北麓天山鸟类生态分布及区系研究

北麓天山是天山山系中最长的一个支脉,也是天山山系中动植物种类最丰富、分布类型最为复杂的区域.文章从鸟类生态分布角度对北麓天山动物地理区划作进一步分析.北麓天山有鸟种类17目46科112属256种及亚种,其中非雀形目110种及亚种,雀形目136种及亚种.结合北麓天山地形、气候、植被等特点及各地区代表性物种的差异,将北麓天山由西向东分为伊—塔亚区、天山山地亚区及巴尔库—哈尔雷克亚区.对3个亚区的鸟类种类组成相似度进行分析,认为3亚区之间鸟类群落组成差异不大.建议将3亚区一同划入哈萨克区.

天山北麓灌溉绿洲的形成和发展

17世纪以前 ,天山北麓是以牧为主地区 ,由“兵屯”建立的古代绿洲仅在交通要道呈星、点分布 ,且屡兴屡废。 18～ 2 0世纪中叶 ,由清朝到民国 ,大力发展屯田 ,使社会发展进入半农半牧时期 ,这时形成的旧绿洲 ,呈断续岛状小片。 194 9年以后 ,由大规模农垦建立的新绿洲群 ,把分散小片旧绿洲联结在一起 ,形成与天山相平行绿洲带。本区绿洲形成特点是由屯垦和内地移民发展起来 ,起步虽晚 ,但发展很快 ;而且古绿洲、旧绿洲和新绿洲之间有延续性 ,不象塔里木盆地的很多古代绿洲已沦为沙漠、戈壁或风蚀地。

东天山北麓2000多年以来的森林线与环境变化

依据吉木萨尔县泉子街乡桦树窝子和小西沟两个剖面进行高时间分辨率的孢粉分析,结合剖面岩性特征分析、历史文献记录和碳屑鉴定,揭示了天山北麓最近2000多年以来的环境变化。2000aB.P.以前,该地植被为荒漠草原;2000～1300aB.P.(50aB.C.～650A.D.),植被为草原植被,其中1750～1400aB.P.(200～550A.D.),植被为有少量森林的草原植被,当时气候状况较今凉湿,适宜云杉生长,使得云杉林带下移,幅度可达250m左右。当时的年均气温较今低1℃而降水量较高,是新疆历史上一个相对冷湿的环境;约1300～450aB.P.(650～1500A.D.),植被为荒漠草原;450aB.P.年以来,植被为荒漠草原草原。

天山北麓晚全新世环境演变及其人类活动的影响

在天山北麓(坡)不同海拔、不同植被带、不同沉积相选取剖面,进行14C测年和沉积相、孢粉、粒度、磁化率及烧失量分析,探讨晚全新世的环境演变.通过对比艾比湖、大西沟、东道海子、桦树窝子和四厂湖等剖面反映的环境信息,结果表明:晚全新世以来,气候有冷暖干湿波动,但干旱的总面貌未发生根本变化.反映在植被上,山区森林、低山丘陵区草原 荒漠草原、平原区荒漠 荒漠草原的植被景观无根本变化,但是在森林的上下界限、平原河谷林的发育程度、平原低地草甸的面积上,随气候的变化而发生波动.平原湖泊受环境变化的影响十分明显.晚全新世以来,平原湖泊水面变化频繁,3.1～2.4kaBP、1.7～1.3kaBP和1.27～0.3kaBP时期是高湖面阶段.1.7～0.6kaBP的中世纪,气候比较湿润,温暖,平原湖泊处于高水位期,1.7～1.3kaBP期间天山的云杉林带下限下移,林带加宽,自然环境处于最好阶段.人为活动只是在近代对环境产生较大影响,主要表现在对平原地区水系和自然绿洲的影响上,河流流量减少、流程缩短、尾闾湖消亡、扇缘溢出带北移、地下水位降低,泉水流量减少等成为普遍现象.人工绿洲取代自然绿洲,自然绿洲大面积减少,尾闾湖滨绿洲大面积消亡,平原河谷绿洲面积减少,扇缘溢出带绿洲和大河三角洲绿洲为人工绿洲取代.

