塔里木河上中游荒漠河岸林植物群落对淹灌的响应

[目的]定量分析淹灌对典型断面荒漠河岸林植物群落的长势、植物多样性的影响,为今后改进干旱区科学补水方案,实现生态水高效利用提供理论依据。[方法]通过2016—2018年6次在塔里木河上中游进行植被调查获得数据,运用Pielou指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数以及重要值等指标对淹灌的影响进行分析。[结果]淹灌2 a后,塔里木河上中游新增了11种植物,主要是胡杨苗、柽柳苗、喜湿植物以及一年生草本,其中胡杨苗密度增加0.72株/m~2,增长率为855.9%;柽柳新枝长增加41.8 cm,增长率为71.58%,胡杨长势得到好转:优、中等胡杨出现频率增加0.11株/m~2,增长率为32%;随着距生态闸距离的增加,胡杨林密度有减小的趋势,林龄老龄化也逐渐凸显;林下物种多样性有随淹灌距离的增加而减少的趋势;距生态闸300 m范围内以胡杨、柽柳幼苗及喜湿的一年或多年生草本植物成为优势种(其重要值分别为0.243,0.195,0.248),大于300 m后优势种逐渐被柽柳、耐旱的多年生草本植物所取代,一年生草本植物、胡杨苗在距生态闸450 m后消失。[结论]淹灌使荒漠河岸林植物群落更新能力增强,物种多样性增加。为了维持目前的生态好转趋势,淹灌工程需要继续开展。     

克里雅河流域1990-2010年土地利用/覆被变化及其生态环境状况评价

通过GIS技术,以及1990年、2000年、2010年克里雅河流域Landsat-TM影像数据和中巴资源卫星数据,分析了克里雅河流域近20a土地利用/覆被变化并对其生态环境状况进行评价,结果显示:(1)克里雅河1990—2010年的20a里各土地利用类型变化显著,其中耕地、水域湿地、建设用地和林地呈不断增加趋势,变化幅度分别为29.62%,16.64%,11.28%,2.9%。草地、沙地和未利用地面积不断减少,变化幅度为-3.65%,-0.6%,-0.33%;(2)1990—2010年流域新增耕地主要由3.11%的草地、0.3%的沙地和0.35%的未利用地转移而来,新增水域湿地主要由0.15%的沙地和0.29%的草地转移而来,新增建设用地主要由0.02%的沙地和0.15%的耕地转移而来,新增林地则主要由0.18%的沙地和0.03%的草地转移而来;(3)对流域生态环境状况进行评价可知在近20a里克里雅河流域生态环境状况无明显变化,但是流域耕地面积的不断扩张对流域生态环境良性发展产生一定隐患,因此合理利用流域水土资源对流域生态环境安全十分重要。     

和田河河岸近17a天然植被动态变化及其驱动力分析

为探究2000-2017年和田河河岸天然植被动态变化及其驱动因素,文中基于2000、2010及2017年3期数据影像,对和田河河岸17年间天然植被动态变化进行定量分析,同时利用主成分分析探讨其变化的驱动力。研究结果表明:1)和田河河岸封河育林区域出现明显的耕地、水域及建筑用地面积,已直接或间接的导致天然植被面积在17a间整体减少89.77km²。2)和田河河岸天然植被面积在17a间面积虽有所减少,但现有天然植被覆盖度却呈现持续好转趋势,其中高、中及中低覆盖度植被分别增长17.77%、3.26%及23.09%,表明综合治理对现有天热植被的质量有所提高;3)和田河河岸天然植被变化主要受到人口、经济、社会等因素的共同影响,但其中人为因素起着主导作用。     

新疆绿洲防护林体系建设发展历程

通过实地调查和查阅近200篇国内外文献,对新疆绿洲防护林体系的营建、树种选择、配置模式、灌溉历程的发展动态进行了分析和研究,同时也对新疆绿洲防护林树种选择、配置模式的发展方向,以及改用节水灌溉后防护林体系地表水文发生的改变进行了探讨。结果表示:新疆大规模的绿洲防护林营建历史悠久,始于20世纪50年代;新疆绿洲防护林树种选择由单一化向多林种转变,配置也由单一化的"宽林带、大网格"模式向乔、灌、草结合,形成时间上有序、空间上有层次的"窄林带、小网格"模式;大水漫灌、沟灌、串畦淹灌等传统的防护林灌溉方式被微滴灌所代替后,使防护林地表水文发生变化,所以提倡西北干旱区不该大力推广微滴灌技术,而应有所限制地使用。     

塔里木河下游地区不同滴灌频率下沙枣防护林成活率与生长量特征

喀拉米吉绿洲是塔里木河下游的尾闾绿洲,是中国新疆典型的极端干旱区,降水稀少、蒸发量大,风沙灾害频发,各种作物与防护林争水严重.沙枣(Elaeagnus angustifolia)生长旺盛,适应性强(孙景宽等,2009),是我国西北地区重要的防风固沙和水土保持树种(黄俊华等,2005).中国西北地区贫乏的降水量决定了只有采取工程节水与生物节水的措施,才能保障大面积造林的成功. 合理的滴灌周期能够保障防护林正常生长,同时可以最大程度地实现水资源的高效利用.国外主要集中于不同滴灌频率处理下植物的长势及根系的研究(Ertek et al.,2003;Sezen etal.,2005;2006;Katsoulas et al.,2006),国内对滴灌频率的研究多集中于棉花(Gossypium arboreum)(张琼等,2004;王伟等,2008)、马铃薯(Solanum tuberosum)(康跃虎等,2004)、萝卜(Raphanus sativus)(万书勤等,2003)等作物产量的研究,并提出了一些重要结论,如马富裕等(1997)提出了新疆石河子地区棉花适宜灌水频率.     

