艾比湖水面蒸发量及生态环境保护

本文在论述了艾比湖水面８０年代以来趋于动态稳定状态的基础上，用两种方法分析论证了艾比湖水面蒸发量，并就艾比湖及其生态环境的保护提出相应措施。     

艾比湖面积变化及影响因素

艾比湖是新疆典型的平原区湖泊,随着近50年来流域气候和人类扰动双重影响,艾比湖湖面相应呈现出动态变化的态势。针对艾比湖水面面积近50年变化过程,利用入湖径流及有关水文、气象资料,分析、阐述艾比湖水面面`积近50年变化及影响因素。     

艾比湖Ash浅孔沉积信息揭示的环境演变过程

通过对艾比湖西南湖底1．8m浅孔的沉积特征、粒度组成、有机地化分析结合^14C测年数据重建湖泊沉积时代的环境面貌。研究显示近3000年来艾比湖地区的环境总体上是相对稳定的，全球的气候波动曾引起艾比湖水位和周边环境发生一定的变化。其中艾比湖在2600～2450aBP年问湖水相对较浅，气候相对冷干。2300a BP年左右湖泊深度变浅，剖面处受到河流的影响。2300～440a BP年间是艾比湖的高水位时期,气候温暖湿润，水陆生植物繁茂。440a BP以来湖泊变浅。气候变得更加干旱。艾比湖作为一内陆干旱区封闭型湖泊，对全球环境变化的响应较为敏感，艾比湖的形成演变具有典型的干旱区代表性。     

艾比湖水量平衡计算与分析

50年代以来,由于人类活动的影响,艾比湖发生剧烈的变化,从1950年至1977年,平均每年湖泊水域而积缩小20.3km~2,引起湖周地下水位下降,部分植物衰亡,沙暴和浮尘日见增多,环境恶化。有关方面十分关注,提出要保持艾比湖一定的水域面积,保护湖区的生态环境。为此,了解入湖水量及其消耗,对艾比湖水量平衡进行分析计算,显然十分必要。     

2500年来艾比湖的环境演变信息

通过对艾比湖缘1，8m浅孔的沉积相和孢粉组合，结合14C测年资料分析。指出近2500年来艾比湖的沉积环境总体是比较稳定的，但由于气候波动引起艾比湖水位曾发生较明显的变化。约在公元前300～400年，是艾比湖面积缩小时期；约公元前300—公元300年，即东周末至西晋，是艾比湖水位较高时期；约公元300—1400年，即东晋至15世纪初，是艾比湖的高水位时期；约15世纪初至17世纪中是艾比湖的水位下降期，但水位比现代仍然高；约17世纪中至19世纪初的小冰期是艾比湖的水位上升期。研究还提供了历史时期湖泊的盐度变化和湖周发生大火的信息。     

艾比湖水盐变化原因及影响研究

从湖泊水文要素出发,基于湖泊和流域的关系,对半个世纪来艾比湖面积、矿化度等水文要素变化趋势进行了分析,并对变化原因进行了探讨,结果表明,相对封闭及较小尺度的流域面积等自身特性,决定了其水资源系统自我调节能力的脆弱性;而近年来流域上的人类活动,增大了降水径流滞留时间和蒸发作用,加大了对水资源的利用量,最终导致汇入湖泊的水量不断减少,矿化度在湖水量不断减少的情况下浓缩升高,最后就艾比湖水盐趋势变化及影响进行了讨论。     

属性识别模型在艾比湖水质评价中的应用

根据新疆博尔塔拉蒙古自治州环境监测站对艾比湖5个代表性的监测断面最近5年的水质实测资料,结合熵权法和国家地表水环境质量标准系统地建立了属性识别模型,运用属性计算和属性得分详细评价了艾比湖的水质.模型评价结果表明:艾比湖的水质污染主要为氨氮、磷、砷的污染.就空间而言,湖心2水质较好,没有出现V类水质,其次为喇叭口,博乐河口与精河河口水质较差;就时间而言,2003年各监测断面水质均属I类,之后逐渐恶化,到2008年半数以上的监测断面属于V类水质,且与改进密切值法的评价结果比较,结果较吻合.采用属性识别模型评价湖泊水质,概念清晰,计算简单,评价结果客观、合理,可以反映出艾比湖水质的现状,是湖泊水质评价中简便实用的评价方法之一.     

