基于生态保护的宁夏天然绿洲生态需水研究

以适宜的生态目标与生态建设规模为目标,以水资源合理利用为核心,利用遥感(RS)、地理信息系统(GIS)等技术,研究了宁夏绿洲的生态演变和生态需水问题。在分析宁夏绿洲的生态意义、生态现状及流域水资源状况后,探讨了生态演变和生态需水的相关理论,提出了宁夏绿洲生态演变研究的总思路、绿洲生态需水的概念、界定绿洲可持续发展规模,对宁夏生态需水计算提出现状思路和方法。     

渭干河-库车河三角洲绿洲地下水盐化特征及成因分析

在综合分析大量实测资料和参考资料的基础上,阐明了渭干河-库车河三角洲绿洲地下水不同埋深的分布面积、盐化特征、化学类型、补排量、含盐量的时空变化及成因.结果显示:(1)在绿洲平原区,地下水埋深3～6m范围最大,占总面积的39.68%;在灌区地下水埋深1～3m范围最大,占53.03%.在绿洲平原区,地下水矿化度小于1g/L范围最大,占总面积的91.98%;在灌区地下水矿化度小于1g/L的范围最大,占94.81%.从pH值来看,pH值7.5～8.0范围之间的面积最大,占总面积的90.25%.(2)冲积洪积扇北部属于淡水带,水化学类型为HCO_3-Cl-SO_4-Ca-Na;冲积洪积扇中部属于上成下淡水带,水化学类型为SO_4-Cl-Na-Mg;冲积洪积扇南部属于上成下淡水带,水化学类型为Cl-SO_4-Na-Mg.从水质上看,Ⅲ级地下水分布面积最大,占总面积的84.77%,其地下水资源量占61.89%.(3)地下水含盐量在时间尺度上,波动较大,1997、2000、2001年含盐量较高,均为3.7g/L以上,而1998、1999、2006年较低,为3.4g/L左右;在空间尺度上,研究区东部的地下水含盐量高于西部,南部高于北部,东南部高于西北部.(4)可溶性矿物的溶解、地下水水位抬升、强烈的蒸发、降水量的稀少、农业灌溉、化肥的使用是渭干河-库车河三角洲绿洲地下水含盐的主要原因.     

新疆渭干河-库车河三角洲绿洲地下水特征对天然植被的影响分析

依据实际观测资料和前人研究成果,对渭干河-库车河三角洲绿洲地下水特征对天然植被的影响进行分析.结果表明:受农业生产活动影响,研究区近10a间地下水位及水质发生了明显变化,地下水位约下降了1m左右,地下水矿化度平均降低0.54g·L-1,地下水变淡与地下水水位下降有着较好的相关性.由于地下水埋深较浅,渭干河-库车河冲积扇下部荒漠区矿化度较大,地表积盐,地下水水质成为天然植被的限制因素.由于防治土壤盐渍化,灌溉排泻地下水,在绿洲区大量开采利用地下水,以及河水对地下水补给不断减少等原因,造成三角洲下部绿洲外围荒漠区的地下水位逐渐下降,致使绿洲周边天然灌丛及草本植物的衰退.     

绿洲耕地适宜面积确定与减灾研究——以新疆渭干河灌区为例

在干旱区,以农田为核心的绿洲规模过大,对绿洲的稳定性产生了广泛而深刻的影响。论文以位于塔里木盆地的渭干河为例,分析渭干河灌区当前所面临的主要风沙灾害,揭示了绿洲规模过大、农业耗水量过大。生态用水被侵占是导致农田生态环境恶化的重要原因。在此基础上,以水热平衡、水盐平衡理论分别计算了灌区适宜的规模与耕地面积。根据模型计算结果,提出了控制耕地规模、确保生态用水的宏观对策。     

1970-2013年南疆渭干河-库车河流域绿洲冰雹时空变化特征和棉花受灾分析

渭干河-库车河绿洲是南疆地区主要棉花生产基地之一, 随着气候变化和棉花种植面积的日益扩大, 雹灾对棉花生产的危害日趋严重. 利用该地区4个气象站44 a逐一地面降雹过程资料和33 a灾情信息, 对冰雹时空变化特征、活动规律、强度、受灾面积和影响因素等进行研究. 结果表明: 降雹空间分布为北部靠山地带多于南部平原地带, 受灾面积的空间分布则相反; 降雹以周期短、强季节性特征为主, 各县中等以上降雹天气占80%以上, 降雹趋于高发和强发的态势. 降雹频次与气温和降水呈较好的相关性, 冰雹多发年气温偏低、降水偏多, 冰雹少发年气温偏高、降水偏少. 位于南部靠近沙漠的沙雅县受灾最为严重, 雹灾与降雹强度、地域、季节和作物面积及类型等有关, 该地区棉花受灾机率大.     

