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.     

小波尺度域含气储层地震波衰减特征

黏弹性衰减因子Q的可靠估计可通过Q反褶积来提高地震资料的分辨率并有助于振幅分析. 本文从小波理论出发,结合地震波在黏弹性介质中的传播方程,推导出小波尺度域地震波能量衰减公式. 能量衰减公式具有下列性质：（1）Q值越大,能量衰减得越慢;Q值越小,能量衰减越严重;（2）尺度越小,信号中保留的能量越少;（3）对于脉冲源来说在理想的无衰减介质(即Q趋近于∞)中传播时,信号在不同尺度内的能量相同. 利用尺度能量公式,可从反射地震资料中直接估计品质因子Q（即衰减因子）,也可以提取不同尺度的能量衰减剖面作为储层描述的属性参数,用来进行岩性识别和指示气藏,与经典的谱比法相比,避免了谱比法所面临的双时窗问题以及进行谱估计的窗选择问题. 理论模型试验表明了本文方法的正确性和有效性.     

黑河流域日降水格局及其时间变化

利用10个气象站1950—2000年日降水资料,对黑河流域的降水及其时空格局进行了研究。结果表明:①降水事件以≤5 mm的降水为主,占全年降水事件的82%,0～10 d间隔期占全年无降水期的40.7％,＞10 d间隔期占59.3％;②年降水日数与降水量之间存在显著的正相关性(r=0.78,P<0.01),＞10 mm降水总量与年降水量呈显著正相关,而≤5 mm降水总量与年降水量的相关性差;③＞10 mm和≤5 mm的降水总量变化范围分别为:0～262.6 mm,20.3～172.7 mm ,变异系数分别为0.25～0.92,0.17～0.25;④近50 d来,黑河流域近50 d降水量的变化总体上呈平稳上升趋势,≤5 mm的降水日呈现小幅下降的趋势,≥10 mm的降水日呈小幅上升的趋势。0～10 d的降水间隔期出现的频率总体保持不变,＞10 d间隔期出现的频率出现明显的下降趋势,年内总降水日数保持不变。     

人类土地利用的主要生态后果及其缓解对策

通过对土地利用尤其是以集约农业为主的土地利用已经产生的陆地生态系统生物侵入、生物多样性损失及碳循环、氮循环和水循环改变等生态后果的综述。主要论述了物种特性及其组成的改变对生态系统的影响及不同特性物种组成对土地利用带来的负面环境效应响应的特点。提出了在建立可持续土地利用的框架体系下,发展精确农业为特色的可持续农业和恢复重建退化生态系统等对策来调控不合理土地利用的负面环境效应。     

绿洲灌区小麦水分生产率及其影响因素的灰色关联分析

以黑河流域的洪水河灌区为例,利用1995—2006年的灌溉用水量、农作物产量、气象等资料,分析计算了绿洲灌区的小麦水分生产率。结果表明,1995—2000年小麦水分生产率为0.983 kg\5m-3,节水改造项目实施后的2001—2006年为1.070 kg\5m-3,提高了8.9%。水分生产率是衡量农业生产水平和农业用水科学性与合理性的综合指标,其影响因素比较多。根据洪水河灌区小麦生长发育期的实际情况,选取了11个影响因素进行灰色关联分析,结果显示,≥10 ℃积温、农药费用、劳动力和管理费用、化肥施用量、水费依次是影响水分生产率的前5位主要因素。研究表明,在有限的水资源利用条件下,绿洲灌区小麦生产应加大生产资料、劳动力和管理费用等的投入力度,才能生产更多的粮食,以确保区域粮食供给安全。     

河西走廊典型荒漠区土壤水分对降水脉动响应的稳定同位素分析

基于稳定同位素技术研究了河西走廊中部典型荒漠区土壤水分对降水脉动的响应。结果表明：降水分布及其δ¹⁸O值都存在显著的季节变化特征,降水事件多发生在夏季,且有较高的δ¹⁸O值,而冬季降水稀少,且δ¹⁸O值偏低。降水以脉动方式输入土壤中,不同量级的降水事件会导致土壤含水量和δ¹⁸O值不同程度的响应。降水入渗后不同深度的土壤含水量和δ¹⁸O值的响应程度和响应时间不同,土壤深度越大,响应程度越小且响应时间越滞后。对比降水δ¹⁸O值和降水后不同深度的土壤水δ¹⁸O值的变化发现,表层土壤能够迅速的对降水做出响应,下层土壤的响应具有滞后性。即这种自上而下的活塞式下渗是该区主要的降水入渗方式。荒漠区土壤水分受降水的调节和控制,但是深层土壤水受小降水事件的影响较小,大降水事件虽然发生频率较小,但是能够对深层土壤水形成有效的补给,对整个荒漠生态系统的可持续发展都具有十分重要的意义。     

