塔里木河下游环境监测与生态修复研究

塔里木河下游357km河道断流近30年后，经输水使其生态产生了恢复迹象，是世界范围内流域退化生态系统恢复与重建的稀有案例。本文以此为背景，在生态环境本底状况调查的基础上，通过大量的监测资料，应用河道水力学、地下水动力学、植被生态学以及系统分析与优化方法，对五次应急输水植被生态响应效应，进行了全面系统地评价。科学地确定了合理的生态修复目标和下游河道输水与区间水量优化配置方案。为创建和完善干旱区受损生态系统输水、修复与重建的评价体系奠定了理论和实践基础，也为塔里木河流域综合治理提供了重要的技术支撑。     

塔里木河下游应急输水植被恢复响应及生态修复研究

在干旱地区内陆河流域,由于水资源不合理的开发利用,流域生态系统退化已成为一种普遍现象.向断流的河道和生态退化区域实施输水工程,补偿地下水和改善水环境是河流生态系统恢复的基本行为和必然过程.为了抢救塔里木河下游生态环境,国家在2000～2003年向断流30余年的塔里木河下游500余km的天然河道实施了五次应急输水.以五次应急输水监测资料为基础,以河道水量沿程消耗-地下水位动态变化-植被恢复响应为主线,应用河道水力学、地下水动力学、植被生态学、大系统优化理论等多学科交叉研究方法,提出了下游生态修复的整体方案,为今后创建和完善干旱区受损生态系统输水、恢复与重建的评价体系奠定了理论和实践基础.     

近20年塔里木河干流生态环境变化遥感监测分析

针对塔里木河流域综合治理后生态环境的变化状况及植被的恢复状况等热点问题,基于遥感时空变化分析方法从土地利用、地表水体和植被覆盖度的时空变化方面分析了近20年来塔里木河干流生态环境的变化状况。结果表明:(1)塔里木河干流土地利用受到人类活动的影响显著,自2000年以来,塔里木河干流耕地面积增加显著,净增2 229 km~2,草地面积整体下降,萎缩3 157 km~2;(2)综合治理以来,下游河段2009—2018时段水体出现频率明显高于2000—2008时段,水体出现频率提高约15%;(3)2000年以来,塔里木河流域的植被覆盖度持续增加,特别是下游河段植被覆盖度增加明显,覆盖度增加18%。但中、上游流域的植被覆盖度的增加趋势主要贡献来源于耕地,中上游地区耕地的增加仍会对塔里木河流域的生态保护和恢复造成一定的影响。     

浅析塔里木河下游绿色走廊输水后生态与环境的变化

由于多种原因,塔里木河下游大西海子水库以下350km河道断流近30年,地下水位下降,植被衰败,塔里木河下游绿色走廊生态恶化趋势严重.为了遏制生态劣变的趋势,保证在必要的工程实施完成前维持和保护现有植被,从2000年4月开始至2004年7月,由塔里木河流域管理局与巴州、农二师共同组织6次向塔里木河下游生态应急输水.输水后塔里木河下游绿色走廊生态与环境发生了一系列动态变化,结合实测数据进行初步分析,认为塔里木河干流上中游林草植被得到有效保护和恢复,下游生态与环境得到初步改善.     

塔里木河下游生态输水量转化分析

塔里木河下游大西海子水库以下河段自1972年至2000年发生的持续断流是绿色走廊生态劣变的主要原因。从2000年5月至2011年11月,塔里木河下游共进行了10次生态输水。本文利用输水期间的地下水监测资料,运用水均衡法对大西海子以下河段历次输水过程中的水量转化进行了计算,量化了河道水量的转化项与塔里木河下游地下水的恢复程度,揭示了塔里木河下游河道径流一补给转化一蒸腾耗散的水文过程,文中结论可为今后进一步优化输水方案、合理配置区域水资源以及植被的有序恢复提供科学依据。     

浅析塔里木河流域综合治理及生态输水成效

通过对塔里木河流域实施综合治理,落实最严格的水资源管理制度,确保开展生态输水,使塔河干流上中游林草植被得到有效保护和恢复,下游生态环境得到初步改善,有效缓解了流域生态严重退化的被动局面,受水区地下水水位大幅抬升、水质明显好转,产生广泛而又良好的社会影响,取得了显著的成效。     

塔里木河流域近期综合治理经验与对策

塔里木河流域生态环境是制约本地区经济社会发展的重要因素,在工程措施和政策调控共同治理下,塔里木河流域近期综合治理已基本实现既定目标,塔里木河干流下游生态环境得到初步恢复。从流域管理层面,总结了流域近期治理的经验和教训,并为今后的水资源管理和流域综合治理提出了对策和建议,以期为其它流域综合治理提供参考。     

