Utilization of water resources,ecological balance and land desertification in the Tarim Basin,Xinjiang

Because of the human exploitation and utilization of water resources in the Tarim Basin, the water resources consumption has changed from mainly natural ecosystem to artificial oasis ecosystem, and the environment has changed correspondingly. The basic changes are: desertification and oasis development coexist, both “the human being advance and the desert retreat” and “the desert advance and the human being retreat” coexist, but the latter is dominant. In the upper reaches, water volume drawing to irrigated agricultural areas has increased, artificial oases have been enlarging and moving from the deltas in the lower reaches of many rivers to the piedmont plains. In the middle and lower reaches of the Tarim River, the stream flow has decreased, old oases have declined, natural vegetations have been degenerating, desertification has been enlarging, and the environment has deteriorated. The transition regions, which consist of forestlands, grasslands and waters between the desert and the oases, have been decreasing continuously, their shelter function to the oases has been weakened, and the desert is threatening the oases seriously.     

中国西部山地发展的一般模式——以天山巴音布鲁克地区为例

中国西部山区是我国的水源地及生态屏障，它们的合理开发与保护是西部大开发的基本内容。研究归纳出山地发展的“巴音布鲁克模式”：（1）天鹅及其生境的绝对保护（核心）；（2）建立可持续牧业（主体）；（3）规范和发展旅游业（突破口）；（4）西蒙古土尔扈特传统文化的保护（文化多样性）。中国西部山区的发展模式都可以概括为一个核心（自然保护）三个圈层（与当地主要土地资源相适应的主导产业，与当地特有资源相联系的新兴产业，当地民族文化保护）。这种模式能够充分体现生态优先的思想，同时考虑到促进地区新老经济及文化的发展与保护，符合西部大开发的方针。     

塔里木河的变迁与罗布泊的演化

干旱区河流及湖泊变化是环境演变的最重要标志之一。本文根据实际调查、历史记载和遥感图像解译,论证了塔里木河河道变迁及水量变化与罗布泊的演化关系。魏晋及其以前,塔里木河与孔雀河合流从北面入罗布泊,当时上游农业规模小,入湖水量多,罗布泊水域面积达到5350km2。此后,孔雀河入塔里木河,从南面经喀拉和顺入罗布泊,由于绿洲面积扩大,引水增加,到了清末罗布泊水域明显缩小,但还没有干涸。1921～1952年塔里木河再度与孔雀河汇流,又从北面入罗布泊,湖面扩大到1900km2,代表了这一时期的罗布泊水域,因此罗布泊不是20世纪30年代末40年代初干涸。1952年塔里木河与孔雀河分流,孔雀河单独入湖,水量减少,使湖面缩小,但直至1959年中国科学院新疆综合考察队对罗布泊进行考察时仍有广阔的水面,1961年仍未干涸。孔雀河灌区为扩大灌溉面积,于1958年和1962年,分别在普惠和阿克苏甫修了拦河大坝和水库引起下游断流。因此,罗布泊应在1962年以后逐渐干涸,直到1972年美国第一颗地球资源卫星照片上才得到反映。同时,还根据塔里木盆地绿洲发展、水资源利用及水系关系,分析了罗布泊干涸的原因及与塔里木河开发有着必然联系,主要是人类活动改变了地表径流的地域分配,上中游引水过多,造成下游断流和尾闾湖干涸。     

塔里木河下游生态保护目标和措施

针对2000-2009年塔里木河下游10次生态输水后生态环境的变化情况,提出新的生态保护目标：在距河500 m以内以胡杨(Populus euphratica)为主的重点保护带,地下水埋深保持在≤4 m,植被总盖度达到0.4~0.5;500~1 000 m为基本保护带,以柽柳(Tamarix spp.)为主,地下水埋深为4~6 m,植被总覆盖度达到0.3以上;＞1 000 m为一般保护带,随着输水累积量增加,地下水埋深达到6~8 m,使现有植被不再退化;沿河两岸1 000 m的植被保护恢复总面积应达到1 028 km2;用水均衡法和潜水蒸散法重新估算的大西海子的下泄水量为2.3×108 m3 ,比原规划减少了1.2×108 m3 ,其中2.0×108 m3为维护生态所用,另外还有0.15×108~0.3×108 m3为向台特玛湖输水的水量;应保持输水连续性,大西海子以下年泄水量不小于0.36×108 m3;为了保证向下游输水,必须加强水资源调控,通过整治源流,使到达干流的水量为44.2×108 m3 ,干流严禁开荒,加强对防护堤修建后生态环境变化的监测,下游采用漫溢漂种增加植被面积。     

