Research on Ecological & Environmental Water Requirement for plain regions of Tailan River in Xinjiang

生态环境需水是生态水文学中的一个重要研究课题。本文选择新疆台兰河流域平原区作为研究对象，对该区域的生态环境需水进行系统研究，主要研究内容与结论如下：（1）基于当前生态环境需水研究基础上，依据台兰河平原区生态系统特性，构建了台兰河平原区生态环境需水量的理论框架及量化模型： W（区域或流域生态环境需水量）= Wt（天然植被生态环境需水量）+Wr（河流生态环境需水量）+ Ww（湿地生态环境需水量）+Ws（防治耕地盐碱化环境需水量）—Wre（重复计算量）。该模型在生态环境需水量计算中充分考虑了河流水质自净、输沙需水量、河道渗漏需水量以及防治耕地盐碱化需水量，具有一定的可操作性和可行性。（2）根据所建模型，对台兰河平原区生态环境需水量进行计算，得出最大生态环境需水量为4.146×108 m3，最小生态环境需水量为2.372×108 m3，最适生态环境需水量为2.983××108 m3，分别占台兰河平原区水资源总量的51.05%、29.21%与36.73%。结果表明台兰河平原区水资源开发的潜力不大，要实现区域的可持续性发展，必须确保达到生态系统和社会系统耗水各占50%的最低耗水状态。（3）河道内的生态环境用水属于可控制生态环境用水（如输沙需水量的人工调配），在水资源合理配置中，必须优先满足。在不考虑河流输沙需水量的情况下，台兰河河流生态环境需水量为1.440×108 m3。在考虑输沙需水量的情况下，河流生态环境需水量为2.603×108 m3。（4）生态环境需水量的时空分异研究表明：时间上，台兰河平原区生态环境需水量年内变化强烈，4月至9月为主要生态环境需水时间，占全年总需水量的80%以上，最大生态环境需水量出现在7月（4395.72×104 m3），最小为12月（623.15×104 m3）；空间上，单位面积生态环境需水量处于700 m3/hm2水平的所占面积最大，主要以中覆盖度草地与灌木林地为主。（5）水平衡分析结果表明，基于最大与最小生态环境需水量时，在两种频率（P=50%，P=75%）的来水情况下，均有不同程度的缺水，且缺水主要集中在3、4、5、6、9及11月，这与现状调查的结果台兰河流域春秋干旱频繁是一致的，其中缺水量最大值基本上出现在4月，缺额在3000-4000×104 m3左右。当基于最小生态环境需水量时，各水平年供需情况表现为总水量上余额，当基于最大生态环境需水量时，则表现为总水量上缺额。Ecological water requirement is one of the important research topics in Eco-hydrology. Thus, this paper chose Tailan River as an object in order to study its regional ecological water requirement systematically. The main contents and conclusions are as follows: (1) On the basis of current researches on eco-environmental water requirement and ecosystem characteristics accordingly, this paper established the academic frame and quantitative model. It is W= Wv+ Wr + Ww + Ws- Wre. (2) According to the model, this paper calculated the eco-environmental water requirement in research region. Outcomes are that the maximum eco-environmental water requirement is 4.146×108 m3, the minimum is 2.372×108 m3 and the optimum is 2.983××108 m3, which take 51.05%、29.21% and 36.73% of the regional water gross respectively. These results indicate that such region has some certain potential in development, but, it is a little. In order to carry out regional sustainable development, it must make sure that ecological and social system account for 50% of the regional water gross respectively, which is the lowest water expending state. (3) Beacause eco-environmental water requirement in riverway belongs to controllable parts(taking water requirement in sand transportation for example), it must be satisfied firstly. Eco-environmental water requirement in Tailan River is 1.440×108 m3, without considering the ones in sand transportation, 2.603×108 m3 Contrarily. (4) Variabilities in space-time indicate that eco-environmental water requirement in Tailan River changed greatly inner year. The main time is from April to September, which account for 80% more, the max is in July (4395.72×104 m3), and the min is in December (623.15×104 m3); eco-environmental water requirement per unit area which is 700 m3/hm2 takes the biggest ratio. (5) Water balanceable results indicate that eco-environmental water requirement in Tailan River is in deficiency in different degrees when analyses it base on 50% and 75% frequency. The main time is March, April, May, June, September and November and the maximum deficiency is in April on the whole (3000-4000×104 m3). Total water demand-supply in common years is surplus when calculate on minimum eco-environmental water requirement. It is deficient when calculate on maximum eco-environmental water requirement

