额济纳绿洲植被恢复潜力研究

为分析黑河尾闾额济纳绿洲生态治理效果及未来植被恢复潜力,基于2000—2020年MOD13Q1数据集提取归一化植被指数(NDVI),运用Sen斜率估计和M-K检验分析了额济纳绿洲植被时空变化特征,并利用像元二分模型、相似生境法探讨了额济纳绿洲植被覆盖度、未来植被恢复潜力。结果表明:2000—2020年NDVI呈增大趋势,增长速率为0.001 3/a,季节尺度上春季NDVI呈显著增大趋势的面积占比最大;额济纳旗政府所在地附近植被覆盖度较高,研究期内西河中游区域植被覆盖度增长明显;未来植被仍呈现两河周边高、绿洲边缘低的空间分布格局,黑河尾闾湖泊周边等已经接近或达到最大植被恢复潜力,八道河至天鹅湖河道、七道河尾部河道、四道河与六道河河道尾部以及西河下段西部等区域植被提升潜力较大。

额济纳汉简书法鉴赏与创作的审美理路

额济纳出土的简牍是两汉时期书法墨迹,是汉代书法“隶书草化”的缩影。额济纳汉简书法鉴赏与创作过程中可见“象、法”的书法形式要素以及以“媚美”为形式规定的法度特征与以“自由”为内容追求的书意特征,由此升华出从“书法意象”到“书法意境”的额济纳汉简审美理路。

内蒙古额济纳平原地下水氢氧稳定同位素和水化学特征及其演化规律

【研究目的】为研究内蒙古额济纳平原地下水水化学特征及其演化规律,于2020年8月采集水样87组,氢氧同位素样品69组。【研究方法】综合运用数理统计、离子比例分析、水文地球化学模拟等方法,分析额济纳平原第四系地下水及北部白垩系地下水水文地球化学特征,探讨水文地球化学演化规律。【研究结果】结果表明:(1)该区地下水水化学类型以SO4-Na型为主。地下水中阴离子以SO42-为主,其次为Cl-;阳离子以Na+为主,Ca2+与Mg2+浓度差异不大。(2)研究区地下水SO42-、Cl-、TDS、总硬度、Na+和Mg2+浓度具有第四系承压水>第四系潜水>白垩系承压水的特点。(3)第四系潜水离子组分主要受溶滤作用、混合作用控制,局部地区受蒸发作用影响显著;第四系承压水离子组分主要受溶滤作用和阳离子交换作用控制;平原北部白垩系承压水离子组分受溶滤作用及阳离子交换作用控制。研究区地下水中主要离子来自岩盐、碳酸岩盐和石膏的溶解。【结论】沿地下水流向,第四系潜水离子浓度组分呈增加趋势,在额济纳平原内部第四系潜水和承压水中主要发生岩盐、白云石和石膏溶解、方解石沉淀以及正向阳离子交换作用;研究区东南部沙漠与平原交错带主要发生岩盐、白云石和石膏溶解、方解石沉淀以及反向阳离子交换;平原区北部白垩系承压水中主要发生岩盐、白云石和石膏溶解、方解石沉淀以及正向阳离子交换。

基于水化学与环境同位素的额济纳平原区域地下水循环规律解析

额济纳平原生态环境脆弱,地下水在维持当地生态方面发挥着重要作用。然而,对具有重要生态水文意义断面上地下水循环过程关注不够,阻碍了对额济纳平原地下水循环规律的深入认识。本研究采用水化学与同位素方法解析额济纳平原关键界面地下水循环特征,归纳区域地下水循环模式。结果表明:沙漠区降雨在入渗补给地下水过程中受到过强烈的蒸发影响,研究区中部降雨对地下水补给微弱;额济纳平原北部白垩系潜水接受侧向径流补给,自北向南径流,至东、西居延海一带与南部第四系地下水流系统交汇,白垩系承压水径流滞缓,与上覆潜水水力联系微弱;黑河渗漏强烈影响深度30~50 m,强烈影响宽度10 km,平原中部地下水接受黑河渗漏补给后驱动两侧年龄较老的地下水缓慢侧向径流,在古日乃湖至天鹅湖一带与东部沙漠区地下水流系统交汇,黑河河水与沙漠区地下水不存在补排关系。该研究深化了对额济纳平原地下水循环的认识,对当地生态环境保护与修复、地下水合理开发利用具有指导意义。

