干旱区非地带性植被生态需水量及其估算

从植被生长与地下水位的关系出发,将生态地下水位分为临界生态水位、适宜生态水位和最佳生态水位.结合生态地下水位,将干旱区非地带性植被生态需水量划分为临界生态需水量、适宜生态需水量和最佳生态需水量,并以潜水蒸发模型估算了额济纳绿洲植被生态需水量.结果表明:植被适宜生态需水量区间为4.3840×108～14.10130×108m3,最佳生态需水量为10.338×108m3,满足最小生态需水量要求下的缺水量为2.8822×108m3.要维持2000年的绿洲规模,狼心山站下泄水量应不小于5.6992×108m3.该研究对干旱区科学制定生态恢复方案和水量分配方案具有很大的现实意义和借鉴作用.     

陕北风沙滩地区生态安全地下水位埋深研究

在野外调查和综合分析的基础上,从可持续发展角度提出了生态安全地下水位埋深的概念;并深入探讨了地下水位埋深与植被生长、河湖基流量及土地荒漠化的关系,确定了风沙滩地区生态安全地下水位埋深为1.5~5 m;采用面向生态的区域地下水资源评价理论,以生态安全地下水位埋深为约束,计算出该区地下水可采资源量约为107万m3/d。     

基于层次分析法的苏贝淖流域植被生态脆弱性评价

[目的]研究应用层次分析法评价苏贝淖流域植被生态脆弱性。[方法]从苏贝淖流域植被生态实际情况出发,利用已构建的苏贝淖流域植被生态评价指标体系,基于层次分析法(AHP)确定各层次指标的权重,并利用综合指数法计算各评价单元的植被生态脆弱度,评价苏贝淖流域植被生态脆弱性。[结果]苏贝淖流域植被脆弱性划分为极度脆弱、高度脆弱、中等脆弱、低度脆弱4个等级;极度脆弱区分布于苏贝淖附近的湖盆滩地地带,地下水位埋深普遍小于1.0 m,该区植被与地下水关系密切;低脆弱区分布于苏贝淖四周的梁地地带,地下水位埋深10.0～40.0 m,植被生长与地下水埋深关系不明显;地下水位对植被生态的影响最为敏感,是研究区地下水资源开发利用与生态环境保护之间的关键因子。[结论]该研究为区域生态环境保护、水资源合理开发利用、经济社会协调发展提供科学依据。     

锡林河流域优势种群水位阈值分析

地下水是干旱草原区最为关键的生态因子,不仅是生态系统构成、稳定和发展的基础和依据,而且决定着草原群落演替。通过样方采集试验像得到研究区优势种群(大针茅等)覆盖度,同时测量得到不同对应地质单元的水位埋深,建立研究区几种优势种群基于覆盖度的生态分布高斯模型,分析几种优势种群与地下水位关系,找到该优势植被的适宜、不适宜的地下水位埋深,最终得到几种优势种群不同覆盖度下对应的地下水位阈值。结果表明:几种优势种群的地下水位埋深均为10 m以下,其中克氏针茅在3. 8 m时植被盖度达到最大值,大针茅在4 m时植被盖度达到最大值,羊草在1. 7 m时植被盖度达到最大值。在相应的水位阈值范围内,以上几种优势种群植被盖度与地下水位埋深相关关系明显。     

地下水开采条件下苏贝淖流域植被演替模型与演替过程分析

[目的]研究地下水开采条件下苏贝淖流域植被的演替过程。[方法]通过野外调查,构建植被与地下水位埋深之间的演替模型,并结合地下水位变化预测开采条件下该流域植被的演替规律与过程。[结果]研究区水生植被与地下水关系密切,中生植被次之,沙生、旱生植被与地下水关系不明显;当地下水位埋深较小时,优势植被生长较好,随着地下水位埋深增加,植被的长势变差或根本无法生存;当地下水位持续下降时地下水位埋深增大,研究区水生植被会逐步向中生、旱生植被演替,苔草、马蔺滩地向芨芨草滩地演替,沙柳灌丛向沙蒿、柠条灌丛演替,小叶杨向旱柳演替。[结论]该研究为苏贝淖流域地下水资源与生态环境之间关系的研究提供了科学依据。     

