新疆叶尔羌河流域景观生态风险评价及预测

景观生态风险评价是衡量一定范围内生态系统安全的重要手段。以叶尔羌河流域为研究区,综合Markov-PLUS模型与景观生态风险评价指数,分析并预测土地利用与景观生态风险的演变特征及未来多情景下的变化趋势,划分风险重点管理区域。结果表明:(1)2005—2020年叶尔羌河流域耕地、水体与建设用地增加,林地、草地与未利用地减少。2035年Ⅰ情景下土地利用遵循历史发展模式变化。相较于Ⅰ情景,Ⅱ情景下耕地增加,其他地类减少;Ⅲ情景下林地、草地与水体增加,耕地、建设用地与未利用地减少。(2)2005—2035年叶尔羌河流域景观生态风险整体呈上升趋势,空间分布呈“西南部低、东北部高”的特征。风险恶化区主要聚集在海拔较低的冲积平原,风险保持区主要分布在海拔较高的山地与冰川。(3)较Ⅰ情景与Ⅱ情景而言,Ⅲ情景景观生态风险指数均值较小,是未来流域实现生态保护和经济发展双赢的最优情景。(4)叶尔羌河流域东北部冲积平原为稳定高风险区,冲积平原边缘与西部山地为风险易变区,南部山地与冰川为风险增加滞后区。研究结果可为当地景观生态安全格局优化与生态风险防范或降低提供参考。

叶尔羌河流域土壤盐分离子的空间分布及其对胡杨林分因子的影响

为了明确叶尔羌河流域上游段(莎车县段)、中游段(麦盖提县段)和下游段(夏河林场段)土壤盐分对胡杨生长的限制程度,对胡杨林分因子(密度、冠幅、树高、盖度、胸径)进行野外调查,并分层采集土壤样品,利用SPSS20.0和Canoco5.0软件对土壤盐分离子和胡杨林分因子进行单因素方差分析、Pearson分析和RDA排序分析,明确土壤盐分离子空间分布特征对胡杨林分因子的影响.结果表明:叶尔羌河流域不同河段不同土壤深度的盐分离子含量存在差异,其中表层(0~20 cm)土壤总盐以及Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、Ca^(2+)、Mg^(2+)和K^(+)+Na^(+)盐分离子的含量均显著高于20 cm以下各层.土壤盐分离子间存在相关性,其中SO_(4)^(2-)、Ca^(2+)、Mg^(2+)和总盐均与Cl^(-)具有极显著正相关关系;Mg^(2+)与SO_(4)^(2-)具有显著正相关关系,K^(+)+Na^(+)和总盐均与SO_(4)^(2-)具有极显著正相关关系;总盐与Ca^(2+)具有显著正相关关系;K^(+)+Na^(+)与Mg^(2+)具有显著正相关关系;总盐与Mg^(2+)具有极显著正相关关系;总盐与K^(+)+Na^(+)具有极显著正相关关系.胡杨林分因子的分布特征为密度、盖度和胸径是下游>中游>上游,树高和冠幅是上游>下游>中游;密度在上游属中等强度变异,在中游和下游的变异程度较弱;胸径在中游和下游属于中等强度变异,上游变异程度较小;胡杨盖度、株高和冠幅在上游、中游及下游的变异程度均较低.胡杨林分因子间具有相关性,其中密度与盖度为极显著正相关关系;株高与胸径呈显著负相关关系,与冠幅呈极显著正相关关系;胸径与冠幅呈显著正相关关系.80~100 cm Ca^(2+)、60~80 cm K^(+)+Na^(+)和20~40 cm SO_(4)^(2-)是胡杨林分因子特征的主要限制因子.

