Ecological function regionalization of fluvial corridor landscapes and measures for ecological regeneration in the middle and lower reaches of the Tarim River, Xinjiang of China

The middle and lower reaches of the Tarim River are currently one of the main regions of ecological restoration in the arid areas of western China.Using the principles and method of landscape ecology,this study has chosen the fluvial corridor landscape in the middle and lower reaches of the Tarim River,and discusses the region’s ecologically functional regionalization system and issues related to its practical classification.On this basis the corresponding regionalizing principles and standards were developed which were used to qualitatively divide the three main landscapes as the ecologically functional areas in the drainage basin.The paper has also analyzed the characteristic of the study areas,and has put forward the measures for its ecological restoration.

A SYSTEMATIC STUDY ON LAND AND REGIONAL DEVELOPMENT OF THE TARIM RIVER DRAINAGE BASIN,XINJIANG PROVINCE,CHINA

A Systematic Study on Land (SSL), aiming at the investigation of the land complex, isone of the important parts of integrated physical geography. With systematic theory as guid-ance, the dissertaton carries out the comprehensive and systematic study of a series ofsubsystems like land classification, land structure analysis, comprehensive physicalregionalization, land evaluation, reasonable planning of land utilization as well as popula-

Evaluation of oasis stability in the lower reaches of the Tarim River

Oasis stability in the lower reaches of the Tarim River was assessed at the landscape scale（including changes in landscape pattern and land use in the oasis） and at the regional scale（including the cold-island effect and NDVI of the oasis） based on the methods of landscape ecology,GIS and Remote Sensing（RS）.Thematic Mapping（TM） remote sensing images from 1990,2000 and 2009 were employed along with the related meteorological and hydrological data pertaining to the reclamation area of the oasis in the lower reaches of the Tarim River.The results indicated that landscape heterogeneity and oasis complexity increased between 1990 and 2000.The comprehensive index of the degree of land use,the average index of the cold-island effect,NDVI value and oasis stability all decreased.However,the change trends in the indices referred to above were opposite between 2000 and 2009,and oasis stability was enhanced to some extent.

塔里木河流域主要农作物气候生产潜力分析——以塔里木河上游的阿克苏地区为例

采用作物生长动态统计模型对塔里木河流域阿克苏地区主要农作物的光合、光温、光温水、光温土、光温水土生产潜力进行了计算和分析。结果表明:阿克苏地区主要农作物的光合生产潜力远大于现实生产力,冬小麦、玉米、水稻、棉花的光合生产潜力分别是实际产量的4.14、3.94、2.73、2.41倍;光温生产潜力相当于光合生产潜力的57.26%,光温水(气候)生产潜力只有光温生产潜力的9.55%,而土壤生产潜力占光温水(气候)生产潜力的49.92%。该地区光热资源丰富,其光热条件是作物气候生产潜力最突出的优势,土壤水肥条件是限制作物气候生产潜力的主要可控因子。

塔里木河中下游区域开发对生态环境的影响及生态环境恢复与重建对策——以尉犁县为例

随着塔里木河流域进入大规模开发时期 ,区域开发活动对该流域生态环境的演变产生了重大的影响 ,虽然绿洲内部产出大幅度增加 ,但整体生态环境趋向恶化 ,制约了区域社会经济的可持续发展。以塔里木河中下游尉犁县为例 ,从分析区域开发活动入手 ,总结了区域开发对区域生态环境影响的有利与不利方面。进而 。

塔里木河流域相对资源承载力

基于改进的相对资源承载力模型,计算2000—2011年塔里木河流域的相对资源人口承载力和相对资源经济承载力,并探讨塔河流域42个县市相对资源承载力的演变规律及空间差异。研究表明:(1)改进的相对资源承载力模型具有一定的研究价值,对于拓宽相对资源承载力评价模型的应用具有实践意义。(2)以新疆为参照区,塔河流域2000—2011年处于人口严重超载、经济非常富余或富余阶段。(3)与全疆相比,土地资源是塔河流域的相对优势资源,水资源是制约塔河流域人口、经济发展的相对劣势资源。(4)以塔河流域为参照区,流域内42个县市的相对资源人口承载力和相对资源经济承载力的空间差异显著。(4)依据相对资源人口、经济承载力的超载、富余状态将塔河流域42县市归为A、B、C、D 4种资源承载力匹配区,并总结其时序演变特点和发展策略。