额济纳平原包气带土壤水分的研究

本文通过对额济纳平原植被生长不同地段包气带非饱和土壤中水分运动的研究,建立饱和—非饱和数值模型,对不同岩性结构剖面在不同地下水位埋深条件下,进行非饱和带土壤水分含量分布分析计算;依据实地对植被生长状况、根系深度、包气带土壤含水量的观测数据,分析得出额济纳平原胡杨在粘性土中的适生水位埋深为4.0~4.5m,在砂性土中的适生水位埋深为4.0m;沙枣的适生水位与胡杨基本相同;柽柳在粘性土中的适生水位为4.5m,在砂性土中为5.0m。     

额济纳绿洲沿河区地下水位埋深对生态输水的响应研究

通过连续3a对额济纳绿洲沿河区的地下水位埋深监测,分析地下水位埋深在纵向、横向的响应及地下水位埋深响应强度情况,探讨生态输水后地下水位埋深动态响应的初步规律.初步结论:生态输水后地下水位埋深出现显著地变化,平均地下水位埋深由输水前的4.5m降低到3.27m,降幅为27.3%;距输水口越近,距输水河道距离越近,地下水位埋深越小,其降低幅度也越大.     

三江平原地下水位的季节预测方法

三江平原地下水位观测的预测对该地区的水资源、生态地质以及农林、经济等问题有着重大作用。文章详细介绍了季节周期预测方法的原理、模型、计算方法以及适用范围条件,并使用该方法对三江平原地下水位埋深进行了季节性月平均值的埋深预测,而且以单口井为例做了具体的预测和分析。分析结果证明了使用季节预测方法预测三江平原地下水位埋深值的合理性、准确性和实效性。     

输水前后塔里木河下游物种多样性与水因子的关系

为检验连续7a的输水对塔里木河下游生态系统稳定性的影响,根据2006年与2010年塔里木河下游地下水埋深、地下水质以及植被调查资料,分析了2006到2010年间物种多样性、地下水位和水质变化状况,利用非参数相关和RDA排序对输水间歇物种多样性与地下水位、水质关系变化作了探讨,结果发现:塔里木河下游输水停止后地下水位不断下降,地下水矿化度也有小幅度增加;物种多样性Shannon-Weiner指数、Simpson指数、Margalef指数、Patrick指数以及Cody指数都以下降为主,表明塔里木河下游受损生态系统尚不具备自维持能力;物种多样性与地下水埋深和地下水矿化度的关系为,地下水平均埋深为5 m左右时,物种多样性主要受地下水质状况的影响,而当地下水平均埋深大于6.5m时,物种多样性的制约因子则为地下水位.因此,从物种多样性角度看,塔里木河下游的合理水位应在5 m左右,大于6.5m则是物种多样性的胁迫水位.     

于田绿洲土壤含盐量与地下水关系分析

在潜水蒸发强烈的干旱区,土壤含盐量与地下水埋深和矿化度有着密切的关系,确定地下水埋深和矿化度与土壤各土层含盐量的关系,有助于排水系统设计和地下水管理.根据于田绿洲实测土壤含盐量、地下水埋深及矿化度资料,分析了地下水埋深和矿化度对土壤含盐量的影响.研究结果表明,在干旱区土壤含盐量与地下水埋深和矿化度存在显著的指数相关关系,并建立了表层、20、40、60 cm土层土壤含盐量与地下水埋深和矿化度三者之间的经验公式.为盐渍化治理和地下水管理提供指导.     