天山北麓中段地下水水化学特征及其形成作用

本文通过分析天山北麓中段地下水水化学特征,并对比潜水和承压水水化学特征的异同点,得出结论:(1)地下水化学场受到地质地貌的控制作用,自南向北呈现明显的水平分带性。(2)山前冲洪积扇区,潜水和承压水联系密切,水质好,是城市集中供水水源地的良好选择。(3)细土平原区,潜水沿河道两侧分布着一定宽度的淡水带,反映在一定程度上接受河水的补给。(4)承压水是细土平原区工农业用水的首要选择;沙漠边缘和乌鲁木齐城镇区地下水水质差,不宜利用,可采用地表水或外流域调水。(5)地下水水化学特征的形成是受溶滤作用、蒸发作用和脱硫酸作用以及阳离子交换作用等共同作用的结果。

天山北麓蓄水构造模式与水循环特征

从控制地下水形成的地形地貌、地质构造出发,探讨了新疆天山北麓串珠式、隐伏串珠式、隆起间歇式、连续式和山间谷地式5种蓄水构造模式,提出大气降水、地表水和地下水(土壤水)相互转化一次循环、两次循环和多次循环类型,在此基础上研究水资源开发利用不同方式,为指导天山北麓水资源合理开发利用与生态环境保护提供技术依据。

天山北麓经济发展与绿洲扩张

借助地学信息图谱技术,以不同时相、不同尺度的图像数据源为基础,编制出1949年以来天山北麓绿洲分布图4幅。绿洲演化规律为:1949～1967年为绿洲迅速扩张阶段,耕地面积急剧增加;1967～2000年绿洲扩张速度减缓,耕地面积总量基本保持平衡,城市化进程加快。分析了天山北麓绿洲经济带发展现状,论述了北麓经济带、城市群和主导产业分布格局,讨论了绿洲扩张过程中水资源利用变化以及生态环境问题。这些对研究50年来北麓绿洲经济带的变化具有重要意义,也对未来北麓绿洲经济带的发展具有指导作用。

准噶尔盆地天山北麓水文地质条件变化特征

准噶尔盆地南缘(天山北麓)是新疆国民经济发展中心,水资源短缺是严重制约区内经济发展的主要因素,研究和剖析区内水文地质条件变化特征,对天山北麓地下水资源评价、规划、开发具较大指导意义.从区内50年来水文地质条件变化分析入手,阐述准噶尔盆地南缘因人类经济活动引起的水资源循环模式改变、地下水补给量减少及水位持续下降趋势变化特征,为今后区内地下水资源评价及开发利用提供较好依据.

天山北麓黄土发育特征及形成年代

对天山北麓黄土年代的认识还存在一定分歧。文章在对天山北麓河流阶地进行划分的基础上,通过分析黄土分布与地貌单元(河流阶地与冲积扇)的依附关系,同时结合黄土-古土壤序列分析与ESR测年,初步确定天山北麓地貌面上覆盖的最老黄土年代为0.54 Ma B.P.,这为分析黄土所赋含的环境信息提供时间标尺。

天山北麓近50年气温和降水的变化特征

根据天山北麓8个气象站1961—2010年气温和降水资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验、Hurst指数等方法,分析了天山北麓气温和降水的变化特征。结果表明:(1)50a来,天山北麓年平均气温和年降水量均呈增加趋势,其变化率分别为0.26℃/10a、15.67mm/10a;冬季增温最为明显,升温幅度达0.49℃/10a左右,降水倾向率表现为夏季最大,为5.44mm/10a;(2)年平均气温和年降水量的突变年份分别在1996年和1983年;未来两者整体上呈增加趋势;(3)极端高(低)温指数在近50a呈现增加(减少)趋势;极端降水指数中零降水日数和最长连续无降水日数呈不同程度的递减趋势,1日最大降水量和极端强降水日数以1.36mm/10a和1.81d/10a的速率递增,各极端气候指数空间差异明显;极端气温指数与年平均气温、极端降水指数与年降水量均有很好的相关性。

1980-2014年天山北麓不同土地覆被土壤有机碳的变化特征

利用资料收集结合实地调查采样分析的方法,探讨了1980年和2014年两个时间点天山北麓不同土地覆被类型下土壤有机碳密度的统计变化特征和垂直分布变化特征。2014年各类型土壤有机碳的最大值都出现在表层,随深度的增加而逐渐减少;随海拔的降低和降水的减少,土壤有机碳的表聚现象逐渐弱化。两个时间点不同覆被类型下土壤有机碳密度年变化率程度表现为:裸地与稀疏植被>荒漠草地>耕地>荒漠灌木林>隐域植被>森林>高山亚高山草甸>干草原;其中年变化率为正值的类型依次是裸地与稀疏植被、荒漠草地、荒漠灌木林和耕地;年变化率为负值的类型依次是隐域植被、森林、高山亚高山草甸和干草原。从各土层土壤有机碳密度占1m深总剖面土壤有机碳比例看,高山亚高山草甸、干草原、荒漠草地、荒漠灌木林变化幅度不明显,森林、隐域植被和耕地变化幅度较明显。经过自然变化和人为影响,1980年与2014年不同土地覆被类型下的土壤有机碳密度均发生了改变,人为因素是造成变化的主要原因。