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...     

石羊河流域民勤绿洲生态需水与生态建设

分析石羊河流域现状水和生态问题,总结产生流域水与生态问题的根源。在分析石羊河流域下游地区生态系统组成的基础上,推算下游民勤绿洲生态系统生态需水。同时讨论石羊河流域下游民勤绿洲保护的对策和措施,提出建立节水型"社会—经济—生态"复合大系统的创新思想。最后,创新性地提出在石羊河地区建立生态特区的意义,为本地区发展和生态保护提供另一种思路。     

新疆绿洲格局变化与生态耗水结构分析

为准确评估新疆绿洲格局变化与生态耗水结构,综合应用遥感信息技术和统计学方法,从省域和水资源分区2个尺度系统研究20世纪90年代以来新疆绿洲的演变格局,分析绿洲生态耗水特性,揭示社会经济耗水与生态耗水之间的比例关系。结果表明,人工绿洲和天然绿洲的面积之比由0.625∶1演变为1.3∶1,其生态耗水总量分别由1990年的125.0亿m³和45.8亿m³增至2018年的182.2亿m³和71.9亿m³,呈波动增长的变化趋势;在空间上,绿洲耗水呈“北高-南低”的分布格局。新疆生态耗水总量为329.7亿m³,其中天然生态系统的耗水量为218.0亿m³,与总可利用水量之比分别为49.6%和32.8%。     

保定平原区地下水生态水位阈值的探讨

地下水具有重要的生态价值,地下水生态系统中的地下水位、水质和包气带含水率与含盐量的变化驱动着表生生态格局的演变,但目前对各变量的生态阈值研究尚处于起步阶段,理论与方法体系还不完善。以保定平原区为例,采用地下水位及地下水生态环境的历史回归法、GIS法、差分网格计算法等方法,从时空角度分析了地下水位变化的驱动力以及生态效应,在此基础上确定不同水文地质单元的生态水位阈值。研究表明：（1）20世纪50—60年代,研究区依赖于地下水的生态格局基本维持着天然状态;1959—2000年,地下水位持续下降,局部地段出现降落漏斗;2000—2008年,地下水位骤降,降落漏斗迅速扩张,地下水与地表水补排关系发生变异;2008年至今,部分区域地下水位逐渐上升。（2）研究区内山前地带地下水生态水位埋深为10~15 m,拒马河冲洪积扇群与漕河—瀑河冲洪积扇群为5~10 m,唐河—大沙河冲洪积扇群为3~5 m,冲积平原中定州—望都范围为3~5 m,保定市为10~15 m,其余均为5~10 m,冲湖积平原环淀区域小于3 m。（3）以确定的地下水生态水位为标准,初步估算研究区现状地下水位恢复至生态水位的需水量为57.14×108 m3。研究成果对恢复当地地下水生态环境格局有重要意义,对华北平原地下水生态水位的确定也具有借鉴意义。     

干旱区绿洲地下水生态水位阈值研究进展

地下水生态水位是干旱区绿洲水资源管理、地下水保护和生态环境保护的关键指标.从地下水生态水位的概念、确定方法、阈值区间等方面入手,综述了干旱区绿洲地下水生态水位研究的重要进展及未来发展建议:(1)干旱区绿洲地下水生态水位存在显著的多功能性和尺度特征;(2)生态调查统计与分析、模型计算分析和遥感统计分析是确定地下水生态水位...     

土地利用变化对流域生态需水的影响分析

人类对流域生态系统的干预,导致季节性淹没区减少,天然湿地丧失,生态环境的恶化和生物多样性锐减,土地利用方式发生了剧烈变化。以流域整体性理论、物种多样性理论、物种耐性理论和景观生态学理论为基础,分析了土地利用方式对生态需水的影响。结果表明,河岸天然植被生态系统通过削减洪峰、增补枯水和截留污染物的作用,来影响流域的水量分配和水质改善,使流域受水分不足威胁的程度降低,即在更大的时间与空间尺度上,保证了流域对生态水的需求。因此,为了流域生态系统的可持续发展,应采取保护湿地、河溪森林植被、水陆交错带等合理的土地利用方式。     