新疆艾比湖生态脆弱区生态服务价值对土地利用变化的响应

以干旱区生态脆弱区新疆艾比湖区域为研究对象,运用GIS手段和生态经济学的方法,采用Costanza生态系统服务价值计算公式,并参照谢高地等人的中国陆地生态系统服务单位面积价值,探讨了艾比湖区域1990—2007年土地利用和生态系统服务价值的变化特征。结果表明:1990—2007年间,艾比湖区域土地利用处于发展阶段,土地利用程度呈增大趋势;1990,2001和2007年艾比湖区域生态服务价值分别为53.63,63.01和56.96亿元,呈波动性变化;研究区生态系统的服务性功能远大于生产性功能。2001—2007年间研究区生态系统服务价值下降速度较快,作为艾比湖湿地自然保护区的核心部分,生态系统服务价值具有退化的趋势,需要加强管理,控制人类活动的影响强度。     

新疆艾比湖周边白刺沙堆形态特征空间异质性研究

在实地调查和形态测量的基础上,应用统计学原理和方法,对新疆艾比湖周边白刺沙堆的实测形态参数进行数理统计分析,以分析艾比湖周边白刺沙堆的空间异质性。结果表明,艾比湖周边白刺沙堆的长轴平均长度介于4.5~7 m之间,短轴平均长度介于3~5.5 m之间,沙堆平均高度介于0.5~1 m之间;沙堆长轴、短轴、迎风坡坡长和背风坡坡长之间均具有显著相关性,尤其是长轴长度和背风坡坡长,短轴长度和迎风坡坡长具有高度相关性,沙堆的高度与短轴的相关程度最高。从白刺沙堆各发育阶段形态特征分析,艾比湖东部和东北部桑德库木和鸭子湾北部白刺沙堆处于生长阶段,艾比湖西部阿拉山口附近的白刺沙堆处于发育的衰退阶段。     

艾比湖流域气候变化及其径流响应

利用艾比湖流域5个气象站45年的气温降水资料,分析了艾比湖流域的气候变化特征。在近45年当中,艾比湖流城的气候发生了显著的变化,主要表现在气温的升高和降雨量的增加。艾比湖流城气候变化对区城水文水资源的影响主要表现在:1)近45年来艾比湖流域气温存在着明显变暖的总趋势,尤其以20世纪90年代最为明显。气候变暖具有明显的季节性差异,主要是在冬季,而春季变暖的趋势较为缓慢;2)近45年来艾比湖流域降水量呈现增多趋势,尤其是进入20世纪90年代后期,降水量明显偏多,其中夏半年降水量增长趋势率要高于冬半年降水量增长趋势率;3)艾比湖流域主要河流年径流的多年变化不大,总体上博尔塔拉河下游径流量呈减少趋势,而精河径流量呈上升趋势。博尔塔拉河下游地表径流对博乐站年降水量有正响应,精河地表径流对精河水文年降水量有正响应;4)变暖也造成了河湖水质的不断恶化,艾比湖和河流下游水体的矿化度逐年升高,水体化学类型由碳酸盐型向碳酸盐—硫酸盐型再向硫酸盐—氯化物型过渡。     

