居延沧桑的启示

一居延地区的自然地理环境居延绿洲,是额济纳河两岸冲积平原绿洲的主要组成部分。由西南向东北逐渐倾斜,呈四周高,中间低且平坦地势,额济纳河纵贯南北,海拔高度900-1100米,     

额济纳地区历史时期的农牧业变迁与人地关系演进

通过对额济纳地区历史时期的农牧业更替以及绿洲环境演变过程的认识, 综合其水系变迁、绿洲迁移、荒漠化过程和人类活动中心的转移等方面, 将该地区人地关系演进分为以下四个阶段: 汉代以前的生态自然平衡阶段, 人地自然和谐; 两汉至元代的生态失衡阶段, 人地矛盾加剧; 明清生态自然恢复阶段, 人地矛盾缓和; 近代生态环境恶化阶段, 人地矛盾尖锐。随科技水平提高, 人类对自然规律认识程度增强, 必将有利于促进人地矛盾的缓解, 最终达到人地协调发展的状态。     

塔里木盆地南缘古绿洲分布与河流、冰川的关系

依据野外实地考察和考古资料对塔里木盆地南缘河流与其流域内的古绿洲分布情况进行了研究,着重探讨了历史时期以来古绿洲分布规律、迁移过程与河流、冰川特点之间的耦合关系。研究表明,盆地南缘东侧的且末、若羌地区河流及冰川规模小,数量少;其中下游形成的绿洲小,且从汉代至今都在河流出山口处分布,变化不大,而西侧的和田地区反之,河流下游的沙漠中分布着数量较多的大规模古绿洲;汉代的古绿洲多分布在冲积平原下部的沙漠中心,中部则是以唐代古绿洲遗址为主,上部沙漠边缘多为近代和现代绿洲;古绿洲迁移最大距离可达200 km左右;河流年径流量与古绿洲在沙漠分布的距离呈正相关关系。     

额济纳绿洲生态环境的历史演变及其受损因素分析

额济纳平原广大的戈壁滩植被极为稀少,绿洲主要分布在东、西两河的沿河地带以及古日乃湖盆地区,典型的干旱荒漠气候及地质地貌条件是额济纳平原绿洲生态环境退化的动力条件和物质基础。人为的破坏自然植被,减少河流来水量,是额济纳平原环境退化的根本原因。自本世纪六十年代以来,由于黑河进入额济纳平原区水量的不断减少,导致西居延海、东居延海相继干涸,绿洲面积不断减少,植被退化严重,从而引起生态环境的日趋恶化,产生和加剧了一系列的生态环境问题。概括起来,额济纳平原绿洲生态环境问题主要是:湿地减少、植被退化、土壤盐渍化以及土地沙化和荒漠化等。     

1975—2018年民勤绿洲沙漠化过程及其驱动机制

根据1975—2018年民勤绿洲土地沙漠化分类体系及遥感影像数据,探究了民勤绿洲沙漠化时空变化过程;选取影响绿洲沙漠化的自然与人为驱动因子,运用主成分分析方法定量评价了民勤绿洲沙漠化过程的主要驱动力。结果表明：1975—2018年沙漠化程度以重度沙漠化为主,轻度、中度、重度和严重沙漠化面积均呈减少趋势,以2000年为界表现为先发展后逆转趋势;1975—2000年,轻度、中度、重度沙漠化重心总体向东北方向迁移,严重沙漠化的重心向西迁移,沙漠化有向绿洲东北部和巴丹吉林沙漠发展的趋势;2000—2018年轻度沙漠化的重心向西北方向迁移,中度、重度和严重沙漠化重心相对稳定,绿洲沙漠化发展得到明显控制。在绿洲沙漠化过程中,人为因素贡献率为39.53%,自然与人为综合贡献率为26.58%,自然因素贡献率为10.77%,人为因素是民勤绿洲沙漠化的主要驱动力。水资源极度匮乏是绿洲沙漠化的决定因素,在以后的防沙治沙工作中,合理调控人类的生产经营活动,优化干旱区水资源配置,可从源头上治理民勤绿洲的沙漠化。     

黑河额济纳绿洲灌溉模式研究

通过对20世纪50年代以来额济纳绿洲来水条件、绿洲演变过程及绿洲灌溉方式研究后认为, 额济纳天然绿洲灌溉应结合水源条件、地形条件及绿洲分布情况, 宜以埂坝灌溉和浸润灌溉方式为主, 沟灌、畦灌等多种灌溉方式并举的绿洲灌溉模式, 并对进入额济纳绿洲的来水进行了配置。     