塔里木河中下游退耕还林还草适宜区域界定与优化布局模式研究

新疆塔里木河中下游面临严峻的生态危机,实施退耕还林还草工程是恢复该区域受损生态系统的有效途径,符合生态规律。根据塔里木河中下游独特的自然地理条件和社会经济条件,进行实地调查测定,结合遥感数据分析和数学模型研究,将土地沙漠化程度、土地盐碱化程度和皮棉单产作为指标界定适宜退耕区域。依据植物区位和景观生态学等理论,结合当地实际,提出退耕还林还草5类生态景观的优化布局模式,即沙漠前沿、绿洲外缘已毁林草开垦农田构建荒漠乔灌草生态安全防护模式;重度盐碱化低产农田构建发展当地特种经济植物和荒漠草种模式;绿洲腹地盐碱化相对较轻农田构建优质饲草料基地,发展养殖业模式;绿洲内部低产棉田构建名优特经济林模式;沿农田灌溉渠系构建农田防护林网模式。

近50年来塔里木河流域下游生态系统退化社会经济因素分析

通过野外实地调查和相关资料分析研究发现,近50年来塔里木河下游地区经历了一个生态系统逐步退化的过程,主要表现为地表水文解体、地下水位下降、水质恶化、植被衰败、风沙灾害加剧等5个方面。分析指出,塔里木河下游地区的环境恶化已经给当地人民的生产生活带来了灾难,影响了社会经济的可持续发展。借助有关统计资料和实地调研资料,对流域社会经济发展水平、产业结构、区域资源分配与下游地区来水量减少、生态退化之间的关系进行了分析探讨,发现塔里木河流域区域之间水资源分配不均和流域内社会经济发展水平低下、产业结构不合理是导致流域下游地区水资源紧张、生态退化的根源。最后,从系统的观点和人文的角度出发对流域社会经济发展、水资源利用、生态环境建设之间的相互作用机理机制做了探讨。

塔里木河流域极端气候事件模拟与RCP4．5情景下的预估研究

利用塔里木河流域1986-2005年气温、降水逐日格点数据和MPI-ESM-LR模式驱动的CCLM区域模式模拟数据,评估了CCLM模式对塔里木河流域极端气候事件的模拟能力。同时采用EDCDF法对最高气温、最低气温和降水预估数据进行偏差校正,并计算了2016-2035年极端气候指数。结果表明:该区域气候模式对塔里木河流域年平均最高气温、最低气温和降水的空间分布具有较强的模拟能力,特别是气温空间相关系数在0.97以上;该模式对于极端气候事件也有着较强的模拟能力,大部分极端气候指数的空间相关系数达到了0.01的显著性水平。通过偏差校正,有效地提高了气候要素及相应的极端气候指数的模拟精度。预估未来RCP4.5情景下,塔里木河流域未来(2016-2035年)极端暖事件(暖期持续指数、气温日较差、暖昼、极端最高气温)有增加的趋势,未来流域中部的干旱可能更严重,而流域内环塔里木盆地区域将变湿。

塔里木河干流水资源利用区域分异特点及其改造途径

根据新疆目前水资源利用状况，其利用水平可划分为原始型、粗放型、经济型、合理型和高效型等五类。在塔里木河干流区水资源利用区域分异特点表现为：阿拉尔灌区和卡拉—铁干里克灌区水资源利用为经济型；沙滩—库车段水资源利用为粗放型及原始型；中游段水资源利用为原始型及粗放型。由于区域不同地段水资源利用水平有很大差异，其改造的措施也不尽相同。

塔里木河源区冰川系统变化趋势预测

塔里木河源区是我国冰川分布最集中的地区之一，总面积达17745．51km^2，占全国冰川总面积的30％；同时本区又属于我国升温幅度最大的地区之一。应用冰川系统变化的功能模型，对塔里木河源区冰川系统在本世纪对气候变化的趋势进行预测。结果表明：到2050年，如气温比1961～1990年高出1．9～2．3℃，本区冰川面积将减少4％～6％，冰川径流将增加22％～34％，零平衡线将上升62～94m；如此升温率持续到本世纪末，则本区冰川面积将减少10％～16％，冰川径流将会回落，但仍比本世纪初多11％～13％，零平衡线将上升156～233m。

