民勤绿洲水资源利用分析

石羊河流域下游的民勤绿洲面临严重的生态危机,如何抢救和保护民勤绿洲,引起了社会各界的广泛关注.通过对民勤绿洲的历史演变和开发过程研究,分析了民勤绿洲水资源利用现状,并对未来水资源量进行了预测,得到初步结论:石羊河水资源开发利用过度,目前已经基本丧失其河流的生态功能,民勤绿洲的水资源已无法维持绿洲的生存和发展,必须采取综合治理措施,提高水的利用效率和效益,建立高效节水型社会.     

塔里木河中游人工与天然绿洲相互转化过程与适宜比例探讨

利用1990、2000、2010年3期Landsat TM/ETM遥感影像,基于RS/GIS技术,分别提取土地利用/覆被类型信息,分析1990-2010年,塔里木河中游人工绿洲和天然绿洲的变化规律及其比例,探讨该区人工绿洲和天然绿洲的适宜配比。结果表明:1990-2010年,塔里木河中游人工绿洲不断扩张,天然绿洲面积不断缩小,1990-2010年人工绿洲面积增加了2 296.69 km~2,天然绿洲面积减少了2 221.5 km~2,扩张速度为114.83 km~2/a,减小速度为111.08 km~2/a;1990-2010年间,塔里木河中游表现为人工绿洲替代天然绿洲的趋势:草地、林地等向耕地转化,草地、林地等向人工建筑用地转化;植被长势衰退:高覆盖草地向中、低覆盖草地转化,中覆盖草地向低覆盖草地转化,灌木林地逐渐退化为草地,低覆盖草地向沙漠转化;塔里木河中游人工与天然绿洲面积比例在近20年呈增加的趋势,在1990、2000、2010年,人工与天然绿洲面积比值分别是1∶39.7,1∶17.4,1∶9.8,平均每增加1份人工绿洲面积就要失去1.7份天然绿洲面积。     

塔里木河干流人工与天然绿洲转化及适宜比例研究

利用1990,2000,2010年3期Landsat TM/ETM遥感影像,基于RS/GIS技术,分别提取土地利用/覆被类型信息,分析1990~2010年塔里木河流域人工绿洲和天然绿洲的变化规律及其比例,探讨该区人工绿洲和天然绿洲的适宜配比。研究结果表明:(1)1990~2010年,研究区域人工绿洲呈不断扩张,天然绿洲面积不断缩小,人工绿洲替代天然绿洲的趋势。(2)1990~2010年,人工与天然绿洲总面积几乎无差异,面积变化主要是人工绿洲与天然绿洲之间的相互转换。具体表现为:天然草地、林地等向人工绿洲中的耕地、建筑用地转化;同时植被长势衰退:高覆盖草地向中、低覆盖草地转化,中覆盖草地向低覆盖草地转化,灌木林地逐渐退化为草地,低覆盖草地向沙漠转化。(3)人工与天然绿洲面积比例在近20 a呈增加的趋势,在1990,2000,2010年,人工与天然绿洲面积比值分别是1∶9,2∶8,3∶7。     

黑河生态调水后额济纳绿洲植被变化规律研究

为了客观认识和评估生态调水对黑河下游绿洲植被的影响,基于遥感技术手段,分析了生态调水后黑河下游额济纳绿洲植被变化规律。结果表明:1987—2017年,水域和林地、草地面积变化过程呈V形,2000年以来林地、草地面积持续增加,植被覆盖度增加显著,植被覆盖改善区域占总面积的比例近30%,水域面积持续扩大;额济纳绿洲土地利用类型转换主要经历了由林地和中、高覆被草地转变为低覆被草地和未利用地,而后转变为林地和中、高覆被草地的过程;通过近20 a的生态调水,总体上遏制了下游绿洲植被持续减少的状态,绿洲生态环境得到明显改善。说明黑河生态调水对下游植被恢复起到关键作用,随着生态调水年份的增加,林草地向高覆被转变趋势明显。     

