额济纳绿洲生态环境的百年演变

编者按:额济纳绿洲位于内蒙古自治区最西部阿拉善额济纳旗的极旱荒漠之中,由黑河水润育形成的居延三角洲.额济纳绿洲北与蒙古国交界,南与河西走廊相邻,是我国西北极旱荒漠区面积最大的绿洲之一. 额济纳绿洲在人类文明的发展史上,曾有过璀璨与辉煌,是一个风景如画、令人赞叹不已的绿色"宝石"沃土,鸟类的天堂,人类生存的乐园,因此而闻名于天下.而如今,这里却变成了我国沙尘暴的主要尘源地之一.本文记载了额济纳绿洲百年来的生态演变.     

额济纳绿洲生态环境保护对策的探讨

黑河下游额济纳河沿岸绿洲是阿拉善独特的三道生态屏障——额济纳河沿岸绿洲、横贯东西绵延800多公里梭梭林带、贺兰山天然次生林之一。三道生态屏障同时也是我国西北地区的一条重要生态防线。但由于气候旱化和对动植物资源的不合理开发利用等因素的共同作用,目前黑河下游额济纳河沿岸绿洲生态功能退化严重,生态防护功能受损。为改善黑河下游额济纳河沿岸绿洲的生态环境状况,恢复额济纳绿洲生态功能,需要尊重自然规律,遵循生态学原理,在可持续发展原则指导下合理开发、利用自然资源,加大环保监管力度,综合运用经济、工程、法制、宣传等规划管理措施和手段加强生态环境保护与建设,保护额济纳绿洲生态屏障。     

额济纳绿洲生态环境保护对策的探讨

黑河下游额济纳河沿岸绿洲是阿拉善独特的三道生态屏障——额济纳河沿岸绿洲、横贯东西绵延800多公里梭梭林带、贺兰山天然次生林之一。三道生态屏障同时也是我国西北地区的一条重要生态防线。但由于气候旱化和对动植物资源的不合理开发利用等因素的共同作用,目前黑河下游额济纳河沿岸绿洲生态功能退化严重,生态防护功能受损。为改善黑河下游额济纳河沿岸绿洲的生态环境状况,恢复额济纳绿洲生态功能,需要尊重自然规律,遵循生态学原理,在可持续发展原则指导下合理开发、利用自然资源,加大环保监管力度,综合运用经济、工程、法制、宣传等规划管理措施和手段加强生态环境保护与建设,保护额济纳绿洲生态屏障。     

基于生态功能考虑的西北干旱地区生态需水研究

在当前生态需水研究的基础上,选取植被盖度作为衡量绿洲生态功能的主要指标,根据植被盖度和侵蚀率之间的关系,从生态系统的需水机理出发,提出了基于生态功能考虑的西北干旱地区生态需水量计算方法.以额济纳绿洲为例,计算了2000年额济纳绿洲生态需水,并与额济纳绿洲不同时期的生态需水进行了对比分析.     

陕北无定河流域土壤侵蚀时空演变

为了深入认识陕北无定河流域土壤侵蚀时空演变过程及其与降雨和植被NDVI变化的关系,采用基于RUSLE(修正通用土壤流失方程)的土壤侵蚀评估方法,开展流域土壤侵蚀时空分布及其与降雨、植被NDVI的关系研究.结果表明:① 2000—2014年无定河流域多年均土壤侵蚀模数为457.90 t/(km2·a),呈波动增加过程.流域土壤侵蚀以微度侵蚀为主,占流域总面积的88.35%,其他土壤侵蚀等级面积比例随等级升高而减少.研究时段内除微度侵蚀面积比例减少外,其他土壤侵蚀等级面积比例均呈增加过程,并且侵蚀面积年变化速率也由微度侵蚀的0.52%降至剧烈侵蚀的0.01%. ② 无定河流域西北部土壤侵蚀程度最低,西南部其次,东南部最高,与其地貌类型及降水量沿东南—西北方向递减有关,但均反映出流域2000—2014年土壤侵蚀的增加过程.研究时段内流域不同土壤侵蚀等级间面积及比例转移主要由低等级土壤侵蚀类型转为相邻高等级土壤侵蚀类型. ③ 无定河流域土壤侵蚀与降水量、侵蚀性降雨量、降雨侵蚀力呈显著正相关(P < 0.01),相关系数分别为0.90、0.95和0.98,而与植被NDVI的关系不显著.研究显示,降雨变化尤其是侵蚀性降雨(≥12 mm/d)增加是陕北无定河流域土壤侵蚀增强的主要原因.      