新疆鄯善县地下水警戒水位研究

针对新疆鄯善县地下水超采导致地下水水位持续下降,引起自然生态破坏和鄯善县南盆地灌区周边的咸水向灌区倒灌的现象,通过探求将要引发鄯善县山南超采区环境突变的警戒地下水位,研究了地下水开发利用“红线”水位的制定方法.根据自然植被和地下水埋深的关系,通过确定植被生态需水位的方法,确定出鄯善自然生态区下降型关键控制承位(埋深)“红线”标准的阈值为6 m.利用水均衡法和Modflow数值模拟的方法,对鄯善县未来水位变化情况进行了模拟预测,预计到2017年3月,南盆地最低地下水位为-135.07 m,这一水位可以定为防止咸水倒灌的地下水开采“红线”水位.考虑到鄯善县经济发展对地下水需水量的客观需求,在不发生极端干旱的年份,未来5～10 a,在现状年(2010年)开采量34 093万m3/a的基础上将逐年减小开采总量,最终在“红线”水位出现之前,将鄯善县地下水开采总量控制在22 000万m3/a这一控制性开采总量的“红线”以下.     

阿瓦提丰收灌区零通量面的形成变化规律研究

以新疆阿瓦提县丰收灌区为例，通过负压计、地下水埋深监测，研究了在干旱内陆河灌区地面灌溉条件下零通量面形成变化规律和田间水的运动转化过程。分析结果表明：灌溉季节开始前，在地表下100cm处形成稳定、单一的发散型零通量面（ZFP）；冬灌后，在同样土层深度形成单一的聚合型ZFP。灌溉季节，头水和第2水期间，最终在地表下100cm处形成稳定的单一发散型ZFP。第3水至第5水期间，灌水后早期有多个ZFP，晚期ZFP消失，土壤水和地下水的运动表现为地下水补给土壤水的全蒸发型运动状态。     

克里雅绿洲浅层地下水特征与表层土壤特征的相互关系研究——基于最优插值预测

通过对特定区域由点至面的预测,进而研究典型干旱区绿洲浅层地下水特征与表层土壤特征的空间分布变化规律及两者相互影响,对干旱区水土关系的科学认识具有重要意义。根据最优的空间插值预测方法对克里雅绿洲整体的浅层地下水特征与表层土壤特征(地下水埋深、电导率、水温,表层土壤含水率、电导率、土温)进行预测,并在全局尺度上对以上的水土指标进行相关性研究。结果表明:(1)克里雅绿洲区域地下水埋深主要在3 m以下,地下水电导率主要在5 mS/cm以下,地下水温度主要在15℃以下,表层土壤含水量主要在50%以下,表层土壤电导率主要在2.5 mS/cm以下,表层土壤温度主要在13℃以下,浅层地下水特征与表层土壤特征的空间分布均呈现一定的变化规律。(2)浅层地下水特征与表层土壤特征间均具有空间与统计相关性,地下水电导率与表层土壤盐分的线性回归拟合结果最好(R~2=0.721 8),回归方程为y=0.144x+0.172 1,可以作为实际预测中的参考依据。     

杂谷脑河流域河谷区植被及其生物多样性

对岷江上游杂谷脑河流域干旱河谷区典型地段植被及其生物多样性进行了研究。结果表明：岷江上游杂谷脑河流域干旱河谷区植物种类较少，且具有荒漠化半荒漠化性质，阴坡植被明显比阳坡丰富；该区植被及其生物多样性指数在阴坡和阳坡均表现出随海拔升高而增大的趋势；该区域植被恢复宜从阴坡着手。     

黄土地区不同埋深条件下潜水蒸发的研究

为分析黄土地区潜水蒸发的规律,建立适宜于本地区的数学模型。采用地中渗透仪对自然条件下的潜水蒸发进行了模拟试验,根据宝鸡峡灌区扶风县段家乡试验场地连续5年的观测资料,分析了黄土地区不同地下水埋深的蒸发蒸腾规律。结果表明,潜水蒸发量与埋深呈负相关关系,潜水蒸发量与埋深关系曲线以埋深1.0m为界,埋深小于1.0 m时曲线较陡,即埋深小于1.0 m时的潜水蒸发量大,且随埋深的变化较大;地下水埋深大于1.0 m时,潜水蒸发量小,且随埋深变化较小;裸地和玉米、小麦生育期潜水蒸发的极限埋深分别为4.5,5.3和6.3 m。最后还以5年实测资料为依据建立了潜水蒸发的指数型数学模型。     