新疆塔里木河下游(上段)地区天然草地生态脆弱性研究

塔里木河(以下简称塔河)流域是我国生态脆弱地区之一,其中塔河下游地区为严重脆弱地区。塔河下游地区广大的天然草地主要分布在绿洲-荒漠过渡带,该地带也是一个典型的生态脆弱带。依据有关生态脆弱带评价方法,结合塔河下游天然草地分布的实际状况,建立生态脆弱性评价体系。对垂直于塔河河道不同距离上的草地生态环境进行了分析,得出在距离河道500 m以上的地带草地生态环境表现为中度生态脆弱,<350 m的草地生态环境表现为一般脆弱。评价结果基本符合实际情况,对指导当地合理开发和利用草地资源具有一定的价值。

塔里木河流域特色水果——无花果

对塔里木河流域特有的珍稀果树-无花果的生物学形态特征、食用药用价值、栽培种植特点进行了较详细的阐述,并提出了针对性的建议,以期为塔里木河流域无花果的合理开发与综合利用提供科学依据。

塔里木河干流流域区域开发与环境对策

区域开发的设计,目的在于实现资源开发和环境建设的协调发展。塔河流域具有光热资源丰富、土地资源开发潜力大、石油资源开发前景广阔等区域开发优势,同时存在水土资源不平衡、社会经济发展缓慢、科学技术水平落后、交通条件差、生态环境问题严重等区域开发的限制性因素。从塔河流域资源优势出发,针对当前区域开发的限制性因素,按照新疆经济发展对塔河流域的要求,选择“优势资源转换开发模式”为塔河流域开发战略模式。解决塔河流域生态环境问题,首先要使现有生态环境不再继续恶化,最低限度保护现有植被面积不再减少,即维护现有天然胡杨林29.8万公顷、天然灌木林111.33万公顷、天然草地90.38万公顷,在此基础上,恢复和改善下游绿色走廊的植被,约3.96万公顷。如果完成以上指标,必须确保生态用水,特别是下游段的生态用水,加强天然植被的抚育更新,并制定相应的政策、法规等。

塔里木河下游不同地下水位下土壤种子库特征

选取塔里木河下游不同地下水位的25个天然植物群落样地,进行土壤种子库取样,通过萌发试验分析不同地下水位条件下土壤种子库的密度、物种多样性、生活型比例及土壤种子库与植物群落的相似性等特征。结果表明,在干旱地区,地下水位的高低不仅影响植物群落的种类和组成,而且也影响土壤种子库的密度和组成。随着地下水位的逐渐下降,植物群落退化程度的加重也反映到种子库上,表现为种子库密度减少、物种多样性下降、生活型逐渐单一,同时植物群落与土壤种子库的相似性系数也逐渐降低。该研究有助于丰富干旱区土壤种子库的理论和指导塔里木河下游的生态恢复实践。

基于遥感的塔里木河植被变化规律研究

随着2000年以来塔里木河下游生态输水的实施,塔里木河下游的河岸植被得到了一定程度的恢复。基于MODIS遥感数据的NDVI值,对塔里木河英苏断面2000-2012年的植被变化规律进行了分析。借助这个数据集的高空间分辨率的优势,选择了离河岸1 500 m内相邻的6个点进行研究。使用数据集内的质量控制字段从2000-2012年间的296景中筛选出有效数据用于分析。NDVI的序列分析显示,距河岸1 000 m以内的C3、C5、C6、C7等4个点的NDVI呈显著的增长趋势,C3点NDVI的平均增长率达到5.34×10-6/d。在远离河道的方向上,从C3到C7的NDVI年平均值逐渐减小。C3、C5、C6和C7点的年NDVI相对增长率平均值在3.33%～1.36%。在分别离河岸1 150 m和1 500 m的C8和C9点,NDVI没有显著的变化。生态输水能够对植被有补偿作用的河岸两侧的范围很有限,生态输水显著改善植被的范围是距离河岸约1 000 m以内。

