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。     

塔里木河干流生态风险评价

干旱区内陆河流域的自然地理背景决定了生态的脆弱性,流域生态系统孕含着一定的风险性。从塔里木河干流自然条件和人为干扰状况出发,建立塔里木河干流生态风险评价指标体系,并运用AHP-模糊综合评价方法构建了塔里木河干流生态风险评价模型。在此基础上,通过加权平均方法对模糊评价结果进行处理,借助ARC-G IS的地统计分析工具,生成风险评价结果图。研究表明:塔里木河干流的生态风险分布具有明显的空间差异性。并且,生态风险指数由上游的2.5增加为下游的4.1,生态风险大的区域主要分布在干流下游地区。加大对生态风险敏感因素的控制与管理力度是降低生态风险与维持生态稳定的重要途径。     

塔里木河下游植被生物量的动态模拟及其宏观价值评估

植被的生物量具有宏观价值,是对植被系统功能的重要反映。在塔里木河下游河道附近,植被分布较多。研究塔里木河下游植被生物量及宏观价值变化特征,对于评估生态输水的效益以及制定合理的输水政策具有重要的指导意义。本研究运用塔里木河下游的科学调查资料以及2001年的植被资源清查资料,采用实地调查方法推算了塔里木河下游胡杨、柽柳的生物量及其净生产力特征,采用刈割称重的方法推算了林下草本的生物量和净生产力特征,并对植被生物量的动态变化规律和宏观价值进行了模拟。研究表明:1)2001年塔里木河下游植被总生物量约为72004t,平均生物量约为322.51kg/hm²,远低于全国的平均生物量水平(77.4t/hm²);单位面积的净生产力为18.19kg/(hm²·年),总净生产力为4060.82t/年。2)塔里木河下游的植被组成以柽柳为主体,胡杨和草本植物的生物量较低;这一方面说明胡杨和草本植物的质量较差,胡杨老化、草地退化严重,但另一方面也表明如果对现有的植被进行合理的保护与恢复,塔里木河下游的胡杨和草地还有很大的发展潜力。3)塔里木河下游...     

塔里木河下游典型地区地下水位和植被对生态输水的积极响应

由于近50年来人类不合理的水土资源和生物资源的开发利用,导致塔里木河下游大西海子水库以下363km河道断流近30年,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,塔里木河下游绿色走廊生态恶化趋势严重。为此,新疆维吾尔自治区人民政府于2000年4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,从2000年5月开始至2006年9月,由塔里木河流域管理局与巴州、农二师共同组织8次向塔里木河下游生态应急输水。输水后地下水位大幅升高,相应地,塔里木河下游绿色走廊的生态与环境发生了一系列动态变化。本文根据实测数据和前人研究的资料分析基础上,对塔里木河下游典型地区地下水位和植被对生态输水的积极响应进行探讨。     

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。     

塔里木河下游天然植被恢复的生态学机制

在分析塔里木河下游植被退化的基础上,系统阐述了塔里木河下游植被恢复的生态学机制。封闭的内陆盆地和干旱少雨的自然环境是塔里木河下游生态系统极度脆弱的内在因素,而人为干扰是塔里木河下游植被退化的主要驱动力。塔里木河下游植被的恢复,必须遵循干旱区植物的生态学性质,密切结合植被发生所需的环境条件,特别是干旱区植被分布格局与地下水的关系。2000年5月以来的生态输水使近河道地段地下水响应明显,横向于河道一定宽度范围内植被恢复明显,但这种恢复是有限的。     

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。     

EOS/MODIS影像处理在塔里木河下游植被监测中的应用

采用了国家卫星气象中心MODIS处理软件和ENVI（The Environment for Visualizing Images）遥感软件,针对塔里木河下游地区,利用新疆维吾尔自治区气象局存档的2002和2003年MODIS原始影像资料,计算生成NDVI（归一化植被指数）数据。在分类的基础上讨论各植被覆盖类型的季节变化特征及对生态输水的响应,结果表明,MODIS数据及其植被指数产品,可以较稳定和准确地监测和反映研究区植被覆盖的季节变化特征及对生态输水的响应。     

