塔里木河干流区的水量消耗和潜力分析计算

本文分析了塔里木河干流区的生态环境及耗水状况,提出了节水措施及塔里木河流域合理用水,改善生态环境的途径。     

塔里木河干流区农业经济增长水平机制分析

采用区位熵、多样化指数、标准差和离差分析了1995-2007年期间塔里木河干流区农业经济发展特点及其空间差异;用弹性系数分析了塔河干流区5个县、市的农业经济增长动力机制。研究表明:1995-2007年,塔里木河干流区是主要以农业为主的地区,其农业专业化水平比较高;塔里木河干流区农业内部结构趋于优化,但农业经济发展的区域差异水平在增大;影响塔里木河干流区5个县、市的主要动力有耕地面积、农业劳动力、农业机械动力、化肥用量。通过此研究知道了塔里木河干流区农业经济发展的特点及5个县、市的影响动力,为政府等相关部门制定提高塔里木河干流区农业经济发展水平的政策、措施提供了一定的依据。     

塔里木河干流流域防治耕地盐碱化的生态需水量

本文从冲洗定额的构成出发,定义从计划冲洗层的含水量达到最大田间持水量这一时刻起到计划冲洗层的含盐量达到允许含盐量止这段时间所需要的在冲洗定额中起输送冲洗作用的那部分水量为盐碱耕地生态需水定额。通过对塔里木河流域典型灌区的调查分析,初步确定塔里木河干流流域防治耕地盐碱化的生态需水定额约为1500 m3.hm-2,最后得出目前塔里木河干流流域防治耕地盐碱化的生态需水量约为0.97亿m3。     

塔里木河干流典型区草地资源动态变化及其景观生态意义

以Landsat TM遥感解译出的塔里木河干流1990年和2000年的土地利用数据为基础,分析近10年来草地资源的时空及景观格局变化及其原因,从而探讨由此引起的生态效应及对策措施.结果表明:研究区的土地利用结构以未利用土地和草地为主.各草地类型与其他土地利用类型之间的转换表现为入不敷出,各类型草地面积共计减少7.3×104 hm2.虽然高覆盖度草地面积增加2.76×104 hm2,但草地质量的提高和下降的面积比为3∶10,草地质量呈下降趋势.研究区内草地景观多样性和均匀度都有所增加,草地内部优势景观不明显.各类型草地景观破碎化程度增加,人类活动干扰则是主要因素.基于塔里木河干流土地利用变化及草地资源动态变化的分析,其主要的环境问题是荒漠化,牧业受到影响.     

基于生态系统服务价值的塔里木河干流土地利用结构优化

通过研究塔里木河干流土地利用变化对生态系统服务价值的内在影响机制,基于生态系统服务价值优化了其土地利用结构.结果表明:(1)应急生态输水后塔里木河干流耕地、林地、草地、荒漠、水体的年平均变化率分别为7.26％、2.68％、-1.90％、1.22％、0.08％,耕地、林地面积的增加主要来自草地,水体面积变化主要受来水量影...     

基于RS和GIS的塔里木河干流生态环境状况评价

干旱区内陆河流域生态环境的变化关系到人类的生存和社会的发展。针对塔里木河干流区域在综合治理前后的环境变化状况,以1990、2000年和2010年7—8月的3期Landsat-TM和中巴资源卫星遥感数据为基础,借助RS、GIS手段和生态环境状况指数方法,对比分析了综合治理前后生态环境的特点,得知塔里木河干流的生态环境在综合治理前处于最差的级别,综合治理后有明显改善。虽然,综合治理遏制了生态退化的趋势,但是流域内生态脆弱的现状并没有发生根本扭转,仍需要进一步地增加治理投入,巩固和增强综合治理的效果。     

基于WEAP的塔里木河干流灌溉满足度模拟

根据《塔里木河流域近期综合治理规划》规定的水权分配方案,以保障干流天然植物正常生长所需水分和塔里木河下游不断流为前提,模拟计算了塔里木河干流现状灌溉需水的满足度。首先,采用定额法估算塔里木河干流天然植被需水量,选用90%保障率最枯月平均流量法,估算塔里木河干流最小河道内生态需水量,得出塔里木河干流不同保障率的水资源可利用量;其次,建立了塔里木河干流水资源评价和规划模型（WEAP）,估算了各灌区基准年的需水量;最后,模拟计算了不同保障率下各灌区逐月的需水满足度。结果表明：随着来水保障率的提高,除了塔里木河下游灌区需水得到满足外,其他各灌区各月需水满足度出现不同程度的下降,生产用水与生态用水矛盾逐渐突出。在平水年、枯水年和特枯水年,灌溉总缺水量分别为0.43×10⁸ m³、1.29×10⁸ m³和2.44×10⁸ m³,缺水最严重的月份主要集中在3月、11月,其次为4月和5月,缺水量最大的为塔里木河中游灌区。     