台特玛湖湿地保护研究

台特玛湖位于塔里木盆地东北隅,属新疆若羌县,是现塔里木河和车尔臣河的归宿地.它是由阿尔金山山前平原和塔里木河及车尔臣河冲积平原交汇处的低地积水形成的,过去曾与罗布 白相通.湖泊沉积物以细沙为主,在强劲的东北风吹蚀下,极易就地起沙.1982 ～1998年曾连续干涸17年,使湖西岸发展成强度沙漠化,若长期干涸,将会演变成一片沙海.这将会严重威胁218国道和将要修建的环塔里木盆地铁路以及新疆至青海铁路,对塔里木盆地东部重镇若羌的发展带来很大的影响.保护台特玛湿地,还可为候鸟迁徙提供栖息地,并可发展养鱼和育苇.湖面应保持最小面积为10 ～30km2,根据水面蒸发系数计算约需3000×104～ 4500×104m3的水量.入湖水量由塔里木河和车尔臣河各承担一半.要求塔里木河每年从大西海子下泄水量2.3×l08m3,除维护下游绿色走廊生态用水外,可有1500×104 ～ 2500×104m3的水量入湖.车尔臣河向台特玛湖输水方便快捷,其上游不宜修建大型水库,使中下游水量达到1.5×108～2.0×108m3,保证所分担的水量不成问题,并通过对其下游三角洲整治,还可增加向台特玛湖的输水量,使之成为台特玛湖的主要补给水源.     

卫星遥感估测土壤水分的一种方法

对于植被影响土壤水分遥感的大小 ,提出了“光学植被盖度”新概念来衡量 ,并用遥感法进行估测。用分解象元法排除植被干扰来提取土壤水分光谱信息。采用土壤水分光谱法并借助回归分析建立土壤水分遥感的TM数据模型。以此为桥梁 ,建立了AVHRR数据模型     

Utilization of water resources,ecological balance and land desertification in the Tarim Basin,Xinjiang

Because of the human exploitation and utilization of water resources in the Tarim Basin, the water resources consumption has changed from mainly natural ecosystem to artificial oasis ecosystem, and the environment has changed correspondingly. The basic changes are: desertification and oasis development coexist, both “the human being advance and the desert retreat” and “the desert advance and the human being retreat” coexist, but the latter is dominant. In the upper reaches, water volume drawing to irrigated agricultural areas has increased, artificial oases have been enlarging and moving from the deltas in the lower reaches of many rivers to the piedmont plains. In the middle and lower reaches of the Tarim River, the stream flow has decreased, old oases have declined, natural vegetations have been degenerating, desertification has been enlarging, and the environment has deteriorated. The transition regions, which consist of forestlands, grasslands and waters between the desert and the oases, have been decreasing continuously, their shelter function to the oases has been weakened, and the desert is threatening the oases seriously.

     

塔里木河下游生态输水后植被景观格局动态变化研究

2000-2005年, 塔里木河流域管理局先后7次向塔里木河下游断流区进行了生态输水, 输水河道两岸的植被得到了一定的恢复. 以2000-2005的中巴资源卫星CCD影像为主要数据源, 获得了6 a的植被/非植被二值图, 并计算各年的景观格局指数, 分析了6 a植被景观格局的变化. 结果表明: 植被景观动态度在第四时段(2003-2004年)最大, 为47.83%; 在第三时段(2002-2003年)最小, 为-1.39%; 2000-2005年植被景观的动态变化呈正向趋势. 2000-2005年, 植被景观斑块个数与景观形状指数增加, 蔓延度指数下降了36.9, 斑块结合度指数均高于99, 表明研究区的植被景观破碎化程度、分离程度增加, 而景观类型联通性较高. 植被斑块面积均处于增加趋势且远离河道植被恢复率越小, 但植被景观的比重仍小于50%, 说明非植被类型是研究区的基质类型, 组成了景观的最大斑块. 针对缓冲区Zone 1, 植被景观的平均分维数处于减小趋势且2005年的斑块个数最小, 斑块结合度指数处于增加趋势, 表明近河道区域植被较为稳定, 受生态输水的干扰度较小, 植被景观斑块之间越来越聚集. 6 a间Zone 1的植被最大斑块指数均大于10%, 远高于其它5个缓冲带, 表明离河道越近植被景观的优势度最大.     

基于多源空间数据的塔里木河下游湖泊变化研究

利用历史图件、地形图及遥感数据监测塔里木河下游诸多湖泊水域面积并分析近一百多年的变化情况。根据湖泊水域及其变化,该区湖泊在100多年内变化过程可以分为3个时间段：① 20世纪60年代以前,该区水文条件较好,19世纪末20世纪初湖泊总面积超过2000 km²;20世纪60-70年代至20世纪末,随着水利设施的陆续兴建,湖泊水域缩小,甚至某些湖泊彻底干涸;21世纪随着塔里木河流域综合治理与下游生态输水工程的实施,该区水文条件有所好转,干涸多年的一些湖泊重新形成水域,2013年湖泊水域总面积达760 km²。② 根据湖盆成因及水域变化把该区湖泊分为：河道西侧的风成湖,河道网之间及东侧的河成湖及河道末端的构造湖等三类。③ 初步总结风成湖演变过程,发现该区风成湖与河成湖在形状、深度、水质、形成时间等方面有较大差异。④ 近代人为因素对湖泊水域变化的影响高于自然因素。