叶尔羌河流域荒漠河岸林胡杨根际微生物数量时空变化及其与根际土壤环境因子的关系

以叶尔羌河流域荒漠河岸林胡杨(Populus euphratica Oliv.)为研究对象,对不同河段、土层和季节的根际细菌、放线菌和真菌数量进行比较,对根际土壤环境因子特征进行分析,并对根际土壤环境因子与根际微生物数量进行Pearson相关性分析。结果表明:3个河段的根际细菌、放线菌和真菌数量的均值分别为49.50×10^(6)、8.32×10^(6)和4.52×10^(6)cfu·g^(-1),3种根际微生物数量的变异系数均在25%以上;并且,3种根际微生物数量在中游与上游和中下游间存在极显著(P<0.01)差异,但在上游与中下游间无显著差异。夏季3个河段及秋季上游和中游的3种根际微生物数量均随着土层深度增加而增大。比较而言,秋季各河段的根际细菌、放线菌和真菌数量高于夏季相应河段,并且,2个季节的根际微生物数量均表现为细菌最多、真菌最少,夏季和秋季的根际细菌数量分别占相应季节根际微生物总数的89.7%和72.4%。土壤环境因子检测结果显示:上游、中游和中下游的根际土壤总盐含量在夏季分别为0.8705、3.7186和2.6722 g·kg^(-1),在秋季分别为3.4367、2.9662和4.5915 g·kg^(-1),属于轻度盐渍化土壤,且根际土壤阳离子主要为K^(+)和Na^(+),阴离子主要为Cl^(-)和SO_(4)^(2-);除pH值外,其余9个土壤环境因子的变异系数多在20%以上。相关性分析结果表明:根际细菌数量与根际土壤含水率和CO_(3)^(2-)含量分别呈极显著正相关和极显著负相关;根际放线菌和真菌数量与根际土壤总盐含量和CO_(3)^(2-)含量呈极显著负相关,与根际土壤Ca^(2+)含量呈显著(P<0.05)负相关,与根际土壤HCO_(3)^(-)含量、含水率和pH值呈极显著正相关,与根际土壤Cl^(-)含量呈显著正相关,此外,根际放线菌数量还与根际土壤K^(+)和Na^(+)的总含量呈显著正相关。研究结果显示:叶尔羌河流域荒漠河岸林胡杨根际微生物数量分布极不均匀,具有明显的垂直分布特征和季节变化特征,而且其分布受到根际土壤环境因子的影响,其中,根际土壤放线菌和真菌数量受影响较大。

叶尔羌流域极端气候变化特征及其对径流的影响研究

基于1954—2015年叶尔羌流域的气温、降水和径流数据,采用M-K突变检验、距平、趋势分析、Hill估计方法揭示了影响流域水文过程的气候指标,采用主成分回归分析方法探讨了极端气候与极端水文事件之间的关系。结果表明:(1)叶尔羌河流域年平均气温、降水均呈显著上升趋势;年平均气温突变时间为1998年,年平均降水不存在突变。(2)流域径流量、极端径流量呈上升趋势,其中径流量变化显著,极端径流的阈值为148.3 mm,64年间共计发生18次极端径流事件。(3)流域极端降水对径流以及极端径流的变化影响较大,极端气温影响次之。

叶尔羌河流域胡杨叶片生理特性和对土壤水盐及pH值的响应

以叶尔羌河流域为研究区,研究了胡杨林下土壤水分、盐分和pH值的空间分布及其对胡杨叶片生理特性的影响.结果表明:叶尔羌河流域胡杨林下0~100 cm的土壤平均含水率以上游最高,下游最低,其中上游土壤含水量随着土壤深度的增加而增加.胡杨林下0~100 cm的土壤盐分以上游最高,中游最低,土壤盐分随着土壤深度的增加均呈递减趋势.0~100 cm的土壤平均pH值以上游最高,下游最低,垂直规律变化不显著.上游胡杨林下各层土壤含水率变异不显著;各层土壤盐分的变异明显;在中游土壤含水率随深度的增加其变异程度加大,随深度的增大,土壤盐分变异程度降低;在下游土壤含水率及盐分变异程度中等.上、中、下游的土壤各层pH值的变异程度均极小.胡杨叶片丙二醛含量及变异系数以下游最高,上游最低,变异程度均较弱;叶片可溶性糖含量以上游最高,下游最低;叶片可溶性糖的变异系数以下游最高,上游最低;叶片脯氨酸含量以中游最高,下游最低;叶片叶绿素含量及变异系数以中游最高,下游最低,变异程度均属于中低水平.胡杨叶片各生理指标与不同深度的土壤水分、盐分及pH值存在一定的相关性,脯氨酸与20~40 cm土壤含盐量之间有显著的负相关关系(P<0.05),脯氨酸与40~60 cm土壤含盐量之间有极显著的负相关关系(P<0.01);丙二醛与0~20 cm土壤含水率之间有极显著的负相关关系(P<0.01);脯氨酸与0~80 cm土壤pH值之间有显著的负相关关系(P<0.05),叶绿素与60~80 cm土壤pH值之间有显著的正相关关系(P<0.05).