额济纳胡杨叶色变化特征及其影响气象因子分析

以额济纳胡杨林为研究对象,在秋季胡杨叶片转色不同时期,测定其叶色参数、色素含量,并分析同期的环境气象条件变化特征及其与叶色参数、色素含量的相关性,探寻秋季额济纳胡杨叶片变色的主要影响因素,为胡杨叶片衰老及黄叶物候景观气象服务奠定基础。结果表明:(1)在秋季额济纳胡杨叶片转色过程中,其叶色参数L^(*)、a^(*)、C^(*)值均呈逐渐上升趋势,b^(*)和h值先增大后减小,视觉上叶片颜色变化依次表现为绿色、浅黄、金黄和橘黄色。(2)胡杨叶片变色期间,叶片中叶绿素含量大幅度下降,叶黄素、类胡萝卜素含量有缓慢上升再小幅下降趋势,花色素苷含量变化不大,可溶性糖含量也表现为先增大后减少的态势;与变色始期相比,变色终期总叶绿素与类胡萝卜素比值累计下降了97.5%。(3)在胡杨叶片变色同期,环境气温逐渐降低,气温日较差稳定维持在14℃左右,直接辐射量逐渐减弱,平均空气相对湿度先增大后减小,但总体表现为增大趋势,蒸发量逐渐减小。(4)在胡杨叶片转色期间,叶色参数L^(*)、a^(*)、b^(*)、C^(*)与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素以及叶绿素与类胡萝卜素比值均呈极显著负相关关系(P<0.01);环境最高气温、最低气温、平均气温与叶色参数L^(*)、a^(*)、b^(*)、C^(*)均表现为显著负相关关系(P<0.05),而与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量以及叶绿素与类胡萝卜素比值均呈显著或极显著正相关关系;空气相对湿度与叶黄素、类胡萝卜素含量表现出显著或极显著正相关关系。研究发现,额济纳胡杨叶片在衰老变黄过程中逐渐显现出由浅到深的黄叶景观,这是叶绿素快速分解,类胡萝卜素含量相对升高的结果;气温是影响胡杨叶片衰老变黄的主要限制性气象因子,低温加速了叶绿素分解,较大的空气湿度有利于类胡萝卜素含量维持稳定,保持更长时间的黄叶景观。

1977—2020年额济纳胡杨林植被变化特征及其影响因子分析

基于1977—2020年Landsat影像,采用监督分类和归一化植被指数(NDVI),并结合气象、水文数据,对近44年额济纳绿洲胡杨林面积时空动态、植被状况,以及对其有影响的主要环境因素进行综合分析。结果表明:(1)2020年胡杨林面积为2.99万hm~2,较1977年增长了1.62倍,东河西岸三角洲恢复面积较大。研究期内,胡杨林经历了衰落期和恢复期,最小面积为1990年的1.03万hm~2。(2)2001年实施生态调水后,研究区NDVI值增速达0.027/10 a(P<0.01),是研究时段NDVI值增速的2倍、调水前NDVI值增速的45倍。(3)虽然月NDVI值与月均温相关系数为0.463(P<0.01),但年NDVI值与气候因素相关性并不明显,而与正义峡径流量显著正相关(相关系数为0.437,P<0.05),并且实施黑河调水与胡杨林景观生态功能改善的时间段同步。生态调水后,研究区NDVI值升高了0.011,裸地面积减少0.17万hm~2。

内蒙古自治区额济纳旗雅干地区下白垩统巴音戈壁组化石新发现

在内蒙古银额盆地西北部洪果尔吉乌拉山间盆地内首次发现早白垩世叶肢介化石1属2种,包括:Diestheria yixianensis Chen,Diestheria longinqua Chen,植物化石5个属(种)Podozamites sp.,Equisetites sp.,Baiera sp.,Nilssonia sp.,Czekanowskia sp.。上述叶肢介化石均为热河生物群重要分子,植物化石也是中生代晚三叠世—晚白垩世的常见分子,确定这套地层时代为早白垩世,划归巴音戈壁组。上述化石的发现,丰富了银额盆地中生代生物地层学研究内容,为盆地内早白垩世地层对比提供了最新参考资料。