不同水平年塔里木河流域灌溉面积超载分析

为探讨不同水平年塔里木河流域可承载最大灌溉面积及超载情况,该文依据水量平衡原理,以当地实际情况调用水原则为基础,计算出2010年和2020年塔里木河流域4条源流和1条干流(四源一干)可承载的最大灌溉面积及实际灌溉面积。结果表明:1)2010年四源一干实际灌溉面积有17.1×105 hm2,而流域可承载最大灌溉面积只有12.9×105 hm2,共超载了4.33×105 hm2,超载了33.6%,其中有4个流域超载严重,叶尔羌河、阿克苏河、开-孔河流域和塔里木河干流灌溉面积分别超载了21.0%、35.2%、84.6%、66.7%;2)与2010年相比,2020年预计只有3个流域超载而且各流域的超载比例均大幅度下降,超载面积总共减少了2.98×105 hm2,减少了68.86%。2020年环境承载力增加的主要原因可能在于:水资源利用水平提高和规划灌溉面积减少。该研究可为塔里木河流域绿洲规模的研究提供参考。     

滴灌对干旱区绿洲防护林土壤盐分的淋洗作用

为了探清滴灌对防护林地土壤水盐分布、不同滴灌年限林地根系分布、不同滴头距离处理下土壤盐分淋洗特征的影响,采用了野外监测方法,在喀拉米吉镇绿洲进行了对比试验。结果表明,目前的灌溉制度基本没有阻碍林木根系生长,但根系分布在滴灌作用下有上移的趋势。建议：塔里木河下游绿洲沙枣防护林在前几年种植中,可选择较窄的滴头距离淋洗土壤盐分;虽然滴灌在第1、2、3年对盐分的影响深度基本没有阻碍根系的生长,且随着林龄的增长,滴灌年限越大,淋洗深度越大,但是滴灌对根系周围的洗盐作用是局部范围内的,建议每年进行1次大水漫灌。     

荒漠草地土壤~(15)N同位素对水分变化的响应

影响δ15N格局的因素主要有气候、时间、地形和土地利用等,而水分是干旱区植被分布的主要限制因子,对调节荒漠草地稳定性N同位素具有重要作用。利用15N标记法,通过不同的增水处理,研究了古尔班通古特沙漠南缘氮素标记样地和未标记样地土壤N同位素对水分变化的响应,得出以下结论:(1)增水处理增加了对土壤水分的补给,随着增水量的增加土壤水分含量不断增加;(2)研究区土壤δ15N值变化范围为12.19‰~13.33‰,增水处理对未标记样地土壤δ15N值并没有显著的影响;(3)添加氮素后,样地土壤δ15N值明显升高。随着增水量的增加,土壤总δ15N呈现出典型的倒"U"型曲线,不同土层深度的土壤δ15N值也发生了显著的变化;(4)标记样地50-100 cm土层土壤δ15N值要明显高于非标记样地,表明标记样地土壤中添加的稳定性15N同位素仍在向更深的土层移动。     

塔里木河上游人工与天然绿洲相互转化过程与适宜比例

通过对塔里木河上游1990—2010年人工绿洲和天然绿洲的变化规律及其比例进行分析,探讨了该区人工绿洲和天然绿洲的适宜配比。基于RS/GIS技术,利用1990年、2000年、2010年3期Landsat TM/ETM遥感影像,分别提取了土地利用/覆被类型信息,分析了人工与天然绿洲转化情况。结果表明:1990—2010年,塔里木河上游人工绿洲面积增长了1 458.69km~2,扩张速度为72.93km~2/a,天然绿洲减少了1 394.04km~2,减小速度为69.70km~2/a;1990—2010年,草地、林地等向耕地、人工建筑用地转化,高覆盖草地向中、低覆盖草地转化,中覆盖草地向低覆盖草地转化,灌木林地逐渐退化为草地,低覆盖草地向沙漠转化;近20年来塔里木河上游人工与天然绿洲面积比例在近20年呈增加的趋势,在1990年、2000年、2010年,人工与天然绿洲面积比值分别是2∶8,2∶8,3∶7。1990—2010年,天然绿洲逐渐被人工绿洲替代,人工绿洲呈不断扩张、天然绿洲面积不断缩小,平均每增加1份人工绿洲面积就要失去0.7份天然绿洲面积。