AquaCrop作物模型在黄土塬区夏玉米生产中的适用性评价

为评价Aqua Crop作物模型在黄土塬区的适用性,基于Hsiao等人推荐的玉米参数对模型参数进行调试及验证。在陕西长武地区模拟2003、2004、2005、2007、2008、2010年玉米生育期内生物量、蒸发蒸腾量的变化过程及收获时产量、地上部生物量,将模拟值与收集到的实测值进行对比、分析。结果表明,这6年模拟产量与实测产量间的校正决定系数(Adj)R2为0.9270,相对误差在-2.479至11.182之间;模拟地上部生物量与实测地上部生物量间的Adj.R2为0.7842,模型对产量的模拟效果优于对生物量的模拟;2005年和2008年模拟蒸散量与实测蒸散量间的Adj.R2分别为0.6229和0.7973。模拟效果较好,对黄土塬区夏玉米水分优化管理模拟有重要意义。     

基于Biome-BGC模型的天山北坡森林生态系统碳动态模拟

以天山北坡森林生态系统为对象,对Biome BGC模型的生理生态参数进行了校正,模拟了1959-2009年气候变化及不同气候变化情景下,研究区森林生态系统净初级生产力（NPP）、碳收支（NEP）和土壤呼吸的变化趋势。结果表明：[JP2]1959-2009年该区森林生态系统年均NPP为547.97 g·m-2·a-1,年均NEP为61.24 g·m-2·a-1,[JP]表现出适度的碳汇效应,但碳汇效应整体呈递减趋势;在设定的温度、降水情境下,NPP和NEP对降雨变化的敏感性,较其对气温升高的敏感性强;在平均气温升高、降雨量不变的情景下,森林生态系统NPP呈微弱增加态势,但NEP呈减少趋势,主要原因为气温升高,导致土壤呼吸增强。通过分析气温在干旱区的正负效应,表明气温升高促进了天山北坡森林生态系统的NPP;干旱胁迫在该区域不显著。     

塔里木河干流景观格局的时空变化分析

应用遥感技术,从景观格局着手,运用景观生态学的原理和方法,对比分析塔里木河干流断流前、治理前、治理后三个阶段的景观格局。结果表明:(1)1972年至2000年间,高覆盖度植被和水域面积逐年下降,低覆盖度植被面积增加最快;上、中游农用地有所增加,主要由高覆盖度植被和沼泽演变而来;下游由于河流断流,原有农用地被弃耕,变为荒地;(2)2000年至2006年间景观面积增加最多的是农用地,主要转移来源为沼泽、有林地、灌丛、草地;面积减少量最大的以低覆盖度植被最为典型,主要去向是水域和荒地;斑块数目增加最多的是农用地;(3)从1972年至2006年,整体景观斑块个数和斑块分维数都在增加,说明整体景观的破碎度和整体形状复杂程度在增加;(4)以1972年各景观类型为起点,经过生态治理,景观在某种程度上已经得到恢复,但恢复程度与起点相比还相差很远。     

塔里木河“九源一干”可承载最大灌溉面积探讨

基于已实施的水资源分配方案和近10 a的生态输水实践,以水量平衡为依据,探讨塔里木河"九源一干"农业灌溉面积是否超载及超载程度:1 1990—2010年耕地面积显著增加,尤其在叶尔羌河、开-孔河和阿克苏河增速最快;2 2010年灌溉面积超载29.1%;3 2020年若是平水年,仅有和田河、阿克苏河、迪娜河、克里雅河、车尔臣河5个子流域灌溉面积不超载;若是枯水年,各子流域均超载,平均生态水保证率为61.4%;若是特枯水年,各子流域平均生态用水保证率仅为44.2%;4规划年(2020年)超载面积较2010年减少54.1%。因此,为了实现规划年不超载的目标,实施退耕势在必行:在考虑流域稳定、环境改善和持续发展的基础上,循序渐进地实施退耕退水,减少农业用水以保障生态用水,加强生态补偿制度建设,妥善安置被退耕的农户,促进经济与环境协调发展。     

塔里木河干流河道生态需水量研究

基于有序聚类法,在对1957-2006年塔里木河干流径流序列受人类活动显著影响突变点判别的基础上,对干流新渠满、乌斯满和恰拉3个水文断面河道逐月最小生态需水量和适宜需水量进行计算。结果表明：① 近50 a来,人类活动对干流水资源影响程度不断增大,1976年前的径流量可以近似看作自然状态;② 新渠满、乌斯满和恰拉河道年最小需水量分别为17.68×10⁸ m³、10.02×10⁸ m³和3.29×10⁸ m³,年适宜需水量分别为35.65×10⁸ m³、18.23×10⁸ m³和7.00×10⁸ m³;③一般用水期（10月至翌年3月）保证新渠满、乌斯满和恰拉河道最小需水量5.33×10⁸ m³、3.77×10⁸ m³和1.32×10⁸ m³,用水敏感期（4-9月）保证适宜需水量28.99×10⁸ m³、13.70×10⁸ m³和5.09×10⁸ m³即可确保干流河道生态系统健康。     