现代黄河三角洲生态环境的动态监测

 以配准后的4 期遥感影像数据为基础,采用遥感和地理信息系统技术并结合野外调查对现代黄河三角洲林地植被、草甸植被、湿地面积进行了动态监测.结果表明,在1977~2004 年间,植被覆盖面积逐年增加,年均增加3373.68 hm²;其中,柽柳、芦苇、碱蓬和农田植被面积分别增加了1066.14,314.19,1128.87,5811.71 hm²;刺槐林面积呈波动变化.初期湿地有河流、沼泽和滩涂3 种类型,后期又增加水库、水田、池塘等人工湿地类型.受黄河来水和人类活动的影响,河流、沼泽湿地面积呈减少趋势,而水库、水田、虾池、滩涂湿地面积明显增加.     

锡林河流域年均降水量与不同地貌下植被覆盖度的关系

锡林河流域的天然植被作为生态系统中的重要组成部分,是生态系统的主要生产者。水作为干旱草原区最为关键的生态因子,不仅是干旱草原区绿洲生态系统构成、稳定和发展的基础和依据,而且决定着干旱草原区绿洲化过程与荒漠化过程两类极具对立与冲突性的生态环境演化过程。选择锡林河流域草原作为研究区域,研究表明研究区河谷平原区和山丘区域植被覆盖度受降水量影响显著,降水量越大,植被覆盖度越好;山间河谷及阶地区域植被覆盖度在一定程度上受降水量的影响;沙地和高平原区域植被覆盖度受降水量影响较小,植被生长不仅依靠降水,还受其他因素的控制。     

清河流域水生态维持功能评估

利用野外样点调查数据、遥感解译数据和多年降水监测数据,从生物多样性维持功能、生境维持功能和水资源支持功能3个方面对2011年清河流域水生态维持功能进行评估,为"十二五"期间水专项在清河流域开展水环境管理技术实施示范效果评估奠定基础。结果表明:2011年清河流域生物多样性维持功能和生境维持功能较好,而水资源支持功能较差。建议通过开展生态保护工程增加植被覆盖度,增强水资源支持功能和水土保持能力。     

黑河流域中游地下水时空变异性分析及其对土地利用变化的响应

应用遥感、地理信息系统和地统计学方法,分析黑河流域中游土地利用变化对地下水位时空变异性的响应。首先,通过半变异函数模型分析黑河中游地下水的变异特征,进而利用克里格插值拟合黑河流域中游1985年和2005年地下水位时空分布。其次,结合遥感解译生成的1985年和2005年两期土地利用类型分类图,叠加分析地下水位变化与土地利用类型转移之间的关系。结果表明：①1985~2005年间,整个黑河中游地下水位变化表现为冲洪积扇中上部荒漠区地下水位下降显著,而河谷盆地中部和下游河谷绿洲区地下水位相对稳定,随机（人为）因素对地下水的影响所占的比重增大,整个黑河流域地下水的连通性和脆弱性增加;②土地利用变化表现出区域面积上的自然植被退化,人工灌溉耕地的扩张变化;③地下水位和土地利用的时空变化具有密切的相关性,地下水位急剧变化的区域均是自然植被变化加剧的区域,主要表现为草地退化,戈壁增加。进一步分析得出冲积扇下部和河流细土平原耕地扩张的土地利用方式是导致冲积扇中上部地下水位下降和植被退化的主要因素,这种趋势将影响整个黑河中游地下水系统的补排关系,对地下水资源时空变异性产生深远的影响。     

