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。     

面向生态系统多对象保护与修复的水库优化调度

近20 a来,随着塔里木河(简称"塔河")流域水资源综合规划与调度的实施,已基本实现"水流到台特玛湖、大西海子水库多年平均下泄3.50×108 m3"的生态输水目标.但是,塔河下游其文阔尔河与老塔里木河之间的两河区域内植被稀少、生态环境脆弱,多年的生态恢复效果并不显著.鉴于此,本文以大西海子水库为调控主体,以大西海子下...     

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。     

塔里木河下游胡杨对水分条件变化的响应

通过对塔里木河下游应急输水河畔胡杨样枝的年轮分析,结果表明:第3次应急输水后,喀尔达依断面胡杨的横向响应范围达到离河1 000 m;应急输水后不同断面、不同离河距离,地下水埋深梯度、过水时间梯度随着离河道和大西海子水库距离增加,胡杨生长量减少;输水量大的年份胡杨生长量明显大于输水量少的年份,在相同输水量和输水时间前提下,春秋季持续输水对胡杨生长恢复效果要优于夏秋季输水;在持续输水后,胡杨生长量增长幅度减小,其大小逐步趋于近似.     

塔里木河下游生态输水策略分析

自2000年5月至2011年间的12次生态输水,对塔里木河下游地下水恢复发挥了重要的作用。截至到2011年10月的实测数据,相较于输水前,英苏、阿拉干、库尔干和老英苏各断面的地下水位均有不同程度的上升,上升幅度与离河距离相关。距河1 km处的上升幅度分别为2.0、3.0、4.0 m和1.0 m左右,地下水位均有较明显的恢复。当地下水埋深达到4.0、3.5 m和3.0 m时,与此相对应的植被生存状态分别称之为维持生存、基本生存与适合生存。由此可以计算出,塔里木河下游距河1.0 km范围内3种植被生存状态对应的耗水量分别为1.6×108、2.2×108 m3和2.7×108 m3。大西海子水库以下的下泄水量可分别在春、秋、冬季3个时段进行。据此,近期的输水策略为：年输水量应维持在2.7×108 m3以上,输水适宜时段为春、夏季,以尽快恢复下游地下水环境并逐步满足河畔植被适合生存的耗水量;远期输水则可视上游来水的情况,采用满足维持生存、基本生存与适合生存3种耗水量的交替输水方式,输水量的下限为1.6×108 m3,以达到有限水资源条件下提高水资源利用率与维持生态系统稳定的目标。     

土地利用变化对塔里木河中游胡杨林的影响研究

本研究区位于塔里木河中游地区,本研究选取耕地变化、输水堤防的建设以及油气田开发三种土地利用方式,在大量野外调查的基础上,在3S技术和历史数据的支持下,分析了这些土地利用方式变化对胡杨林生态系统的影响。研究结果表明:研究区1992年之后内耕地大量增加,输水堤防对堤防内外侧胡杨生态系统具有不同影响,油气田开发会造成生态破坏和环境污染等问题。     

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。     

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。     

塔里木河下游阿拉干断面胡杨林空间分布特征及其影响因素

通过小尺度生态监测与遥感数据分析获取塔里木河下游荒漠河岸林现状信息,集中对阿拉干断面设立的100hm2长期监测样方内的胡杨树进行了详细的调查,对该断面胡杨林空间分布特征及其影响因素进行了分析。研究结果表明：塔里木河下游的胡杨具有伴河生长的特性;随着离河距离的增加,胡杨株数呈递减趋势;大部分胡杨主要分布在离河道200m范...     

塔里木河下游荒漠化多元回归模型分析

塔里木河下游是新疆荒漠化最严重区域之一,近50a来,塔里木河流域在以水资源开发利用为核心的大强度人类经济、社会活动的作用下,流域自然生态过程发生了显著变化,特别是以天然植被为主体的生态系统和生态过程因人为对自然水资源时空格局的改变而受到严重影响,环境恶化、天然植被全面衰败、荒漠化加剧。本文根据近两年来对塔里木河下游荒漠化的大量野外考察、取样和室内样品分析及微机处理,以塔里木河下游地下水的变化为主导因子,通过SPSS分析软件对引起塔里木河下游荒漠化的一些主要环境因子进行多元回归分析,建立了荒漠化初步评价的回归模型。该模型显示在塔里木河下游地区,地下水位和土壤含水率是影响塔里木河下游荒漠化过程的两个重要限制因子。     

塔里木河下游地区胡杨、柽柳液流变化研究——以英苏断面为例

应用先进的PHYTALK植物生理生态监测系统对塔里木河下游英苏断面胡杨、柽柳的液流流速和相关环境因子日变化进行了监测。结果表明:胡杨和柽柳的液流速率日变化趋势相似,有明显昼夜节律变化,夜晚平稳,白天波动剧烈,呈多峰值;受植株水分储存的影响,液流早晨启动后,液流突然下降,达到一个低值后开始恢复;主要受降雨影响,距主河道100m处的胡杨枝平均液流速率低于距主河道200m处相同直径柽柳枝的平均流速;试验期,影响胡杨和柽柳液流的主导环境因子不同,每个因子都有各自的影响机制;植株液流的变化是植株自身生理调节和外界环境共同作用的结果。     

基于ESV对塔里木河流域生态环境问题成因的重新认识

塔里木河流域是我国全球变化及研究生物多样性保护的重要区域 ,也是孕育南疆各族人民的“母亲河”。随着中上游绿洲尤其是人工绿洲的形成和发展 ,中下游生态环境遭到严重破坏 ,原始胡杨林濒临灭绝 ,春旱、夏洪、盐碱、风沙是流域普遍存在的自然灾害 ,给人类的生存和社会的发展带来了巨大的危害。这些生态环境问题由来已久 ,许多专家学者对此从不同角度进行了分析。本文基于生态系统生态服务价值理论 ,对塔里木河的功能进行了重新定位 ,从一个新的角度分析了塔里木河流域生态环境问题的成因 ,并提出了相应的建议     

胡杨林的初次灌溉效应

对胡杨次生林适宜灌溉量的研究表明 ,在一定范围内 ,林木材积生长量随灌溉量的增加而增加 ,在 0 (对照 )、75 0、1 5 0 0、2 2 5 0、30 0 0m3/hm2 .a处理中 ,年产材积量分别为3.76E - 0 5、3.42E - 0 5、4.94E - 0 5、0 .0 0 0 1 2 3、5 .75E - 0 5m3/株。 2 2 5 0m3/hm2 .a灌溉量的产材量最高 ,高含水量 1 1 0mm线上升的最高 ,较其他处理都为明显。在水资源日益短缺的塔里木河流域 ,胡杨林的灌溉量应以 2 2 5 0m3/hm2 .a为宜。     

塔里木河流域胡杨生态系统脆弱性及其对策——以塔里木胡杨自然保护区为例

塔里木胡杨自然保护区作为世界原始胡杨生长最好、保存最完整的地方,在研究胡杨对环境约束的适应机制方面提供十分宝贵的资源。胡杨对干旱,盐碱有极强的忍耐力,因此,它作为塔里木胡杨自然保护区的主要保护对象,在保持整个塔里木河流域生态平衡中起到重要的作用。近年来,由于干旱区特殊的环境、地形地貌条件以及人类对水、土地资源的不合理利用导致了地表水资源的减少,地下水位的下降,最终引起了胡杨生态环境的退化。本文以塔里木胡杨自然保护区为例研究分析塔里木河流域胡杨生态系统脆弱性影响因素及其相互作用机制,并提出一些有益的对策和建议。