胡杨年轮记录的塔里木河下游54年来区域水环境历史变迁

通过胡杨(Populus euphratica Oliv.)树木年轮宽度的分析,建立了塔里木河下游大西海子(A)、阿克墩(B)、亚合甫马汗(C)、英苏(D)、阿布达勒(E)、喀尔达依(F)、吐格买莱(G)、阿拉干(H)、依干不及麻(I)和考干(J)10个采样区过去54a来的STD、RES和ARS年表,并借助RES年表,采用年代际变化分析和突变检验,反演了塔里木河下游54a年来区域水环境状况变迁时空格局。结果表明:①下游10个样区54a来区域水环境状况具有多样性和复杂性,并不完全表现为距离下游上段(大西海子水库)越近其水环境状况就越好,区域水环境状况总体变异程度由低到高排序为A、G、C、H、E、D、I、B、F、J,也反映了下游10个样区生态退化程度的差异;②下游54a来区域水环境状况最好时期出现在20世纪60年代和21世纪初,大部分区域最差时期主要集中在20世纪90年代,是下游地区长达30a断流水环境变干累积效应的体现;③下游10个样区区域水环境变化具有明显的突变时间,突变出现时间相对水文事件年代具有滞后性。胡杨年轮记录的塔里木河下游54a来区域水环境时空变迁格局对下游生态退化的历史认识具有重要意义。

塔里木河中下游湿地及其周边土壤粒度的空间分布

塔里木河中下游湿地及其周边土壤粒度组成、粒度参数及分维值的分析计算结果表明：其土壤粒度多为以粗粉沙-极细沙-细沙为主的颗粒组成，是沙质或粉沙质壤土；少数以粘粒-极细粉沙-细粉沙为主要成分，属壤质沙土或粉沙土。发育不同植被类型湿地及周边土壤剖面质地垂向变化及粒度参数φ1、Mz和σ值存在差异，反映了不同土地类型和植被类型及盖度对土壤粒度特征的影响。研究样地土壤粒度分维值总体上的相近和类型间分维值变异系数的差异，进一步显示出这些土壤的成土来源和沉积过程的不同。

干旱区绿洲演变与适宜发展规模研究——以塔里木河流域为例

绿洲是干旱区人类活动的载体,水是绿洲存在和发展的核心,干旱区绿洲规模及可持续性问题与水密切相关。本文以中国西北干旱区的塔里木河流域为研究对象,依据水热平衡原理,建立绿洲适宜规模数学模型,结合现状气象水文资料,测算绿洲适宜发展规模。结果表明:(1)在自然因素和人为因素的综合作用下,绿洲一直处于时空演变的过程;(2)水资源的消长变化是影响绿洲时空演变的直接驱动力;(3)水资源是制约绿洲发展规模的根本原因,在塔里木河流域水资源供给现状下,可利用水资源量已达到所能维系的最大绿洲规模,耕地面积不宜再扩大。最后,结合对塔里木河流域水土资源开发和绿洲发展存在的问题,提出在干旱区绿洲农业发展过程中,要着力发展绿洲节水产业,大力推广节水技术,改进灌溉方式,加快径流调节工程建设,实现地表水和地下水联合调度和管理,提高水资源利用率。为干旱区绿洲可持续管理提供科学参考依据。

新疆塔里木河生态脆弱区渭干河灌区地下水特征分析

本文论述了塔里木河生态脆弱区渭干河灌区地下水水文地质、赋存、补给、径流、排泄特征、化学特征和地下水动态变化特征。灌区地势北高南低决定了地下水的基本流向,地下水主要以地表水转化补给为主,灌区地下水表现为渗入-蒸发型的动态特征,年际变化小,现状地下水仅有少量生活用水开采,开采量很小,水质较好,满足集中式生活饮用水水源及工、农业用水要求。科学认识该区地下水特征,对该区地下水开发、保护、治理以及调配流域和区域水资源保障供水安全、生态与环境安全和地下水资源的可持续利用政策的实施提供了科学依据。