荒漠绿洲区人工梭梭林土壤水分空间异质性的定量研究

利用12×12m²样地中1×1m²、0～100cm剖面的土壤水分调查数据,采用地统计学原理与方法,研究了人工梭梭林(Haloxylon ammodendron)在栽植20a后的土壤水分格局的空间异质性程度、异质性组成、尺度以及与梭梭生长的关系.结果表明:人工梭梭林土壤水分空间异质性的96%～88%是由空间自相关因素引起的,随机因素起的作用较小.除60～80cm土层土壤水分的块金值与基台值比值较高(C₀/(C₀+C)=0.5),其它各层都较小(0.04～0.12),变程为1.57～2.97m.在较小(<2m)和较大(>8m)的尺度上,土壤水分的空间相关性较强.沿垂直剖面土壤含水量差异显著,10～20cm土层含水量最高(2.82%),其它各层较小(1.30%～1.67%).     

宇宙射线中子技术的中尺度土壤水研究进展及在荒漠绿洲区的应用

宇宙射线中子技术是观测土壤水分的新方法,通过近地表宇宙射线中子强度反演土壤水分,可以监测百米尺度范围内平均土壤水分状况,为中尺度土壤水研究提供数据支撑。重点综述了快中子强度与氢原子数呈反比的宇宙射线中子技术的观测原理,分析影响中子强度的气压、空气湿度、太阳活动、磁场强度、道路和中子数计量等因素,归纳了剔除非土壤水氢源的中子强度反演土壤水的关系模型,总结了计算土壤水校正点权重的方法,概述了国内外观测应用进展。在此基础上,利用移动式宇宙射线中子技术在河西走廊荒漠绿洲区进行土壤水分观测,观测的均方根误差为0.03 g/g,参数N0为690 counts/30s,该技术较好地实现了该区域中尺度土壤水分测定。荒漠区0～30 cm土层,夏季和秋季的土壤水资源量分别为6.8 mm和19.4 mm;绿洲区0～15 cm土层,夏季和秋季的土壤水资源量分别为50 mm和44 mm,研究为荒漠绿洲区土壤水资源评价和绿水利用提供了科学依据。     

绿洲与荒漠背景夏季近地层大气特征的对比分析

利用观测试验资料, 对比分析了夏季典型晴天敦煌绿洲与周围荒漠戈壁背景近地面层大气特征的差异. 结果表明: 绿洲具有降温、保湿、风屏等效应, 地表温度和近地面层大气温度明显要比周围荒漠的低, 近地面层大气湿度要明显比周围荒漠的大, 近地面层大气风速和摩擦速度要比周围荒漠的小, 近地面层感热通量比周围荒漠小1/5, 近地面层潜热通量比周围荒漠大 10 倍左右. 同时, 绿洲与周围荒漠相比有比较可观的下沟运动, 这会对绿洲的能量和水分输送有贡献. 绿洲的 Bowen比大约是周围荒漠戈壁的1/20, 相差一个量级, 这说明绿洲和周围荒漠的气候特征相差十分明显.     

吸湿凝结水对荒漠地区生物土壤结皮生态功能的影响综述

生物土壤结皮可以作为一种模式系统来研究复杂的生态学问题,而吸湿凝结水是生物土壤结皮在干旱期维持功能活性的基础,吸湿凝结水输入期间生物土壤结皮的生理活动会影响土壤中的碳交换和许多生物地球化学过程,因此,在荒漠生态系统中,地表吸湿凝结水与生物土壤结皮的关系研究显得尤为重要。但由于吸湿凝结水的形成过程受下垫面特征以及诸多热力及气象环境要素的影响,需要基于土壤学、生物学、气象学、物理学和表面科学等学科的交叉集成研究。在综述国内外研究动态的基础上,根据吸湿凝结水形成的物理基础,对比分析了不同原理测量方法的优缺点及发展趋势,从吸湿凝结水对生物土壤结皮的作用机制和生物土壤结皮发育对吸湿凝结水形成的影响两方面总结和讨论了目前吸湿凝结水形成与生物土壤结皮关系研究的进展和不足,根据现有研究结果,阐述了在未来全球变化背景下,非降雨水输入特征的改变及对生物土壤结皮发育和荒漠生态系统功能的生态作用,并提出了当前研究中存在的问题及未来的研究重点,这些问题的解决将提高我们对荒漠生态系统稳定性和可持续性的科学认知水平。     