平原河流水沙界面生源物质迁移转化过程及水环境调控的研究进展

生源物质作为影响水质的重要因素,其在河流中的迁移转换一直倍受关注。水沙界面物质交换过程受众多环境和水动力因素的影响,过程极其复杂,不仅影响着河流生源要素的通量演变规律,还关系到河流水环境问题。为探究水沙界面生源物质迁移转化过程及作用机制,结合国内外研究最新进展,对泥沙颗粒与生源物质的微界面作用、水沙界面对生源物质的迁移转化作用、水流条件对泥沙吸附解吸生源物质作用机理进行总结和概述,总结阐述了河流水质模型和闸坝泵条件下的水环境调控模型,最后指出平原河流水沙运动对生源物质输运作用机理及水环境调控。针对上述已有的研究成果和存在不足,对今后研究方向提出展望。     

甘肃省黑河干流细土平原区灌溉水入渗运移的初步研究

西北干旱地带农业区的灌溉水入渗是地下水补给的重要途径.在甘肃省黑河干流细土平原区,利用中子仪和负压计观测了灌溉水入渗时包气带的含水率和土水势的变化,初步分析了灌溉水入渗运移规律,确定了灌溉水入渗补给系数随地下水埋深的变化,为本区进行地下水资源评价奠定了基础.     

黑河流域下游额济纳绿洲与水资源的关系

简要介绍了黑河流域下游额济纳绿洲自然概况,分析了黑河下游地表水、地下水近20年的变化趋势,进而对额济纳绿洲植被生长、植物种群演替、植被覆盖度以及绿洲的存亡与当地地下水埋深的关系作了剖析,并对规划年绿洲变化作了预测.指出了水资源是黑河下游额济纳经济社会可持续发展和生态环境建设的依托,如何稳定绿洲和使绿洲有适度规模发展,是生态保护的核心问题,具有重要的战略意义.     

生态需水的概念及其计算方法

论述了生态需水的概念,从生态需水量的基本原理出发,探讨了各类生态需水量计算的框架。以渭河为例,估算其多年平均河道内生态需水为3980亿m3。并对未来生态需水研究趋势进行了展望。     

西北干旱区水资源开发与防止生态环境恶化

本文概要论述我国西北干旱区水资源的基本特征，以及水资源合理开发利用必须遵守的原则。重点以河西走廊为例，阐明水资源开发违反自然规律所造成的恶果，以及防止生态环境恶化应采取的各项措施。     

Isotopic studies for the rational use of water resources in the front plain of Tianshan Mountain

Based on the analysis of the environmental isotopes of about 100 water samples, the waters in the front plain of the Tainshan Mountain are divided into eight subprovinces on a horizontal plane and four zones in a vertical plane. The characteristics of the recharge, runoff, and water storage of different waters are discussed, and the runoffs in several sections are also calculated. Last, the tentative space-time regulation plan of the water resources is presented on the basis of the study of the environmental isotopes.     

黄土丘陵小流域生态用水试验研究--气候和土地利用变化的影响

为探讨黄土高原地区的生态恢复,以半干旱黄土丘陵区安家沟小流域的气象、土壤水分、地形图和土地利用图(1982年和2002年)为源信息,分析了不同植被类型的蒸散量和生态用水量、流域生态用水量及其与气候和土地利用变化的关系。研究结果表明:(1)流域土地利用结构从1982-2002年间变化较大,农地(特别是梯田)增加较快,乔木林地急剧减少,主要表现为毁林、开荒和造田;(2)研究区内各种植被/土地利用类型的蒸散量和生态用水都极大地受控于气候(特别是降雨量)的影响,其年际差异较大;(3)不同植被/土地利用类型间的蒸散量和生态用水差异明显,在各个年份乔灌林的生态用水量均大于农作物和自然草地的蒸散量和生态用水量,但生态用水的差异程度小于蒸散量的差异程度;(4)以自然草地(即荒草地)为标准,农作物的蒸散量和自然草地接近,但乔灌林地的蒸散量和生态用水量均远高于自然草地,难于实现土壤水分平衡;(5)流域土地利用结构的变化(主要是强耗水植被的减少)减小了流域生态用水量,增强了流域的水分平衡能力。     

流域水生态空间研究

在分析水生态空间基础理论的基础上,以东辽河流域为例,以GIS技术为关键的数据处理平台,分析了流域地表水生态空间的演化分异。东辽河流域单位流域面积河流系统所提供的水生态空间为204.08mm,是流域多年平均降水量的39.83%;流域多年平均次坡面水生态空间为97.35mm,是坡面系统生态需水的19.48%,是流域河流系统水生态空间的47.70%。流域河流系统水生态空间和坡面系统水生态空间均具有明显的地域分异特征;全流域水生态空间形成了以河渠网为中心的高值分布网和以湖库为中心的高值分布"岛"。