油田企业生活污水用于荒漠植被灌溉对生态环境的影响分析

为了有效利用油田生产企业的生活污水,在某油田企业选取了21个能将生活污水用于荒漠植被灌溉的站点,结合各污水站基本情况及周边荒漠植被分布情况的现场调研,从中选取桑吉污水处理站作为研究样点,对油田生活污水用于荒漠植被灌溉对地下水、土壤和植被的影响进行研究。实验结果表明,达标生活污水通过滴灌和喷灌灌溉一年后,周边植被生长良好,地下水和土壤环境质量变化甚微,没有出现恶化现象。

新疆荒漠植被的时空分布变化及其驱动因素

荒漠植被是干旱半干旱生态系统重要的组成部分,在维护生态系统平衡方面发挥着重要的作用。及时准确地监测新疆荒漠植被的时空分布变化,对资源可持续利用及生态恢复具有重要应用价值。本研究基于AVHRR-NDVI和MOD13A2-NDVI数据集计算了新疆1989—2017年植被覆盖度,通过对植被覆盖度划分阈值提取计算了荒漠植被的分布及面积,并分析了其时空变化特征。通过土地利用转移矩阵计算新疆荒漠植被与非荒漠植被、裸地类型的转化情况。利用相关系数分析法定量分析了乌伦古河、叶尔羌河及阿克苏河3个典型流域影响荒漠植被演变的驱动因素。结果表明:1989—2017年,新疆荒漠植被总面积呈显著增加趋势,线性增长率为3.09万hm^(2)∙a^(−1)。低覆盖度荒漠植被面积呈显著增加趋势,线性增长率为3.22万hm^(2)∙a^(−1);高覆盖度荒漠植被面积基本不变。植被转化中,高、低荒漠植被间转化面积50.85万hm^(2),非荒漠植被类型转变为荒漠植被341.24万hm^(2),荒漠植被转变为非荒漠植被类型191.25万hm^(2)。通过对典型流域的研究分析得出降水是影响荒漠植被演变最主要的因素,其次是径流量和政策因素,气温对于荒漠植被的影响存在区域性差异。

我国以梭梭属植物为优势的潜在荒漠植被分布

以我国最新出版的《中国植被图集》为基础,应用地理信息系统GIS软件ARC/ INFO(NT版)和数字化仪,提取以梭梭属植物为优势的现存荒漠植被地理分布信息,制作地理分布专题图;在生态信息系统(GREEN)软件支持下,定义地理气候适应参数区间,生成以梭梭属植物为优势的潜在荒漠植被分布图;将现存和潜在的分布图叠加并对照比较,揭示以梭梭属植物为优势的潜在荒漠植被分布特征,预测适宜以梭梭属植物为优势的荒漠植被发展的地理空间。结果表明:以梭梭柴为优势的潜在荒漠植被分布的行政区域包括新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区、甘肃省、青海省等省(区) ,以白梭梭为优势的潜在荒漠植被分布的行政区域仅限于新疆维吾尔自治区;以梭梭柴为优势和以白梭梭为优势的潜在荒漠植被分布与现存的以梭梭柴为优势和以白梭梭为优势的荒漠植被分布的行政区域一致,分布的地貌也基本相同,但两者之间在地理分布边界和面积上存在较大差异。以梭梭柴为优势的潜在荒漠植被分布的北界超出现存的以梭梭柴为优势的荒漠植被的分布北界约0 .9个纬度,南界超出约0 .4个纬度;东界超出约5 .9个经度,西界超出约3.5个经度;以白梭梭为优势的潜在荒漠植被分布的北界超出现存的以白梭梭为优势的荒漠植被分布的北界约1个纬度;南界超出约0 .9个纬度;东界超?

