有了显著好转;84.79％认为节约农业用水是输水工程的重要部分,极力支持;75.68％对于目前的水灌溉系统表示满意.根据被调查者基本信息,使用SPSS软件Logistic二元回归模型进一步分析被调查者基本信息与支持人工输水意愿之间的关系.结果表明:被调查者支持人工输水工程的意愿主要受文化程度、职业和家庭月收入等因素的影响.本研究结果可以为人工输水今后的优化及可持续性提供咨询与建议.     

塔里木盆地水资源开发与环境保护分析

针对塔里木盆地资源环境的特点和水资源开发利用的现状，分析了该地区水资源开发利用中存在的问题，探讨了干旱区水资源开发利用与经济发展以及环境保护之间的关系，提出了水资源开发利用与环境保护相应对策，从而为本区水资源合理开发利用以及环境保护提供决策帮助，并为我国西部资源开发和生态保护提供参考。