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。     

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...     

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.     

石羊河流域植被净初级生产力时空变化及驱动因素

利用CASA模型（Carnegie-Ames-Stanford Approach）模拟石羊河流域2000—2020年植被净初级生产力（NPP），分析流域NPP的时空变化特征、稳定性和未来变化趋势，并从气候因素、地形因素和人类活动因素3个方面探讨对NPP的变化影响。结果表明：（1）2000—2020年石羊河流域植被NPP多年平均值为291.01 g C·m-2·a-1，呈不显著增加趋势，空间分布呈南高北低的分布格局。（2）2000年以来植被NPP呈增加趋势的区域占总面积的86.4%，其中极显著增加和显著增加的区域分别占6.7%和10.1%。（3）NPP变化在中等波动以上（变异系数Cv≥0.25）的区域所占比例为50.4%。（4）从未来变化趋势看，石羊河流域植被NPP恢复的持续性较弱，呈增加并反持续的地区所占比例达到57.1%。（5）流域的植被NPP变化与气温、降水均成正相关，对气温的响应更为敏感。NPP随海拔高度和坡度增加呈现增大后减小趋势，近年来流域实施的一系列人工造林、退耕还林还草等措施对植被NPP的增加具有明显促进作用。     

石羊河流域经济发展与生态保护对策

甘肃省石羊河流域是资源性缺水地区,水资源严重地制约着当地的社会经济发展,同时,由于社会经济系统大量挤占了生态用水,下游民勤绿洲的生态系统已濒临崩溃。通过分析地下水与干旱区生态植被系统的关系,在量化流域生态恢复目标的基础上,提出了石羊河流域经济发展与生态保护对策。建议建立石羊河节水型生态特区,并初步进行了规划,对节水型生态特区的发展进行了讨论。     

青土湖区植被与土壤盐渍化响应研究

以甘肃民勤县青土湖为研究区,用Landsat OLI数据计算植被覆盖度(FVC)和改进盐渍化指数(MSI),在分级分析和探究两者相关性的基础上,定量分析了不同植被覆盖度和发展变化特征对不同程度盐渍土的响应。结果表明:2015—2017年中高和高覆盖度植被占比较低,分别为4.3%和2.0%,极低覆盖度占比最大为50.0%,低覆盖度占比为44.3%。2015—2017年非盐渍土面积为25.9%,重度盐渍土占研究区总面积的45.4%。植被覆盖度和土壤盐渍化呈显著负相关,相关系数为-0.691。高覆盖度和中高覆盖度植被分布于非盐渍土区域达90.0%以上,极低覆盖度植被分布于盐渍土区域面积为93.4%。青土湖浅水区植被覆盖度与改进盐渍化指数呈显著负相关关系(r=-0.532,P<0.05)的面积为88.95 km²,占研究区总面积的62.84%。且植被覆盖度发展和土壤盐渍化逆转区域在空间分布上相一致。因此,土壤盐渍化是影响青土湖区植被覆盖度的重要因素之一。     

石羊河流域景观类型与影响因子的空间关系

以Landsat/TM为数据源,在ArcGIS支持下解译出研究区各景观类型,采用主成分变换法(PCA)和回归分析方法,结合景观类型图和数字高程模型(DEM),参考相关地理基础图件,对石羊河流域海拔和植被覆盖进行分级分类。在此基础上运用叠置分析法研究了不同海拔高度和不同植被覆盖下景观类型的变化情况,同时分析了各景观类型与海拔和植被覆盖三者之间的空间关系。结果表明:研究区各景观类型的利用向非均匀化方向发展,区域内各景观类型间的比例差异在进一步增加。研究区各景观类型大体依海拔呈垂直性分布,各自然要素组成垂直分异性特征亦较为明显。低海拔地区,景观类型分布较为单一,且与海拔和NDVI关系密切,相关性较高。高海拔地区各景观交错分布,界线不一,且分布呈现不均衡特征,且与海拔、NDVI的分布关系复杂,拟合效果不理想。     

近50年石羊河出山口径流对气候变化的响应

以石羊河支流杂木河为代表,采用Spearman秩次相关检验法、Mann-Kendall秩次相关检验法,对杂木河出山口近50年(1956-2007)的径流以及石羊河流域乌鞘岭、永昌、武威、古浪、民勤5个气象站近50年的气候要素进行了分析,建立了径流和气候因子之间的多元线性回归模型,并利用灰色关联分析法进一步计算了气候要素和径流之间的关联程度。结果表明:杂木河出山口径流呈下降趋势,与气候要素的相关性明显,受降水影响最大,蒸发的影响次之,受气温的影响较小,关联度分别为0.728,0.667,0.573。     

气候变化条件下石羊河流域农业灌溉需水量的模拟与预测

根据石羊河流域及周边共11个气象站点1959—2012年的逐日气象资料,利用大气环流模型Had CM3的输出和SDSM统计降尺度模型,生成A2、B2两种排放情景下未来石羊河流域各站点2020 s,2050 s和2080 s的ET0和降水日值;使用作物系数法,扣除有效降雨量,计算现状和未来不同作物净灌溉定额、流域净灌溉需水量和耗水量;应用反距离加权插值法(IDW)研究作物净灌溉定额的空间分布特征。结果表明,石羊河流域小麦、玉米、甜椒、棉花、胡麻和苹果的多年平均作物净灌溉定额都呈现从西南到东北递增的趋势,预测未来气候变化情景下,6种典型作物净灌溉定额呈增加趋势;多年平均流域净灌溉需水量为12.65×108m3,多年平均耗水量为15.42×10~8m~3;在种植结构维持现状条件下,预计2020 s,2050 s和2080 s,在Had CM3模式的A2情景下净灌溉需水量分别为13.45×108m3、15.02×10~8m~3、16.94×10~8m~3,耗水量分别为15.53×10~8m~3、16.65×10~8m~3、18.18×108m~3,B2情景下净灌溉需水量分别为13.55×108m3、14.63×10~8m~3、15.51×10~8m~3,耗水量分别为15.56×10~8m~3、16.34×10~8m~3、17.00×108m3~,未来流域净灌溉需水量和耗水量都呈明显上升趋势,且A2情景下的上升幅度大于B2情景。石羊河流域的农业灌溉需水在未来将持续增加,2050 s之后增加趋势更为显著。     