塔里木河下游河道断流区生态安全评估与生态恢复对策

治理塔里木河下游断流河道的生态环境对维护下游整体的生态安全以及巩固近20 a的生态输水成果具有重要意义.塔里木河下游自2000年开始实施生态输水,现今已取得明显成效;但流域内的局部区域生态退化形势严峻,其支流喀然其河和纳胂河河道依然支离破碎.利用河道断流区域遥感影像和气象水文等数据,结合GIS技术和Mann-Kenda...     

干旱区荒漠景观植被自然更新机制初探

根据实地调查和参阅资料,依山前洪积扇、河流沿岸阶地、沙丘及丘间低地、戈壁、盐沼的景观斑块,探讨干旱区荒漠植被的自然更新机制。干旱区的高温干燥、温差强烈、风蚀沙埋已变为植物繁衍后代的动力;萌孽、劈裂、地下茎萌生等多种繁殖方式,使荒漠植物在严酷的条件下实现自然更新,形成以母株为中心的母系居群。地貌形态和种子传播动力决定了群落外形。在干旱区,繁殖植物的种子成熟期与年内的丰水期相吻合,有利于植被更新：只有在连续2a降水较大时（超过多年平均降水量）,沙丘和丘间地、戈壁植被的自然更新才有可能发生。河流沿岸植被的自然更新受地下水影响最明显。湖盆盐碱地植被带有水生植被的痕迹,自然更新相对较难。景观斑块镶嵌分布,形成微环境均一的廊道,有利于植被的自然更新。     

于田绿洲土壤盐渍化遥感监测研究

首先对含有7个多光谱波段的TM图像分别做了主成分、缨帽变换.然后在对遥感数据及其派生数据分析的基础上,得出可见光、近红外波段之一和第三主成分及绿度特征.做RGB彩色合成能够较好地揭示干旱区盐渍化土壤信息,此方法处理的效果受表层土壤含水量的影响.最后对合成图像分类,得出研究区盐渍地的数量和空间分布状况.     

干旱区水利的生态观

根据干旱区流域水资源管理、江河流域规划管理的实践,提出水利的本质是一种生态系统生存权的再分配。水利工作者应从系统的角度客观正视水利对生态系统带来的负面影响,以最小干扰的积极态度认识生态保护。干旱区水利应以需水管理控制国民经济总用水量,并在水资源配置的技术决策方面引入更多的行业和专业论证决策机制。     

美国农药水生生态风险评价研究进展

介绍了美国农药水生生态风险评价从商值法到概率风险评价再到多层次生态风险评价的发展过程,重点阐述了当前在美国被广泛采用的多层次生态风险评价系统。对水生生态风险评价中常用的暴露评价模型GENEEC、PRZM 和EXAMS进行了比较分析。介绍了美国已开展的农药水生生态风险评价工作情况,旨在为我国今后的农药水生生态风险评价研究提供有益的借鉴。     

农药生态风险评价述评

风险一般指遭受损失、损伤或毁坏的可能性。生态风险是生态系统及其组分所承受的风险。生态风险评价是对产生不利的生态效应的可能性进行评价的过程。农药生态风险评价是采用生态风险评价技术评价农药给整个生态环境带来的风险。本文就农药生态风险评价的基本概念、过程和模型、内容和方法以及农药生态风险的评价研究现状进行了述评。     