区域尺度绿洲稳定性评价

论文在区域尺度上,探讨了绿洲稳定性的内涵,并以新疆三工河流域绿洲为例,从绿洲所处的地理位置、绿洲与外围荒漠和山地系统之间的相互作用等方面评价了绿洲的区域稳定性。结果表明:①冲洪积扇型绿洲稳定性最高,其次是位于地下水溢出带下方的冲积平原型绿洲,稳定性最差的是湖滨三角洲或散流干三角洲上发育的绿洲;②绿洲的冷岛效应和植被指数可较好地表征绿洲与外围荒漠和山地系统之间的相互作用和评价绿洲的区域稳定性的时间变化。绿洲规模的扩大及绿洲水分和植被的增加将加强绿洲的冷岛效应,提高绿洲的稳定性;归一化差异植被指数增加,表明绿洲内植被覆盖密度增大和植物生物量提高,绿洲的稳定性增强。     

基于APACK的额济纳天然绿洲景观空间格局分析

基于研究区2001年Landsat7ETM+遥感影像资料,综合运用遥感与GIS技术手段,利用景观格局分析软件APACK分别从景观生态类型面积统计、景观水平指数、斑块类型水平指数及斑块类型间水平指数定量化分析了2001年额济纳天然绿洲景观空间格局特征,并结合研究区1987年和1994年的景观格局指数进一步探讨了关于格局指数间的相关性问题。研究结果表明:①研究区景观具有典型的“基质-廊道-斑块”结构特征;②研究区景观具有较高破碎化、较低多样性及粗糙质地特征,景观稳定性差;③各景观格局指数相互之间并不完全独立,有些指数之间具有明显的相关性。     

疏勒河中游绿洲生态环境需水时空变化特征研究

以疏勒河流域中游绿洲为研究区,借助统计分析法、RS和GIS技术方法,选择1970、1980、1990、2000和2013年疏勒河中游绿洲Landsat TM/ETM影像解译成果作为中游绿洲生态演变研究的基础资料,分析得出各种生态系统覆盖状况.根据疏勒河中游绿洲生态环境需水特征,建立了基于天然植被、河流、湿地和防治耕地盐碱化的疏勒河中游绿洲生态环境需水定量化模型,并估算了不同时段不同区域流域中游绿洲生态环境需水量,探讨了疏勒河中游绿洲生态环境需水时空变化特征,从而为区域水资源合理配置和生态环境协调发展提供参考依据.通过计算得出了疏勒河中游绿洲1970、1980、1990、2000和2013年天然植被、河流基本生态、河流输沙、河流渗漏补给、水面蒸发、湿地生态和防治耕地盐碱化生态环境需水量,同时得出总生态环境需水量分别为17.94×108、7.51×108、6.92×108、6.63×108、5.52×108m3.1970—2013年疏勒河中游绿洲总生态环境需水量呈现逐渐减少趋势,减少了12.42×108m3.1970—2013年疏勒河中游绿洲总生态环境需水量空间变化特征呈现瓜州敦煌玉门,同时各区域生态环境需水量均呈现减少趋势.     