石羊河流域植物类型对其水坝修建的响应

石羊河流域作为我国开发利用程度较高,生态环境问题较突出的内陆河流域,备受国内外研究者关注。通过整理参考前人考察研究结论及实地调查分析发现:石羊河流域修建水坝,水资源分配方式及利用模式因此发生了根本性的改变,强烈影响其中下游的植物种及群落变化。主要表现在:1)自上世纪五十年代以来,石羊河流域中下游植被面积、植被盖度、生物量等均有不同程度减少;植物类型发生了从湿生系列向旱生系列的转变,柽柳、盐爪爪、芦苇等植被逐渐退出,白刺、红砂、黑果枸杞等更耐旱植被逐渐占据优势地位,尤其是白刺在大部分地方都成为建群种。2)在石羊河流域中下游,植物为了适应风沙大、温差高、降水稀少、蒸发强等不利的生长环境,形成了多种旱生特征和适应方式;在人为干扰相对较重的区域植物叶片结构逐渐变化为以环栅型为主;在人为干扰相对较轻区域的植物逐渐向正常型和全栅型方向发展;在地下水位下降较剧烈的区域,植物叶片类型发生了由正常型、环栅型向不规则型的完全转变。水坝建设引起的大面积开荒种田、水资源利用不均衡、下游地下水严重超采、水质恶化等是植物类型和面积发生变化的主要影响因素。     

石羊河流域地表0cm温度的长期变化

利用1961-2007年石羊河流域当地气象站的逐月平均地面0 cm温度资料,研究近47年石羊河流域年平均地表温度的变化趋势、气候突变和异常年份等.结果表明:47年来,流域地温总体呈上升趋势,20世纪60-70年代地温呈降低趋势,80年代中期开始升温,90年代和2001-2005年初地温呈明显上升趋势;流域地温下游上升速...     

2005-2015年石羊河流域生态系统服务时空分异

生态系统服务研究是目前生态学领域的热点和前沿。以石羊河流域为研究区,借助GIS技术和方法,对流域2005、2010年和2015年的水源涵养、土壤保持、水质净化、碳储存、生物多样性、食品供给6项服务进行定量评估,并对不同地类的服务变化规律及生态系统功能分区进行探索与研究。结果表明：① 各服务类型在空间上表现出差异性规律：水源涵养、生物多样性、碳储存在空间上呈现西南高东北低,高值沿河流及周围带状分布的空间格局;水质净化高值区分布较为零碎;武威、永昌和民勤盆地等地为食品供给服务的高值区。② 在不同土地利用类型中,草地和耕地是承担生态系统供给服务的关键角色。③ 研究区划分为3项生态功能区,即祁连山生态保育区、流域绿洲生态功能区、荒漠生态功能区。通过对石羊河流域生态系统服务时空分异特征进行深入分析,以期为相关研究提供数据和方法支持,并为相关流域生态保护与建设目标提供科学参考。     

石羊河中下游绿洲水资源现状分析与对策研究

目前石羊河流域的来水量无法满足民勤和凉州两个绿洲的生存,其巨大的需水量缺口只能靠地下水进行补充,导致下游民勤绿洲生态崩溃。文中利用气象数据和自然社会经济统计资料,在分析了该流域气候变暖及来水量变化的前提下,计算了目前凉州绿洲和民勤绿洲用水量现状,并计算了采用退耕、调整种植结构、发展高效节水农业技术等措施后的需水量。结果表明:即使不考虑其他的各种方案,只要采用传统的退耕、调整种植结构、发展高效节水农业技术,在不开采地下水的情况下,就可以实现两个绿洲的生存。     

石羊河流域民勤盆地深层淡水资源

本文利用已有的水文地质资料,在2005年水文地质勘探及试验及综合物探资料的基础上,针对民勤盆地淡水资源匮乏,解决人畜饮用水困难问题,利用水均衡法对民勤盆地的深层地下淡水资源进行了计算评价。经计算淡水天然资源量为1072.85万m3/a,30年可采资源量为847.78万m3/a。     

石羊河流域的水资源及其公众的水意识

在石羊河流域属资源性缺水地区,相比较而言其上下游的耕地数量与其产流量成反比。农民普遍采取有水就灌的灌水方式,存在水资源浪费现象。大多数公众对水资源的认识仅凭自己的用水情况来判断。若农民灌溉河水,水资源严格受到水利部门的控制,大多数人认为水资源不够用,若利用井水灌溉,灌水者基本自己决定用水的数量和灌水时间,灌水者感觉水资源并未受到限制,水是充足的。在石羊河流域中下游地区,因有井水的支持而导致51.97%-64.06%的人认为水资源够用,也就使人认为有井即有水。在这种思想引导下,人们便疯狂的打井,无节制的抽取地下水。石羊河流域水资源管理部门在指导和保护水资源行为的同时,应加强流域水资源现状、利用和管理的宣传,使流域内绝大多数人懂得区域水资源的现状、利用方式、开发潜力,自觉形成节约用水、科学用水、持续用水的意识。