基于MODIS数据的额济纳植被物候对气候变化和调水的响应

基于2001—2021年的16 d合成Terra MODIS 250 m NDVI时间序列数据,利用Savitzky-Golay滤波法和动态阈值方法,提取、分析额济纳绿洲植被生长季开始日期(SOS)、结束日期(EOS)、生长季长度(LOS)及NDVI最大值(MAX)4种植被物候参数的时空变化,并通过2011—2013年的实地观测数据对提取的植被物候参数进行验证;同时,结合同期的温度、降水量、径流和地下水位埋深的观测数据,分析额济纳植被物候参数对气候变化和调水的响应关系。结果表明,SOS和EOS分别为第120~160天和第256~320天。近21年植被MAX有所增长,LOS延长趋势明显,变化趋势为4.65 d/10 a,植被SOS整体呈提前趋势,变化趋势为2.05 d/10 a, EOS整体上呈推迟趋势,变化趋势为2.60 d/10 a。物候参数与气候因子和调水的相关分析表明,气温的升高对SOS提前有促进作用,对EOS推迟有促进作用,径流和地下水位埋深对SOS和MAX起到促进作用,前一年的径流和地下水位埋深对MAX值增加和SOS提前有显著影响。

额济纳盆地地下水亏缺问题及其对策探讨

根据“九二”分水方案,正常水文年额济纳旗狼心山水文站来水量为5 .34亿m3 ,但地下水资源补给量与排泄量不能平衡,出现较大亏缺,难以抑制额济纳绿洲生态环境的继续恶化。根据有关科研单位及专家学者的大量研究成果,就额济纳盆地绿洲地下水资源亏缺问题、对策以及如何改善地下水环境的问题进行探讨,为地下水资源的科学管理、合理配置。

黑河流域下游额济纳绿洲与水资源的关系

简要介绍了黑河流域下游额济纳绿洲自然概况 ,分析了黑河下游地表水、地下水近 2 0年的变化趋势 ,进而对额济纳绿洲植被生长、植物种群演替、植被覆盖度以及绿洲的存亡与当地地下水埋深的关系作了剖析 ,并对规划年绿洲变化作了预测。指出了水资源是黑河下游额济纳经济社会可持续发展和生态环境建设的依托 ,如何稳定绿洲和使绿洲有适度规模发展 ,是生态保护的核心问题 。

额济纳绿洲胡杨林更新及群落生物多样性动态

研究额济纳绿洲胡杨群落演替中的生物多样性指数与胡杨林年龄、密度、地下水埋深、地表土壤含水量的相互关系,及胡杨更新中的根蘖株数、实生株数与胡杨林年龄、密度相互关系。结果表明:胡杨种群在更新过程中根蘖株数与胡杨年龄、密度相关显著,根蘖性随胡杨年龄增长而加强,随密度增大而减弱,实生株的分布与胡杨年龄相关显著,而与密度、遮萌度相关不显著,实生苗只出现在中龄林中,而在老龄胡杨林和幼龄胡杨林中均无胡杨实生苗;胡杨群落演替过程中生物多样性与群落的土壤含水量、地下水埋深和林冠遮萌度相关不显著,而与胡杨的年龄、密度相关显著,胡杨群落在演替过程中生物多样性和均匀度增高,个体数量却减少,胡杨在种群发育过程不仅表现出自疏现象,并在群落演替过程中表现明显的排斥异种现象。一个观点:逆境生存的建群植物种个体繁殖的最大收益性导致群落演替出现间断现象。由于极端环境胁迫下,胡杨在繁殖对策选择上,在胡杨林内胡杨种群更新选择以无性繁殖为主,而在胡杨林外的其它生境中胡杨种群更新以有性繁殖为主。针对上述观点,胡杨保护和更新在不同的生境中以不同的更新方式进行。