1968-2009年叶尔羌河流域冰川变化——基于第一、二次中国冰川编目数据

利用＂中国冰川资源及其变化调查＂项目最新冰川编目成果和中国第一次冰川编目结果,对中国叶尔羌河流域1968-2009年冰川变化进行了分析.结果表明：叶尔羌河流域冰川总体上处于退缩状态,面积减少了927 km^2,年平均面积减少23.2 km^2,年均面积缩小比例为0.36%·a^-1,与中国其他地区冰川退缩程度相比属于中等水平.叶尔羌河流域不同规模冰川的退缩幅度存在差异,小冰川大幅萎缩,甚至消失;规模较大的冰川相对变化幅度较小,一些冰川出现过跃动.从朝向分布来看,位于南坡的冰川退缩最为严重,而西坡较小.冰川集中分布在海拔5 100～5 500 m和5 500～5 900 m区间,海拔4 700～5 100 m区间的冰川面积减少最为显著.消失冰川大多数为面积在0.2～0.5 km^2的小冰川,且朝向东北坡的冰川消失数量最多.研究区有冰川分裂现象,也出现了支冰川前进超覆现象,统计表明该流域有13条冰川在前进后形成6条冰川.1968-2009年研究区气温升高、降水增加,总体上看,降水增加缓解了因升温而导致的冰川退缩.

基于MODIS数据的新疆叶尔羌河流域山区积雪特征分析

科学监测新疆叶尔羌河流域山区积雪面积及其变化特征对该区域的气候研究、雪水资源开发利用、环境灾害预报和生态环境保护等方面有重要意义.利用2000-2012年近13 a的MOD10A2积雪产品提取研究区域内积雪,结合DEM数据分析研究区内积雪面积的动态变化特征.结果显示:新疆叶尔羌河流域山区的积雪面积的年际变化幅度较大,其中,2005年和2009年积雪面积较大,2007年则为典型少雪年;年内变化差异显著,总体上呈现"M"型的特点,12月和3月处于高位,2月和8月处于低谷.叶尔羌河流域山区积雪覆盖率随着海拔的上升逐渐增大,稳定积雪主要分布在海拔5 000 m以上的地区;不同坡向的积雪覆盖率差异比较明显,西北坡、东坡、东北坡的积雪覆盖率比北坡、东南坡、西坡、南坡的积雪覆盖率高,西北坡高达52.8%,南坡仅为20%.叶尔羌河流域山区的积雪面积与气温呈负相关,与降水量呈正相关,积雪面积变化对气温因素更为敏感.

1961—2006年叶尔羌河上游流域冰川融水变化及其对径流的影响

叶尔羌河是塔里木河的主源之一,发源于喀喇昆仑山北坡,冰川融水是其主要补给.以叶尔羌河流域库鲁克栏杆水文站以上流域国家气象台站的月降水与月气温资料、90 m分辨率的数字高程模型(DEM)以及1970年代的冰川分布矢量数据为基础,利用冰川度日因子融水径流模型重建了叶尔羌河上游流域平均冰川物质平衡、冰川融水径流序列,分析了叶尔羌河上游流域冰川融水径流变化的特征、趋势及其对河流径流的影响.结果表明:1961—2006年流域冰川平均年物质平衡为-163.1 mm,累积物质平衡为-7.5 m,平衡线平均海拔为5 395.7 m.1991年之后流域冰川物质平衡呈显著负平衡,平均年物质平衡为-301.2 mm,1991—2006年与1961—1990年相比平衡线平均高度上升了64.2 m.1961—2006年流域年平均冰川融水径流深为807.7 mm,冰川融水对河流径流的补给比重为51.3%;2000年之后冰川融水对河流径流的补给比重增大到63.3%,与多年平均值相比冰川融水对河流径流的贡献在2000年后明显增大.

