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。     

生态输水后塔里木河下游地下水水盐动态变化

塔里木河下游是我国生态环境问题最为突出的地区之一。由于人类不合理的资源开发 ,导致该地区环境问题日益突出。本文结合塔里木河下游生态输水 ,通过近 3a的监测和取样分析 ,就生态输水前后塔里木河下游地下水水盐动态变化进行了分析。结果显示 :1 .生态输水后地下水位在时间上和空间上各有其变化规律 ,在时间上近河道水位响应快 ,远河道水位响应慢。在空间上在距河道不同距离和不同河段地下水上升的幅度不同 ;2 .输水后 ,地下水的盐分变化远比水位的变化要复杂 ,但是总体上看水质是好转的 ;3.鉴于输水后地下水在不同断面上响应程度的巨大差异 ,生态输水工作有必要继续开展。同时 ,有必要对输水的方式进行适当调整。     

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。     

生态输水对塔里木河下游胡杨主干径向生长量影响研究——以依干不及麻断面为例

借鉴树木年轮学的方法,运用LINTABTM6型树木年轮测定仪读取钻芯的年轮宽度,研究塔里木河下游的胡杨在生态输水前后主干径向生长量变化规律.结果表明:(1)输水前后胡杨主干径向生长量变化较明显.输水前(1990-1999年)径向生长量为1.078mm,而输水后(2000-2008年)是1.764mm,比输水前增加了0....     

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。     

塔里木河干流下游生态输水后水量转化特征

以塔里木河干流下游6次生态输水期间的河道监测资料为依据,对各河段的河道渗漏特征进行分析,得出了河道的耗水量既与水文地质条件有关,同时又与输水的时间相关.在此基础上,利用Processing Modflow软件对长期输水条件下河水转化为地下水的趋势进行了模拟,表明在间歇输水的条件下,河水转化为地下水的效率是逐渐降低,同时地下水的蒸腾量则逐渐上升,二者最终将趋于平衡,此时的地下水也将达到动态稳定的水位.     

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。     

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。     

塔里木河下游生态输水前后生态与环境的动态变化研究

早在4000年前的原社社会,塔里木河(以下简称塔河)下游绿色走廊已经形成。在近百年的历史中,前20年是绿色走廊的兴盛时期,自20世纪20年代中期以后,绿色走廊开始近代历史上的衰败过程,特别是近50年来塔里木河上中游的水土开发活动,使得下游地区的来水量骤减并中断有近30年的历史,从而引发了下游绿色走廊的逐步走向衰败、土地荒漠化趋势加剧等生态环境恶化问题。为了改善塔河下游地区的生态与环境、抑制土地退化的加剧、挽救濒临灭绝的下游天然植被,截止2005年11月共向该地区输水7次,断流30年的塔里木河下游完成了第四次应急输水后,大体达到维系下游生态的必须水量,输水使河道两侧植被生长状况发生明显改善,生物呈多样化变化。笔者在1998年5月,2002年10月和2004年5月三次对塔河中、下游地区进行实地考察获得了第一手资料,本文在前人研究的成果基础上和实地考察资料相结合,对塔里木河下游生态输水前后生态与环境的动态变化进行探讨。     

塔里木河下游生态输水的合理时间初探

基于塔里木河下游8次生态输水资料和植被调查,从输水时间与天然植被落种时间的生态默契角度,分析了8次输水时间、水量以及博斯腾湖与塔里木河来水的规律,并根据塔里木河下游32种植物的落种时间,分别从不同乔、灌、多年生草本和一年生草本植物的落种与河道过水时间的相关性,对目前输水时间的合理性进行了评判,从塔里木河下游天然植被生态恢复的角度,提出了塔里木河下游最适宜的输水时间。结果显示：① 由于调水沿途损耗较大,目前输水正以博斯腾湖调水向依靠塔里木河来水转变,因此,塔里木河有没有水向下游输送是生态输水的先决条件;② 前8次输水过程中,过水时间主要集中在4-6月和8-10月两个时间段,这是由于博斯腾湖水量49.73%在4-6月;而塔里木河水量82.33%集中在8-10月;③ 从8次输水看,由于没有考虑到天然植被的落种更新问题,因此,河道过水时间与天然植被的相关性偏低,塔里木河来水的输水时间较博斯腾湖更为合理;④ 从下游乔、灌、草落种时间看,最适宜的输水时间是7-9月;从塔里木河给水时间的可行性看,每年最佳的给水时间是8月中旬到9月底。     

塔里木河下游生态输水对地下水位影响的综合评价

本文以塔里木河下游开展的最近的一次生态输水(第七次输水第二阶段)的监测数据为资料,对地下水位动态变化进行横向和纵向比较,并采用回归分析法对各个断面的地下水位升幅与河心距的关系进行模拟,根据模拟结果初步确定本次输水的最大影响范围。采用灰色模糊聚类分析法对地下水位的综合变化幅度进行评价和分类,结果将五个研究断面的水位抬升情况分成三类:显著抬升断面、略有抬升断面和抬升不明显断面。本次研究旨在为输水量与地下水位的关系研究奠定基础,以及为输水生态效应综合评价提供方法借鉴。     

塔里木河下游河段耗水特征与输水方式演变研究

采用水量平衡法、实地勘查和遥感影像数据相结合的方式,阐述了生态输水后河道输水方式变化对河床渗透性能演变、不同输水方式下水环境响应特征;分析了输水后塔里木河下游河道的耗水率和河床透水性规律以及生态闸后近自然漫溢下的MNDWI变化特征.结果 表明:(1)持续输水河道的波涌灌效应会增强,减少对地下水补给量;(2)以库木吐格为...     

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.     

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.     

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。     

塔里木河下游生态输水后胡杨林恢复效应与预测研究

塔里木河下游大西海子水库以下河道,自2000年5月至2004年10月,共进行了六次间歇性的生态输水。本文通过对胡杨样枝生长量的分析,表明输水对胡杨林的恢复具有显著的作用;同时依据历史期间的生态水量与胡杨林的对应关系,预测了在现状输水条件下大西海子水库以下可以恢复的胡杨林面积。     

干旱区受损生态系统恢复与生态效应分析——以塔里木河下游为例

在对塔里木河下游生态环境本底状况调查的基础上,通过大量的监测资料,应用河道水力学、地下水动力学、植被生态学以及系统分析与优化方法,对五次应急输水植被生态响应效应,进行了全面系统地评价。科学地确定了合理的生态修复目标和下游河道输水与区间水量优化配置方案。为创建和完善干旱区受损生态系统输水、修复与重建的评价体系奠定了理论和实践基础,也为塔里木河流域综合治理提供了重要的技术支撑。