基于蒸散演变驱动的宁夏绿洲平原生态系统耗水变化

为揭示宁夏绿洲平原蒸散水文过程演变引起的区域耗水变化规律,在谷歌地球引擎平台下,利用2001—2020年的MOD16A2蒸散数据,基于Sen趋势度、重新标度极差分析、多元回归残差分析等时空分析手段,对宁夏绿洲平原蒸散时空演变特征开展研究,并分析其驱动因素。结果表明:(1)2001—2020年间,宁夏绿洲平原的年平均蒸散量为355.37 mm,且呈6.75 mm/a的增加趋势(p<0.01),其中,耕地的年蒸散为443.50~605.47 mm,明显高于区域平均蒸散;同时,多年平均蒸散远高于同期降水量,故维持绿洲生态系统平衡需要大量引黄灌溉水源。(2)宁夏绿洲平原蒸散在空间上有一定的异质性,并与地表覆盖类型差异有关,表现出耕地区高、草地和城市建成区低的规律。(3)宁夏绿洲平原有77.60%的区域其蒸散呈显著增加,但2020年后将有93.90%的区域蒸散变化趋势将发生逆转。(4)人类活动强烈地驱动宁夏绿洲平原蒸散的增强,其中,人类活动协同气候变化共同正向驱动的区域占53.96%。(5)蒸散的逐渐增强,导致宁夏绿洲平原流域内的水分亏缺显著,即供给生态系统光合生产以及回补土壤储水在减少。综上,近些年,宁夏绿洲平原的人为垦殖活动显著增强生态系统的耗水量,给区域水资源供给带来压力,未来应控制合理的农业垦殖力度并加强农业结构调整,以减缓水资源压力。

新疆平原区天然绿洲生态需水研究

为研究新疆山区以下流域平原河谷林草及河流尾闾湿地湖泊天然绿洲生态需水量,选择白杨河流域上游达坂城区和下游托克逊区代表性河谷林草及河流尾闾湿地生境区,采用气象土壤和植被生理三维技术同步监测,运用植被耗水及地统模型进行研究。结果表明,河谷林草耗水强度北疆为245~325mm/a,东疆为400~500mm/a,南疆为370~455mm/a;依靠河流补给生态需水量197亿m^(3);生态需水河道年径流量占比23%~26%,生态基流调控宜遵循河谷林草生长过程及河流“浅漫湿-枯平丰”规律。研究结果可为新疆经济社会生态补水管理提供依据。

渭干河平原绿洲灌区合理灌排比探讨

根据灌区盐量平衡原理 ,采用实际监测资料 ,对渭干河及其所属的库车、沙雅、新和县平原绿洲灌区进行盐均衡分析 ,深入探讨了临界灌排比的影响因素及其确定方法。研究结果表明 :(1)灌排比的概念简捷明了 ,体现了干旱区水利建设、灌溉农业的特点 ,可作为衡量干旱区绿洲灌区水盐运动状况的一个指标 ,同时亦是进行灌排管理、规划设计的科学依据。 (2 )临界灌排比与灌溉引水量、排水量、河水含盐浓度、排水含盐浓度等因素有关。渭干河、库车、沙雅、新和灌区临界灌排比分别为 10 .80 ,6 .5 5 ,2 0 .0 9,2 1.48。若没有特殊的地形地貌 ,干旱区绿洲灌区临界灌排比为 2 1左右。 (3)在干旱区进行水量平衡计算 ,制定灌溉制度以及进行灌溉排水管理时 ,应保证有一定量的深层渗漏 ,便于淋洗盐分 ,同时应完善排水系统 ,使灌区在小于临界灌排比下运行。

基于生态足迹改进模型的叶尔羌河平原绿洲生态安全评价

基于生态系统服务理论改进生态足迹模型核算新疆叶尔羌河平原绿洲区域生态足迹(EF)和生态承载力(EC),通过生态赤字/盈余判断区域生产消费模式,并借助万元GDP生态足迹反映区域资源利用效率;利用生态压力指数(ETI)定量评价区域生态安全状态,并采用GM(1,1)模型预测其变化趋势。结果表明,近25 a叶尔羌河平原绿洲EF不断增大,年均增长率为15. 45%,EC总体呈减小趋势,区域生产消费仍处于可持续发展模式,但生态盈余不断减少,由18 969. 45×103hm2减少到5 636. 25×103hm2,减少70. 29%。区域资源利用效率不断提高,万元GDP生态足迹由17. 59 hm2·万元-1减至4. 61 hm2·万元-1; ETI不断增大,生态安全等级已由1级演变为2级,但目前研究区生态环境仍处于安全状态。各县域生态安全差别较大,以2016年为例,泽普和叶城县处于极不安全状态,巴楚县则处于很安全状态。GM(1,1)模型预测结果表明,未来30 a,区域EF将不断增大,EC不断减小,生态盈余也转为生态赤字,至2048年区域生态安全将恶化为极不安全。建议叶尔羌河平原绿洲的生产活动应着重保护水域生态系统,遏制草地、耕地的过度消费,以保证区域生产消费的可持续发展。