塔里木河干流荒漠河岸林植物群落多元分析及其土壤环境解释

应用对应分析(CA)与典范对应分析(CCA)排序方法,对塔里木河干流荒漠河岸林植物群落进行了多元统计分析,并给出各群落类型的土壤环境定量解释。结果表明:塔里木河干流荒漠河岸林地区多数物种出现频次不高,物种丰富度低;CCA排序结果显示出土壤含水率、总盐、HCO3-是决定植物群落分异的主导土壤环境因子,得到CCA第一轴、第二轴与环境因子之间的多元回归方程,并将样地划分为4种群落类型,定量地揭示研究区植物群落类型的分布与土壤环境之间的关系

阜康北部梭梭荒漠早春物种多样性研究

通过对梭梭荒漠2种植物群落早春的物种组成、垂直结构及物种多样性的对比研究发现:梭梭(Haloxylon ammodendron)群落和白梭梭(Haloxylon persicum)群落具有结构简单、群落优势度高、均匀度和物种多样性较低、旱生性植物占绝对优势及短生植物成为群落重要组成部分等特征。同时,二者存在以下差异:①物种多样性差异, Shannon-Wiener多样性指数、均匀度指数及优势度指数梭梭群落(0.74,0.08和0.81)均高于白梭梭群落(0.61, 0.06和0.77);②主要伴生种不同,前者以草本植物为主要伴生种,后者以灌木为主要伴生种;③短生物种丰富度差异分别占前者的64.7%(11种)及后者的60%(15种)。2种梭梭群落的特点与差异可能与古尔班通古特沙漠南缘早春适宜的水热配置、群落生境的沙土含水量、沙面稳定程度及物种本身的生物学特性等因素有关

融雪后梭梭林地土壤水的多尺度空间异质性

运用ANOVA方法和地统计学原理、从梭梭(Haloxylon ammodendron Bge.)个体、群落和样带尺度定量研究了融雪后古尔班通古特沙漠南缘表层土壤含水量的空间变异,结果表明土壤水的空间异质性随空间尺度变化而表现不同.在梭梭个体尺度上,土壤含水量从冠下、经冠缘至灌木间地梯度递减.在群落尺度上,融雪水空间分布具有高度自相关性,其变异函数符合球状模型,结构性变异占89.6%,最大自相关距离为4.02m,Kringing插值显示灌木斑块的格局与融雪后表层土壤含水量的空间格局具有高度一致性.在典型沙丘-丘间地样带上,土壤水分布呈丘间地高、沙丘低的空间格局,其空间变异符合高斯模型,结构性变异高达95.8%,空间自相关非常显著;最大自相关距离为66.16m,与地貌分异尺度吻合,表明在典型断面上,地貌格局影响融雪水的空间格局.由此可见,梭梭林地融雪后表层土壤含水量在不同尺度上具有不同的异质表现、受控于不同的地表过程.不同尺度上的土壤水分空间异质性有利于提高荒漠植被的水分利用效率,具有重要的生态价值

塔里木河流域适应气候变化的水热调节技术研究

本成果来自于国家科技支撑计划项目“全球环境变化应对技术研究与示范”之06课题“典型脆弱区域气候变化适应技术示范”之04专题“西北生态脆弱区适应气候变化技术示范”(2007BAC03A06-04)。课题于2007年11月立项,于2010年11月30日通过国家科技部的验收。针对塔里木河流域气候变化影响关键科学问题,建立了山区水库—平原水库联合调节、绿洲地表水—地下水联合开发、膜下滴灌的作物立体种植模式、下游生态恢复与洪水(融雪水)沙漠造林生物固碳等大型原位可控的技术示范基地;构建了区域气候变化优势适应技术筛选与评估流程,集成了塔里木河流域气候变化适应技术行动实施方案与功能区划图,首次提出了塔里木河..

干旱内陆河流域平原区生态环境需水分析——以新疆自治区台兰河流域为例/Eco-environmental Water Requirement of Plain Regions in Arid Inland River Basin——A Case Study on Tailan River Basin in Xinjiang Uygur Autonomous Region[J]

从干旱区台兰河流域存在的环境问题出发,在确定流域平原区生态环境需水类型的基础上,构建了台兰河流域平原区生态环境需水定量模型,估算了流域平原区生态环境的规模。计算结果表明,台兰河平原区最大生态环境需水量为4.146×10^8m^3,最小生态环境需水量为2.372×10^8m^3,最适生态环境需水量为2.983×10^8m^3,分别占台兰河平原区水资源总量（8.121×10^8m^3）的51.05%,29.21%和36.73%。在不考虑河流输沙需水量的情况下,台兰河河流生态环境需水量平均为1.440×10^8m^3。在考虑输沙需水量的情况下,河流生态环境需水量平均为2.604×10^8m^3。明确了在确定流域生态环境需水量时,必须考虑研究区环境状况和生态保护目标,从而在不同区域和用水部门间进行调配,并针对流域不同的生态系统状况和对应生态系统类型确定了面向生态的水资源合理配置方案