塔河干流区人口-耕地系统生产能力影响因素研究

在构建塔里木河干流区人口-耕地系统及其生产能力一般影响因素的基础上,通过相关分析判断其主要影响因素,通过回归模型分析驱动因子和主导因子。分析认为:塔河干流区的人口和耕地主要集中在上游,但下游增加比较快;整个干流区和上游的阿拉尔市和沙雅县的人口-耕地系统生产能力属于技术依赖型系统;上游的库车县、中游的轮台县、下游的尉犁县则属于比较粗放的资源密集型系统,其中前两个是人口资源密集型,后者属于耕地资源密集型。粗放生产方式是人口、耕地增加过快及生态环境压力增加的主要原因。因此,提高农业技术投入,转化生产方式,是干流区人口-耕地系统可持续发展的根本。     

塔里木河干流近50a地表水资源利用问题评估

塔里木河干流本身不产生径流 ,历史上曾有九大水系汇入 ,而现今与塔里木河干流有地表水力联系的只有阿克苏河、和田河和开都河—孔雀河三大水系 ,维系其水与生态系统。近 5 0a来 ,由于源流区以水资源开发利用为核心的高强度的人类活动 ,在源流区出山口水量未减少 ,且 2 0世纪 90年代以来有明显增加的背景下 ,补给干流的水量呈明显减少态势。加之干流区间耗水量不断增大 ,多年平均干流上游耗水量 16 .89× 10 8m3 ,中游 2 2 .96×10 8m3 ,上中游耗水量占阿拉尔站多年平均径流量 (4 6 .18× 10 8m3 )的 86 .3% ,仅有 (6 .33× 10 8m3 ) 13.7%的水量进入下游。地处下游的大西海子水库建于 1970年 ,1970 - 1999年的 30a中 ,有 2 0a无水下泄其下游 ,致使 32 0km河道干涸 ,台特玛湖于 1974年消失于荒漠中。塔里木河干流下游一片凄凉景象 ,风沙肆虐 ,沙漠扩大 ,生态退化 ,严重危及干流地区。 2 0 0 0年 5月 14日至 2 0 0 3年 11月 3日从博斯腾湖 5次向干流下游应急输水 ,计由大西海子水库下泄水量达 16 .6× 10 8m3 ,才使干涸长达 2 8a的台特码湖于 2 0 0 1年 11月 16日开始恢复到 10km2 多的水域 ,周边及沿河两岸生态与环境得以初步改善     

塔里木河干流生态风险评价

干旱区内陆河流域的自然地理背景决定了生态的脆弱性,流域生态系统孕含着一定的风险性。从塔里木河干流自然条件和人为干扰状况出发,建立塔里木河干流生态风险评价指标体系,并运用AHP-模糊综合评价方法构建了塔里木河干流生态风险评价模型。在此基础上,通过加权平均方法对模糊评价结果进行处理,借助ARC-G IS的地统计分析工具,生成风险评价结果图。研究表明:塔里木河干流的生态风险分布具有明显的空间差异性。并且,生态风险指数由上游的2.5增加为下游的4.1,生态风险大的区域主要分布在干流下游地区。加大对生态风险敏感因素的控制与管理力度是降低生态风险与维持生态稳定的重要途径。     

塔里木河干流景观格局梯度分析

基于GIS 技术,以塔里木河干流为研究对象,通过缓冲区取样分析了流域整体景观格局及其空间分异特征;针对流域本身自然地理梯度特点,分别在流域5个河段沿横向梯度设置了35个缓冲带,并利用Fragstas 软件分别在景观水平和类型水平上选取景观指数,进行景观格局梯度分析与比较。结果表明: ① 研究区其他类型土地利用占总面积的54.88%,为整个流域景观的背景,植被占35.1%。低覆盖草地占植被面积最大、空间上呈连片的趋势,高覆盖草地空间分布较集中,林地斑块较小,被其他景观分离,空间结构破碎化较严重,耕地斑块数目最多,从上游至下游景观多样性降低,景观异质性减小。② 土地利用空间格局异质性特征比较明显,呈现出“上游-中游-下游”地域梯度和河道两侧缓冲带梯度格局,河流对景观格局的空间分布有明显影响,由不同宽度缓冲带的景观格局指数分析,塔里木河的宽度效应在河段1、2、3、4分别为8.6～10 km、6.6～8.1 km、4.8～4.9 km、1.4～5 km,各指数随缓冲带宽度的变化趋势反映出河流效应的强弱。③ 在类型水平上各景观指数反映不同景观类型对河流效应的敏感程度,有林地主要分布在1～5 km,疏林地为1～10 km,高覆盖草地为1～9 km,低覆盖草地为1～12 km。以河道为中心建立的辐射缓冲带的景观格局分析方法,很好地揭示了河流廊道-绿洲-荒漠过渡地区景观梯度动态和生态效应幅度,有利于制定更有效的发展政策,为受损生态系统的生态修复提供了有力依据。