额济纳绿洲不同林隙胡杨根蘖的发生特征

额济纳绿洲在维持我国西北广大地区脆弱的生态平衡方面起着至关重要的作用。但目前由于水资源匮乏和水污染,以及人为干扰,该绿洲中胡杨林退化严重,更新主要依赖林隙中的根蘖形式的无性繁殖实现。从胡杨根蘖幼苗的发生和生长与林隙的特征关系着手,揭示胡杨根蘖更新的规律。在研究中,调查了胡杨林内不同林隙条件下,胡杨根蘖幼苗的密度、苗高和基径等生长状况,以及林隙内主要的环境影响因子,包括地被物、土壤条件、胡杨母株和人为干扰等。研究结果表明:在胡杨的根蘖幼苗生长过程中,苦豆子与土壤条件是主要的影响因子,苦豆子密度、人为干扰和周边大树数量对根蘖的基径和高生长具有显著的影响,但根蘖的发生的密度与苦豆子和土壤条件等环境因子的相关性却不显著。在分析原因中提出了根蘖发生机制的随机性与环境资源异质性的假说。

黑河下游额济纳绿洲现代荒漠化过程及其驱动机制

额济纳绿洲是发育在黑河下游内陆河三角洲上著名的天然绿洲。 2 0世纪 5 0年代以来 ,额济纳绿洲现代荒漠化过程加剧 ,绿洲萎缩 ,生态恶化。绿洲现代荒漠化过程是由水环境恶化过程、土壤干燥化过程、植被退化与生物多样性衰减过程、土地沙漠化过程和土壤盐碱化过程构成的地表动力学过程。导致额济纳绿洲荒漠化的驱动力是区域气候暖干化、强盛的风蚀侵蚀力、上中游过度开发水土资源的人为活动和额济纳绿洲内的“三滥”活动等。荒漠化驱动力的第一主成分与第二主成分的贡献率分别为 5 9.2 76 %和 2 8.0 83% ,反映出绿洲荒漠化驱动因子的多面性和综合性 ,绿洲内外过度的人为活动是其主导驱动因素。内在、外在驱动力在时间与空间上的耦合性是绿洲荒漠化的区域机制 ,驱动力因子团的互动激发作用形成荒漠化的动力机制 ,驱动力与荒漠化土地间的响应形成正反馈机制 ,三种作用机制组合成绿洲现代荒漠化过程的复杂的驱动机制。

黑河下游额济纳地区的环境演变

通过对水系变迁的分析 ,勾画了黑河下游额济纳地区环境变化的大体框架。黑河下游额济纳地区的环境变迁 ,演绎了西北干旱地区普遍存在的水系溯源退缩过程。在地质历史时期 ,这种溯源退缩主要原因是地质运动和气候变化 ,而近代、现代人类不合理的水土资源开发活动加速了河流水系的溯源退缩 ,并在一定程度上超过了自然因素的作用。巴丹吉林沙漠曾经是黑河下游的冲积湖积平原。那么如果绿洲消失 ,额济纳三角洲就有可能再现巴丹吉林沙漠的形成过程 ,形成新的“额济纳沙漠”。在第四纪早期 ,额济纳盆地存在两个水流系统 ,且气候环境较为温暖潮湿 ;随后两个水流系统逐渐合并 ,区域气候亦有变干变暖的趋势 ;至第四纪晚期 ,气候更加干旱 ,现代水文网定型。东西居延海不是黑河流域的终端湖 ,在地质历史上属于黑河流域下游的河道湖。随着黑河水系不断地溯源萎缩 ,东西居延海及居延泽也存在着一个逐步缩小的过程 ,并在近现代演变为尾闾湖。显然 。

用同位素方法研究额济纳盆地承压含水层地下水的补给

本文通过环境同位素、温度、电导率和人工示踪等方法研究了黑河下游古日乃和额济纳盆地深部承压水的补给源 ,初步揭示了额济纳盆地承压水来自于祁连山的降水 ,是部分祁连山西端雪水直接渗入山前的深大断裂 ,在玉门宽滩山一带注入与之相交的阿尔金断裂 ,然后继续向东补给至巴丹吉林沙漠 ,并顺着古日乃断层补给到额济纳盆地。通过蒸发量计算得到的补给量为 5× 10 8m3/a。黑河流域承压水中的 T(氚 )为 17.8～ 0 .1TU ,地下水的年龄与取样孔的位置有关 ,靠近强渗漏带附近的地下水的年龄只有 2 0～ 30 a。古日乃、拐子湖的湖泊、泉、沼泽等消失的主要原因是由于 5 0 a来温度升高、蒸发量增加和下游抽水量增大的原因。该项研究对于重新认识额济纳盆地、古日乃、巴丹吉林沙漠的地下水补给与黑河下游水资源调度。

