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。     

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。     

塔里木河下游胡杨生物量动态模拟

文中运用2000-2015年塔里木河下游胡杨测量数据以及2015年胡杨伐倒木称重资料,首先运用森林材积源生物量法研究了2000年胡杨生物量和净生产力,然后对胡杨生物量变化特征进行了动态模拟。结果表明:1)建立了胡杨地上生物量模拟方程F=128.09(D2h)0.6318(R2=0.892)与胡杨树龄模拟方程B=12.711/(1+3.339×e-0.208D)(R2=0.9971),通过模拟可得2000年胡杨总生物量和总净生产力分别为20.329×104t、1.134×104t·a-1,单位面积生物量与生产力分别为2.386t·hm~(-2)、0.133t·(hm~2·a)-1。2)建立了生态输水量与胡杨净生产力之间的关系模型Y=1.0448Ln(x)+1.1154(R~2=0.8608);通过成长模型模拟,可得胡杨生物量增长潜力很大,在合理生态输水并加强保护的前提下,胡杨生物量可以从2000年的20.329×104t增加到2040年的71.62×104t。     

塔里木河下游荒漠河岸林地下水蒸散发

通过对塔里木河下游4个观测点地下水位的监测和地下水蒸散发的估算,分析荒漠河岸林地下水位月和日的波动、地下水蒸散发(ET_g)的时空变化及其主要影响因素。结果表明:①在生态输水前(7月21日至8月12日),4个观测点地下水位呈整体下降趋势;而生态输水后,水位保持稳定上升趋势。在整个观测期内,地下水位都表现出明显的昼夜波动现象。②ET_g均呈现出单峰变化特征,08:00开始快速增加,在12:00-16:00维持在一个较高水平上,18:00以后快速下降,最高值出现在当地时间14:00。③ET_g随着植被类型、覆盖度的不同而存在显著差异,同时又受地下水位埋深的影响。④太阳辐射、温度和饱和水气压差是影响塔里木河下游地下水蒸散发日变化的主要因素,风速对其无显著影响。     

塔里木河下游荒漠河岸林地下水蒸散发

通过对塔里木河下游4个观测点地下水位的监测和地下水蒸散发的估算,分析荒漠河岸林地下水位月和日的波动、地下水蒸散发（ETg）的时空变化及其主要影响因素。结果表明：① 在生态输水前（7月21日至8月12日）,4个观测点地下水位呈整体下降趋势;而生态输水后,水位保持稳定上升趋势。在整个观测期内,地下水位都表现出明显的昼夜波动现象。② ETg 均呈现出单峰变化特征,8:00开始快速增加,在12:00—16:00维持在一个较高水平上,18:00以后快速下降,最高值出现在当地时间14:00。③ ETg随着植被类型、覆盖度的不同而存在显著差异,同时又受地下水位埋深的影响。④ 太阳辐射、温度和饱和水气压差是影响塔里木河下游地下水蒸散发日变化的主要因素,风速对其无显著影响。     

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。     

输水作用下的地下水水质变化与胡杨林更新--以塔里木河下游英苏断面为例

通过对塔里木河下游地下水化学特征在4次生态输水后的变化分析,揭示英苏断面地下水矿化度对生态输水的时空响应特点。结果表明,在空间上,每一次输水后地下水矿化度的响应范围都不断扩大,但4次输水对地下水矿化度的影响不超过距离河道1000m的范围;在时间上,每次输水后地下水矿化度都有明显响应,在受输水影响的初期,矿化度明显上升,然后逐步下降,下降速度先快后慢。在分析胡杨幼苗对地下水质的耐受性的基础上,提出生态输水时间的选择对胡杨林更新的重要性,并进一步指出胡杨林更新的关键是加强河道整治。     

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...     

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。     

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。     

塔里木河下游水量转化特征及其生态输水策略

2000—2015年的生态输水对塔里木河下游生态恢复发挥了重要的作用。通过连续16 a的动态监测和野外数据采集,对生态输水的特点、方式、水量转化特征、生境变化和影响范围等进行了系统的分析,同时对生态输水策略与生态保护模式进行了初步探讨。结果表明:(1)主河道线状输水方式,难以扩大环境响应范围,开展汊河输水和面状输水是十分必要的;(2)水量转化和耗散比例为:补给地下水44.2%,土壤与植被消耗48.8%,入湖水量与河道内水面蒸发7%;(3)地下水响应的最大距离为1 000 m,在距河500 m范围地下水位上升、水质好转显著;(4)鉴于生态退化的趋势得到遏止,但其脆弱性依然没有根本转变,恢复并合理调控其文阔尔河和老塔里木河区间的地下水位,扩大受水区范围,建立更加稳固的生态恢复平台,是今后生态输水与生态环境保护的主攻策略。     