我国现存梭梭荒漠植被地理分布及其斑块特征

根据2001年出版的<中国植被图集>,应用地理信息系统(GIS)ARC/INFO(NT版)和数字化仪,提取梭梭荒漠植被信息,绘制梭梭荒漠植被地理分布专题图,并以此为基础,对梭梭荒漠植被的群落类型、分布格局及其斑块特征进行分析;同时,结合近年来对梭梭荒漠植被结构的调查结果,对我国梭梭荒漠植被状况进行评价.结果表明:我国现存梭梭荒漠植被总面积约11.4万km2,其中,以新疆分布的面积最大,约占全国梭梭荒漠植被总面积的73.1%,其次是内蒙古,约占全国的14.1%,青海省和甘肃省的分布面积较小,分别占全国的7.9%和4.9%;不同梭梭荒漠群落类型的面积不尽相同,其中,梭梭柴砾漠的面积约占全国梭梭荒漠植被总面积的37.3%,梭梭柴沙漠约占全国的21.3%,白梭梭荒漠约占全国的23%,其他梭梭荒漠群落类型的总面积约占全国的19.4%.我国梭梭荒漠植被分布在107.6-77.3°E,47.4-36.1°N;垂直分布87 ～ 3 174 m;在梭梭荒漠植被分布区的东界和南界,主要分布的梭梭荒漠群落类型是梭梭柴砾漠,在西界和北界,主要分布的是梭梭柴沙漠.组成我国梭梭荒漠植被的斑块共180个,主要特征是:小斑块多,大斑块少,斑块之间的面积相差悬殊,多数斑块之间距离较远.虽然我国梭梭荒漠植被分布面积大,但群落盖度小,盖度小于30%的面积约占现存梭梭荒漠植被总面积的70%.

气候变化对阿拉善荒漠植被的影响研究

利用1982—2003年NASA GIMMS归一化植被指数(NDVI)数据集和阿拉善左旗、右旗和额济纳旗气温和降水资料,对阿拉善地区NDVI变化和气候变化特征及其相互关系进行了分析。结果表明:①1982—2003年东部地区(左旗植被指数略有增加,而中部(右旗)和西部地区(额济纳旗)则呈下降趋势。季节变化东、中、西部表现不同。左旗和额济纳旗多年平均NDVI的月变化和右旗相反。②东部地区升温率最大,其次是西部和中部地区。降水表现为东部和西部地区(额济纳旗)稍有增加,而中部地区(右旗)呈缓慢减少趋势。季节变化东、中、西部表现不同。多年平均气温和降水量的月变化趋势东、中、西部一致,呈单峰型曲线。③东部地区和中部地区,降水量与植被指数存在明显的年相关、隔季和当季相关,而西部地区额济纳旗没有明显的相关性。阿拉善地区NDVI同温度的相关性不好。

荒漠植被红砂(Reaumurta soongorica)水热响应的年轮学研究

红砂是黄土高原荒漠植被带主要建群植物种之一,在植被恢复重建和生态建设中具有重要意义。本文以皋兰县40 a天然植被封育区为例,运用树木年轮学方法,对不同坡向红砂与当地水热条件变化的时空响应及分布格局进行了研究。研究结果表明,红砂具有明显的年轮特征,可以进行树木年轮方面的研究。虽然不同坡向水分条件和植被状况有很大差异,但红砂径向生长对区域水热变化具有非常一致的响应模式:同生长季降水呈正相关关系,尤以7月降水量最为显著;同生长季气温呈负相关关系,以6月最为显著。根据不同坡向红砂年龄分布格局分析结果,并考虑到水土流失的防治效果,黄土高原西部荒漠植被带的封育期限不宜少于10 a。

民勤绿洲边缘荒漠植被滴灌恢复试验研究

应用滴灌技术对民勤绿洲边缘退化植被控梭、白刺进行灌溉恢复试验研究。结果表明：（1）滴灌条件下，退化植被梭梭、白刺生长良好。可使梭梭新稍增长1．3～1．5倍，新梢数目增多1．1～1．2倍。新梢生物量增加1．5～1．8倍；使白刺冠幅增大1.9～2．8倍，叶片数增多1．6～2．2倍，叶生物量增大2．8～6．5倍。（2）滴灌植物梭梭、白刺光合生理作用强。相对免灌对照，梭梭在100m^3·hm^-2和150m^3·hm^-2的灌溉定额下光合速率（CO2）提高1．30μmol·m^-2·s^-1和3．42μmol·m^-2·s^-1。白刺在200m^3·hm^-2和300m^3·hm^-2的灌溉定额下光合速率提高0．76μmol·m^-2·s^-1和1．35μmol·m^-2·s^-1，滴灌植被光合速率随灌溉量的增加而增大。（3）灌溉林地土壤水分状况得到较大的改善，在0～250cm土壤层次内，梭梭林地水分为3．070A～3．34％，相对对照林地提高了1．0～1．3百分点；白刺林地水分为2．76％～4．43％，相对对照提高了0.7～2．3百分点。

