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。     

塔里木河下游应急输水植被响应效果调查与初步分析

本文根据塔里木河下游四次应急输水后不同断面、离河岸不同距离植被恢复的现地调查数据 ,结合输水河道两侧相应地下水位空间变化规律 ,分析塔河下游输水河道两侧不同地下水埋深梯度地表相应植物的生态恢复指征 ,以此为输水的生态有效范围和输水周期提供科学依据 ,为科学的指导和调度塔河下游生态输水提供依据。     

干旱区地下水埋深空间分布对天然植被覆盖度影响研究—以塔里木河下游为例

以塔里木河下游输水河畔的植被覆盖度和地下水埋深为研究对象,建立遥感反演模型获取研究区植被覆盖度的空间分布,建立地下水数值模型模拟与覆盖度同时段的埋深空间分布,采用空间分析方法对覆盖度和埋深的空间分布数据进行分析,获取不同埋深区间所对应的植被覆盖度,并得出以下结论：研究区植被覆盖度在地下水0～20m的埋深区间上呈阶梯状分...     

基于遥感方法的银川盆地植被发育与地下水关系研究

干旱区的水文地质及生态地质环境研究一直是水文地质学的研究热点。从流域尺度上研究地下水变化的生态效应问题已经引起了广泛的关注。银川盆地地处干旱地区,自然生态环境十分脆弱,植被的发育与地下水有着极为密切的关系。由于遥感技术在大尺度问题的研究方面具有极大的优越性,因此,本文将遥感技术与地下水数据相结合,引入条件植被覆盖率的概念,对银川盆地适宜于植被生长的地下水位埋深进行了研究,并对适宜水位埋深范围内,水质矿化度的影响进行了探讨。结果表明:银川盆地适宜于植被生长的地下水位埋深范围为2-4m,在此埋深范围内,矿化度小于2.5g/L时,地下水水质利于植被发育。     

鄂尔多斯高原地下水浅埋区植被与地下水埋深关系

采用植被样方实地调查结合浅井揭露地下水埋深的方法,建立鄂尔多斯高原苏贝淖周边滩地植被群落总盖度、单物种盖度及物种空间演替与地下水埋深的定量关系。研究表明,群落总盖度与水位埋深在1.6m内有明显相关关系;苔草、碱蓬、芦苇、马兰和芨芨草等低湿地物种存在适生水位,分别为0.4m、0.6m、0.8m、0.8m和1.6m;物种演替与水位埋深关系表明,水位埋深小于0.6m地带,为湿生、盐生植被优势区;大于3.2m地带为旱生、沙生植被优势区。同时,1.6m为生态交错带临界水位,该区域湿生、中生、旱生和沙生等植被类型均有分布,物种数量最多,物种多样性最大。不同水位埋深下的植被分布和演替规律可为预测地下水开发后植被变化演替提供重要科学依据。     

荒漠河岸生态系统退化与物种多样性恢复研究

通过塔里木河下游生态输水后植物群落及其环境因子的调查,采用聚类分析与多样性指数,分析生态系统退化程度与时空维上物种的恢复速率差异。结果表明:塔里木河下游生态退化可以归为3类,轻度退化、中度退化、重度退化。3种退化类型的地下水埋深依次增大,物种多样性与植被盖度依次减小,沙漠化指数也依次增强。物种多样性差异与环境水分条件有着密切的关系,在地下水埋深小于5 m时,物种恢复速率的发生率达100%,而在地下水埋深大于5 m时,多样性恢复速率达46%。根据退化程度的不同与物种多样性的恢复差异,提出该区域的生态恢复应分阶段进行。     

西北内陆盆地天然植被的地下水生态埋深

西北内陆盆地的天然植被对生态环境起到至关重要的作用,而天然植被的生长状态与地下水埋深息息相关。本文给出地下水生态埋深的定义,在分析了天然植物生长状态与土壤含水量关系、土壤含水量与地下水埋深关系,以及天然植物生长状态与地下水埋深关系的基础上,确定了天然植物的地下水生态埋深。所得结论对于西北地区水资源合理开发利用和生态环境保护具有重要意义。     

