石羊河下游青土湖白刺灌丛水分来源及其对生态输水的响应

通过测定人工湖面不同距离白刺灌丛生长季降水、土壤水、地下水、植物水的稳定氢氧同位素变化特征,结合IsoSource模型,定量分析了白刺灌丛生长季的水分利用策略。结果表明:随样地与人工湖面距离的增加,0-200m水平范围白刺灌丛各土层平均土壤水分逐渐减小,其中0m样地最高为10.02%,200m样地最小为5.24%,对250m-600m样地各土层平均土壤水分的影响不大。受蒸发及降水季节变化的影响,白刺灌丛0-70cm土壤水及其δ~(18)O变化剧烈。土壤水的δ~(18)O介于-8.78‰～16.39‰,平均值为0.14‰。地下水的δ~(18)O介于-4.19‰～-3.55‰,平均值为-3.89‰。降水的δ~(18)O介于-17.31‰～3.37‰,平均值为-6.36‰。湖水的δ~(18)O介于-1.84‰～11.66‰,平均值为3.02‰。木质部水的δ~(18)O介于-5.98‰～2.74‰,平均值为-3.59‰,各样地不同土层土壤水分δ~(18)O差异显著(P<0.05)。随样地与人工湖面距离的增加,白刺灌丛逐渐利用更深层次的土壤水及地下水。     

生态输水对石羊河尾闾湖区植被的影响

民勤青土湖人工输水作为石羊河流域综合治理的一项重要措施,对于阻止腾格里和巴丹吉林两大沙漠进一步合拢以及保护民勤湖区绿洲具有重要的意义。文中通过民勤青土湖人工输水前后植被状况的调查,分析了生态输水对流域植被的影响。结果表明:植物种从9种增加到14种;生态输水起到了增加植物种的作用;同时改变了种群结构和长势,如加速了建群种白刺的衰退,促进盐爪爪和芦苇大量发育,植被和土壤特征有朝着盐生草甸演替的趋势;尾闾湖区水分侧渗促使深根性灌木明显恢复;输水导致距水源500m范围内物种多样性差异显著,说明输水的侧渗范围小于500m。     

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。     

石羊河下游生态输水对区域生态环境的影响

通过遥感(RS)与地理信息系统(GIS)技术手段,选用2001、2006、2009年和2015年的Landsat TM/OLI遥感影像作为数据源,通过提取植被覆盖度指数(VFC)、沙漠化指数(DI)、土壤盐渍化指数(MSI)、土壤湿度(WI)、绿度指数(GVI)和地表温度指数(LST)等指标,构建遥感生态综合指数(RSECI),对生态输水项目实施以来石羊河下游生态环境状况进行定性和定量评估。结果表明:(1)从时间变化来看,RSECI值从2001年的0.42上升到2015年的0.48,这表明2015年的生态环境比2001年显著改善。从不同时段分区面积变化情况来看,2001—2006,2006—2009,2009—2015年3个时段内,生态环境改善的区域面积分别为357.08、397.77、1 637.98 km²,而恶化的区域面积分别为100.24、1 386.14、398.83 km²。这表明在实施生态输水初期,石羊河下游的生态环境没有显著改善,且绿洲部分地区还有恶化趋势,但在生态输水持续进行后,石羊河下游绿洲的环境得到显著改善。(2)从空间...     

生态输水对孔雀河地下水埋深及植被的影响

为了解生态输水后地下水埋深和植被的变化,采用统计方法和遥感影像数据分析输水后孔雀河地下水埋深时空变化特征、地下水埋深和累积输水量的关系以及输水后NDVI和植被覆盖度的变化.结果表明:从时间变化来看,生态输水后孔雀河地下水埋深呈现稳步抬升趋势,年内地下水埋深变化主要受人类农业生产活动影响;从空间变化来看,垂直于河道方向上...     

青土湖退耕地植被群落特征与土壤理化性质分析

选取不同年限退/弃耕地(退耕1a、2a、4a、8a、13a、20a、30a、40a和CK)为研究对象,采用时空替代法,分析了不同年限退/弃耕地植被群落特征和土壤理化性质及其相关性.结果表明:(1)石羊河下游青土湖退/弃耕地40 a的植被恢复过程中,9个样方共出现15科29属43种植物,退/弃耕地物种构成表现为:多数种属...     

气候变化和人类活动对锡林郭勒草原植被覆盖度的影响

基于遥感、气象及统计数据,采用线性趋势法和残差分析法,在不同时空尺度上监测1982—2018年锡林郭勒草原草地植被覆盖度动态,量化气候变化和人类活动对植被变化的贡献率.结果表明:1982—2018年,锡林郭勒草原植被覆盖度及变化具有明显的空间异质性,草甸草原覆盖度呈显著增加趋势(P<0.01),荒漠草原覆盖度呈显著减少...     