中天山及其北麓的降水变化及其原因分析

利用中天山地带85.0°～90.0°E,42.5°～45.0°N范围内17个气象站1961—2000年的降水、气温观测数据及美国NCEP/NCAR1950—2000年再分析月平均资料进行计算和分析,结果表明:这一区域近年来降水呈现上升趋势,且冬、夏季相对显著,山区降水增幅大于山前平原地带.年代际变化表现为60—70年代降水量减少,80—90年代逐步增加.大气可降水量多年也表现为增加趋势.近50a来该地区上空的水汽输送状况显示,年平均大气水汽输入为9217.8×108m3,输出水汽8625.7×108m3,净收支为592.0×108m3,且水汽收支主要取决于夏半年的水汽输入量,境外全年输入的水汽只有6.4%转化为降水.从50—90年代水汽净收支总体上呈减少趋势,只在90年代有略微增长.结合该地区的河流径流增加、冰川物质平衡一直处于亏损状态,说明中天山北麓近年来降水量增加的主要原因是由于该地区内部的水循环量增加和水循环速率提高.

天山北麓活动背斜带的变形特征

天山中段北麓发育有3排受逆断裂控制的背斜带,对这些构造带的研究有助于认识天山及其前陆盆地晚新生代构造变形的机理。基于地层变形分析,并结合前人的研究成果,从整体上探讨了这3排构造带的变形时间与基本模式。分析表明,天山北麓第Ⅰ排构造带的托斯台背斜自中新世褶皱作用明显;第Ⅱ排构造带吐谷鲁背斜于约6.0Ma开始生长,伴随发育同构造沉积即生长地层;第Ⅲ排构造带独山子背斜发育时间应晚于约2.6Ma。这一变形时间序列揭示天山北麓3排逆断裂-褶皱带的构造变形具有向前陆盆地逐步扩展的特征,并伴随产生幅度不等的地壳缩短。天山北麓约8～15km的地壳缩短总量表明,晚新生代以来构造驱动沿约130km宽的山麓带是相对均一的。

天山北麓地下水与自然植被的空间变异及其分形特征

对面积约670km2的具有干旱气候特征的新疆三工河流域地下水埋深和自然植被盖度进行取样检测,应用地质统计学方法对取得数据进行半方差函数分析,计算均值、方差、标准差、变异系数等传统统计特征值,指出用该方法表示地下水埋深和自然植被盖度引起的困惑。在此基础上,将分形理论与地质统计学原理相结合,计算了三工河流域地下水埋深和自然植被盖度的分形维数,分别为1 3154、1 3677;而它们的变异系数分别为0 537、0 368。该地区地下水埋深和自然植被盖度在空间上存在显著的变异性,而且它们具有相似的变异特征,即随着地下水埋深的递增(或递减),自然植被盖度有所减少(或增加),说明干旱区自然植被盖度对地下水埋深有很大的依赖性。这暗示着在干旱地区影响自然植被盖度的众多因素中最具有决定性的因素是地下水埋深。

天山北麓活动构造基本特征

在近ＳＮ向强烈挤压作用下，天山北麓发育了两个不同类型的大型逆冲推覆构造，一是乌鲁木齐以西具有典型断裂扩展褶皱特征的依连哈比尔尕山山前推覆构造，二是乌鲁木齐以东博格达山前弧形推覆构造；同时水平剪切作用形成了大型斜切天山的右族走滑断裂。ＮＷ—ＮＮＷ向的博罗科努─阿齐克库都克断裂切割天山，右旋走滑特征非常清楚。天山北麓的应变分配特征在内陆造山带中具有典型性。

天山北麓山地-绿洲-荒漠生态系统净初级生产力空间分布格局及其季节变化

以天山北麓总面积达93 936 km2的山地-绿洲-荒漠生态样带为例,利用生态-遥感光能利用率模型NPP-PEM,使用1 km分辨率SPOT/VEGETATION遥感等数据资料,估算了生态样带净初级生产力(NPP)空间分布及其季节变化。结果表明山地-绿洲-荒漠生态样带平均NPP为161.06 g C.m-2.a-1,样带陆地生态系统年总碳吸收量或年总NPP累积量为15.081 Tg C(1Tg=1012g),其中绿洲农田、山地草甸草原、平原荒漠草原和山地森林对的碳吸收贡献率分别为32.67%、28.16%、12.41%和9.15%。夏季是各类生态系统NPP增加量最大的季节,而沙漠由于早春短命植被覆盖而具有生长双峰现象。样带NPP空间分布及其季相变化特征是自然环境、地貌、气候以及人类生产活动长期共同作用和影响的结果,其中水热条件和基质是控制干旱区陆地生态系统NPP空间格局的决定因子。结果检验表明模拟效果较为合理,证明NPP-PEM模型在干旱生态系统的应用是可行的。研究为干旱区陆地生态系统碳循环研究开辟了途径,可为干旱区生态系统评估、监测和管理提供研究方法和参考依据。