2000-2013年塔里木河流域生长季NDVI时空变化特征及其影响因素分析

受塔里木河流域综合治理工程实施和近期气候变化的影响,流域植被覆被时空分布产生一定的变化,厘清植被覆被与流域气候变化及人类活动的关系可以为塔里木河流域生态维护与治理提供科学参考依据。为此,论文以NDVI为指示因子,运用趋势分析、R/S分析、偏相关分析以及残差分析等方法,分析了2000-2013年综合治理工程期间NDVI的时空变化特征,并探讨及区分降水、气温气候因子以及人类活动对植被覆被变化的影响范围和程度,结果表明：1）2000-2013年,塔里木河流域植被生长季NDVI总体呈现增加趋势,增加速率为0.8%/10 a,平原区增速明显高于山区;且开都河-孔雀河流域山区、塔里木河干流的上、中游部分地区呈现比较明显的退化趋势。与此同时,塔里木河干流下游生长季NDVI持续改善。2）山区植被覆被变化主要受气候变化的影响,其中温度是高山区植被生长的主要限制因子,温度的增加促进植被的生长;中低山区以及出山口平原地区植被生长季NDVI变化是降水和温度共同作用的结果,且主要受降水的影响。降水与植被生长季NDVI变化呈正相关,温度与植被生长季NDVI变化呈负相关。3）平原绿洲区植被生长季NDVI增加主要是绿洲灌区面积不断增加以及塔里木河流域生态治理工程对植被恢复的结果,人类活动是该区域植被生长的主要驱动力。4）塔里木河干流生态闸工程在恢复下游植被的同时,也在一定程度上影响了上、中游地区的用水,尤其是导致中游植被出现退化趋势,退化速率约为0.1%/10 a。相关部门应进一步加强水资源的合理配置,充分发挥生态闸工程的水资源调度调控作用。     

大宁河水生态系统健康评价

随着人口增长及社会经济的发展,河流水生态系统健康受到严重威胁.为了解大宁河水生态系统健康状况,选取大宁河2011-2015年水体水质[水温、pH、SD（透明度）、ρ（DO）、ρ（COD_Mn）、ρ（TN）、ρ（TP）]与水生态[藻密度、ρ（Chla）]9个主要指标,构建了大宁河水生态系统健康评价指标体系,运用基于熵值法的综合健康指数法对其水体生态系统健康状况进行综合评价.结果表明,2011-2015年,大宁河水生态系统健康状况整体呈亚健康状态,有50.89%的监测样本处于亚健康状态,枯水期健康状态好于丰水期.大宁河各监测断面CHI（综合健康指数）值的季节变化特征为丰水期低于枯水期;年际变化特征为从2011-2015年CHI值呈先升后降的变化趋势,健康状态呈先转好后转差的变化趋势,大宁河水体富营养化趋势明显;空间变化特征为丰水期和枯水期CHI最低值主要位于中下游的白水河、龙门和菜子坝断面,河流水质与人类活动强度密切相关.研究显示,影响大宁河水生态系统健康的关键因子为营养盐指标[ρ（TN）、ρ（TP）]和有机物指标[ρ（COD_Mn）].      

石羊河流域降水稳定同位素变化的区域差异

为了了解干旱内陆河流域降水稳定同位素变化过程及其影响因素,基于石羊河流域荒漠区、绿洲区和山区8个站点2013年7月至2014年7月,497个降水样品氢氧稳定同位素数据及相应气象数据,研究了石羊河流域降水稳定同位素的时空变化、环境效应以及降水水汽来源.结果显示：石羊河流域局地大气水线斜率和截距表现出夏低冬高的变化趋势;降水稳定同位素表现出夏高冬低的变化趋势,从荒漠区、绿洲区到山区,稳定同位素值随海拔升高而降低,海拔效应为-0.22‰/100m,这是温度效应的另一种体现;流域降水稳定同位素表现出显著的温度效应,温度效应为0.43‰/℃,在天气尺度下受季风水汽和降水淋洗过程的影响表现出降水量效应;流域降水来源主要受西风水汽控制,夏季也会会受到季风水汽影响,冬季也受到极地气团影响.     