叶尔羌河平原绿洲土地类型及耗水的分析

根据遥感图象（ＴＭ）对叶尔羌河平原绿洲水盐监测区进行了土地类型的判读，区分农区和非农区两大类型。由水盐监测结果，对监测区及其分区的年陆面蒸发量进行了计算和分析。

渭干河平原绿洲生态用水量初步估算

根据监测资料,采用蒸发系数法对渭干河平原绿洲各种土地类型的年耗水量进行了估算,并分析了其生态用水量。结果表明:(1)农林地的年耗水量为947～1026mm,草滩洼地的年耗水量为791～845mm,有稀疏植被荒地的年耗水量为308～415mm,未被利用土地、沙丘的年耗水量为137～172mm;(2)农林地的蒸发系数为0 83～0 86,草滩、洼地的蒸发系数为0 68～0 72,有稀疏植被荒地的蒸发系数为0 27～0 35;未被利用土地、沙丘的蒸发系数为0 12～0 15;(3)年生态用水量为11 18～13 47亿m3,占总收入水量(地下水入流、灌溉引水和降水量)的45%～49%。该结论可为西北地区平原绿洲水资源的合理配置提供科学依据。

基于生态系统服务的叶尔羌河平原绿洲生态经济协调发展分析

为评价叶尔羌河平原绿洲近25 a生态环境状况及其与经济发展间的协调水平,基于1991年、2005年、2016年遥感影像解译出的土地利用数据,参照中国陆地生态系统服务价值当量表并结合研究区生物量状况、支付意愿修订VC(单位面积生态系统服务价值),运用当量因子法核算ESV(生态系统服务价值).通过敏感度分析检测VC在该区域的适宜性,借助EEH(生态经济协调度指数)定量评价生态与经济发展间的协调程度,为重构研究区生态安全格局奠定基础.结果表明:(1)1991—2016年除耕地、建设用地面积增加外,其他地类面积均减小,林地面积减少最大为47.12%.(2)研究期间ESV减少了22.08×108元,年均减小率0.20%,这主要是由林地、水体、未利用土地、草地面积减小所致.(3)研究区服务性功能远大于生产性功能,其中调节服务的价值贡献率最大为78.05%,文化服务的价值贡献率最小为3.22%.(4)敏感度分析显示,ESV对引入的VC缺乏弹性,表明修订的价值系数适合该区域.(5)生态经济协调发展分析表明,1991—2016年研究区生态与经济发展处于低度冲突,空间上除叶城、巴楚县为低度协调外,其余县为低度冲突,莎车县冲突程度更明显.研究显示,近25 a区域生态环境总体呈恶化趋势,生态与经济发展亦由低度协调转变为低度冲突,今后需加大生态保护力度,促使冲突区向协调区转变.

叶河平原绿洲气候变化及其对农业生产的影响

为分析叶尔羌河平原绿洲气候变化及其对农业生产的影响,利用多年实测气象数据和农业数据,结合累积距平、突变分析和线性趋势等方法分析近60多年来研究区的气候变化特征以及其对农业气候资源、化肥施用量、粮食单产以及作物生育期的影响,以期为农业种植及农业生态系统的安全提供科学指导。结果表明:(1)近60多年来研究区气温增温倾向率为0.24℃/10a,冬季增温幅度最大为0.31℃/10a;日照时数呈减小趋势,减少倾向率为33.84 h/10a。气温于1996年发生突变,日照时数未出现明显突变点。(2)近60多年来≥10℃积温由4 056℃·d增大到4 836℃·d,其持续时间亦由196 d增大到232d;负积温的绝对值不断减少,由-703℃·d减至-218℃·d。(3)近30年化肥施用量从111.37 kg/hm^2增至244.31 kg/hm^2,粮食单产由38.61×10~2kg/hm^2提高到64.38×10~2kg/hm^2,棉花生育期从185 d延长至198 d,单产从309.26 kg/hm^2提高到1 705.64kg/hm^2。(4)气候变暖提高了研究区的农业气候资源优势,使棉花播种期提前、秋霜期推迟、总生育期延长,单位面积产量提高,一定程度上有利于农业生产。