额济纳盆地地下水盐化特征及机理分析

运用水文地球化学方法,分析额济纳盆地不同含水层地下水盐化特征及其机理。结果表明:额济纳盆地地下水受水文地质条件的制约,潜水的盐化自沿河主要补给区到蒸发排泄区具有明显的分带性,由河流主要补给区向北和向东西两侧,至居延海,进素土海子和古日乃湖中心洼地地下水,地下水由淡水,逐渐过渡为微咸水、中度咸水及极度咸水、盐水;承压水属于微咸水。依据地下水中各离子含量的比值特征的分析结果,控制本区地下水盐化的主要因素为硅酸盐矿物溶解和蒸发沉积作用,硅酸盐矿物溶解主要发生在沿河的地下水补给区;蒸发沉积作用主要发生在地下水径流-排泄区。深层地下水埋藏较深,蒸发的作用大大减弱,因而含盐量少,水质较好。

额济纳三角洲地下水水盐特征与植被生长的相关研究

根据野外实地考察、地下水采样和分析数据,从空间尺度上,讨论了额济纳三角洲地下水水盐的变化特征及其与植被生长的关系。研究结果表明,额济纳三角洲矿化度总体由西南向东北升高,东河SO2-4浓度下降,其他离子增加,西河离子浓度都呈上升趋势,河道剖面表现先上升后下降的水盐特征;终端湖盆为本区高矿化度地区;地下水水盐条件制约植被分布、生存和演替,各种植被类型适应不同的地下水位和盐分特征。

黑河下游额济纳绿洲环境退化及综合治理

黑河下游的额济纳绿洲是内蒙西部阿拉善高原的主要天然绿洲。近半个世纪特别是近１０年来，由于不合理人类活动和自然因素的双重作用，黑河下泄水量不断减少，生态环境恶化，严重影响到本地区乃至周围广大地区的持续发展。通过分析生态环境恶化的现状和原因，提出了生态环境的治理必须以水为中心，加快中游地区节水农业的发展步伐，保证下游一定量的供水，并严格控制不合理的人为活动，力争在１０～１５年内实现生态环境的良性循环。

额济纳233年来胡杨树轮年表的建立及其所记录的气象、水文变化

通过胡杨树轮宽度的分析,建立了内蒙古额济纳地区过去233年来的STD,RES和ARS年表;并将树轮STD年表与采样点附近额济纳气象站的气温、降雨量以及狼心山水文站的地下水水位等记录进行了相关分析。结果表明,在额济纳地区显著影响该地胡杨生长的主要限制因子是地下水水位。胡杨树轮宽度年表与冬季及全年地下水水位相关性最高,分别为-0.808(p<0.01)和-0.724(p<0.05)。在此基础上,设计转换方程,重建了额济纳地区过去232年来冬季及全年地下水水位变化历史,冬季地下水水位重建方程的解释方差达76.3%(调整自由度后为70.4%,n=11,r=0.874,F=12.881,p<0.003),全年地下水水位重建方程的解释方差为72.8%(调整自由度后为66.1%,n=11,r=0.854,F=10.731,p<0.005)。

额济纳地区苜蓿地光合有效辐射(PAR)的基本特征

利用额济纳地区查干毛道饲草料基地(主要种植苜蓿)内2001年6～9月的辐射观测资料,对该荒漠绿洲的光合有效辐射(PAR)的月变化、日变化、极值及其所占太阳短波辐射比例ηQ的一些基本特征作了分析和讨论,并与张掖、临泽、太湖地区及美国Texas站作了比较,发现该地区PAR的夏季总量、月平均日总量及各项极值都大于前述其它站点,辐射资源十分丰富;晴天日和阴天日PAR的变化有明显的区别;对于ηQ,云和水汽、太阳辐射强度、光周期对它都有影响.