天山北麓地下水基于生态水位的调控模拟分析

针对地下水资源可持续利用与表生生态协调发展的问题，在对天山北麓野外调查及已有研究结果分析的基础上得出细土平原区生态水位埋深为3～6m。应用数值模拟技术对现状及调整开采布局后地下水位引起的表生生态效应进行对比，结果表明：现状地下水资源开发布局不仅易诱发表生生态负效应，而且造成了水资源浪费；通过调控地下水状态可以实现地下水资源可持续利用与表生生态协调发展的目的，并确定了不同地貌单元地下水开采阈值即山前戈壁带、细土平原区和沙漠边缘分别为7．3亿m^3／a，16．4亿m^3／a和2．4亿m^3／a。

天山北麓土地利用与土地退化的时空特征探析

研究天山北麓土地利用/覆被变化过程中的土地退化现象,有利于监测新垦绿洲的环境演变过程。采用1990年、2000年2010年3期遥感影像为基础数据,选取土地利用变化幅度、动态度、土地利用强度指数和LUCC动态变化趋势指数4个指标,并结合转移矩阵,对该地区20a来的土地利用/覆被变化时空特征及土地退化现象进行综合分析。1990—2010年,研究区耕地和城乡居民工矿用地所占比例持续上升,分别增加了91.05%和60.19%。草地和冰川/永久积雪面积则大幅减少,分别下降了15.45%和28.97%。通过转移矩阵发现,草地和永久冰川退化成荒漠的趋势明显。各土地利用类型中以草地的土地利用变化强度指数最高,达-0.5056%,耕地次之,为0.4091%。研究区土地利用类型间主要转移方向为:草地和冰川/永久积雪转化为荒漠,荒漠和草地转化为耕地,荒漠与草地间相互转化,盐碱地面积得到控制,但向荒漠转化的趋势凸显,永久冰川的消融明显加剧,草地持续退化,研究区生态环境恶化趋势明显。

新疆天山北麓典型绿洲城市的水资源模糊综合评价研究

本文主要采用模糊评价法对新疆天山北麓的乌鲁木齐、石河子、克拉玛依三个绿洲城市的水资源利用程度进行评价分析,认为这三个城市的水资源开发利用虽处于开发利用的起步阶段,水资源开发规模较小,开发程度较低,利用率不高且对水资源的利用发展缓慢,制约了其水资源的可持续开发利用。最后提出解决新疆天山北麓城镇所面临的水资源问题的有效措施。

天山北麓的水资源利用与绿洲稳定性-以玛纳斯河流域为例

玛纳斯河是天山北麓最大的河流流域 ,玛纳斯流域拥有天山北麓最大的绿洲 ,以玛纳斯河流域绿洲为研究对象 ,来分析天山北麓水资源的利用对流域绿洲稳定性的影响。天山北麓自然环境体现为山地 -绿洲 -荒漠复合生态系统。绿洲是干旱区所特有的一类景观 ,它是一个人工与自然的复合生态系统 ,它作为发育在干旱气候大背景下的隐域性的自然景观 ,水分条件是决定其存在和发展的基础。天山北麓地区人类活动历史悠久 ,对水资源利用的影响较大 ,也是引起天山北麓绿洲演变、分布变化及其稳定性的重要因子。处于不同地貌位置的绿洲 ,由于其水资源特点不同 ,绿洲的稳定性以及绿洲演变规律也有所区别。总的来说 ,绿洲的稳定性由其内部与外部生态系统的结构、功能及生态过程决定 ,直接关系到区域社会经济的持续发展 ,水资源状况及利用是关系到天山北麓绿洲稳定性的关键性因素。合理利用水资源 ,可保持绿洲面积的稳定性 ,绿洲分布的稳定性 ,以及绿洲生态系统结构、功能的稳定性 ;水资源利用不当会导致绿洲内部土地发生大面积次生盐渍化 ,绿洲外围则由于生态用水不足加之人为破坏 ,使作为绿洲屏障的过渡带转变成生态断裂带 ,威胁绿洲的稳定性。利用工程技术方法和工程管理方法解决好灌区水利工程存在的问题 ;实施高新技术?