新疆干旱区柴窝堡湖沉积记录的150年来气候环境特征

通过乌鲁木齐附近柴窝堡湖钻孔岩芯的粒度、有机质含量、化学元素以及同位素等多项分析,开展了研究区近150年来的气候环境演化研究。通过沉积记录与器测气象资料比较,认为沉积物的有机质含量反映了流域降水的变化,而有机质碳同位素的变化则与温度相关。在运用有序样品最优聚类分析对沉积物地球化学元素序列进行阶段划分的基础上,综合粒度、有机质含量以及同位素等多环境代用指标的分析,恢复了不同阶段的气候环境信息。结果表明,1860～1910A.D.,各环境指标显示当时湖泊水位较高,湖水较深,显示偏冷、偏湿的气候环境特征。1910～1950A.D.,粒度、地球化学元素、有机质、磁化率等指标波动明显,虽然有机碳同位素值有所升高,但仍然总体偏负,显示该阶段湖泊环境总体上波动强烈,气候不稳定。其中约1920A.D.左右,粒度显示突然变化,有机碳同位素、烧失量、元素含量等也均发生了显著的波动,指示明显气候环境事件的存在。1950A.D.以来,钻孔岩芯的磁化率升高,重金属元素含量以及总磷含量呈现明显富集,而有机质及其碳同位素变化却与器测温度和降水变化一致,指示了近期气候和人类活动对湖泊环境的影响。

新疆柴窝堡湖沉积物中环境敏感粒度组分揭示的环境信息

通过对柴窝堡湖沉积物剖面和流域表层沉积物进行粒度分析,结合沉积剖面年代序列,研究了柴窝堡地区的环境演变与沙尘暴事件。首先通过主成分因子分析,对柴窝堡湖沉积物剖面粒度不同粒级组分含量进行了研究,探讨了湖泊沉积物的物质来源,获得了两个主控因子F1和F2,它们控制了湖泊沉积物近97.7%的粒度变化特征。研究表明,F2代表了以57μm为众数粒径的次总体,主要来源于地表风沙侵蚀;而F1为以7μm为众数粒径的次总体,主要受流水作用控制。进而通过粒径—标准偏差法,提取了湖泊沉积物中环境敏感粒度组分,风成组分C2(20～209μm)反映了区域风沙活动的历史,并揭示了1910—1930年和1980—2000年为百年来的两个沙尘暴相对活动强烈的时期。沉积物中记录的1980年和2000年左右的沙尘事件与器测记录及历史文献记载具有很好的一致性。最后利用均值突变诊断分析,发现柴窝堡湖地区1910年前后存在近百年来最强的沙尘事件,揭示了近百年来该地区一次最强的环境突变事件。

30多年来柴窝堡湖演化特征及其环境效应

在对柴窝堡地区多期陆地资源卫星、中巴资源卫星以及Modis遥感影像解译基础上,结合器测气象资料、地下水以及湖泊水深等数据,对柴窝堡湖面积变化及其环境效应进行了研究。结果表明:20世纪70年代以来湖泊总体呈下降趋势,但到20世纪末至21世纪初期受流域降水增加影响,湖泊面积出现一定程度的扩展,面积最高达到约29.5 km2(2002年)。近几年,由于流域降水减少,人为提取地下水量增加,湖泊水位出现快速下降。2008年湖泊水位比1971年下降了约2.2 m,湖泊面积缩小到约27 km2。由于柴窝堡湖为陡岸平底型湖泊,湖泊水位下降初期引起的面积萎缩并不明显,但当前湖泊处于面积快速萎缩转折的水位。随着湖泊水位的进一步下降,将会引起面积的快速收缩,以至干涸,从而加剧湖泊周边地区土壤碱化、沙化、植被退化等生态环境问题,对区域社会经济发展产生重要的影响。

西北干旱区柴窝堡湖干涸湖底粉尘潜在扩散特征

运用HYSPLIT模型,结合美国环境预报中心（NCEP）和大气研究中心（NCAR）2000～2013年的再分析气象资料,对柴窝堡盆地粉尘潜在扩散的时间和空间特征进行了研究.结果表明：柴窝堡湖干涸湖底粉尘潜在扩散范围具有明显的季节分异.春季粉尘潜在扩散范围和密度最大,覆盖我国大部分地区,最远可达朝鲜半岛部分地区,其次是秋季,夏季粉尘潜在扩散以1000m为界表明出明显的高度差异,冬季粉尘潜在扩散范围和密度均是最小的.随高度增加,不同季节气流可能携带粉尘密度均呈降低趋势.受地形影响,粉尘潜在扩散有两个主要通道,100m以下主要向西南方向扩散,而100m以上主要向东南方向扩散.柴窝堡盆地干涸湖底大量的粉尘在气流携带下可以长时间远距离输送,在近源区沉降,严重影响乌鲁木齐及其周边地区,并可能加速天山山区的雪冰消融.