绿洲地理特征及其气候效应

根据绿洲的一些共性给出了绿洲的科学定义。并且根据以往大量研究成果,系统地归纳了世界上绿洲分布的区域类型、形成的客观条件、需要的水文环境、植被和土壤类型及其分类等地理特征,全面总结了绿洲"冷岛"结构、"冷岛"效应、"湿岛"结构、临近荒漠逆湿、高额可利用能量、风屏作用、动力和热力效应、增雨作用等主要气候效应。在此基础上,提出了绿洲具有系统性、对水的依赖性、高比照性、尺度性、高效性、脆弱性、演化性等本质特性。最后还讨论了人类活动对绿洲的作用和影响。     

黑河下游额济纳绿洲荒漠植被与地下水位埋深的 定量关系

干旱区植被生长与地下水的依存关系是生态水文地质学研究的热点之一。由于降水稀少,中国西北地区植被的生长发育与地下水的关系极为密切,从大尺度上研究地下水变化的生态效应问题对生态环境的保护和恢复具有重要的意义。借助遥感方法,结合地下水观测数据,在区域尺度上定量地研究了我国黑河下游额济纳绿洲荒漠植被发育与地下水埋深的关系。结果表明:适宜植被生长的地下水埋深范围约为2~5 m,当地下水埋深超过5.5 m时,由于植被根系缺水,不能维持冠层正常生长,几乎没有植被发育。     

黑河下游额济纳绿洲退化规律及其控制因素

本文针对黑河下游的额济纳绿洲,借助遥感方法利用气象卫星数据定量确定了绿洲的多年动态变化规律,通过地下水数值模拟得到地下水水位埋深分布,提出植被覆盖率的概念较好地描述了植被生长状况与地下水位埋深的定量关系,最终给出了能从宏观上研究干旱区绿洲和水资源定量关系的实用方法.     

额济纳绿洲生态环境退化及其原因分析

通过对额济纳绿洲生态环境退化及其原因分析,认为合理分配和综合治理水资源是遏制生态环境退化的必要手段。为维护生态环境良性发展,对黑河下游的人口数量、载畜量、工农业用水等方面进行合理的分配,旨在为下游的生态环境恢复、综合治理该地区的工作提供参考。     

中国西北地区额济纳绿洲植被盖度与黑河流量的滞后效应研究

干旱区植被生长与地下水的关系是生态水文地质学研究的热点之一。西北干旱地区,由于降水稀少,绿洲是当地人类生存和发展的主要依托。近年来,随着黑河流域中游地区用水量的逐年加大,下游来水量减少,使得下游额济纳绿洲的面积不断减小,湖泊干涸,沙漠化严重,生态环境恶化。由于绿洲植被的生长与水有极为密切的关系,因此,研究河流流量与绿洲植被生长之间的定量关系,对改善黑河流域生态环境、协调用水矛盾和合理配置水资源具有重要意义。将遥感数据与黑河径流量数据相结合,在区域尺度上定量研究额济纳绿洲植被生长与河流径流量的关系。结果表明,绿洲植被对黑河径流以及地下水有很强的依赖关系,而且黑河径流对额济纳绿洲的影响存在一年的滞后期,而地下水则通过这种滞后作用将两者联系起来。     