基于生态安全的干旱区绿洲生态需水研究

摘要：通过对干旱区绿洲特征和影响因素进行分析，认为干旱区绿洲在长期的进化过程中，形成了与环境相适宜的生态结构和规模，研究绿洲的生态安全问题，必须首要考虑保持绿洲的基本生态稳定和平衡。进而从绿洲生态安全的科学内涵出发，提出了维护干旱区绿洲生态安全可以定义为维护适宜的绿洲规模、适宜的耕地面积、适宜的地下水位值3项指标的观点，以这3项适宜指标为基础计算的生态需水量符合绿洲的安全发展需要。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。最后，以民勤绿洲为研究区域，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（此项值不计入总生态需水量之中，但要计算其值）；基于适宜地下水位值的地下水位恢复的生态需水量（人工补给回灌量）为0.1892×108m3。基于生态安全的绿洲生态总需水量为1.46×108m3。不仅符合民勤绿洲的生态需水实际，而且对今后研究区生态恢复和治理提供了科学决策依据。     

石羊河下游民勤绿洲农业结构动态研究

运用因子分析法研究了民勤绿洲农业结构近57年来的变化情况,结果表明:粮食作物总产量变化最大;绿洲耕地面积呈增加趋势,从各因子间的相关系数来看,人口快速增加是主要原因;粮食作物总产量与粮食作物单产呈正相关,与播种面积呈负相关.提出了农业发展对策:调整农业结构,限制高耗水型作物播种面积,发展以舍饲圈养为主的草畜产业;加强水资源管理,以水定地,封井退耕,努力提高农业生产力和水资源利用效率;控制人口数量.     

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。     

绿洲生态稳定性预测

本文以宁夏绿洲为例,综合考虑水资源、土地资源、生物资源和环境因子四项影响绿洲生态稳定性的主要因素,建立了系统的绿洲生态稳定性评价指标体系,在此基础上,应用广义水资源合理配置模型以及依托配置模型构建的植被群落盖度与地下水埋深之间的关系,建立了绿洲生态稳定性预测模型,对受水资源约束条件下的绿洲生态演化过程进行了定量分析,预测未来不同水资源条件下的绿洲生态稳定性。预测结果表明,2010、2020年水平年50％黄河来水频率下,绿洲生态稳定性整体处于良好状态;75％黄河来水频率下,整体处于一般状态。绿洲生态稳定性变化趋势符合当地社会经济发展趋势,结果合理。     

西北内陆干旱区生态环境及其演变趋势

定量分析了西北内陆区生态环境及其总体变化趋势。通过对生态环境现状的总体评价,研究了20世纪70～90年代西北内陆地区发生的景观变化;以335个县级区为基本数据信息单元、省级行政区为分析讨论的基本层面,进行了全西北、省、县3个层次的评价;从水分-植被相互作用机理入手,分析了水资源和土地开发利用对景观改变和生态环境演变趋势的影响;提出了西北内陆干旱区生态环境呈现荒漠化面积扩大、人工绿洲面积扩大而荒漠-绿洲过渡交错带面积缩小,且总体趋于劣化的演变趋势。     

关井限采对民勤绿洲地下水漏斗和植被影响研究

民勤绿洲是西北内陆河流域地下水超采严重、地下水漏斗突显、生态环境恶化的典型区域,寻找有利于地下水漏斗抑制和生态修复的调控方式是地下水管理亟待解决的首要问题。基于2011—2012年观测数据,采用GIS和FEFLOW软件,构建民勤绿洲潜水非稳定流模型,模拟分析不同关井限采方案对地下水漏斗和植被的影响。结果表明:(1)缩减地下水开采量能有效减缓地下水位下降,修复地下水漏斗,改善生态环境;(2)减少单井抽水量和关闭一定数量机井相结合缩减地下水开采量的方式,对于修复区域地下水漏斗,抬升绿洲边缘地区地下水位,增加植被存活面积较为有效;(3)目前已实施的关井方法有利于防治绿洲荒漠化,而相同比例关井方法对于区域地下水漏斗修复效果更明显,生态环境和社会效益更佳。研究成果可为当地地下水调控和管理提供参考。     