近60年来叶尔羌河平原绿洲气候变化特征分析

文章利用巴楚和莎车地面气象站实测数据,运用EXCEL、SPSS22.0统计软件,分析叶尔羌河平原绿洲近63年来各气象要素时空分布规律。结果表明:(1)气温、降水量、水汽压呈现增加趋势,日照时数、相对湿度、平均风速呈现减少趋势。气温增温趋势通过99%置信度检验,降水量、水汽压增加趋势通过95%置信度检验,日照时数、平均风速减少趋势通过99%置信度检验,相对湿度减少趋势通过95%置信度检验。(2)自80年代起各气象要素开始发生显著性变化。80年代降水量的增湿量约为60年代的7倍,90年代日照时数的减少量约为70年代的10倍、水汽压的贡献度最大为53Pa、平均风速的减少量最大为0.4m/s,21世纪初气温的增温量是60年代的6倍、相对湿度的减少量约为70年代的20倍。(3)各气象要素季节变化不一致。气温秋、春季增加趋势显著,降水秋、夏季增湿趋势显著,日照时数、水汽压在冬、秋季变化趋势最明显,相对湿度和平均风速分别在春、冬季和春、夏季减少趋势显著。(4)各气象要素空间分布不一致。气温、降水量、平均风速表现出北部大于南部;日照时数、相对湿度、水汽压表现出南部大于北部。

干旱区冲洪积扇-冲积平原绿洲浅层地下水质时空变化初步分析——以三工河流域绿洲为例

以三工河流域绿洲为例,分析了干旱区平原绿洲浅层地下水水质的时空变异性。结果表明,该区域地下水质不仅在空间上存在着显著的差异,而且年内及年际差异也很明显:1)冲洪积扇区域地下水质显著优于冲积平原区水质;2)春季地下水质总体好于秋季,且冲积平原区水质恶化程度要快于冲洪积扇区域;3)绿洲地下水质总体呈现下降的趋势,尤其是农业活动强烈且地下水埋深浅的冲积平原区域;4)水文地质条件是造成地下水质时空变异的主要原因,土地利用加剧了其变异性。

内陆干旱区平原绿洲地下水评价几个问题的讨论

本文主要以叶尔羌河平原绿洲为例,讨论地下水资源评价与利用中的几个问题:即地下水资源的转化特点、动态变化的特点、自然利用的特点和评价不确定性的特点(可简称为转化性、动态性、有效性、不确定性)。对地下水的这些特点进行科学的分析和定量,才能比较客观地评价新疆的地下水资源量和可开采量,为领导决策提供依据,以保证社会、经济、生态可持续发展,改善当前的地下水资源计算与评价的可靠程度差的状况。

叶尔羌河平原绿洲土地利用变化及土地生态安全评价研究

以叶尔羌河平原绿洲为研究区,选择1991年、2005年、2016年Landsat遥感影像数据,利用RS和GIS技术对研究区的土地利用进行了定量的提取和分析,同时,通过近26a社会经济数据,采用压力–状态–响应(PSR)模型构建了研究区土地生态安全评价指标体系,并利用熵值法确定了各指标权重,运用综合指数评价法从时间尺度上对1991-2016年26a间研究区土地生态安全水平进行了综合评价。结果表明:①1991-2016年除耕地、建设用地面积增加外,研究区其他地类面积均减小,林地面积减少最大为47.12%。②近26a研究区土地生态安全综合指数大致呈现递增趋势,其中,1991-2007年均处于风险级,2008-2016年土地生态环境有所改善,但安全等级处于敏感级,土地生态环境仍较差。③改善研究区土地生态安全状况,需要加大资金投入力度,促进生态建设,加强土地利用监督管理,控制人口增长,缓解人地矛盾,为实现土地生态安全的可持续发展奠定良好的基础。

叶尔羌河平原绿洲生态安全评价及影响因子分析

为了解叶尔羌河平原绿洲生态安全状况及发展变化特征,明确其生态安全当前面临的主要问题及影响因素,文章运用PSR模型,选取24个指标构建了生态安全评价指标体系,综合评价并分析其生态安全变化趋势,进行影响因子分析。研究表明:叶尔羌河平原绿洲的生态安全状况逐年好转,评价结果将为叶尔羌河平原绿洲生态建设、管理以及可持续发展提供科学的参考依据。