柴窝堡湖新疆高原鳅生物学特性研究

2004年6月至2006年4月,对柴窝堡湖新疆高原鳅生物学特性进行了研究。结果表明:柴窝堡湖新疆高原鳅体长与体重关系为W=0.017633L2.811659。群体体长以70~80 mm最多,占总样本的37.3%;体重在3~7 g的占84.6%。绝对怀卵量在649~11280粒,平均2654粒;卵径0.5~0.9 mm,平均为0.7 mm。卵为粘性卵,产在沿岸的石砾和植物茎上。通过观测,目前柴窝堡湖新疆高原鳅受寄生虫感染的比例较高,达65.4%。柴窝堡湖新疆高原鳅捕捞产量较大,占年总产量的6%。

柴窝堡湖湿地植物群落结构的变化研究

【目的】研究柴窝堡湖周边湿地植被群落结构的变化规律,为柴窝堡湖的建设、可持续利用及草地植被的恢复等提供理论基础和参考。【方法】采用样方法,调查群落的高度、盖度、密度、生物量等,并计算植物群落的重要值,据此作为α多样性指数的测度指标。【结果】与1982年相比,2013年各样地的物种数呈现降低的趋势,物种多样性得到增加,平时降低3.5种。原有的建群种退至次要地位,原属伴生或偶见种逐步增多成为主要成分。湖面缩减,露出的湖底变成盐碱地,出现了新的耐盐碱植物。【结论】干旱使柴窝堡湖周边湿地植物群落物种趋于单一,耐旱植物占据优势地位;盐渍化造成竞争释放,改变了群落的整体结构,使柴窝堡湖周边湿地群落的高度降低,群落中优势种削弱。

柴窝堡湖高白鲑生长与移殖效应分析

2004年6月-2007年5月，采集柴窝堡湖高白鲑标本79尾，对其年龄与生长状况及高白鲑在柴窝堡湖移殖效应进行了分析。研究表明：柴窝堡湖高白鲑1龄平均逆算体长L1=11.7cm、2龄平均逆算体长L2=26.1cm；体长与体重的回归方程为W=0．013474L^309069；高白鲑在柴窝堡湖生长正常，能够形成捕捞群体，但由于柴窝堡湖现有的渔业捕捞方式，影响了高白鲑在柴窝堡湖渔业移殖效应。

新疆柴窝堡湖湿地的植物群落组成及其类型

柴窝堡湖湿地是乌鲁木齐的重要水源地和生态屏障。本研究通过野外实地调查方法分析了柴窝堡湖湿地的植物群落组成、区系及其类型。结果表明,柴窝堡湖湿地共有维管束植物30科84属122种,其中,蕨类植物1科1属1种,双子叶植物23科62属90种,单子叶植物6科21属31种;种子植物区系成分较为简单,具有典型温带属性。生活型以草本植物为主,占总种数的94.2%;水分生态型中,中生植物种类最多,共42种,占总种数的34.4%;柴窝堡湖湿地共有20个植物群系,北岸主要为布顿大麦群系(Form.Hordeum bogdanii)、细叶沼柳群系(Form.Salix rosmarinifolia)、芦苇群系(Form.Phragmites australis)等,西岸主要为盐穗木群系(Form.Halostachys caspica)、盘花乳菀群系(Form.Galatella biflora)、盐角草群系(Form.Salicornia europaea)等,东岸和南岸只有多枝柽柳群系(Form.Tamarix ramosissima)。本研究结果不仅可以为柴窝堡湖湿地植被稳定性维持和生物多样性保护提供本底数据,而且可以为水源地生态保护提供基础资料。