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。     

石羊河下游民勤水资源与生态环境治理对策

河西走廊石羊河下游———民勤地处我国干旱内陆区 ,民勤绿洲是我国典型的荒漠绿洲之一。由于石羊河水资源不合理开发利用 ,引起其下游民勤盆地的区域地下水位下降、水质恶化、土地沙漠化、盐渍化面积扩大 ,植被退化等一系列生态环境问题。文中对生态环境恶化产生的原因进行了分析 ,并就其生态环境保护与治理提出了对策。水资源问题是民勤生态环境问题的本质 ,要改善民勤的生态环境条件 ,首先必须解决好当地水资源问题     

A Case Study of Minqin Oasis in China

Abstract

The paper analyzes the causes of desertification of Minqin Oasis, Hexi Corridor, Gansu, China on an ecological point of view and found that the poor water management has led to water mineralization, vegetation degeneration, soil desertification, and ecosystem deterioration. In Minqin Oasis, the type of predatory management used traditionally was: reclamation, irrigation, cultivation, salinization, abandonment, and desertification. The strategies to save Minqin Oasis are a) to increase the public awareness of ecology and water resources; b) to develop water-saving agriculture; c) to adjust plant structure; d) to control the exploitation of groundwater; and e) to reduce the waste of water resources and establish a high efficiency structure of the oasis ecosystem.     

人类活动对奇台县地下水变化的影响

通过野外调查和分析,了解了奇台县地下水资源变化的基本情况,对其地下水的变化特征和人类活动对地下水的影响作了重点分析。人类在过度开发利用地表水的同时,大量开采引用地下水,两水之间的互相补给的平衡关系遭到了破坏,使得地下水和地表水的转化条件、潜水水位以及泉水出露等产生了明显的变化,导致植被衰退、土地盐渍化、沙进人退、草原退化等生态环境效应,严重威胁到绿洲农业的稳定发展和生态环境。要实现奇台县社会经济的可持续发展,必须认识到水资源转化的特点,加强水资源的水政管理,重视节水农业技术的应用,突出生态建设,加快水管体系建设。     

基于鄯善县绿洲生存的水资源优化配置研究

本文以鄯善县为研究区域,以2010年水平年的数据为依据,对研究区进行了水资源利用情况分析和水均衡计算,评价不同程度退耕方案下规划水平年2020年地下水可开采量,计算出不同区域不同方案下的地下水超采量。结果表明:尽管大幅度地采取退耕还水措施(高方案),鄯善县的水资源也不能满足其社会经济发展的用水需要,南盆地地下水仍有超采。为尽快治理南盆地地下水超采现状,最重要的是要实行鄯善县产业发展模式转型,或跨流域调水,以实现鄯善县地下水水资源的可持续利用。     

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。     

石羊河流域下游天然绿洲地下水生态功能强弱周期性与机制

西北内陆的石羊河流域下游区降水稀少、蒸发强烈,天然植被对潜水埋深具有强烈依赖性,对地下水这种生态功能的强弱变化特征与机制尚缺乏深入认识。本文采用原位监测、高分辨遥感探测与解译和多元相关分析方法,研究地下水生态功能强弱变化与潜水埋深、气温、降水和出山地表径流水量之间的关系。结果表明：(1)地下水生态功能越强,天然植被覆盖度越高或归一化植被指数值越大;(2)地下水生态功能具有时效性和年际及日际变化周期性,每年4月至7月上旬是地下水生态功能作用逐渐增强时段,每日7∶30—19∶00是地下水生态功能主要作用时段,主要受控于气温、日照、蒸发、上游区降水与出山地表径流水量和潜水埋深的一年四季周期性变化影响;(3)每年潜水埋深大于极限生态水位时段,地下水生态功能处于失效状态,且气候越干旱,每年的失效时段起始越早和结束越晚。因此,西北内陆的石羊河流域下游天然绿洲区地下水生态功能强弱具有年际、年内变化周期性。     

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。