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。     

格尔木河中游地区植被覆盖与地下水埋深关系研究

在干旱区内陆盆地,地下水对植被的分布有很大的影响。在格尔木河中游地区,同样发现植被依赖地下水分布的特征。通过归一化植被指数(NDVI)的遥感影像数据与地下水埋深的实地观测数据来研究分析植被覆盖对地下水埋深的关系。研究结果表明:当地下水埋深小于4m时,NDVI均值与标准差均随着地下水埋深的增加而减小。当地下水埋深大于4m但小于8m时,植被生长开始逐渐受到影响,对地下水的敏感性开始减弱。当地下水埋深超过8m时,植被覆盖严重下降,并且对地下水埋深变化表现的愈加不敏感。8m被认为是影响研究区植被覆盖的地下水埋深上限,超过该上限,地区生态环境会受到严重影响;不同植被类型受地下水的影响也不同:水柏枝的生长与地下水关系较密切,芦苇盐生草甸与膜果麻黄可能受土壤盐渍化的影响其生长状况与地下水的关系较复杂。对比不同研究区研究成果,由于降雨、蒸散发等气象要素、水文地质条件、人类活动等多方面因素的不同,植被覆盖与地下水的相关性有明显差异。     

生态输水对台特玛湖面积和植被的影响

为弄清经过20年的生态输水,塔里木河与车尔臣河尾闾湖——台特玛湖水面积、地下水位和植被面积的变化特征,利用20年的遥感影像、历史资料以及实地监测数据得出结果：台特玛湖水面积已由2000年的58.79km²增长至2020年的340km²;生态输水以来湖周边平均地下水埋深从2000年生态输水初期的9.3m逐渐抬升至2017年的0.5m,且地下水位与湖面积呈极显著负相关关系;湖周边植被覆盖面积变化呈增加的趋势。该分析结果可为其他干旱区开展类似工程提供参考。     

地下水与植被关系的研究进展

地下水与植被之间有着复杂的关系,它涉及地下水、土壤、植被等相互之间的动态平衡。地下水的变化会引起土壤水盐变化而直接影响植被的生长、分布和演替。本文系统地总结了地下水与土壤含水量、土壤含盐量、天然植被、地表荒漠化关系等诸多方面的影响研究进展,并探讨了生态地下水埋深对植被的重要作用。认为针对地下水变化引起的生态负效应,开展地下水与植被的关系研究,认识和理解植被退化的过程和机制,是应对气候变化和人类活动影响下地下水管理和生态保护的重要工具,最后指出地下水生态效应仍是今后亟需加强的研究方向。     

新疆伊犁河谷植被与地形地貌及地下水关系

采用RS和GIS技术,基于Landsat 8 OLI数据和野外调查成果,探究了伊犁河流域植被与地形地貌、地下水埋深及总溶体固体(TDS)定量关系。结果表明:①沼泽平原、冲洪积细土平原、缓倾斜含砾细土平原、黄土丘陵、风积沙丘及强倾斜砾质平原区植被生长状况依次变差。②高程750 m及2 800 m左右植被生长状况较好。③当地下水矿化度＞1 000 mg/L后,植被生长状况与地下水矿化度负相关,相关系数为0.733 5。④在人类活动干扰较小的情况下,地下水埋深在0~4.3 m范围内与植被生长状况呈二次函数关系,相关系数为0.764 8,适宜植被生长的地下水埋深为1.2~4.3 m;当地下水埋深为2.8 m左右时,植被长势最好。研究结果为流域生态环境保护、水资源合理开发利用、水资源科学管理提供技术支撑。     

内陆河流域植被变化与地下水运动的耦合关系

以流域水量均衡为基础，以植被变化对地下水的影响作为源汇项，建立了内陆河流域二维地下水运动模拟模型。根据荒漠植被区的气候条件，依地下水埋深划分并合并植被变化方式为几种类型，以面状因子处理源汇项。绿洲区的灌水、抽水等源汇因子对地下水影响最大，根据不同作物的灌溉制度详细计算随时间变化的源汇量。其他植被变化类型上的源汇因子相对次要，主要是有限的降水和凝结水入渗及蒸散，具体数量分配在某一时段。用GIS处理区域植被变化的空间数据，与专业计算地下水流的FEFLOW软件结合，模拟了植被变化对地下水位的影响。结果表明：扇缘带上部地下水位仍然保持下降，冲洪积平原地下水位继续上升的趋势；其结果将是扇缘带上部植被有趋于退化，冲洪积平原土壤盐化进一步发展的趋势。     