叶尔羌河流域潜水蒸发规律试验分析

本文根据新疆叶尔羌河流域地下水均衡场的潜水蒸发试验资料，探讨了潜水蒸发的影响因素，对潜水蒸发量进行了公式拟合。结果表明，指数型公式、阿维里扬诺夫公式和清华公式比较适合于该地区潜水蒸发量的估算，幂函数型公式的拟合结果较差，简化的指数型公式有一定的适用范围。

叶尔羌河流域1990—2010年生态环境变化特征

利用叶尔羌河流域1990、2000年和2010年Landsat-TM影像数据和中巴资源卫星数据,结合GIS技术及生态环境状况指数计算方法,分析流域内1990—2010年流域生态环境变化特征。结果显示:1990—2010年,叶尔羌河流域生物丰度指数、植被覆盖指数和土地退化指数分别减少4.53%、4.00%和3.56%,水网密度指数整体增高了3.71%;1990、2000年和2010年,叶尔羌河流域生态环境状况指数分别为34.94、34.77和34.32,均属于较差级别,受自然和人为因素的双重影响流域生态环境趋于退化。

基于系统熵值分析的水资源复合系统承载力可变模糊综合研究

水资源的承载能力是其所在区域内整个社会经济-水资源-生态环境复合系统功能的宏观体现。通过计算系统有序度熵值,评测调控各子系统发展协同程度,并利用可变模糊综合评价方法对水资源复合系统的调控效果作出评价,旨在加强各子系统联合效应,提高流域水资源承载水平。将构建的水资源承载力调控评价模型应用于叶尔羌河流域,经评测,2013年水资源承载力评分为0.51~0.73分,此时流域各子系统发展严重失衡,照此趋势发展,2020年评分为0.36~0.60,分值下降,承载力降低;经过系统熵值分析调控后分值维持在0.69~0.88,承载力水平明显提高。结果表明,该模型可以科学的模拟优化各子系统发展趋势,提高水资源复合系统承载水平,有利于流域可持续发展。

基于MODIS雪盖数据的叶尔羌河流域积雪再分析

高原高寒干旱山区积雪融水是大多数河流的重要补给源,对当地社会经济发展、生态环境等起着举足轻重的作用。以叶尔羌河流域为对象,基于2001—2016年的MOD10A2积雪产品,采用GIS空间分析提取叶尔羌河山区的积雪面积,应用线性趋势分析法,分析不同高程带积雪面积年内及年际变化规律。结果表明:1)流域积雪面积年内变化表现为"积累–消减–积累–消融"的二次过程,春秋季以积累为主,夏季以消融为主,冬季因为风吹雪迁移及升华,积雪面积表现为消减现象;2)以200 m间隔划分流域高程带,1—2月积雪覆盖率随高程呈现一致的平缓上升和下降规律。3、4、11、12月在A区(<3 600 m)呈现微弱上升趋势,B区和C区(3 600～6 000 m)呈现显著上升趋势,D区(>6 000 m)呈现下降趋势。5～10月积雪覆盖率在A区处于消融状态,B区(3 600～4 800 m)积雪覆盖率呈现平缓上升趋势;C区(4 800～6 000 m)积雪覆盖率上升趋势显著,D区积雪覆盖率呈现下降趋势;3)A、B区积雪覆盖率年内变化呈现单峰曲线,积雪的主要补给期在秋、冬季。C、D区积雪覆盖率年内变化曲线呈现"M"型,积雪覆盖率为"积累–消减–积累–消融"的二次过程,冬季因为风吹雪迁移至低海拔山区或升华造成积雪消减,D区因为海拔高,夏季积雪覆盖率为80%左右;4)积雪面积年际变化呈现下降趋势,秋、冬季下降趋势最为明显;5)低海拔区(A、B、C区)内积雪覆盖率年际变化呈现微弱下降趋势;高海拔区(D区)内积雪覆盖率年际变化不大,呈现微弱的上升趋势。