阜康荒漠植被灌木与半灌木种群生态位的研究

通过测算三维生态因子梯度上阜康荒漠植被灌木与半灌木种群的生态位宽度和生态位重叠 ,结果表明 :阜康荒漠植被灌木、半灌木按生态位宽度可分成 4类 ,类群 包括红砂 (Reaumuria soongorica)和梭梭 (H aloxylonammodendron) ;类群 包括白刺 (N itraria sibirica)、盐爪爪 (K alidium foliatum)、囊果碱蓬 (Suaeda physophora)、里海盐爪爪 (K.caspicum) ;类群 包括多枝柽柳 (Tamarix ramosissima)、长穗柽柳 (T.elongata)、短穗柽柳 (T.laxa)和无叶假木贼 (Anabasis aphylla) ;类群 包括黑果枸杞 (Lycium ruthenicum)、粗枝猪毛菜 (Salsola subcrassa)和盐节木 (H alocnemum strobilaceum)。根据生态位重叠矩阵 ,红砂和梭梭间生态位重叠较大 ;盐爪爪、囊果碱蓬、里海盐爪爪、多枝柽柳、长穗柽柳间重叠较大 ;白刺、短穗柽柳、无叶假木贼、黑果枸杞。

古浪县北部荒漠植被主要植物种的生态位特征

利用Shannon-Wiener生态位宽度公式和Pianka生态位重叠公式,计测分析了甘肃省古浪县北部荒漠植被主要植物种在不同植被演替阶段的生态位宽度和生态位重叠。结果表明:在流动沙地上花棒的生态位宽度最大,其次是沙蒿;在半固定沙地上白刺的生态位宽度最大;在固定沙地上,不论是封育植被还是未封育植被中均是花棒的生态位最宽。同一植物种的生态位随着植被演替阶段的变化而发生变化,这种变化反映了不同演替阶段下的植被恢复效果。优势种的生态位重叠大,生态位宽的物种对重叠值也大,相同物种对在不同演替阶段的生态位重叠不一致。有些物种生态位宽度窄,但重叠值大,是由荒漠植被区物种分布存在生境斑块现象造成的。

阜康绿洲-荒漠交错带荒漠植被群落稳定性

以阜康绿洲-荒漠交错带的荒漠植被为研究对象,利用样区内植被常规调查资料,改进了法国生态学家M.Godron从工业生产中发现并引入生态学研究中的稳定性测定方法,并将研究方法推广到植被群落的空间稳定性研究。根据这种方法,累积种类百分数与累积相对盖度比值越趋近于20/80群落就越稳定,在20/80这一点上是群落的稳定点。研究结果证实:从空间上看,绿洲-荒漠交错带不同植物群落稳定性不同;绿洲-荒漠交错带的荒漠植被群落稳定性受种间竞争、环境压力和干扰活动三个因素的影响,即使建群种相同的群落稳定性也会出现较大差异。

干旱区荒漠植被丙二醛及保护酶活性对地下水位的响应

塔里木河下游的乔木、灌木、草本植被的主要建群种为胡杨、柽柳和罗布麻,对其中丙二醛(MDA)含量以及保护酶活性对地下水位的研究表明:1)MDA含量以及SOD、POD活性均呈增加趋势,而且均与地下水位呈正相关关系;2)对同一断面相同地下水位条件下胡杨、柽柳和罗布麻的SOD活性和POD活性比较,可以反映出SOD和POD作用的互补性;3)根据不同地下水位条件下胡杨、柽柳和罗布麻的MDA含量和SOD活性所反映出的适宜植物生存的合理生态水位、(严重)胁迫水位,并将其进行综合比较与分析,初步推断在塔里木河下游地下水埋深超过3.12 m时,胡杨和柽柳的生长即开始受到抑制,6 m左右的地下水位即对胡杨造成严重胁迫,≥8.83 m的地下水位则会危及胡杨的生存;而柽柳的严重胁迫地下水位以及临界地下水位分别为5 m左右和≥8.83 m.相比之下,罗布麻所能承受的胁迫地下水位比较高,超过3.12 m的地下水位即会对其生长造成严重水分胁迫,地下水位低于4.42 m则危及其生存.