叶尔羌河平原绿洲耗水的初步分析

耗水分析是干旱区平原绿洲水资源配置的基础。干旱区平原绿洲耗水分析的基本方法包括断面法、引水量法、蒸发系数法等。本文以新疆叶尔羌平原绿洲为例,应用三种方法,分析了叶尔羌平原绿洲1993～2002年水资源的转化及消耗。三种方法的耗水量分析基本一致。分析表明:总耗水中灌溉地的耗水约为62%,非灌溉地约为30%,水面蒸发约8%。非灌溉地的自然生态耗水占有相当的比例。

生态涡阳 平原绿洲

近年来，涡阳县紧紧围绕“唱响老子品牌、建设生态涡阳、打造特色产业、构建和谐社会”的发展战略，以实施千万亩森林增长工程和林业“三增”绿化提升工程为契机，大力开展造林绿化，使林业逐步成为农村经济发展的重要产业之一。

干旱区平原绿洲渠系水利用系数研究

结合叶尔羌河流域平原绿洲,提出了一种应用干旱区平原绿洲四水转化模型确定灌区合理的渠系水利用系数的方法.该方法通过对灌区的耗水及耗水平衡分析,模型渠系渗漏水的转化和最终消耗形式,得出渠系水利用系数的变化对自然生态的定量影响,得到一定灌溉地耗水水平和非灌溉地耗水水平下的合理的渠系水利用系数和灌溉面积.

干旱区新疆天然绿洲生态需水量分析

山区降水冰川融雪产流和平原区几乎不产流的水文气象特征,构建了平原区河道径流补给河谷林草及尾闾湿地湖泊天然绿洲的生态格局。为研究平原河谷林草尾闾湿地湖泊天然绿洲需水,选择代表性河谷林草及河流尾闾湿地植被群落生境,采用气象、土壤、植被生理三种方法同步监测,运用植被耗水和地统模型研究天然绿洲生态需水,结果表明:1) 河谷林草毛耗水强度(含有效降水) 340~520 mm/a,净耗水强度(扣除有效降水),北疆片区245~500 mm/a;2) 河谷林草湿地湖泊生态毛需水量(含有效降水) 203~216亿m3,完全依靠河流补给净需水量190~204亿m3;3) 河流尾闾平原洼地面积1 km2以上湖泊基本生态贮水量135亿m3,河谷林草需水量62亿m3;4) 生态需水量河流年径流量占比,2020年、2021年及年均分别为25.6%、23.8%和24.7%;5) 河道生态基流供给宜遵循河谷林草需水特征及河流“浅漫湿–枯平丰”规律,不宜集中或平均式补给。

建设生态涡阳 营造平原绿洲

近年来,涡阳县紧紧围绕＂唱响老子品牌、建设生态涡阳、打造特色产业、构建和谐社会＂的发展战略,大力开展造林绿化,初步建成较为完备的平原农区森林生态网络体系和较为发达的林业产业体系,形成了独特的平原农区森林景观,林业也逐步成为农村经济发展的重要产业之一。目前,全县有林地面积达4.2万公顷,林木覆盖率达22.0%,活立木蓄积量260万立方米,林业产值7亿多元。建成了绿色长廊900公里,城区绿化覆盖率达40.69%,村庄绿化覆盖率达到53.2%。

新疆开都-孔雀河流域绿洲需水量与稳定性分析

水是绿洲存在和发展的核心,干旱区绿洲稳定性与水密切相关.根据2000-2009年资料,采用蒸发系数法和定额法估算开都-孔雀河流域绿洲自然生态系统和社会经济系统综合需水量,并对水资源约束条件下的绿洲稳定性进行初步探讨.结果表明:2000-2009年,绿洲年均总需水量理论值约为54.80×108 m3,其中开都河绿洲总需水量约为20.55×108 m3,孔雀河绿洲总需水量约为21.90×108m3,博斯腾湖区耗水量约为12.35×108 m3,与绿洲10a平均供水量相比,供需表现出极大地不平衡性.水资源可承载绿洲面积(不含博斯腾湖)约为3139.66km2,其中可承载灌溉地面积约为1395.41km2,与绿洲10a平均面积5 248km2相比,差别较大,绿洲处于不稳定状态,现状绿洲面积应适当收缩.最后,对博斯腾湖最低生态水位进行讨论,初步把大湖最低水位定为海拔1 045m,小湖最低生态水位定为海拔1 046.5m.