黑河下游额济纳绿洲现代荒漠化过程及其驱动机制

额济纳绿洲是发育在黑河下游内陆河三角洲上著名的天然绿洲。20世纪50年代以来,额济纳绿洲现代荒漠化过程加剧,绿洲萎缩,生态恶化。绿洲现代荒漠化过程是由水环境恶化过程、土壤干燥化过程、植被退化与生物多样性衰减过程、土地沙漠化过程和土壤盐碱化过程构成的地表动力学过程。导致额济纳绿洲荒漠化的驱动力是区域气候暖干化、强盛的风蚀侵蚀力、上中游过度开发水土资源的人为活动和额济纳绿洲内的“三滥”活动等。荒漠化驱动力的第一主成分与第二主成分的贡献率分别为59．276％和28．083％,反映出绿洲荒漠化驱动因子的多面性和综合性,绿洲内外过度的人为活动是其主导驱动因素。内在、外在驱动力在时间与空间上的耦合性是绿洲荒漠化的区域机制,驱动力因子团的互动-激发作用形成荒漠化的动力机制,驱动力与荒漠化土地间的响应形成正反馈机制,三种作用机制组合成绿洲现代荒漠化过程的复杂的驱动机制。     

1987-2008年额济纳绿洲土地覆被变化及其驱动机制

采用1987、1999年和2008年3期TM卫星数据, 对额济纳绿洲2000年黑河分水前后土地覆被变化进行了研究, 并分析了额济纳绿洲土地覆被变化的驱动因素。结果表明:(1)从不同覆盖等级的面积变化来看, 额济纳绿洲的主体是中植被覆盖区。1987-1999年额济纳绿洲的植被呈退化趋势。2000年黑河分水后至2008年, 额济纳绿洲植被退化的趋势已得到缓解。(2)从不同土地利用类型的面积变化来看, 额济纳绿洲的主体是戈壁。1987-1999年额济纳绿洲植被退化, 荒漠化趋势明显。2000年黑河分水后至2008年, 植被有所恢复, 退化趋势得到了遏制。(3)影响土地覆被变化的主要有3类因素。第一主成分与人为因素密切相关, 说明过去的十几年额济纳绿洲的土地覆被变化主要受到人类活动影响。第二主成分与地表径流量、年降水量、年均风速有较大的相关, 第三主成分与地下水埋深有较大的正相关, 表明气候因素对额济纳绿洲的土地覆被变化也有一定程度的影响。根据以上结果, 提出应对策略:(1)保证来自中上游的地表径流供给;(2)合理利用地下水资源;(3)增加技术支持, 实现宏观调控。     

黑河下游额济纳绿洲生态需水关键期及需水量

黑河流域中生态最为脆弱、植被退化最为严重而对全流域生态治理目标的实现极为关键的地区在下游额济纳绿洲。黑河分水方案主要控制年总量,由来水过程确定分水时机,采用“全线闭口、集中下泄” 的分水方式,这容易导致分水与下游绿洲需水的时间错位。要实现黑河分水对下游天然绿洲的作用和意义,不仅要充分保证分水量,更要选择适宜的分水时间,如果分水错过了下游绿洲生态需水的关键期,将会直接影响绿洲植被的正常生长。要维持黑河下游额济纳绿洲健康、稳定和持续发展,确定生态需水的关键期是首当其冲的问题。本文通过对黑河下游额济纳绿洲地下水位时空动态变化过程、天然植被耗水过程和绿洲生态过程及水文过程的关系研究,确定了黑河下游额济纳绿洲生态需水的关键期。建议在生态关键期保障输送必需的水量,合理调节水库出水量与河道径流量,保障4月和8月关键期的需水量,其中4月至少要保证0.80亿m3的输水量,8月至少要保证1.08亿m3的输水量,确保下游绿洲植被的生理需水,同时考虑到前期缺水和随后的月份水量消耗,尽可能增加关键月的配水量。     

历史时期西北干旱区生态环境演变过程和演变阶段

在历史时期,西北干旱区的生态环境演变过程是绿洲化与沙漠化并存,人进沙退和沙进人退皆有。灌溉绿洲是通过人工水系(渠、库、井)、栽培植物和耕作土壤,逐步替代自然水系、自然植被和土壤形成的。沙漠化则是由于人类活动改变了水资源的地域分配,使河流中下游地表水减少,地下水位下降,植被衰败向发展扩大。在受人类干扰很少的自然水系情况下,本区生态处自然平衡;在较强干扰下的半自然水系时,生态平衡失调;在强烈干扰的人工水系时期,河流上游生态改善,下游急剧恶化。     