不同赋存态油裂解条件及油裂解型气源灶的正演和反演研究

油裂解型气源灶是一种特殊的气源灶,是优质生烃母质在成气过程中派生出的.烃源岩生成的油主要有3种赋存形式源内分散状液态烃、源外分散状液态烃和源外富集型液态烃.3种赋存状态液态烃的数量及分配比例受内因和外因多种因素控制,就排油率而言,有机碳含量分别为0.67%、0.62%和10.6%的泥岩、灰岩和油页岩,最大排油率分别为45%、55%和80%.原油与不同介质配样的生气动力学实验表明,不同介质条件下甲烷的生成活化能分布有差异,碳酸盐岩对油裂解条件影响最大,可大大降低其活化能,导致原油裂解热学条件降低,体现为油裂解温度的降低;泥岩次之,砂岩影响最小.碳酸盐岩、泥岩和砂岩对油的催化裂解作用依次减弱,不同介质条件下主生气期对应的Ro值纯原油1.5%～3.8%;碳酸盐岩中的分散原油1.2%～3.2%;泥岩中的分散原油1.3%～3.4%;砂岩中的分散原油1.4%～3.6%.油裂解型气源灶是一种中间体,可以直观看到的是原生气源灶和由此形成的气藏,而对油裂解型气源灶的赋存形式、分布范围、成气数量和储量规模等问题,只能通过正演和反演的研究去确定且相互映证.正演研究以塔里木盆地中下寒武统为例,原始生油量2 232.24×108t,剩余油量806.21×108t,油裂解气量106.95×1012m3.反演研究以川东北飞仙关组白云岩中油裂解气为例,圈定的古油藏面积约735 km2,古油藏原油数量45×108t,油裂解气量及油裂解气资源量分别为2.72×1012 m3和1.36×1012 m3.     

绿洲边缘人工固沙植被自组织过程

在对植被自组织过程研究进展评述的基础上,研究了河西走廊荒漠绿洲边缘人工固沙植被格局40年来自组织及种群自疏过程,发现在干旱区,特别是降水量200mm以下的荒漠区,绿洲边缘雨养或者降水和地下水共同维系的沙丘人工植被也会发生自组织过程,原来基本均匀栽植的植被出现斑块化,最大斑块面积、斑块密度、斑块聚集度在20~30a出现,但种群自疏过程并未遵循随植被发育年龄变化的规律,而与生境与绿洲的距离及生境地下水埋深显著相关。未来应加强在气候变化和人类干扰条件下植被格局发生突变的阈值范围的研究,也应加强干旱区人工植被自组织过程及其变化等的研究。     

阴山造山带—鄂尔多斯盆地岩石圈层、块速度结构与深层动力过程

阴山造山带位于鄂尔多斯盆地的北缘,这一地带不仅是构造活动强、弱的变异地域,且为盆、山的耦合地带,故在造山带与盆地地域具有各异的深层动力过程.本文基于高精度人工源地震宽角反射、折射探测和高分辨率的数据采集,通过反演求得了满都拉—鄂尔多斯—榆林—延川长达650 km剖面辖区的岩石圈精细层、块结构.研究结果表明：①沿该剖面由南向北地壳厚度为40~45 km;在不同构造单元其介质、结构均不相同;速度分布、空间结构形态和界面起伏及属性亦存在着明显差异;上地幔顶部速度为8.0~8.1 km/s;②沿剖面存在5条深、大断裂,且将该区切割成为壳、幔结构明显差异的4个构造单元,即鄂尔多斯盆地、盆山耦合地带、阴山造山带、内蒙构造带,它们各自具有固有的深层过程和动力学响应.同时厘定了阴山造山带与内蒙构造带之间的白云鄂博深、大断裂带是古亚洲洋的南界.在这里不仅导致了阴山造山带的形成,而且聚集了诸多的金属矿产资源,地震亦频繁活动.基于上述研究表明,阴山造山带—鄂尔多斯盆地耦合地带的壳、幔结构复杂、呈现出速度结构各异的层、块状展布.显然,在这一错综的成山、成盆、成岩、成矿和成灾地带,有着特异的深层过程和动力机制.     

生态水文学——揭示生态格局和生态过程水文学机制的科学

水文过程和生态过程的时空耦合机制，是管理水资源和维持生态系统健康运行的关键机理，将成为未来研究的前沿领域，生态水文学是描述生态格局和生态过程的水文学机制的一门科学，文中简要介绍了生态水文学的内涵、基础理论、主要研究内容和研究现状，展望了生态水文学的发展趋势和应用前景，最后结合西部开发和生态环境建设的有关问题，探讨了加强我国生态水文学，特别是干旱区和高寒地区生态水文学研究的必要性和迫切性。