石羊河流域降水稳定同位素变化的区域差异

为了了解干旱内陆河流域降水稳定同位素变化过程及其影响因素,基于石羊河流域荒漠区、绿洲区和山区8个站点2013年7月至2014年7月,497个降水样品氢氧稳定同位素数据及相应气象数据,研究了石羊河流域降水稳定同位素的时空变化、环境效应以及降水水汽来源.结果显示：石羊河流域局地大气水线斜率和截距表现出夏低冬高的变化趋势;降水稳定同位素表现出夏高冬低的变化趋势,从荒漠区、绿洲区到山区,稳定同位素值随海拔升高而降低,海拔效应为-0.22‰/100m,这是温度效应的另一种体现;流域降水稳定同位素表现出显著的温度效应,温度效应为0.43‰/℃,在天气尺度下受季风水汽和降水淋洗过程的影响表现出降水量效应;流域降水来源主要受西风水汽控制,夏季也会会受到季风水汽影响,冬季也受到极地气团影响.     

西安黑河流域水体细菌群落分布调查与研究

利用常规细菌培养方法进行分离鉴定,检测黑河流域水体和底泥中的细菌群落,并与水库建成前进行比较,以期对现阶段西安黑河水体微生物分布状况进行分析。结果表明:现阶段黑河水样中细菌群落总数为3 10~800cfu/mL,底泥中细菌群落总数为20×10 3~1100×10 3cfu/m L,主要以气单胞菌属(Aeromonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)和微球菌属(Micrococcas)为细菌优势菌群,水库建成前水体中存在的大肠杆菌和占较大比重的条件致病菌无色细菌属和假单胞菌属等此次都没有检测出,表明经过近年来的综合治理,黑河水源得到了较好的保护;但是从微生物角度仍然存在着一定的环境风险。     

"十二五"期间黑龙江嘉荫段水质现状及评价研究

通过对2011年-2015年黑龙江嘉荫段地表水例行监测数据及水体污染特征、水域使用功能状况和历年水质变化趋势等情况的分析,结果表明,"十二五"期间,黑龙江嘉荫段水质污染以有机污染为主,影响河流的主要污染因子为高锰酸盐指数和化学需氧量,主要原因为有机污染物本底值高.水质变化趋势为高锰酸盐指数呈显著升高趋势,化学需氧量无显著变化,但水质类别仍为Ⅳ类水体,水体功能无明显变化.河流周边社会生活、工业生产及农业生产未对黑龙江嘉荫段水环境造成显著影响.     

绿洲浅层地下水位与水质变化对人为驱动LUCC的响应——以三工河流域为例

以新疆三工河流域绿洲为例,应用遥感、地理信息系统、空间插值和统计分析的方法,初步分析干旱区绿洲土地利用/土地覆被变化对绿洲浅层地下水位水质变化的影响。研究数据包括1978、1987和1998年三期遥感数据和近25年8口常年观测井水位数据及1987和1998年两期20口观测井水质数据。结果表明,绿洲随着城市、工矿用地为主的非农业用地和以耕地为主的农业用地的持续增加,浅层地下水水位与水质发生了显著性的时空变化。冲洪积扇绿洲主要城镇聚居区地下水位以年均45cm的速率下降,冲积平原下部绿洲地下水位以年均7cm的速率呈现缓慢的上升趋势;绿洲地下水水质趋于恶化,矿化度总体呈现上升的态势,且冲积平原绿洲地下水矿化度上升的幅度普遍大于冲洪积扇绿洲,这与地形、水文地质条件、土地资源开发、灌排强度、地表蒸发、化学肥料和农药的使用密切相关。     

略谈奎河的水环境保护与水资源利用

依据奎河水污染的现状和国家对奎河水质要求达到的目标以及奎河流域的经济状况，提出了整治奎河河道及沿岸环境、开发利用奎河水资源，引奎河水入徐沙河，既用于航运又供农田灌溉的奎河水污染综合治及奎河水资源利用方案。除雨季和特大洪灾，奎河污水将不再进入安徽省，较好地解决了奎河的跨省污染问题。