基于生态系统服务价值的博斯腾湖小湖湿地生态需水核算

湖泊湿地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,适宜的水文条件保障着湖泊湿地生态系统的健康。以博斯腾湖小湖湿地为例,依据能值理论系统计算湖泊湿地各项生态系统服务价值量,并运用相关分析、层次聚类分析等方法,结合生态系统服务计算结果与4项关键水文参数,综合确定研究区适宜的生态需水范围。结果表明,博斯腾湖小湖湿地生态系统服务价值总量由2013年以前的上下波动(年均增幅-0.2%,其中有7年为负增长)转变为2013年后的持续增加状态(连续6年增加,年均增幅6%);区域来水量则经历了2000-2003年的丰水期、2005-2013年的枯水期以及2013年以来的水量持续增加共3个阶段;生态需水核算结果建议博斯腾湖小湖湿地应保证年度日均流量低于8.3 m^3/s的时间不超过72 d,而一年之中日均流量超过20.8 m^3/s的时间不低于80 d,湿地生态需水量在(8.0~8.7)×10^8m^3/a,最适宜生态水位为1 047.4~1 047.6 m。利用生态系统服务价值核算湖泊湿地生态需水,可为区域水资源调控提供决策依据。

艾比湖湿地自然保护区鹅喉羚生境适宜性评价

鹅喉羚是易危物种之一,利用现代空间分析技术快速准确评价其生境质量具有方法学意义和动物保护实际价值。以新疆艾比湖湿地自然保护区为评价区,通过全年不同季节多点野外调查,结合GIS空间分析技术,对鹅喉羚的生境影响因素进行分析并进行了适宜性评价。主要结果与结论如下:1)构建了适宜于研究区的基于植被类型和水源地为主要评价因子的鹅喉羚生境适宜性评价指标;2)通过空间数据统计分析认为水源和植被是影响保护区鹅喉羚生境质量的重要因素,距水源地2000 m以内的胡杨、梭梭、柽柳群落最适合鹅喉羚的生存,距水源2000—5500 m的区域为水源的中度适合区域,距水源5500 m以外植被稀少的地区不适宜鹅喉羚的生存;3)研究区域鹅喉羚生境面积春季为2339 km2,夏季为2880 km2,秋季为2728 km2,冬季为2862 km2,分别占研究区域总面积的61.5%、75.6%、71.7%和75.2%;4)目前在保护区内活动的人群主要为保护区的管理人员,人类活动地区与鹅喉羚生存环境空间上具有重叠性,但人类活动强度尚没有显著影响到鹅喉羚的生存,保护区的存在为鹅喉羚的生存起到了重要保护作用;5)由于保护区上中游人类的生产与开发,保护区水资源不断减少,主要表现为地表水减少,地下水位下降,这可能成为影响鹅喉羚生境质量的主要因素。今后需要优化保护区内水资源的配置,尽量减少人类活动对鹅喉羚的干扰,以有利于鹅喉羚的生存繁衍。

克里雅河流域土地利用/覆被及景观格局空间变化特征

以新疆内陆河流—克里雅河流域为研究区,基于RS和GIS技术分析1990、2003、2016年土地利用/覆被变化(LUCC),并结合景观来分析克里雅河流域的空间变化特征。结果表明:1990—2016年克里雅河流域的LUCC的空间分布稳定。未利用地是研究区面积最大的地类。草地的面积变化较大,呈增加的趋势,冰川积雪的覆被面积略有增加。1990—2016年,未利用地的斑块密度及斑块数较大。在1990—2016年,林地的景观破碎度的值最大。城乡工矿用地的破碎度较大,且呈降低的趋势;耕地类型的景观格局的破碎化程度小,较为稳定;水域的景观形状趋于复杂化;未利用地的周长面积分维数较低。1990—2016年,在克里雅河流域的下游景观的破碎度较高,景观格局较不稳定。克里雅河流域的景观分离度指数呈现出了中游低、两头高的趋势。克里雅河流域上游的北部区域周长面积分维数较高。克里雅河流域的中游,景观分维数的空间分布变化较大。

新疆准噶尔西部碳汇林造林后蒸腾耗水增量研究

干旱区水资源极端匮乏,造林前后林分耗水变化的数据是必不可少的。通过对俄罗斯杨(Populus russkii)、新疆杨(Populus alba var.pyramidalis)和原始背景梭梭(Haloxylon ammodendron)树干液流的观测,通过边材面积作为转换纯量,计算出林内的蒸腾耗水量;通过枝基径和枝截面积作为转换纯量,计算了林外荒漠梭梭林的蒸腾耗水。通过对比林内外蒸腾耗水的差异,得出人工碳汇林造林前后蒸腾耗水的增量,克拉玛依人工碳汇林日蒸腾耗水量是土著植被的19倍。

克拉玛依人工林生物量与土壤理化性质

通过对人工林与其周围荒漠灌木群落生物量及其土壤的物理化学性质的变化分析,结果表明：1克拉玛依人工杨树林林下植被层和凋落物层生物量为5.87 t·hm^-2,荒漠灌木群落生物量为0.74 t·hm^-2,人工林明显高于其周围荒漠;2林地土壤养分在不同土壤层次中的含量较荒漠有不同程度的降低,容重增加,但土壤含水率有较大提高;3人工林地土壤有机质含量偏低,表层土壤有机质较荒漠降低8.83%,但林地10~30 cm和30~50 cm层土壤分别增加20.74%和33.13%;4林内各层土壤含水率与凋落物层生物量呈显著正相关,土壤养分与生物量相关性不大。

博斯腾小湖最低生态水位与水量盈缺分析

近年来,博斯腾湖小湖水位大幅波动引发了湖区生态环境问题,基于最低生态水位的湖泊水量盈缺分析对小湖水量调度和生态保护有积极意义。基于1991-2019年达吾提闸实测小湖水位数据,结合湖盆DEM数据和遥感NDVI数据,分别采用年保证率设定法、湖泊地形分析法和曲线相关法计算小湖区最低生态水位;并利用其他水文、气象和农业活动和湖区水量调控数据,使用主成分分析法解析小湖缺水的主要驱动因子。结果表明:博斯腾湖小湖最低生态水位为1047.18 m,多年平均满足率为31.03%。1991-1998年、2005-2015年和2017年间博斯腾小湖区发生了生态缺水,平均缺水量为0.69×10^8 m^3。上游来水量是小湖生态需水保证情势的主要驱动因素,农业活动和宝浪苏木水量调节活动次之,气候变化影响相对较小。2000年之前,生态缺水主要由湖区水位调控产生;2000年之后,灌区农业取水成为生态缺水主要诱因。该研究结果可以为博斯腾湖小湖水量调控和湿地生态系统恢复保护提供科学依据。

荒漠环境下规模化人工林生物量解析估算

分别采用维量分析法和＂全体收获法＂,对克拉玛依人工杨树林乔木层生物量及地下植被层和地上凋落物层生物量进行分析。结果表明：1乔木层各器官生物量分配排序为：树干（60.79%）〉树根（14.27%）〉树枝（9.84%）〉树皮（8.96%）〉树叶（6.14%）;2径级在6~12 cm的乔木生物量占到61.78%;3单沟单植8 m×0.75 m和单沟单植4.5 m×2 m造林模式是该区域的较好选择;4在相同种植模式下,人工林内新疆杨比俄罗斯杨更具有优势;5乔木层、林下植被层和凋落物层的平均生物量分别为45.285 t·hm^-2、1.753 t·hm^-2和4.171 t·hm^-2。