新疆艾比湖地区生态足迹与生态承载力研究

文章对艾比湖地区2003年的生态足迹进行了计算和分析。结果显示，2003年艾比湖地区的人均生态足迹为4．222hm^2，而实际生态承载力为3．193hm^2，人均生态赤字为1．029hm^2。表明艾比湖地区的发展模式处于一种不可持续的状态。从该区人均生态足迹的供给需求结构看，耕地、建筑用地、林地、化石燃料用地出现人均生态赤字，表明艾比湖地区经济发展处于初级阶段，主要以消耗当地土地和能源资源来满足人们最基本的生活需求。水域、草地虽出现人均生态盈余，但这并不意味着绝对生态供给丰富，主要与地方采取的改善生态环境质量措施等有关。     

艾比湖近期出现大面积干涸

艾比湖及周边地区是新疆的重要湿地之一,但是近期出现了大面积湖床干涸.由EOS\MODIS卫星监测到的数据来.2006年夏季以来,艾比湖水域面积缩小速度加快,7月下旬开始出现大面积干涸,到8月中旬情况持续加重.2006年8月19日的EOS\MODIS卫星监测到艾比湖水域面积为550.6 km2,与7月下旬比较缩小了263.4 km2,与8月上旬比较缩小了126.4 km2,比2005年8月中旬比较缩小了158.4 km2.     

艾比湖流域水土开发的模糊综合评价

近年来随着水土开发活动的加剧,艾比湖流域已经成为我国干旱区生态环境严重退化的地区之一。水土资源利用的有效程度是区域水土资源可持续发展的前提与基础．直接关系水土资源的可持续利用。本文运用模糊综合评价模型．对艾比湖流域水土开发的有效性进行了评价。结果显示：艾比湖流域水资源开发利用率较高．平均达到75．99％;但水土资源有效利用率偏低．有效开发利用程度综合评分值只有0．316;水土资源开发处于低级及过渡阶段,工农业及经济属于耗水型．水资源综合管理水平低,但同时也说明水资源开发具有很大潜力。以评价结论为依据,给出了流域可持续发展水土资源保障的对策建议。     

不同环境背景下的艾比湖区域土壤水盐差异性特征研究

由于不同的环境背景下环境机制不同,所以导致了水盐（主要指水分、盐分）空间变异存在很大差异,在此背景下分析艾比湖地区含水量与含盐量空间变异,有助于更加合理的了解土壤含水量与含盐量一体化规律。以艾比湖为中心把艾比湖区域分为三个靶区：绿洲、荒漠、湖区,运用统计学方法,分析三个区域的土壤水分、盐分差异性特征。结果表明：绿洲、荒漠、湖区这三个区域表层土壤盐分积聚严重,其含盐量大小依次为：荒漠→绿洲→湖区,而含水量却相反;绿洲、荒漠和湖区土壤含盐量的变异系数均在85%～150%之间,属高强度变异,含水量变异系数均介于55%～75%之间,属中强度变异。说明荒漠区域盐分含量的水平分布不均匀,空间异质性较强;而水分含量的水平相对较为均匀,空间异质性较弱。绿洲、荒漠、湖区土壤层10～20 cm与20～40 cm土壤层含盐量的存在显著性相关性（p<0.01）,即绿洲的相关系数0.913,荒漠的相关系数0.966,湖区的相关系数0.941,绿洲与湖区土壤表层与亚层含水量存在显著性相关性（p<0.01）相关系数分别为0.851 和0.908。说明绿洲与湖区土壤层0～10 cm与10～20 cm土壤含水量存在水分转移现象,荒漠区域这种现象不明显,可能与沙漠炎热地表环境和土壤性质等因素有关。研究结果揭示了艾比湖地区不同环境背景下秋季的土壤含水量与含盐量分布特征,为艾比湖地区农作物灌溉管理及土壤盐渍化治理提供了科学依据。     