干旱区荒漠植被生态需水量计算方法研究

潜水蒸发法和面积定额法是计算植被生态需水量的常用方法,而目前研究中,仅运用一种方法进行干旱区生态需水量的计算,为了解决其计算方法单一、研究结果合理性存在争议,并确定干旱区荒漠植被合理生态需水量计算方法的问题,研究以2013年塔里木河干流上游区为参考区域,通过遥感技术解译该地区各荒漠植被的面积,运用潜水蒸发法和面积定额法计算该区荒漠植被生态需水量,并计算其相对差值百分比,且与前人的研究成果进行比较,结果分别为54.33%、41.39%、52.78%,其值皆为50%左右,相差较小,表明了潜水蒸发法及面积定额法计算干旱区荒漠植被生态需水的合理性,并通过均值计算确定干旱区荒漠植被合理的生态需水量,即2.65亿m3,可应用于其他干旱地区荒漠植被合理生态需水量的确定。

荒漠植被植物种多样性对空间尺度的依赖

物种多样性与空间尺度的关系是植物生态学的一个研究热点。传统植物生态学研究认为种面积曲线方程中 Z值是个近似常数 ,但近期对森林和草原群落的研究表明 Z是随尺度变化的。在荒漠带选择了 10个样地 ,每个样地包括 1m2 到 1km2 的 6个空间尺度样方 ,研究荒漠地区物种多样性与空间尺度的关系。结果表明 :荒漠植被物种多样性随空间尺度的增大空间依赖性减弱 ,Z也是随尺度变化的。对荒漠植被种面积曲线 Z的研究结果支持了 Z随尺度变化的结论 ,但 Z是随尺度增加而减小 ,斜率 z值从 0 .37降至 0 .0 35 ,与草原和森林群落 Z值随尺度增加而增加的结论是相反的。

光伏产业类比荒漠植被利用太阳辐射的时空变异特征及生态意义——以甘肃河西走廊为例

以河西走廊沙漠戈壁区5个典型地市已建光伏基地为研究对象,基地周边荒漠植被为参照,通过对5地市光伏基地规模、发电量、荒漠植被新生长量及投影盖度调查,等值换算得到光伏年(季)均太阳能利用率、荒漠植被年(季)均光能利用率,比较分析了光伏相对荒漠植被在利用太阳辐射及光能利用率的时空变异特征。结果表明:(1)光伏太阳能利用率时空变异的相对高效性,光伏年均太阳能利用率为荒漠植被年均光能利用率的147.62倍,即单位面积光伏基地相当于147.62倍面积荒漠植被光能的利用量。(2)光伏太阳能利用率时空变异的相对稳定性,在空间上变异系数为5.95%,时间上为14.32%,远远小于植被光能利用率空间、时间上的变异系数58.13%和132.24%。从理论上讲,光伏产业能够更加明显地影响地表温度和热量平衡,或将是防治沙尘暴发生发展一条极其有效的新途径,对区域环境生态建设具有积极的意义。

塔里木河下游荒漠植被保护酶活性与地下水位变化的关系

在塔里木河下游的不同断面,随着距离河道由近及远、地下水埋深的不断增大,柽柳叶片的MDA含量、SOD活性随着地下水位的下降而逐渐增加,与地下水位呈显著正相关,相关系数分别为0.7464和0.5531;POD活性却随着地下水埋深的不断增大而呈下降趋势,与地下水位呈显著负相关,相关系数为-0.5518。根据不同地下水位条件下柽柳叶片的MDA含量和SOD活性所反映出的适宜其生存的合理生态水位、(严重)胁迫水位并将其进行综合比较与分析,初步推断出:在塔里木河下游地下水埋深超过3.12m时,柽柳的生长即开始受到抑制,5m左右的地下水位即对柽柳造成严重胁迫,≥8.83m的地下水位则会危及柽柳的生存。