低覆盖度柠条固沙林不同配置对植被修复的影响

低覆盖度行带式固沙林具有显著的防风固沙效果,已经在我国的半干旱地区广泛推广。针对内蒙古自治区呼和浩特市和林格尔县不同配置的柠条锦鸡儿人工林,进一步研究不同带间宽度带内植被自然恢复过程及物种多样性的差异,结果表明:(1)在覆盖度为20%左右时,合理的行带式格局分布的柠条锦鸡儿人工林带间植被的恢复效果优于随机分布格局的样地。(2)柠条行带式造林不宜太窄和盖度太大,会影响其林下物种丰富度。(3)宽的带间距带内物种丰富度与物种多样性和均匀度以及其生物量变化曲线呈现了两个高峰,出现在距柠条带6-8m左右,而窄的带间距带内只有一个高峰。因此,该地区柠条带宽度为12m-16m可以使其带内的草本物种多样性和生物量达到最大。     

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。     

艾里克湖流域湖泊及植被生态需水研究

在外流域向艾里克湖应急生态补水的背景下,基于遥感和GIS技术,与气象站点实测资料相结合,采用有限水域面蒸发计算方法计算湖泊生态需水,利用FAO56 Penman-Monteith法,在ArcGIS建好彭曼模型计算研究区植被生态需水,最后根据维持不同的湖泊面积确定了三种生态补水方案。结果表明:保障艾里克湖生态环境适宜、最低保证和极度危险状态下,生态需水量分别为0.64亿m3、0.416亿m~3和0.261亿m~3,生态缺水量分别为0.571亿m~3、0.371亿m~3和0.233亿m~3。白杨河水库向艾里克湖生态补水不满足最适宜和最低保障状况下的生态缺水量,建议白杨河流域向艾里克湖新增生态需水量分别为0.34亿m~3和0.309亿m~3。研究结果可提高水资源的利用效率,为流域水资源配置及外流域向艾里克湖生态补水提供可靠的技术借鉴。     

基于植被生态需水的区域水资源结构调整

通过确定泾河流域各类植被生态需水定额,再利用面积定额法计算生态需水量,对植被需水量、需水结构和单位面积需水量进行分析.结论如下:林地适宜生态需水量为341 773.23×104 m3,草地需水569 705.99万m3,农作物需水740 543.20万m3.其中农作物以小麦、玉米、各种谷物、蔬菜瓜果类需水最多.作物需水占植被总需水量的近一半,但作物生态效益远远小于林地和草地,其中还有一部分耕地为坡耕地.泾河流域不同的林、草、农作物比例和农作物种植结构,使得各县植被单位面积需水量和农作物单位面积需水量差异很大.前者的最大值在泾阳县,为5 339 m3/hm2,最小值在环县,为2 082 m3/hm2,平均值为3 081m3/hm2 ;后者的最大值在泾阳县,为5 682 m3/hm2,最小值在定边县,为4 022 m3/hm2,平均值为4 583m3/hm2.基于以上计算与分析,提出泾河流域水资源调整的对策为:以系统论为指导,实现生态环境与经济的协调发展;通过调整农作物、林地、草地种植结构和调整农作物内部结构是实现水资源合理配置重要一环,退耕还林还草,尤其是增加草地种植比例,提高林地、草地的覆盖度,是改善泾河流域生态环境的根本出路;多角度实施农业节水;树立流域系统协调发展观念,完善流域综合管理机制;进一步完善与解决相关科学问题.     

黄河上游植被覆盖度空间分布特征及其影响因素

采用2000—2015年MODIS1M NDVI数据计算黄河上游年最大植被覆盖度 (FVC),了解空间分布状况及变化特征;同时,采用了一种基于统计学原理的地理探测器模型,考虑非气候类环境因素、气候类环境因素和人类活动因素,使用相应的代理变量对黄河上游FVC空间分布的影响因素做定量研究。研究表明：① 黄河上游FVC总体上以改善为主,空间分布特征变化不大;② 单因子方面,降水量(q值0.669)是该地区FVC空间分布的主要影响因素,其他因子的影响作用存在区域差异;③ 降水分别和土壤类型、土地利用方式的交互作用(q值0.777、0.775)对研究区FVC空间分布起主导作用,土壤类型和土地利用的影响作用在一定高程、降水条件下才得以体现;④ 总体上,气候类环境因素>非气候类环境因素>人类活动因素,人类活动在与降水等环境因子的共同作用能够更充分地解释FVC空间分布;⑤ 对研究区的生态恢复应重点放在降水的充分利用和土地利用方式改进等方面。     