黑河下游地区地下水与植被生长的关系

借助遥感方法,结合地下水水位观测数据,在区域尺度上定量地研究了我国黑河下游额济纳地区地下水水位埋深及与植被生长的关系。结果表明:影响植被生长的临界地下水水位埋深为4.0 m,适宜植被生长的地下水水位埋深范围约为2.6~4.0 m,当地下水水位埋深为2.8 m左右时,植被长势最好。     

基于水位-面积-湖容关系的东洞庭湖动态纳污能力分析

为测算不同水文水质条件下东洞庭湖动态纳污能力,利用2003—2016年MODIS遥感数据和实测水文数据建立水位-面积-湖容关系模型,提取不同水位、入湖流量、入湖水质条件下的纳污能力计算参数,参照《水域纳污能力计算规程》测算出不同水文水质条件下的东洞庭湖动态纳污能力系数以及COD、氨氮的动态纳污能力。研究结果表明:东洞庭湖纳污能力随着水位、流量、水质而动态变化,COD最小纳污能力为14 200 g/s,大于2016年年均排放强度1 837 g/s,不存在水质超标风险;氨氮最小纳污能力43 g/s,小于2016年年均排放强度275 g/s,水质超标风险大;明确了导致氨氮超标的水文、水质条件,认为氨氮入湖浓度<0.95 mg/L时,湖泊氨氮不超标。主要结论为:①水位-面积-湖容关系模型可为测算湖泊动态纳污能力提供支撑;②建议根据动态水域纳污能力确定污染物排放量,科学利用水环境容量;③东洞庭湖入湖氨氮浓度应控制在0.95 mg/L以下,以保证水质达标。研究成果对维护和改善洞庭湖水环境质量具有重要的现实意义。     

西辽河流域平原区植被与降水及地下水埋深的关系

以西辽河流域平原区为研究区,利用Landsat-5影像,采用最大似然法提取土地利用类型,用归一化植被指数(NDVI)计算得到植被覆盖度,结合地下水埋深、降水量资料进行分析,结果表明:自1989年至2010年,耕地、草地与居民用地的面积均不断增大;林地、未利用地的面积呈现不断减少的趋势;植被覆盖度在1989至1999年间下降,自1999年呈现上升趋势,但2010年的植被覆盖度仍小于1989年。1999—2010年研究区的植被覆盖度受降水量的影响相对较大。在上世纪90年代研究区西北部植被覆盖度受地下水埋深的影响较大。     

疏勒河流域中下游土地覆盖动态变化及其与地下水的相关性

以河西走廊疏勒河流域中下游区域为研究区,分析该地区土地覆盖动态变化及其与地下水的相关性。利用2000—2008年每年8月份的MOD13Q1数据及2000年的ETM+遥感影像数据,采用监督分类技术,对研究区不同时期的土地覆盖进行了划分,对比分析了2个不同时期(2000—2004年和2004—2008年)的土地覆盖变化。结合研究区昌马灌区地下水监测资料,建立植被指数与地下水埋深的Pearson相关模型,计算了植被指数和地下水埋深相关系数。分析结果表明,对于不同地下水的埋深区间和不同的土地覆盖类型,相关系数具有一定差异;天然植被与地下水埋深有较大的相关性。     

疏勒河流域中下游土地覆盖动态变化及其与地下水的相关性研究

本文以河西走廊疏勒河流域中下游区域为研究区，研究该地区土地覆盖动态变化及其与地下水的相关性。利用2000~2008年每年8月份的MOD13Q1数据及2000年的ETM+遥感影像数据，采用监督分类技术，对研究区不同时期的土地覆盖进行了划分，对比分析了两个不同时期（2000~2004年和2004~2008年）的土地覆盖变化。结合研究区昌马灌区地下水监测资料，建立植被指数与地下水埋深的Pearson相关模型，计算了植被指数和地下水埋深相关系数。通过分析表明，对于不同地下水的埋深区间和不同的土地覆盖类型，相关系数具有一定差异，天然植被与地下水埋深有较大的相关性。