基于MODIS数据不同荒漠植被指数的空间变化研究——以新疆三工河流域为例

通过对三工河流域的实例研究,探讨了干旱区不同下垫面荒漠植被指数的空间变化规律。采用植被信号/土壤噪音对15个植物样方数据进行对比分析,探讨了三工河流域荒漠植被指数的梯度变化及适宜性。结果表明:扇缘溢出带植被指数值最高,其次是山前丘陵带和固定沙丘,较真实地反映出了三工河流域荒漠植被的梯度变化规律;扇缘溢出带的EVI值要比NDVI值离散程度小,趋势平稳,在扇缘溢出带用EVI能更好地反映植被生长状况;山前丘陵带的NDVI值要比EVI值均匀,山前丘陵区用NDVI这一植被指数较好,扇缘溢出带和固定沙丘区用EVI要比用NDVI好。

基于地形因素的新疆荒漠植被-气候模型应用研究

本研究在新疆荒漠植被型分类的基础上,用植被与气候Holdridge生命带模型进行荒漠植被型的模拟,并用Kappa检验系数进行结果检验,模拟结果很差(0.19),将地形作为模拟模型具体考虑的一个因素,对重新分类的气候区进行二次植被模拟。二次模拟结果Kappa检验系数平均值为0.45,二次模拟整体荒漠植被型模拟结果的Kappa检验系数为0.64,极大地提高了模型模拟的准确度。模型模拟准确度的提高在于将影响新疆水分分配的地形因素作为改进Holdridge生命带模型的参数,该参数的引入为提高Holdridge生命带模型的准确度提供了新的思路,也为较准确地模拟新疆地区的植被提供了新途径。

新疆博州典型荒漠植被光谱反射特征分析

针对博州光谱研究尚少和对光谱一阶导数缺乏定量描述的问题,补充分析了博州光谱,提出了对光谱一阶导数定量描述的方法。以博州为研究区,在2014年7月下旬对锦鸡儿、梭梭、红柳、白刺、萱麻、沙拐枣等地物进行野外光谱数据采集,并对光谱数据进行平均、平滑和一阶微分等处理;分析了不同植被之间、同种植被之间的光谱特征,并对光谱进行对比分析、红边参数特征分析等研究。研究表明：这6种荒漠植被在可见光波段的380~700nm之间的反射率均较低,没有超过15%;除了在480nm和680nm附近有吸收谷外,在970nm附近也有一个吸收谷,并且＂蓝谷红移＂现象比较明显;红边特征比较明显,其中萱麻的红边特征最明显;在近红外波段1 100nm附近反射率很高,平均峰值达到70%以上。所得结论对于博州荒漠地区光谱特征基础研究、荒漠植被生长情况,以及荒漠化程度的监测具有重要意义。

艾比湖流域典型荒漠植被光谱特征分析

艾比湖流域是有代表性的荒漠区，不仅是中亚植物区系和蒙古植物区系的交错区域，而且是指征准噶尔盆地荒漠环境变化的关键地区。研究选取该流域为试验区，采用AvaField－3便携式高光谱地物波谱仪分别对柽柳、白刺、锦鸡儿、梭梭等典型荒漠植被反射光谱测定。对测定结果进行原始光谱分析、一阶导数红边分析，包络线去除分析，发现荒漠植物红边位置靠近长波方向趋势明显并且在800～1000nm反射率低于一般植被；另外荒漠植物反射率大小在490～510nm，540～560nm，670～690nm，680～750nm，1100～1140nm差别显著，可作为识别各种荒漠植物特征波段。

玛纳斯河流域荒漠植被单株茎干液流及光合蒸腾特性研究

植物茎干液流量可表征其蒸腾耗水量,反映植被水分传输状况,可用于计算植被生态需水量。以玛纳斯河流域古尔班通古特沙漠南缘典型荒漠植被梭梭、柽柳为研究对象,通过数据监测,研究植被茎干液流及光合蒸腾特性,分析气象因子及土壤含水率对茎干液流的影响。结果表明:梭梭、柽柳茎干液流速率呈明显的昼夜变化规律,白天液流速率远高于夜间;梭梭的净光合速率日变化模式为双峰型,柽柳为单峰型;梭梭蒸腾速率的日变化有明显上升和下降过程,柽柳趋势不明显,呈小幅震荡;液流速率变化与相对空气湿度呈负相关,空气湿度高时液流速率低;气温、总辐射与液流速率的变化趋势基本一致,液流速率随着气温或总辐射的增强而增大;随着土壤含水率降低,液流速率降低。