塔里木河下游生态输水对地下水位影响的综合评价

本文以塔里木河下游开展的最近的一次生态输水(第七次输水第二阶段)的监测数据为资料,对地下水位动态变化进行横向和纵向比较,并采用回归分析法对各个断面的地下水位升幅与河心距的关系进行模拟,根据模拟结果初步确定本次输水的最大影响范围。采用灰色模糊聚类分析法对地下水位的综合变化幅度进行评价和分类,结果将五个研究断面的水位抬升情况分成三类:显著抬升断面、略有抬升断面和抬升不明显断面。本次研究旨在为输水量与地下水位的关系研究奠定基础,以及为输水生态效应综合评价提供方法借鉴。     

塔里木河下游生态输水对植物群落数量特征的影响

结合2002-2004年对塔里木河下游生态输水过程中5个断面固定植物群落样地的调查,运用群落数量分析法,分析了塔里木河下游植物群落对生态输水的响应.结果表明:在生态输水过程中,植被覆盖度普遍增加,草本植物覆盖度的增长率高于乔木和灌木;各断面乔木和草本植物的综合优势比普遍增加,但优势种的优势地位并没有改变,群落的类型没有变化;在整个研究区,物种的丰富度与均匀度仍很低.为提高输水生态效应,提出河道输水与面上供水相结合的输水方法和建立人工植被等建议.     

塔里木河干流中游输水堤防对生态保育的影响

通过对塔里木河中游地区输水堤防修建后,有生态闸和无生态闸断面地下水位、水质和生态变化监测,结果发现:在有生态闸断面的地下水埋深、地下水矿化度都保持在理想范围内,而无生态闸断面的地下水埋深持续下降,地下水水质变化呈恶化趋势,由于生态对环境变化的迟滞性特点,有无生态闸断面的植被盖度尚未表现出明显的分化,但由于沙子河断面地下水埋深的增大,一些草本植物逐渐消亡,而乌斯满断面物种则无变化。因此,有必要采取措施防止堤防外的生态退化,促进全流域生态系统的健康发展。     

雨强和植被覆盖度对典型坡面产流产沙的影响

应用先进的UGT水蚀测量仪,研究黄土高原祖厉河流域雨强和植被覆盖度对典型坡面产流产沙的影响。结果表明:黄土高原半干旱区间隔为15min的产流量、径流含沙量和产沙量与15min雨强具有相同的增减趋势,呈三次曲线关系y=b0+b1x+b2x2+b3x3。7种雨强条件下,人类扰动撂荒地的产流量、径流含沙量和产沙量均明显大于植被自然恢复的撂荒地,覆盖度20%的撂荒地是覆盖度35%撂荒地的平均径流系数的2.35倍,径流含沙量的4.48倍,产沙量的14.06倍。相对于受到扰动的撂荒地,植被自然恢复的撂荒地水土保持效益显著。     

近地表风沙流结构对不同植被覆盖度的响应

在不同植被覆盖度条件下,通过对风速与输沙率之间对应函数关系的比较,揭示了风沙流结构与植被覆盖度之间的数量关系,从而定量化表达风沙流结构特征。     

陕西省退耕还林工程区植被覆盖度的变化分析

利用MODIS NDVI数据和像元二分模型计算的植被覆盖度,比较分析退耕还林工程区与周边区域、主要土地利用类型、不同坡度耕地植被覆盖度变化程度和趋势。结果表明：（1） 陕西省退耕还林区植被覆盖度从2000年到2011年呈现显著的增长趋势,增长速率高于周边区域;（2） 退耕还林区植被覆盖变化百分率≥10%的面积占79.8%,≤-10%所占面积不及1%;（3） 退耕还林区植被覆盖度显著增加的面积占其总面积的70.6%,显著减少的面积仅占0.1%,植被覆盖度显著增加的情况主要出现在未利用地、草地、林地和耕地,显著和极显著降低的发生在城乡、工矿、居民用地和极少部分耕地;（4） 坡耕地植被覆盖改善比例大,坡耕地植被覆盖改善对于耕地植被改善贡献较大。在陕西省气候呈现暖干化发展趋势背景下,退耕还林区植被覆盖度呈现显著增长趋势,增长速率高于周边区域,坡耕地、林地、草地均比其他类型有明显的增加,退耕还林政策实施区域取得了良好的植被恢复效果。     

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。     

塔里木河下游地下水位对生态输水的响应

以塔里木河下游第12次生态输水为契机,监测输水前后及输水过程中的地下水位动态变化,分析地下水位随时间的变化规律,以及垂直于河道不同距离处的地下水位变化差异。研究表明：距离输水河道越近,地下水位抬升量越大;越靠近下游上段抬升幅度越大。个别断面受河道是否过水及输水量的影响略有差异。进一步分析了输水量与地下水位抬升量的关系,从而使人们从一个侧面再次了解到塔里木河流域近期综合治理规划实施的效果。