塔里木河中下游地区苏丹草生态适应性研究

针对干旱荒漠地区生态环境的特点 ,本文系统论述了苏丹草在塔里木河中下游干旱地区引种的生物学特性 ,并对其栽培与管理方法、各物候期的积温、日照、旬平均气温等环境因子进行了研究 ,分析了一年中的累积植株生长量和植株生长量与主导作用的气象因子的关系 ,突出苏丹草的物候期、生长规律、生物量和营养成份的变化 ,评价此物种在塔河中下游地区种植的适宜性和优质高产生产性能 ,试验结果表明苏丹草年产鲜草 91 369.85～ 1 47646.2kg/hm2 ,苏丹草的种子的耐盐性 ( >2 .0 % )明显高于苜蓿 ,具有很强的适宜性 ,具有相当高的生态、经济、社会效益。     

塔里木河下游土地沙漠化对地下水位动态的响应--建立沙漠化程度预测数学模型

历史以来塔里木河流域气候变化与人类活动是导致塔里木河两岸地下水位变化并由此造成生态环境演化的主导因素。尤其是不合理的水资源开发利用加快了地表水资源的时空再分配 ,从而引起了地下水空间补给变化。通过对塔里木河下游地下水埋深与沙漠化程度资料的对比分析 ,表明地下水位下降是引起塔里木河下游土地沙漠化的众多因素中最直接的因素。而地下水位的变化又取决于地表水资源的时空分布。文中围绕此关系建立了响应地下水位动态的土地沙漠化预测数学模型。     

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。     

塔里木河中下游河流廊道景观生态功能分区研究

以塔里木河中下游河流廊道为对象,应用景观生态学的原理与方法,探讨生态功能区划系统以及具体的划分问题,提出相应的区划原则并针对不同等级功能区划分标准,定性划分了3大景观生态功能类型区,对其特征进行了分析,并提出了相应的生态恢复对策.     

生态环境退化对农业生产的影响--以塔里木河下游为例

由于人类近 5 0a不合理的水、土资源开发 ,造成塔里木河下游的生态环境退化日益严重。在人类发展经济而破坏生态环境的同时 ,生态环境退化又给塔里木河下游的经济发展带来了灾害性的影响 ,主要表现在 :土地沙漠化大面积发生 ;灾害频度和强度增加 ;草地退化制约了畜牧业的发展 ;水质污染影响了农业生产等。这些影响在很大程度上限制了塔里木河下游经济的发展。本文通过在塔里木河下游的调查资料 ,分析了坚持生态环境建设与经济发展相结合的重要性。同时 ,就该地区的实际情况 ,提出生态恢复和重建的建议。     

怎能让塔里木河下游干涸的悲剧重现中游地区--2002年塔里木河流域3条源流区间耗水评析

20 0 2年塔里木河流域阿克苏、叶尔羌和和田河 3大源流出山口天然径流量 2 16 .75× 10 8m3 ,比多年平均值多 2 4× 10 8m3 ,然而由于人为的不合理利用水资源 ,致使 3条源流区间总耗水量达 16 4 .2 7× 10 8m3 ,而且叶尔羌河竟无水注入塔里木河干流 ,形成叶尔羌河艾力克他木到塔里木河干流肖夹克站间约 32 0km河床干涸近 2 0a之久 ,构成塔里木河流域新的生态与环境恶化地段 ,成为新疆一处新的风沙源地。它不仅威胁着阿克苏绿洲 ,而且影响着叶尔羌灌区的生产。必须制止这种毁灭人类家园的行为 ,使人们明白只有保护好干旱区河流常流水清 ,才能真正保护好自己的家园 ,才是科学的可持续利用有限的水资源。我们不能让塔里木河下游河道干涸 ,生态与环境恶化的悲剧在其流域中游地段重演。     

塔里木河下游绿色走廊特点及衰败成因分析

近50年来塔木河上中游的水土开发活动,使得下游地区的来水骤减并中断有近30年的历史,从而引发了下游绿色走廓的逐步走向衰败、土地荒漠化趋势加剧等生态环境恶化问题。本文在前人研究成果基础上,综合分析了塔河下游绿色走廓发生、发展的特殊性和特点,认为绿色走廓衰败主要有5个主要因素：绿色走廓自然生命过程的衰退;新生幼林发生和发育原生机制的中断;土壤盐分的累积和增加;水分条件持续恶化;人类开垦荒地、滥伐、滥控等行为。通过成因分析认为,只有充分考虑到下游绿色走廓的特点及其衰败的原因,才能从根本上解决下游绿色走廓衰败的问题。