中国西北干旱区生态地下水埋深适宜深度的确定

干旱区影响天然植被生长的土壤水分和盐分,都和地下水埋深密切相关。地下水埋藏浅,在强烈的蒸发作用下,溶解于地下水中的盐分沿毛管上升水流于地表聚集,使土壤发生盐渍化,产生盐胁迫。地下水埋深过低,毛管上升水流不能到达植物根系层,植物生长受到水分胁迫,发生荒漠化。因此,确定既不会使土壤发生盐渍化和荒漠化的地下水埋深十分重要。本文根据地下水、土壤水及植物生长状况综合研究,把适宜的地下水埋深界定为在温带荒漠区1.5—4m,暖温带荒漠区2.0~4.0(4.5)m,即在潜水的强烈蒸发深度以下和蒸发极限深度之上的区间,为防治土地盐渍化、荒漠化和估算生态用水提供了科学依据。     

干旱区植物耗水量的研究与进展

本文论述了国内外在干旱区植物耗水方面的研究概况 ,介绍了干旱区植物耗水测量的手段与 5种不同方法 ,对影响干旱区植物耗水的因素和不同植物对干旱环境的适应及响应进行了评价 ,对干旱区不同植物的蒸腾速率变化以及植物对强蒸腾作用的响应进行了分析 ,并提出植物耗水量今后应重点进行植物生理生态数据库建设和生态耗水模型研究 ,在微观尺度 ,利用分子生物技术研究干旱区植物抵御高蒸腾降低生物耗水量的机制 ;在宏观尺度 ,从研究单株植物的生物耗水向群落、生态系统及全球尺度方向转变 ;在全球变暖的形势下 ,研究干旱区降水变化趋势和植物在生物耗水方面的响应。     

亚洲中部干旱区的湖泊

采用系统论的观点,对亚洲中部的干旱区湖泊（包括咸海、巴尔喀什湖、博斯腾湖、艾比湖、玛纳斯湖、艾丁湖与罗布泊等）的水分循环与其他物质循环进行综合研究,其结果不仅丰富了生态循环的理论,而且深刻地揭示了干旱区湖泊与湿润区湖泊截然不同的特征;表现出水分循环的独特性、形态测量学的复杂性、风生湖流的奇特性与泥沙运行的规律性以及内陆湖水化学特征和别具一格的水生态循环系统等。干旱区湖泊作为陆地水圈的组成部分,他是一个完整的生态系统。他由湖泊中的生物和水两大亚系统组成,相互作用而又相互联系。尽管大陆性气候严酷和强烈,风生湖流强劲（有时还多亏他的作用）,蒸发量大,但内陆湖能生存数千年,即在现代时间尺度上是无IL尽的。     

塔里木盆地南缘典型植被光谱特征分析——以新疆于田绿洲为例

地物光谱特征是遥感机理的重要内容,也是遥感应用研究的重要依据;既是传感器波段选择和设计的依据,又是对遥感数据进行解译及各种定量分析的基础。本研究以深处内陆盆地、典型的干旱区于田绿洲作为研究区,利用便携式野外光谱仪,对研究区内主要植被地物进行了地面调查及反射光谱曲线测量;分析了植被的反射光谱曲线,并对植被光谱进行了导数、"红边"效应等研究,对比了健康植被和非健康植被光谱特征的差别,对研究区内的其他典型地物光谱特征也进行了分析。所得结论对于干旱区地物光谱特征基础研究具有重要意义。     

中国干旱区生态战略再思考

我国生态建设以部门工程性措施和基于林业的政策为主,虽取得了一定的成绩,但是却存在比较严重的问题.地理地带性是自然界的基本规律,表示植被与环境具有高度的区域共轭性和动态稳定性,是生态恢复必须遵循的基本原则.生态恢复是综合性和区域性很强的复杂系统工程,部门生态工程在理念、战略、制度和政策上都存在不足,难以应对该复杂系统;沙漠内外情况差异很大,需要区别对待,沙漠内部表现相对稳定,而外围的生态退化应是治理的重点;干旱荒漠区地广人稀,易于实施生态移民,促使退化环境的自我修复;建议研究和建立"阿拉善国家生态特区",赋予特殊国家政策,为我国西部特别是干旱区探索生态与经济协调发展的新模式,有助于实现我国从部门工程性生态战略向区域性综合生态战略的转变.