塔里木河下游应急输水与生态改善监测评估

通过对塔里木河下游5次应急输水各断面地表水水量、12个地下水监测断面观测数据和33个植被样地实测资料的统计分析,找寻应急输水地下水恢复与植被响应之间的关系。研究结果表明,塔里木河下游5次应急输水对该区域地下水恢复起到了积极的作用,沿河道横向1000m范围内地下水埋深平均抬升了4 0m,植被响应范围扩大到离河900m;沿河道纵向,阿拉干以上河段地下水埋深得到初步恢复,植被生长量有明显变化。阿拉干以下河段地下水水位受应急输水影响较弱,特别是依干不及麻断面以下地下水水位基本未得到恢复。     

从塔里木河河岸地下水与植被覆盖看尾闾湖维持面积

实施塔里木河下游生态输水工程（简称生态输水工程）是塔里木河下游“绿色走廊”保护的重要举措。以塔里木河下游（含湖区）为研究对象,采用密集时序遥感技术对自2000年生态输水工程实施以来的生态输水过程中河岸带与湖区植被面积和植被覆盖度的变化特征进行定量分析,结果表明：生态输水对河道两岸地下水水位的影响范围局限在1～2 km内,越往尾闾方向影响范围越窄;植被面积与植被覆盖度增长趋势显著的区域中,湖区占比较大,主要体现在尾闾湖区。为提高生态水利用效率,建议优化目前的生态输水方式。     

塔里木河下游生态应急输水工程影响后评价内容探讨

自2000年向塔里木河下游实施生态输水以来,国内大多数学者所关注的问题一直集中在如何确定下游生态安全保障体系的合理生态保护范围及生态需水量;如何通过河道水流演进－地下水位抬升－植被恢复等关联性问题的系统.为下游生态输水整体效益评估、河道整治、水资源合理配置与优化调度、生态重建提供科学依据等问题上.对于塔里木河下游生态应急输水工程影响后评价的研究现在还不多见.为此.本论文以塔里木河下游生态输水为背景.对该工程影响后评价的内客进行探讨,目的在于得出塔里木河下游生态应急输水工程影响后评价的研究框架，为客现,公正的评价该工程影响提供依据.     

额济纳地区绿洲恢复生态需水量研究

在现有研究的基础上,再度明确了生态需水量的涵义;通过对干旱地区植被生态需水量现有计算方法的分析,考虑植被盖度对生态需水量的影响,提出了计算干旱地区天然植被生态需水量的新方法;在对额济纳绿洲现状分布特点分析的基础上,综合考虑绿洲恢复规模和生态功能之间的关系,提出了额济纳绿洲恢复的若干方案,应用所提出的生态需水量计算方法对各方案生态需水量进行计算,并以研究区未来可利用水资源总量为约束,确定了额济纳绿洲未来的恢复方案。     

旱区植被生态需水量间接法计算参数的研究

植被生态需水问题是水资源优化配置和生态环境研究的热点,间接计算法是量化干旱地区天然植被生态需水量的主要方法。为了使计算结果更加准确,结合0. 618法与去极值法对间接法计算公式中潜水蒸发量E的计算做出改进,建立植被系数K的二阶Gaussian模型,最后运用灰色模型GM(1,1)对植被面积S的发展趋势进行预测。结果表明:优化所得潜水蒸发量——埋深曲线对实测数据拟合度更好,植被系数取值更加精确,以甘肃省民勤县为例,计算出该地2015年各类植被面积与资料记载差异较小,所得生态需水量结果与FOA推荐使用的Penman-Monteith模型相比无显著差异。在此基础上预测出2020年民勤县天然植被生态需水总量为4060. 8×10~4m~3,其中天然林地生态需水量预测为3100. 1×10~4m~3,天然草地生态需水量为960. 7×10~4m~3。研究使间接计算法对植被生态需水量的量化更加准确,为干旱地区水资源的分配及生态恢复政策的制定奠定了一定的研究基础。     

干旱半干旱区煤炭资源开采对水资源及植被生态影响综述

煤炭资源开采对水资源的赋存和循环产生相当程度的破坏,进而影响到对水资源依赖性较强的表生植被生态,尤其在干旱半干旱地区。着重阐述了煤炭资源开采对地表水、地下水、土壤水以及植被生态的影响,介绍了旱区地下水和植被生态的关系,重点分析了旱区植被生态耗水的最新研究进展,并对后期相关研究的开展提出了可行性建议。本研究有助于认识旱区煤炭资源开采对水资源的影响及其引发的生态效应,为今后采煤工艺改善、地下水资源开发和生态环境保护提供科学依据。     