气候变化条件下叶尔羌流域水库蒸发变化分析

为了研究气候变化对水库水面蒸发的影响,以叶尔羌河流域为研究对象,选取气温、相对湿度以及风速作为主要气候影响因子,基于人工神经网络构建统计降尺度模型。对研究区在全球气候模式BCC-CSM1.1三种情景（RCP2.6,RCP4.5,RCP8.5）下2020s、2050s、2080s时段内的蒸发量进行了预测。结果表明：叶尔羌流域水库的未来蒸发量总体呈增加态势,蒸发量E_（RCP2.6）

阿尔塔什混凝土面板砂砾石堆石坝反渗排水设计与施工

针对混凝土面板堆石坝施工过程中反向渗透水流对垫层料的渗透破坏、面板压裂变形等问题,为消除反向水压的影响,以阿尔塔什混凝土面板砂砾石堆石坝为依托,综合分析施工期内反向水压,进行反渗排水设计和施工。在基坑底部坝体内高程1 661.0 m布置2根?150 mm的反渗排水管,在反渗排水竖向管部位四周4 m范围采用液压平板夯进行坝料碾压,以避免在坝料碾压过程中竖向管受到挤压;在集水槽槽内回填砂砾石反滤料,并设置竖向排水管,竖向排水管与水平排水管相连,竖向排水管1 m以上部分采用花管;为防止出现上游水沿反渗排水管倒灌进入坝体,需要在反渗排水管出口位置设置止水阀,并保证反渗排水系统出水口部位水位高程不高于1 662.2 m。研究成果对超高混凝土面板砂砾石坝排水设计具有参考价值。

基于WEAP模型的叶尔羌河流域需水量模拟

本文以叶尔羌河流域为研究对象,基于WEAP模型对流域现状需水量进行了模拟。结果表明:干旱年,研究区总需水量为60.71亿m^3,缺水10.597亿m^3;重度干旱年,总需水量为56.559亿m^3,缺水14.749亿m^3;极端干旱年,总需水量为55.164亿m^3,缺水16.143亿m^3。造成缺水的主要原因是:河川径流年内年际分配不均,缺乏山区控制性水利工程,平原水库蒸发,渗漏损失较大及河道沿程损失大。研究结果为该流域水资源的可持续利用提供了科学依据。

新疆叶尔羌河流域平原区浅层地下水咸化空间分布及成因

为了解新疆叶尔羌河流域平原区地下水咸化特征及成因,该文运用多元统计、地统计等方法并结合遥感技术和地球化学方法对浅层地下水(井深≤100 m)水质演化进行分析。结果表明,研究区地下水呈中性或弱碱性,水化学类型以HCO3·SO4-Ca·Mg、SO4·HCO3-Na·Ca、SO4·Cl^-Na·Ca(Mg)和Cl·SO4-Na型为主。咸化系数计算结果表明,单一结构潜水咸化程度较高,承压水区潜水咸化程度相对较低,浅层承压水咸化程度最高。潜水和浅层承压水Cl^-、SO4^2-、溶解性总固体(TDS)半变异函数分析表明,各指标的空间相关性较强;沿地下水流向,潜水Cl^-、SO4^2-、TDS浓度总体呈现升高的趋势,浅层承压水则呈现高低值相间分布的特征。因子分析和聚类分析表明,地下水咸化的影响因素可分为水文地质条件控制(GW1)、地下水化学环境影响(GW2)和人为活动影响(GW3)3类。GW1类地下水分布范围较广,离子浓度主要受蒸发岩矿物的溶解控制;GW2类地下水分布于草地,地下水化学环境对地下水咸化影响相对较大;GW3类地下水主要分布于耕地和建设用地,地下水咸化受人为活动的影响显著,潜水受到农业灌溉、生活污水和工业污水影响较大,浅层承压水受污染程度相对较低。

叶尔羌河流域平原区农村地下水水质安全评价

依据《农村饮用水安全卫生评价指标体系》,采用单因子评价法对新疆喀什地区东部叶尔羌河流域农村地区地下水水质安全进行评价。结果表明:叶尔羌河流域平原区14组潜水水样中,水质安全类别为安全、基本安全、不安全的分别占14.3%、7.1%、78.6%;51组浅层承压水水样中,水质安全类别为安全、基本安全、不安全的分别占3.9%、7.8%、88.3%;6组深层承压水水样水质安全类别均为不安全。研究区农村地区地下水水质较差,但研究区山前倾斜平原的地下水水质相较于叶尔羌河流域中下游的地下水水质要稍好一些;在垂向分布上,潜水水质优于承压水水质,浅层承压水水质优于深层承压水水质;研究区农村地区地下水水质较差主要受气候、土壤、地貌及生活、工业活动等影响。