柴窝堡湖水质12年变化及改善措施探讨

柴窝堡湖位于乌鲁木齐市东南郊,受自然条件、人工开发及上游排污的影响,其水质近12年来发生了一定程度的变化。通过收集现状及历史监测资料对水质污染程度进行了评价,调查分析结果表明,柴窝堡湖水质已不能满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类标准要求,达不到渔业养殖水域功能区的需要,其中以2008年污染最严重。对水质变化贡献较大的污染物主要为氯化物、氟化物、总磷、总氮、砷、化学需氧量。各参数中砷、氟化物对人体健康的危害较为显著。根据调查分析结果,柴窝堡湖水质下降主要原因为上游单位排污、水资源补给量减少及自然地质因素,并对乌鲁木齐市饮用水安全构成潜在威胁。提出的水质改善措施主要包括减少工业源及生活源污水排放量、增加水资源补给量、建设区域固体废物集中储运设施、控制农业面源等。

柴窝堡湖流域土地利用变化分析

利用Landsat卫星遥感影像技术,提取了近30年柴窝堡湖流域的土地利用数据集,运用监督分类和人为目视解译的方法,重点分析了七个典型时期土地利用变化的数据。通过数据处理和分析,分析引起柴窝堡湖流域土地利用变化的自然因素和人为因素。结果表明:(1)1990-2018年,柴窝堡湖流域土地利用变化的整体趋势为:水域面积总体呈波动性下降趋势,1990-2000年呈缓慢减少趋势,但在2015年前后出现拐点,自2010-2015年水域面积明显减少,2015年后呈现增长趋势;草地自2010年起逐年增加;耕地及林地在2000-2015年呈现逐年增加趋势;建设用地及未利用土地面积基本保持稳定;(2)土地利用转移矩阵分析的结果为:2005年后水域和未利用土地部分转化为耕地及林地;2015前大面积水域转化为未利用土地;2015年后未利用地、耕地和林地大量转化为草地;(3)柴窝堡湖流域土地利用变化的驱动因素是:2015年前后人工对地下水的过度开采,导致柴窝堡湖流域的水系补给方式由地下水改为地表水,2015年蓄水量达到历史最低。2014-2016年国家"压粮保水"对水资源的利用政策调控后,柴窝堡湖流域的水域面积缩小得到了有效控制并缓慢增加,生态环境明显改善。

柴窝堡湖表层底泥重金属污染评价

研究了乌鲁木齐市柴窝堡湖表层底泥的重金属含量,并采用Hakanson潜在生态危害指数法对底泥中的重金属潜在生态风险进行评价。结果表明:底泥中Cu、Zn、Pb、Cd含量均超出乌鲁木齐市土壤背景值。除湖心区外,Cd在5个监测区域中的潜在生态危害均为中等;其它重金属在5个采样点的潜在生态危害均为轻微。各重金属间的相关性分析表明,Zn与Cu,Pb与Cd、Cu呈显著正相关,说明这4种元素污染源可能相同。柴窝堡湖表层底泥受到Cu、Zn、Pb、Cd污染,需采取相应措施防止重金属由底泥进入水相。

柴窝堡湖湿地生态服务功能价值评估初探

采用环境经济学的相关计算方法,对柴窝堡湖湿地生态系统的生态服务功能价值进行了估算。结果表明:(1)按服务功能价值量排序:水资源供给功能价值>调节气候功能价值>文化服务功能价值>生物多样性价值>水质净化功能价值。(2)柴窝堡湖湿地生态系统服务总价值为34029.25万元/年,其中水资源供给功能价值占到总量的72.92%,调节气候功能价值占总量的15.54%,二者占到总量的88.46%。在柴窝堡湖湿地的保护和开发过程中,当地政府应当有针对性提出加强流域内生态系统的保护方案,控制地下水开采活动,实现柴窝堡湖湿地生态系统的可持续发展。

乌鲁木齐柴窝堡湖及周边生态环境治理研究

乌鲁木齐市郊最大淡水湖柴窝堡湖每年有7 754×104m3的地表水和地下水补给进湖,但目前每年开采量却达到9 500×104m3,这意味着柴窝堡湖的水每年超标开采1 800×104m3,目前正受到地下水位下降和污染的双重夹击,生态环境日益恶化,亟待加以治理及保护。