农田防护林带主根生物量空间分布

绿洲农田防护林作为三北防护林的重要组成部分发挥着重要的固碳作用,其生物量直接决定碳储量的大小,尤其根生物量,而主根生物量是根生物量的主体部分,故探明干旱区绿洲农田防护林带主根生物量空间分布结构和规律,为干旱区乃至三北防护林修复过程根生物量的计算提供重要的指导价值。在内蒙古自治区乌兰布和沙漠磴口绿洲选择20 a、2行结构新疆杨农田防护林带,按径级、固定样方尺寸和深度测量不同土层主根生物量,利用SPSS 18.0统计软件建立生长模型,模拟主根生物量变化过程。通过调查分析得出新疆杨11个不同土层主根生物量及分配比例模型;发现0~0.5 m和0.5~1.0 m土层囊括了87.11%~100%的主根生物量,且主根生物量分配比例在生长过程中基本恒定;0~1.5 m土层主根生物量随胸径增长而增长,唯1.5~2.0 m土层有先增长后下降的趋势;1.0~1.5 m和1.5~2.0 m土层在林带平均胸径长到0.228 5 m和0.363 0 m时有主根生物量分布,按胸径年增0.02 m计算,到11~18 a时新疆杨的垂直根系才能向下生长到1.0~2.0 m土层。新疆杨农田防护林主根生物量空间分布结构及规律：主根生物量主要集中分布在0~1.5 m土层内,占主根97%以上的生物量;胸径达一定值时,1.5~2.0 m有主根分布;主根生物量空间分布呈近地表集中分布趋势。主根生物量近地表集中分布形成原因是：沙漠季风气候、土壤干旱和地下水位低造成植物生境干旱,植物根系生长向水性使其向水资源富集于地表灌溉水系和灌溉农田生长,是植物对干旱气候土壤和农业灌溉环境的一种适应性进化。     

典型干旱草原区地下水环境质量综合评价(英文)

[目的]对典型干旱草原区的地下水环境质量进行综合评价。[方法]以内蒙古阴山北麓内陆河流域的达尔罕茂明安联合旗(达茂旗)为研究区,通过污染源调查、实地水质监测分析,采用内梅罗指数法对该研究区地下水环境质量进行综合评价,并对其进行污染成因分析。[结果]达茂旗地下水环境质量处于较差与极差之间。[结论]该研究为达茂旗地区地下水环境污染的治理奠定了基础。     

克里雅河流域不同径流变化下的地下水埋深时空分异规律

地下水是干旱、半干旱地区用水的重要来源,有时甚至是唯一的水源.利用覆盖整个克里雅河流域平原绿洲的24个地下水观测井点2012年5 ～ 10月地下水动态监测资料,运用数理统计方法和克里格（Kriging）空间插值法,分别研究了克里雅河流域绿洲不同径流变化下的地下水埋深的时间序列变化趋势和空间变异特征.结果表明,地下水埋深的变化受土地类型的影响,同时地下水埋深也影响农业的发展,而且地下水埋深与海拔高度呈正相关关系.在同一时间尺度、不同海拔高度上,相同土地类型的地下水埋深的变化幅度各不相同,区域所处的海拔与地下水埋深的变化幅度呈负相关关系;而在同一时间尺度、同一海拔高度上,东西部地下水埋深变化幅度也各不相同,东部地区的地下水埋深变化幅度大于西部的地下水埋深变化幅度.Kriging空间插值结果表明,不同径流阶段于田绿洲地下水埋深整体呈上升趋势,但并不是绝对的整体都呈上升趋势,而且在同一时间不同地区和同一地区不同时间地下水埋深的变化都各不相同.