On paleodrainage evolution in mid-late Epipleistocene based on radar remote sensing in northeastern Ejin Banner, Inner Mongolia

Radar remote sensing can acquire information of sub-surface covered by sand in arid area, detect surface roughness and vegetation coronet's layer and linear feature such as linear structure and channel sensitively. With sediment facies analysis, this paper studies the features of environmental evolution in mid-late Epipleistocene (60 ka BP-20 ka BP) in northeastern Ejin Banner. The conclusions are listed as follows: (1) The evolution of the three lakes, i.e. Gaxunnur, Sugunur and Tian'e lakes, are dominated by faults and regional climate. (2) By analyzing sedimentary section of old Juyanze Lake, the three lakes used to be a large outflow lake before 50 ka BP in northeastern Ejin Banner, and at 50 ka BP, temperature declined rapidly in northwestern China. The event caused the lake's shrinkage. (3) By fault activity uplift in the northern part of old Juyan Lake and depression in the southern part, the lake's water followed from north to south at around 35 ka BP, old Juyanze fluvial fan was formed. At the same time, Juyan Lake separated from Sugunur Lake and Wentugunr old channel was abandoned. (4) In recent 2000 years, Ruoshui River is a wandering river, sometimes it flows into Juyan Lake and sometimes Sugunur and Gaxunnur lakes. Due to human activities and over exploitation, the oasis ecosystem is rapidly degenerated in 15 years (1986-2000).     

基于雷达遥感的内蒙古额济纳旗东北部中晚早更新世古水系演化

Radar remote sensing can acquire information of sub-surface covered by sand in arid area,detect surface roughness and vegetation coronet′s layer and linear feature such as linear structure and channel sensitively. With sediment facies analysis, this paper studies the features of environmental evolution in mid-late Epipleistocene (60 ka BP-20 ka BP) in northeastern Ejin Banner. The conclusions are listed as follows: (1) The evolution of the three lakes, i.e. Gaxunnur, Sugunur and Tian′e lakes, are dominated by faults and regional climate. (2) By analyzing sedimentary section of old Juyanze Lake,the three lakes used to be a large outflow lake before 50 ka BP in northeastern Ejin Banner, and at 50ka BP, temperature declined rapidly in northwestern China. The event caused the lake′s shrinkage. (3)By fault activity uplift in the northern part of old Juyan Lake and depression in the southern part, the lake′s water followed from north to south at around 35 ka BP, old Juyanze fluvial fan was formed. At the same time, Juyan Lake separated from Sugunur Lake and Wentugunr old channel was abandoned.(4) In recent 2000 years, Ruoshui River is a wandering river, sometimes it flows into Juyan Lake and sometimes Sugunur and Gaxunnur lakes. Due to human activities and over exploitation, the oasis ecosystem is rapidly degenerated in 15 years (1986-2000).     

On paleodrainage evolution in mid-late Epipleistocene based on radar remote sensing in northeastern Ejin Banner,Inner Mongolia

Radar remote sensing can acquire information of sub-surface covered by sand in arid area,detect surface roughness and vegetation coronet‘s layer and linear feature such as linear structure and channel sensitively. With sediment facies analysis, this paper studies the features of environmental evolution in mid-late Epipleistocene (60 ka BP-20 ka BP) in northeastem Ejin Banner. The conclusions are listed as follows: (1) The evolution of the three lakes, i.e. Gaxunnur, Sugunur and Tian‘e lakes, are dominated by faults and regional climate. (2) By analyzing sedimentary section of old Juyanze Lake,the three lakes used to be a large outflow lake before 50 ka BP in northeastem Ejin Banner, and at 50 ka BP, temperature declined rapidly in northwestem China. The event caused the lake‘s shrinkage. (3)By fault activity uplift in the northem part of old Juyan Lake and depression in the southem part, the lake‘s water followed fi‘om north to south at around 35 ka BP, old Juyanze fluvial fan was formed. At the same time, Juyan lake separated fi‘om Sugunur Lake and Wentugunr old channel was abandoned.(4) In recent 2000 years, Ruoshui River is a wandering river, sometimes it flows into Juyan lake and sometimes Sugunur and Gaxunnur lakes. Due to human activities and over exploitation, the oasis ecosystem is rapidly degenerated in 15 years (1986-2000).     