近35 a叶尔羌河中下游流域土地利用/覆被时空动态演变特征

基于叶尔羌河中下游流域1982、1990、2000、2010和2017年5期遥感影像数据,利用GIS技术,对该地区近35a土地利用/覆被变化进行分析。结果表明:1982—2017年研究区耕地和建设用地面积占比不断增加,分别由占研究区总面积的4.92%和0.33%增加到13.06%和0.67%;林地、草地和未利用地面积则分别减少8.43×10^4、4.48×10^4和2.81×10^5hm^2;湿地和水域面积变化波动较小,但总体上呈减少趋势,减少面积分别占流域总面积的0.08%和0.14%。各土地利用类型中耕地变化速率最大,达4.73%,建设用地次之。林地、草地、湿地和水域面积的减少主要受到年均气温上升,相对湿度下降和蒸发量增大等自然因素的影响;耕地和建设用地面积的增加以及未利用地面积的减少主要受到人口、第一产业生产总值和GDP急剧增长等人文因素的影响。除此以外,政策因素调整也对研究区土地利用/覆被变化产生显著影响。

叶尔羌河流域胡杨春尺蠖虫态发育节律对地表温度的响应

以叶尔羌河流域胡杨林分布区为研究区域,以胡杨春尺蠖(Populus euphratica Apocheima Cinerius Erschoff)为研究对象,借助遥感技术和MODIS等遥感产品,分析2001—2015年的胡杨春尺蠖活动期温度变化特征,结合实地调查的胡杨春尺蠖虫情信息,分析近15年来胡杨春尺蠖虫态发育节律与温度的关系,为进一步探究叶尔羌河流域胡杨春尺蠖危害发生时间、发生规律、危害程度及时间分布规律提供科学依据。结果表明:(1)2001—2015年胡杨春尺蠖活动期平均温度整体变化趋势基本稳定, 2、3、4月份平均温度总体变化趋势持续降低,温度回升速度变慢,胡杨春尺蠖的危害期逐渐延长;(2)虫蛹总数、虫卵数量、虫口密度均呈现增长的态势,表明胡杨春尺蠖虫害发生程度日趋严重;(3)治理胡杨春尺蠖幼虫的最佳时期是三龄幼虫之前,胡杨春尺蠖各虫态与温度之间的关系是符合生物学发生规律的,具体关系如下:V=0.0920/1+exp(2.4860-0.0887T)(春尺蛾活动期), V=0.9828/1+exp(4.4052-101268T)(卵活动期), V=0.1410/1+exp(3.7863-0.1595T)(幼虫活动期)。

气候变化对叶尔羌河流域极端水文事件的影响生Ecolo丹,等.气候变化对叶尔羌河流域极hengyi,WANG Dandan,et al.Influen18,37(6):1-8.

通过选取叶尔羌河流域4个典型气象、水文观测站点的月值数据,对比分析了气候变化背景下叶尔羌河流域气温、降水及径流的演变特征,并探究了其对极端水文事件响应。结果表明:(1)气候变化中,近55 a叶尔羌河流域气候变化整体呈增暖增湿趋势,以1998年变化最为显著,且4个典型观测站中库鲁克栏杆站气温及降水变化率最大(0.24℃·10a^(-1),7.41mm·10 a^(-1));(2)径流变化整体呈线性增加趋势且年内变化显著,其中叶尔羌河及提孜那普河年内径流量最大值分布集中于7月和8月;(3)近55 a叶尔羌河流域极端水文事件呈显著增加趋势,且以6月径流变化最为显著,降水增加及冰川加速消融是流域极端水文事件频发的主导因子。因此,加强水文事件对气候变化的应对措施和洪水灾害的影响评估,对提高叶尔羌河流域水资源的利用效率,减少其气候变化的危害具有重要意义。