黑河下游额济纳绿洲变化规律及其相关因素分析

通过处理额济纳旗地区的卫星数据,以归一化植被指数为重要指标,对可能影响绿洲的各种人为和自然因素进行了定量分析,其中包括年径流量、年降雨量、高程、坡度和地下水埋深等。结果表明:当通过狼心山的黑河流量大于3×108m3/a时,额济纳绿洲面积与黑河下游径流量呈良好的线性关系;该地区植被的生长和降雨几乎无关,两者相关系数为0·016;绿洲植被生长与高程有一定关系,最适宜绿洲植物生长的高程为930~950m;坡度和植被生长也有一定关系,坡度小的地方,植被相对茂密;地下水埋深对植被的生长存在密切的关系,用植被覆盖率的概念得到最适宜绿洲植物生长的地下水位埋深为3·2~3·8m。     

新疆罗布泊地区凝结水试验

采用称重法,在高含盐量的罗布泊北部凹地首次进行了凝结水的野外监测,根据监测数据分析了罗布泊地区凝结水的生成规律.研究结果表明罗布泊存在凝结水;2005年7月、10月、12月3次监测时期里日均凝结水量分别为0.293,0.127,0.275 mm;凝结水来源于空气中的水气和深部土壤水分;发生的时间基本在晚上22∶00至次日凌晨8∶00;影响凝结水产生的主要因素为近地面大气温度与地表土壤温度差、空气相对湿度、冻结期等,土壤的高含盐量也有利于凝结水的生成.     

沙漠表层粒度与水热变化的环境效应分析──以古尔班通古特沙漠为例

重点探讨了古尔班通古特沙漠不同类型沙漠区（流动沙漠和固定沙漠区）表层沙粒度组成特征及其与热量传输和含水率的相互关系。实地测量和采样分析结果表明:不同类型沙漠区的粒度结构组成与沙层热量传输、水份迁移和沙面蒸散直接相关,并且对地表的感热和潜热以及沙漠对气候的反馈起到了重要作用。同时,沙漠表层粒度与水热传输变化过程,直接影响沙漠区植物成活率与生长,并对沙漠气候与环境变化产生重要影响。     

汉石桥湿地引水工程的可行性及对地下水的影响研究

以汉石桥湿地引水工程为例,结合北京市人民政府关于实行最严格水资源管理制度的意见,从水资源承载能力出发,收集和调查项目区的水资源状况和供水现状,分析项目需水合理性,供水方案的可行性和可靠性,本地区水资源条件对项目用水的保障程度等,以及项目用水对区域水资源和其他用户的影响情况。     

西北绿洲的水资源合理开发利用-以青海省格尔木-诺木洪山前绿洲为例

在西北干旱地区,整个生态环境非常脆弱,而水又是维系绿洲区生态环境的重要保证.因此,绿洲的水资源开发利用应充分考虑当地生态环境的可持续发展.根据这一原则,我们在青海省格尔木-诺木洪绿洲进行了该地区的水资源合理开发利用研究.     

龙门石窟潜溪寺凝结水定量测试研究

龙门石窟雕琢于碳酸盐岩体之中,受水的侵蚀破坏十分严重,而凝结水病害是水侵蚀中不容忽视的一个问题。潜溪寺是龙门石窟凝结水病害比较典型的一个石窟。凝结水的定量测试是评价凝结水病害和分析其形成机理的重要手段。采用专门的测试设备在龙门石窟潜溪寺现场测定凝结水的凝结速率和凝结水量,主要包括试验仪器的率定试验和凝结水的定量采集试验,通过率定试验得到了试验时间和试验仪器误差的曲线关系,定量采集试验得到不同时间段的凝结速率。结合现场监测的凝结面积和生成凝结水的时间计算凝结水量。试验结果表明,试验仪器误差水量与时间可以拟合为线性关系;2010年潜溪寺的凝结水生成总量为200.68 kg,其量相当可观;潜溪寺内凝结水的生成速率上午最大,晚上最小;结合笔者前期研究成果分析,潜溪寺2006—2010年期间的年生成凝结水量呈波动状态,凝结水量的波动与年度的气候变化有关;2008年以来,潜溪寺的凝结水量有增多的趋势。位于南方的大足石刻凝结水的生成速率最高,位于北方的云冈石窟的凝结水生成速率最低,龙门石窟的凝结水生成速率介于二者之间,这与3个石窟的自然地理位置和气候条件相关。     

