干旱区流域水文-生态过程耦合分析与模拟研究框架

干旱区流域水资源短缺与生态恶化问题日趋严重,水文-生态过程耦合分析与模拟问题是实现干旱区流域水安全与生态安全亟待解决的核心科学问题。在总结国内外水文-生态过程耦合研究现状的基础上,探讨当前干旱区流域水文-生态过程耦合研究面临的关键科学问题,初步提出干旱区流域水文-生态过程耦合研究框架,包括水文-生态过程的作用机制、耦合关系和耦合模拟研究,旨在为干旱区流域水文-生态耦合研究提供参考。     

西部干旱区流域水循环关键科学问题研究框架

水问题是我国西部干旱区实施大开发战略必须首先解决的重大科技问题,流域水循环研究是解决西部干旱区水问题的科学基础和前提条件。本文在总结西部干旱区流域水循环研究进展的基础上,探讨了当前干旱区水循环研究面临的关键科学问题,核心是:变化环境下流域水循环演变规律、土壤盐渍化机理、生态需水计算以及耦合模型尺度转换等问题。结合西部实施大开发战略的水资源合理配置、水资源开发利用与生态、环境相互间协调发展等国家重大需求,初步提出干旱区流域水循环研究框架,旨在为干旱区流域水循环研究提供参考。     

新疆干旱区水生态文明建设探讨

水资源过度开发是干旱区生态环境恶化的主要原因之一,干旱区水生态文明建设首先要解决经济社会与生态环境竞争用水的矛盾。文章以新疆内陆干旱区为例,阐述干旱区水生态文明建设的要素构成,总结新疆水生态文明建设现状和存在的突出问题,探讨提出符合新疆干旱区实际的水生态文明建设建议措施,以达到协调经济社会系统和生态环境发展的目的,为干旱区水生态文明建设和促进区域经济-生态协调高质量发展提供参考。     

新疆叶尔羌河流域胡杨林区生态输水效益评估

开展胡杨林生态补水对于保护和修复干旱区自然生态系统,实现流域高质量发展具有重要意义。该文基于生态输水后植被调查和遥感监测等基础数据,客观评估了叶尔羌河生态输水效益,结果表明:生态输水影响面积10.28万hm²,其中适度淹灌(8-28 d)区域2.50万hm²;地下水储量以增加趋势为主,其中增长50～150 mm的区域占总面积的82.40%;地下水埋深较输水前抬升0.50～2.00 m;物种多样性指数较未输水区高40%～60%左右,遥感生态指数RSEI均值提升8.62%。研究成果对于指导干旱区生态输水的精准化、科学化工作提供了重要指导,也为类似地区生态输水提供了参考。     

西北干旱区水资源开发利用现状及对策

西北干旱地区是我国西部大开发战略的重点建设区域之一，而水资源的合理开发利用是干旱区振兴流域经济的重要保证．也是促使生态经济系统向良性方向发展的关键因素。本文在分析我国西北干旱区水资源基本特征以及水资源开发利用现状的基础上，重点讨论了该区水资源开发利用存在的问题，得出干旱区生态环境建设与社会经济发展必须以水资源合理开发利用为核心的结论，同时提出了切实可行的水资源可持续开发利用的基本对策。     

阿克苏河流域胡杨林区生态输水效益评估

开展胡杨林生态补水对于保护和修复干旱区自然生态环境、实现流域整体高质量发展具有重要意义。文章基于水文基础数据、实地植被调查和遥感监测等结果,从输水过程和淹灌效率、地下水和土壤水响应、植被生长与群落结构变化及生态环境质量的时空格局4个方面,全面评估了阿克苏河流域生态输水效益,结果表明：生态输水使得流域土壤湿润化,提升了胡杨林群落稳定性,物种多样性水平显著提升,Simpson指数和Shannon指数在输水区分别为1.04、0.36,相较于未输水区的0.65、0.33,分别增加96.5%和183%;输水区生态环境整体好转,RSEI均值提升9.1%。研究成果对于指导干旱区生态水优化调控提供了重要的技术支撑和方案借鉴。     