艾比湖地区风沙危害趋势及对欧亚大陆桥的影响

艾比湖是新疆最大的尾闾盐湖,地质历史时期和人类活动时期处于不断干缩状态,所形成的于涸湖盆物质在阿拉山口大风驱动下对区域构成风沙危害。从物质来源和驱动风力两个方面分析了风沙危害的可能性;并在剖析扬尘爆发频率和风力条件变化趋势的基础上,得出近40年风沙危害加剧的主要由于沙尘策源地扩大的结论。重点分析了欧亚大陆桥艾湖段风沙危害现状及趋势,认为由于区域风力条件的稳定性,只有在与艾比湖地区生态环境恢复重建的基础上,进行全线的生物防护措施,改善下界面状况,才能取得可持续的防沙效益。     

MODIS数据在新疆生态环境建设中的应用

中国科学院新疆生态与地理研究所利用MODIS卫星接收站接收的MODIS数据进行了艾比湖湖水水面动态监测，并连续监测了湖面西北107km^2裸露湖底的水而恢复情况，佐证了覆盖该裸露区所需的理论入湖水量。结合塔里木河应急生态放水工程，利用归一化植被指数提取结果进行了生态放水引起的植被恢复状况监测，利用连续MODIS数据进行了台特玛湖水面变化的监测，证实了应急输水的生态保护效果是十分显著的。显示了中尺度分辨率MODIS数据在新疆生态环境建设中具有很强的应用前景。     

艾比湖原核微生物菌群结构演变与环境因子关系分析

用非培养法获得新疆维吾尔自治区艾比湖湖底沉积物原核微生物菌群组成,并与已有盐湖原核微生物菌群数据进行比对,分析湖泊由淡水湖向盐湖演替过程中原核微生物群落结构变化规律。实验获得艾比湖原核微生物16S rRNA基因序列,并从NCBI数据库下载赛里木湖、柴窝堡湖和顿巴斯他乌盐湖3个湖泊的非培养原核微生物16S rRNA基因序列数据。用不同盐湖细菌和古菌16S rRNA序列信息构建系统发育树并与其理化指标进行典型性相关分析。同源比对及聚类结果显示,艾比湖湖底沉积物中细菌包括4个门,拟杆菌门(Bacteroidetes)占克隆文库的64%,变形菌门(Proteobacteria)占9.4%,厚壁菌门(Firmicutes)占3.4%,放线菌门(Actinobacteria)占2.6%,此外含有未分类类群20.6%。古菌含有两个门,广古菌门(Euryarchaeota,98.3%)和盐纳古菌门(Nanohaloarchaeota,1.7%)。不同盐湖系统发育树结果显示,随盐度增加,盐湖细菌从变形菌门向拟杆菌门演替;古菌从奇古菌门和泉古菌门向广古菌门和盐纳古菌门演替。RDA结果显示,Na⁺、Cl-、SO₄2-和矿化度对盐湖原核微生物多样性结构起到决定性的作用,K⁺、Mg²⁺和Ca²⁺对艾比湖菌群结构影响作用最为显著。原核微生物群落会随着湖水盐浓度的增加和盐湖化学成分的不同而发生演替。     

艾比湖流域绿洲化与荒漠化过程时空演变研究

艾比湖流域生态格局是绿洲化过程和荒漠化过程相互作用的结果,以1990、2000年和2005年的遥感数据作为数据源,进行景观分类与制图,利用ArcGIS提取了艾比湖流域的绿洲和荒漠景观,基于占补平衡原理和变化检测,对比分析了绿洲退缩区和扩张区的数量特征和空间格局,并利用重心迁移模型得出绿洲和荒漠重心的变化趋势。结果表明：①1990-2005年间,研究区绿洲面积有所增加,荒漠面积呈减少趋势,绿洲退缩区的面积为1 853.75 km2,而绿洲扩张区的面积达到了1 912.13 km2。②研究时段内,绿洲的空间变化较大,其扩张区多位于艾比湖湖区周围以及艾比湖湖区西部以耕地为主的区域,绿洲退缩区主要位于研究区的东北部。③绿洲的重心向西南方向迁移了3.4196 km,同时,荒漠的重心向东北迁移,迁移距离为6.9999 km。