The Mechanism of Groundwater Salinization and Its Control in the Yaoba Oasis, Inner Mongolia

The arid area is one of the most concerned areas among the water resources researchers and economists. Northwest China will be an important developing region of China in the 21st century. Yaoba is a well-irrigation oasis within this arid area, which is located in the Alxa area west of the Helan Mountains and next to the Tengger desert in the east. It has contributed greatly to the local stock raising and agriculture since its development in 1970. However, the groundwater which the oasis depends on to survive has been getting salinized gradually and more serious in recent years.A comprehensive study was carried out using the methods of groundwater environment isotope analysis, lithofaci-es and palaeogeography, calculations of water-rock interaction and the existing form of chemical components in groundwater etc. It has been found that the salinization of groundwater is mainly caused by reinfiltration water solving the salt in soil which is deposited simultaneously with the sediments and accumulated in th     

新疆开都-孔雀河流域绿洲需水量与稳定性分析

水是绿洲存在和发展的核心, 干旱区绿洲稳定性与水密切相关. 根据2000-2009年资料, 采用蒸发系数法和定额法估算开都-孔雀河流域绿洲自然生态系统和社会经济系统综合需水量, 并对水资源约束条件下的绿洲稳定性进行初步探讨. 结果表明: 2000-2009年, 绿洲年均总需水量理论值约为54.80×10⁸ m³, 其中开都河绿洲总需水量约为20.55×10⁸ m³, 孔雀河绿洲总需水量约为21.90×10⁸ m³, 博斯腾湖区耗水量约为12.35×10⁸ m³, 与绿洲10 a平均供水量相比, 供需表现出极大地不平衡性. 水资源可承载绿洲面积(不含博斯腾湖)约为3139.66 km², 其中可承载灌溉地面积约为1395.41 km², 与绿洲10 a平均面积5 248 km²相比, 差别较大, 绿洲处于不稳定状态, 现状绿洲面积应适当收缩. 最后, 对博斯腾湖最低生态水位进行讨论, 初步把大湖最低水位定为海拔1 045 m, 小湖最低生态水位定为海拔1 046.5 m.     

黑河分水计划对临泽绿洲种植业结构调整及生态稳定发展的影响——以黑河中游的临泽县平川灌区为例

黑河分水计划及用水商品化的实施,对绿洲种植业结构调整、节水降耗和退耕,有着较大的积极作用.但也相应出现了一些不可忽视的问题,如在调水方式及适宜时段的合理选择、供需水之间矛盾的有效处置以及流域水资源合理高效利用模式的建立等方面还有待进一步研究.特别是在水资源短缺和市场经济的双重作用下,过度开采地下水以及追逐短期利益行为有所加重,进而导致地下水位波动性变化幅度加大和低效的公益性生态建设与发展受到较大的制约,尤其是荒漠绿洲交错地带的生态环境及生产条件在分水后显现诸多不适宜或退化迹象,并有恶化发展的趋势.     

和田河流域平原耗水驱动力与适宜绿洲规模分析

基于和田河流域1964—2007年的水文、气象及社会经济资料,分析了和田河流域水资源变化趋势,探讨了流域耗水量变化的驱动因素,并在此基础上运用水量平衡法和水热平衡法估算了流域适宜绿洲规模和适宜耕地面积.结果表明,1964—2007年和田河流域出山口径流呈现增幅为0.495×108m3.（10a）-1增加趋势,流域耗水量...