破解内陆干旱区水资源紧缺问题的关键举措——新疆干旱区水问题发展趋势与调控策略

以新疆内陆干旱区为例,基于西北内陆干旱区水循环特征的分析阐述,总结研判了西北内陆干旱区主要水问题及面临的挑战,探索了新的复杂形势下西北内陆区水调控的策略。提出了气候变化、生态文明建设与"一带一路"倡议的新形势下,西北内陆干旱区虽然用水结构将有所调整,生态文明建设将得到高度重视,但供需水矛盾将依然突出,生态环境恶化的局面难以根本扭转,为此需继续深化全社会节水行动,完善水资源配置格局及其工程建设,深化以水价改革和强化流域综合管理等的制度改革创新,加强水资源安全、保障技术研发与应用,为水问题调控提供坚强科技支撑与解决能力。     

干旱区人工绿洲水土环境生态安全演变分析

针对水土环境生态安全受多因素耦合影响而难以定量揭示的难题,为定量评估干旱区人工绿洲水土环境生态安全状态及其分异特征,以甘肃省景电一期灌区为研究对象,以压力-状态-响应模型(press-state-response,PSR)为理论依据,提出了以3个要素18个指标所组成的水土环境生态安全评价指标体系。在将源数据进行差分变换与岭回归分析的基础上,基于熵权法对各指标的权重进行了客观分析,同时引入物元分析理论,有效解决了评价指标之间的模糊性与不相容问题,通过构造水土环境生态安全评价的经典物元与节域物元,分析各指标对应评价等级的关联度,构建了基于PSR模型及物元分析的干旱区人工绿洲水土环境生态安全评判模型,并对1994年、2006年、2018年水土环境生态安全进行了定量化评价。结果表明:研究区1994年、2006年、2018年水土环境生态安全综合评判等级分别为Ⅳ级、Ⅲ级与Ⅱ级,水土环境整体表现出健康化发展,但是随着人类生产活动的发展,一些潜在的风险正在逐步显现,土壤盐渍化进程的加剧对水土资源的威胁是研究区水土环境向良性发展的关键制约因素。研究成果可为干旱区人工绿洲生态系统寻求生产需求与生态保护之间...     

基于生态服务价值的永定河(北京段)生态修复效果评价

永定河面临着水资源短缺、河道断流、水污染加剧、水生态系统严重退化等生态环境问题,极大地影响了其发挥河流生态服务价值,制约了沿岸地区社会经济发展。本文根据"千年生态系统评估报告",提出了不同功能类型河流生态服务价值评估方法,对不同生态修复目标的永定河生态服务价值及生态修复效果进行定量评价,可为生态修复技术方案优化和水资源配置提供科学依据。     

试论水利历史研究在西部干旱区流域管理工作中的作用及开展对策

从水利历史研究在干旱区流域工作的特殊地位、当前干旱区流域水利历史研究的主要制约因素两方面进行分析,有针对性地提出了推进干旱区水利历史研究的基本对策。以史为鉴,有利于深入认识区域水环境的演化规律,更好解决当代河西走廊水资源保护与利用中的一系列流域水权体系改革、流域管理机制创新、生态保护政策制定、河长制推行等重大问题。     

内陆干旱区实施最严格水资源管理技术探讨

以内陆干旱区水资源概况、生态问题现状为出发点,从水权制度和水资源管理制度的融合、"三化"的发展方向、分级分解指标等三个方面探讨了最严格水资源管理在内陆干旱区实施亟须解决的部分问题,并提出了一些看法;分别介绍了内陆干旱区实施最严格水资源管理制度关键技术五项专题所做的工作,提出了现阶段认识到的问题和看法,并对目前不足或需要改进的地方进行了回顾;部分完善了干旱区最严格水资源管理制度理论体系和研究方法,可为我国尤其是干旱区最严格水资源管理制度的实施提供一定的科学依据和借鉴意义。     

干旱区潜水蒸发的影响因素和计算方法分析

潜水蒸发是干旱区天然植被耗水的主要来源,其大小决定着干旱区天然绿洲生态的规模.本文对干旱区潜水蒸发的影响因素和计算方法进行了系统地分析和讨论,以期为指导干旱区的生态建设提供参考.     