黑河调水以来额济纳盆地湖泊蒸发量

在GIS技术支持下结合气候条件的变化,对黑河调水以来额济纳盆地的湖泊面积变化和蒸发量变化进行分析.结果表明:额济纳盆地湖泊主要包括东、西居延海和进素土海子,各湖泊在2002年7月后陆续恢复,其中东居延海2004年后常年蓄水,进素土海子在2008年后常年蓄水,西居延海为季节性湖泊.盆地内湖泊总面积最大达到103.85 km²,年蒸发量最大达到1.79×10⁸ m³.湖泊除受地表调水补给外,还受地下径流补给,2005年后东居延海每年接受地下径流净补给量约2500×10⁴～3000×10⁴ m³.     

额济纳天然绿洲景观变化及其生态环境效应

基于研究区1987年LandsatTM和2001年LandsatETM+遥感影像资料,综合运用遥感与GIS技术手段,结合景观格局分析软件APACK,就近15年来额济纳天然绿洲景观格局变化进行了分析,并进一步探讨了由此所引起的生态环境效应。研究结果表明:1)天然绿洲面积与水域面积急剧缩减,绿洲荒漠化程度加剧;2)绿洲景观与荒漠景观过渡地带为各景观生态类型相互转化最为剧烈的区域;3)景观多样性与景观异质性程度减小,景观稳定性降低;4)景观变化所引起的生态环境效应包括地下水矿化度升高、水质下降,植被退化与物种多样性降低,沙尘暴危害加剧以及生态难民数量增加等。     

应用同位素研究黑河下游额济纳盆地地下水

黑河下游额济纳盆地位于两北内陆干旱区,大部分地区为戈壁沙漠,降水稀少,蒸发强烈,生态环境脆弱。盆地内天然植被的生长发育主要依靠于区域地下水,研究盆地地下水形成和循环机制,对流域治理、生态环境建设具有重要意义。本文采用环境同位素示踪技术,结合水化学分析方法和区域水文地质条件,研究分析了盆地地下水循环特征、地下水与地表水的相互关系和流域不同地区地下水补给来源等,为黑河下游水利工程规划和水量调度提供科学依据。     

黑河调水对下游生态环境恢复效果的卫星遥感监测分析

利用2002年7月至2003年9月EOS/MODIS资料, 计算了黑河尾闾湖——东居延海重新出现后水域面积并分析其变化特征; 通过对2002和2003年6~8月黑河下游额济纳旗和古日乃绿洲植被指数的对比分析, 了解黑河调水对下游植被恢复的效果。结果表明: 东居延海重新出现后仍为季节性湖泊, 其面积2002年初冬最大, 2003年春季迅速减小并于6月6日干涸。随着中游地区再次向下游调水, 2003年8月中旬东居延海再次出现, 干涸时间为70d, 较前些年大大缩短。东居延海再现后对位于河道周围的额济纳旗绿洲植被恢复效果比较明显, 对远离河道的古日乃绿洲植被生长影响不显著。     

内蒙西部古居延—黑城地区历史时期环境的变化与沙漠化过程

沙漠系指第四纪时期由于自然因素所形成, 而沙漠化乃是在具有沙漠化发生潜在自然因素的基础上, 于历史时期内由于人为活动破坏脆弱生态平衡, 使原非沙漠的地区出现了类似沙漠景观的环境变化。换言之, 也就是人为活动对干旱及半干旱生态系统的过度干予所造成不平衡的环境退化, 生产力下降的一种方式。因此研究干旱及半干旱地区历史时期沙漠化过程、发展和演变趋势, 对于合理开发利用自然资源有着重要的意义。     

居延海湿地生态系统服务功能及价值评估

黑河下游的居延海湿地属中国干旱\,半干旱内陆河湖泊湿地,具有多种生态服务功能。利用市场价值法、造林成本法、影子工程法、费用替代法以及专家评估法等方法对居延海湿地生态系统服务功能价值进行评估。结果表明,居延海湿地生态系统的总生态服务价值为11 523.33万元·a-1,其中防风固沙价值为3 149.76万元·a-1,生物多样性维持为1 152.28万元·a-1,旅游价值为1 339.8万元·a-1,净化水体价值为2 240.7万元·a-1,大气调节价值为2 007.55万元·a-1,科研文化价值为1 504.3万元·a-1,而物质生产价值比较低,只有130万元·a-1。