策勒西部荒漠-绿洲过渡带地下水特征及生态影响分析

荒漠-绿洲过渡带属于典型的干旱区生态环境脆弱带,在这交错带上植被的生长与分布受地下水环境状况(地下水埋深、水质)制约,显示出地下水重要的生态调控作用。通过对过渡带的观测井数据资料进行分析,结果表明:地下水埋深的年内变化趋势与地表径流变化联系紧密,埋深最高一般发生在1~3月,埋深最低一般发生7~9月,最大变幅在0.23~2.25m之间;地下水中对矿化度起主要作用的阳离子是(Na++K+),Mg2+次之,Ca2+最小,阴离子是C l-、SO42-,HCO3-次之,CO32-在其中的比重最小,几乎为零;矿化度小于5g/L,植被生长不会受到抑制,植被生长与分布主要取决地下水埋深。     

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。     

基于GIS的塔里木河下游地下水定量回归模拟研究

对于干旱区内陆河流域来说,地下水埋深是指示当地生态变化的至关重要的因子。本文以新疆塔里木河下游为例,基于少量的监测井监测数据,尝试利用分类分段横向和纵向联合回归分析方法模拟地下水位空间分布变化,以1:1万DEM为基础数据运用GIS技术实现数字地下水埋深空间化。结合生态监测井实时监测数据以及地下水分布与植被的响应关系进行模拟精度分析,表明该模拟方法在地下水位监测数据较少和水文地质条件相对单一的干旱区内陆河具有一定的可行性。     

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.     

近30 a黑河流域中游临泽县地下水变化趋势

基于黑河流域中游临泽县1984-2010年地下水埋深的监测资料,结合GS⁺、ArcGIS软件和地统计方法,对1986、1991、1996、2001、2006年和2010年的地下水埋深分别进行了半变异函数分析、理论模型选取以及空间插值分析。结果表明：受地形和土地利用变化等因素的影响,临泽县各灌区地下水埋深整体上呈逐年下降趋势。从不同的景观带来看,戈壁荒漠、河岸湿地地下水埋深年内波动很小,绿洲内部农田生态系统、绿洲边缘和绿洲-荒漠过渡带地下水埋深年内基本呈双峰型波动,两个峰值分别出现在5月和12月。地下水埋深的理论模型是指数模型,其空间变异主要是由气候、地形、地质等结构性因素引起的,且埋深变化没有显著的区域分异。地下水埋深空间分布特征为南北深,中间浅;小于4 m的区域1986-2010年面积减少了337.01 km²,占全县的12.58%,缩小趋势明显;而大于6 m的区域逐渐扩大到了全县面积的近2/3。     

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。     

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。     

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。     

策勒绿洲地下水和地表覆被时空变化的研究

策勒绿洲是新疆典型的荒漠绿洲区,地下水是维持该绿洲及过渡带植被生长的关键因素,以绿洲灌区为主体,以2008—2015年地下水时空变化为主线,采用遥感、GS+地统计学、优化K-means聚类和空间信息叠加等方法分析绿洲地下水和地表覆被的变化特征。结果表明：（1）绿洲地下水埋深变幅最大是11号井,为9.66 m;变幅最小是25号井,为0.1 m;地下水埋深存在明显的空间自相关,相关距离为11.852 km;绿洲东北部地下水埋深明显下降,下降区域面积为184.85 km²,占绿洲面积的72%;（2）对绿洲地下水埋深进行优化K-means聚类分区,结果分为4个子区,其中第一、第二聚类中心的地下水埋深均呈现下降趋势;（3）2000—2015年绿洲土地覆盖类型发生较大转变,林地面积显著性减少了26.02 km²,草地面积增加了11.15 km²,农田向东北部明显扩增;（4）绿洲不同地表覆被类型的地下水埋深从深到浅依次为：农田>林地>草地。