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。     

防止河道断流的最小生态环境需水量

桑干河流域属于干旱半干旱区，降水量少，水土流失严重，生态环境十分脆弱。由于水资源短缺，水资源开发利用与生态环境矛盾十分突出，造成城市用水和工业用水挤占农业用水，农业用水又挤占生态用水的格局，引起自然植被退化、河流断流、河床淤积、地下水大面积超采等一系列生态环境问题。本文以桑干河流域为研究对象，以生态环境需水量理论为基础，提出了河道在保证不断流临界状态下河流最小环境需水量的计算方法，即为防止河道断流的最小生态需水量。     

西北地区水资源合理开发利用与生态环境保护研究

“九五”国家重点科技攻关计划“西北地区水资源合理开发利用与生态环境保护研究”项目,以西北地区水资源合理配置、水资源承载能力、生态保护准则及生态需水为攻关突破口,开展了跨部门、多学科的联合攻关,取得了十项主要研究成果;提出了内陆河流域的水资源二元演化模式,提出了基于二元模式的水资源评价层次化体系,提出了干旱区水分-生态相互作用的机理,建立了干旱区生态需水量的计算方法,提出了针对西北生态脆弱地区的水资源合理配置方案,提出了干旱区水资源承载能力计算方法及重点区不同发展阶段的水资源承载力,绘制了土地利用和生态系统分布图,系统地进行了1/3国土面积上的水资源评价,提出了地下水资源量及其分布和可开采量及其分布,提出了西北地区水资源可持续利用的整体战略。     

干旱区平原水库防蒸发节水控盐及效益分析

我国西北干旱区水资源匮乏,土壤盐渍化严重,一直是区域经济发展和生态环境建设的瓶颈。结合干旱区节水和土壤盐渍化防治研究现状,提出在干旱区平原水库(水源地)采用防蒸发技术来实现节水和灌区土壤盐渍化防治的目标。对不同防蒸发材料节水率和投资回收期对比分析,结果表明,干旱区平原水库防蒸发节水率及防蒸发材料的选择与当地气象因素有关,投资回收期及所选防蒸发材料单价、防蒸发材料节水率与当地水价有关。针对防蒸发控盐率和防蒸发节水率的相关性试验研究发现,干旱区平原水库防蒸发控盐率与防蒸发节水率呈线性相关。通过对防蒸发节水控盐的社会效益和生态效益分析可知,干旱区平原水库防蒸发节水控盐技术对促进区域工农业发展、土壤盐渍化防治、生态环境保护具有一定的指导意义。     

绿洲-荒漠过渡带土壤特性空间变异规律初探

近年来在干旱区绿洲-荒漠过渡带出现了诸如土地沙漠化、荒漠化、盐渍化等影响绿洲生态空间稳定性的严重问题.为探索其发生和演变的内在机理,更好地维护绿洲的生态稳定性,选择甘肃河西张掖绿洲边缘3个典型的绿洲-荒漠过渡带作为试验区,通过对7种土壤特性值(分别为土壤水分含量、水溶性盐份含量、pH值、机械组成、速效磷含量、水解氮含量、容重)的分析,归纳出试验区绿洲-荒漠过渡带不同土壤特性的水平和垂直变异部分规律.     

新疆干旱区流域生态需水问题研究

生态需水是当前干旱区流域水资源管理的重要问题。通过对新疆平原区荒漠和绿洲两种生态系统的分析,特别是对天然绿洲生态系统中人工绿洲水资源利用方式及过程的分析,尝试性提出生态需水量在流域规划和水资源管理中的定位、不同生态系统的保护方式和基本生态水量的确定方式,并简述了新疆奎屯河流域以生态退水作为恢复流域生态水量的实例。     

甘肃省黄河流域生态保护和高质量发展措施研究

针对黄河流域生态保护和高质量发展,文章提出甘肃省境内5个分区:甘南高原高寒湿润区为水源涵养区和补给地,重在保护;陇中黄土高原温带半干旱区为水土流失防治区,重在治理;陇西黄土高原半干旱-干旱区重在黄土丘陵沟壑防治和生态修复;陇东黄土高原半干旱区黄土沟壑小流域治理;陇中黄土高原与陇南山地过渡带生态恢复.     

干旱区面向生态的水资源合理配置模型与应用

本文基于生态系统服务的动态生态价值评估的基础上,提出了内陆河流域生态用水效益的计算方法,建立了内陆河流域基于生态效益和经济效益统一度量的水资源合理配置模型。考虑内陆河流域水资源多次转化、多次重复利用的特点,将计算单元种植结构优化模型嵌套在水资源转化模拟模型中,实现模拟模型与优化模型的耦合。以甘肃省河西走廊石羊河流域为例,获得了流域水资源在不同区域间与生态用水和经济用水间的合理分配方案。为探索干旱区内陆河流域面向生态的水资源合理配置提供了新的途径。