基于生态安全的干旱区绿洲生态需水研究

从绿洲生态安全的科学内涵出发,提出用于维护干旱区绿洲生态安全的3项指标,即适宜的绿洲规模、适宜的耕地面积和适宜的地下水位值。同时指出适宜的绿洲规模不仅是指面积指标,也应反映绿洲植被盖度指标。以民勤绿洲为研究区域,计算得出基于适宜绿洲规模的天然植被和人工植被生态需水量为1.27×108m3;基于适宜耕地面积的地下水入渗补给量为0.3234×108m3;基于适宜地下水位值的地下水位恢复的生态需水量,即人工补给回灌量为0.1892×108m3;最后得出基于生态安全的绿洲生态总需水量为1.46×108m3。这可为今后研究区生态恢复和治理提供一定的决策依据。     

荒漠绿洲植被生态需水研究现状及发展趋势——以民勤县为例

以民勤荒漠绿洲现状条件为基础,通过总结国内外相关研究成果,明晰了以植被生长为主体的生态需水内涵。从生态系统的适宜性、阈值性、循环性和农业气象原理入手,分析了植被生态需水的理论基础,藉此提出适宜民勤绿洲的生态需水估算方法,即依托于3S技术划分土地类型及面积,以潜水蒸发法为主,综合使用直接计算、Penman-Monteith公式等多种计算方法。此外,探讨了植被生态需水研究的难点所在,认为应将重心放在建立植被生长与降雨量、地下水埋深等因素的响应函数,探究潜水与SPAC系统的耦合机制,揭示植被生态需水机理。构建符合民勤荒漠绿洲的植被类型和水文生态条件适宜程度识别指标体系,探究植被生态需水驱动机制,最终实现统筹人口、资源、环境与经济社会的协调可持续发展。     

“引大济湟”北干渠一期工程向杨家水库补水的水源论证

杨家水库供水范围内城市、农村生活、生态和农业总用水量超出了水库坝址处河流的来水量,需要从“引大济湟”北干渠一期工程补水,实施调节后才能保证水库的供水量.根据上水磨沟流域水资源状况,就北干渠一期工程向杨家水库补水进行了水源论证.     

引调水工程对调蓄湖泊生态环境的影响分析

引调水工程利用天然湖泊调蓄,将引起调蓄湖泊水文情势、水质发生一定变化,对与湖泊水环境关系密切的水生生物、湖滨植被、湿地鸟类产生影响。以金沙江某提水工程方案比选阶段利用拉市海调蓄方案为例,采用图形叠置法、类比分析法、生态机理法等方法,分析工程运行对拉市海水生生物、湖滨植被、湿地鸟类的影响,为引调水工程对调蓄湖泊的生态环境影响分析提供工作思路和方法借鉴,并为类似工程方案的科学决策提供参考。     

海河流域河道外生态需水研究

水土流失是海河流域较为突出的生态环境问题之一。经对比研究发现，植被覆盖度的变化会通过影响洪充量，土壤侵蚀量等因子，进而改变水土流失的状况。从提高植被覆盖度尤其是低覆盖度草地植被的角度出发，定量研究了为改善流域水土流失状况河道外生态需水的具体数额，得出海河流域现状年河道外生态耗水（降水）385亿m^3。另外，为改善河道外生态环境状况将低覆盖度草地提高地提高至中等覆盖度水平，则需要增加生态需水12．5亿m^3。     

三峡库区消落带植被生态学特征分析

 以重庆忠县石宝寨三峡库区消落带为典型案例区,探讨了库区消落带生物多样性指数沿坡面的梯级分布格局,并通过典范对应分析探讨消落带植被生态学特征与环境要素的关联,界定三峡大坝低水位阶段影响消落带植被生态学特征与恢复能力的关键环境因子。相关研究结果表明：库区消落带植被的生物多样性指数随坡面高程变化呈现一定的空间异质性;消落带植被的分布与土壤物性、河边距以及海拔等环境要素具有一定的关联。     

喀斯特石漠化典型区蓝水绿水转化模拟

由渗漏导致的降水大量流失是造成喀斯特石漠化地区地表水短缺的主要原因,将渗漏的难利用蓝水转化为可供植被生长利用的生态绿水是目前技术条件下提高水资源利用量的有益探索。基于蓝水绿水理论和土壤-植物-大气连续体(SPAC)原理,通过采用EcoHAT系统水循环模型模拟贵阳市非城镇地区的蓝水绿水转化,发现:(1)研究区绿水占降水的份额不到50%,远低于全球65%的平均水平,具有很大的转化利用潜力;(2)增加植被覆盖度和增厚土层均能实现将渗漏蓝水转化为生态绿水,增厚土层的转化效果更为显著;(3)增加植被覆盖度对减少渗漏的转化作用存在一个明显的阈值,当植被覆盖度增长到56%左右时,其减少渗漏的作用急遽减弱。鉴于研究区石漠化的典型性,本研究对类似地区提高水资源利用量具有一定参考意义。