柴窝堡湖富营养化水平评价

分析了乌鲁木齐市柴窝堡湖水系的近期状况,并采用综合营养状态指数法评价了湖水富营养化的程度,对改善其水质提出了几点建议。

乌鲁木齐柴窝堡湖水生态环境问题与管控对策

该文利用乌鲁木齐柴窝堡湖2019年水质监测数据和近年来水资源数据,采用地表水环境质量评价办法,系统分析了柴窝堡湖水资源、水环境和水生态状况和存在问题。结果表明:城市生活和农业生产用水增加造成柴窝堡湖面积萎缩、水位下降和水资源减少;2019年柴窝堡湖水质为重度污染,湖泊营养状态属于轻度富营养级;柴窝堡湖水生生态结构脆弱,生态服务功能差。基于此,该文解决水生态环境问题提出了建议和对策。

柴窝堡湖的生态功能价值及其保护

柴窝堡湖湿地是乌鲁木齐市的门户,南郊的最佳水上旅游景点和渔业基地,是候鸟迁飞的重要歇息地,是乌鲁木齐地区古人类文明的发源地和生存的摇篮,还是我国批准的第100个湿地公园。但是,作为乌鲁木齐市第二水源地过度抽水,使生态环境急剧恶化,面临干涸。保护柴窝堡湖生态环境,特别是保持适当的水面积,势在必行!

2005年-2009年新疆柴窝堡湖水环境质量状况和变化趋势

目的:1)掌握柴窝堡湖近几年工业、民用、农业等污染源的分布和污染物排放情况。2)针对重要污染物为柴窝堡湖污染治理和环境综合整治提供对策建议。方法:通过收集整理2005-2009年柴窝堡湖水质监测数据,根据《地表水环境质量标准》,采用单因子指数评价法、综合污染指数评价方法、综合营养状态指数法、趋势分析法对柴窝堡湖水质进行了评价和分析。结果:1)根据单因子指数评价法,2005年至2009年柴窝堡湖均为劣五类水质。2)柴窝堡湖五年间的主要污染物有:化学需氧量、硫化物、氯化物、总磷。化学需氧量的秩相关系数为0.9,表明该污染物浓度变化趋势有显著意义,变化显著上升。硫化物的秩相关系数为0.9,表明该污染物浓度变化趋势有显著意义,变化显著上升。氯化物的秩相关系数为0.7,表明该污染物浓度无显著变化趋势。总磷秩相关系数为0.9,表明该污染物浓度变化趋势有显著意义,变化显著上升。3)五年间柴窝堡湖的污染综合指数在1.66-2.07间,柴窝堡湖水环境质量为五级重度污染水质。4)通过综合营养状态指数法和分级原则,柴窝堡湖为中度富营养化湖泊。5)从平水期、丰水期比较柴窝堡湖水质,丰水期水质好于平水期水质。结论:1)2005年至2009年柴窝堡湖首要污染物为化学需氧量、硫酸盐、氯化物、总磷。2)柴窝堡湖富营氧化水平2005年至2009年呈逐年上升的趋势,不能满足渔业养殖水域功能区的水质要求。3)柴窝堡湖主要污染物浓度值丰水期低于平水期。4)加强对柴窝堡湖周边污染企业排污的监管力度;加强水资源宏观调控,补给柴窝堡湖,通过调整用水结构提高水资源利用的效率和效益。

乌鲁木齐市柴窝堡湖水文地质条件分析

以柴窝堡湖作为研究对象,在阐述研究区自然地理和地质条件的基础上,对研究区水文地质条件进行了分析。结果表明:研究区内地下水类型主要包括第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。柴窝堡湖流域的南北两侧山丘区降雨较为充沛,是区域地下水的补给区。盆地区主要为径流区,蒸发排泄和水资源外输是地下水的主要排泄方式。研究区地下水位总体呈下降趋势。

柴窝堡湖生态环境保护的实践探索及对策建议

从柴窝堡湖生态环境保护的具体措施、政策补贴、项目建设等方面,探索柴窝堡湖生态环境保护实践,分析柴窝堡湖生态环境建设面临的法律政策缺位、财政资金支持不足、环境执法的力度不够、企业和居民生态环保意识不强等问题,并通过生态价值量的经济价值量转化,明确实施柴窝堡湖生态环境保护的战略意义,提出柴窝堡湖生态环境保护的对策建议,以促进柴窝堡湖生态环境尽快恢复。

乌鲁木齐市柴窝堡湖水质变化趋势与原因分析

通过对乌鲁木齐市柴窝堡湖水质现状及11年水质变化趋势的分析,预测了柴窝堡湖"十二五"水质变化情况。通过综合分析,找出污染成因,并提出对策建议,为区域水环境保护和水体污染防治提供科学依据。