分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2021-06-17 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 胡杨是世界重要的林木基因资源，且具有重要的生态功能。以塔里木河下游为研究靶区， 结合实地监测资料和文献阅读，对胡杨水分获取、传导和耗散等水分传输过程方面进行了综述和 分析。成年胡杨主要利用地下水和深层土壤水，而幼苗由于类型和立地水土环境的不同，水分来 源也不同。干旱环境下，胡杨叶片水分传输效率增加，但同时也伴随着水力失调风险的增加；成年 胡杨通过下调木质部导水率减少水分蒸腾，而幼苗则通过提高导水能力以获取更多的水分。胡杨根系具有水力提升作用，提升的水量一般可为其蒸腾提供 10%~39%的水量。胡杨液流通量密度一 般在 0.005~0.040 L•cm-2•h-1 之间，且随着地下水埋深的增加而减小，胡杨林的年蒸散发量在 296.7~ 750.0 mm 之间。未来可加强胡杨根-茎-叶间水分传输互作机理的研究，进一步精确量化胡杨水分来源，将估算蒸散发的尺度扩展到胡杨林生态系统。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2021-06-17 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 为了补给塔里木河下游断流的河道和挽救濒死的荒漠群落，自 2001 年塔里木河实施了生 态输水工程，流域生态环境得到初步改善，实现了流域经济社会发展与生态环境保护的双赢。在生态输水 20 a 之际，为了评估输水的生态效应，基于多源遥感数据 MOD13Q1 和 MCD12Q1 数据，通 过数学统计方法调查了塔里木河下游归一化植被指数（NDVI）和植被覆盖度的时空变化。结果表 明：经过近 20 a 的生态输水，塔里木河下游的 NDVI 从 2000 年的 0.14 增大到 2020 年的 0.21，增幅达33.3%，植被面积从 2000 年 492 km2 扩大到 2020 年的 1423 km2；其中，低、中、高植被覆盖度的面积相 较于 2000 年分别增多了 277 km2，537 km2 和 132 km2，增幅分别达到 20.8%，448.0%和 190.0%，中段 的植被面积和植被覆盖度的增幅均高于上、下段区域的增幅。NDVI 和植被覆盖度均表现为距离 河道 2 km 范围内的值较大，且增幅也较大，2 km 以外 NDVI 和植被覆盖度逐渐变小，且增幅也较 小。空间上来看，约有 57.1%的区域 NDVI 和植被覆盖度呈现显著增加趋势，显著减小的区域都不 超过 2.0%。Hurst 指数表明超过 75.0%以上的区域这种变绿的趋势会在未来继续保持，仅有 6.1%的区域生态会继续恶化。综合评估塔里木河输水工程的生态效应，对于干旱区荒漠的保育恢复治理、生态水资源管理等方面具有重要的科学意义。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2021-06-17 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 地下水对干旱区荒漠生态系统的维持至关重要，生态输水对地下水的补给量及影响范围是 评估输水成效的要素之一，对于准确理解地下水循环特征至关重要。基于 2000—2020 年塔里木河下游生态输水过程中的地下水监测数据，拟合输水前后地下水水面线方程，结合水均衡原理，对塔 里木河下游近 20 a 生态输水过程中的地下水埋深时空变化、地下水补给量以及输水期地下水最大 影响范围进行了估算与分析。结果表明：（1）塔里木河下游实施生态输水后，地下水位呈明显抬升 趋势，抬升幅度具时空差异性，在英苏、喀尔达依和阿拉干断面分别抬升了 3.01 m、2.87 m、5.75 m； 前 10 a 输水对地下水位抬升作用明显小于后 10 a；（2）塔里木河下游近 20 a 的输水对地下水的总补给量为 30.6×108 m3（占输水总量的 36.2%），包气带补给 40.1×108 m3（47.5%），入台特玛湖水量为11.7×108 m3（13.8%）；（3）塔里木河下游前 10 a 的输水对地下水补给量（61.6%）大于后 10 a（25.2%），主要归因于输水量增大，地下水埋深减小引起土壤含水量饱和差减小；（4）塔里木河下游输水期地下水的最大影响范围具有较大的波动，与输水前地下水埋深和输水量正相关；近 10 a，英苏、喀尔达依、阿拉干、依干不及麻断面，输水期地下水单侧影响范围高达 1075 m、2326 m、1623 m、856 m。
分类： 生物学 >> 植物学 提交时间： 2020-01-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 在样方调查的基础上，对塔里木河下游的英苏、喀尔达依、阿拉干和依干不及麻4个监测断面的样地植被状况进行调查，在2×2列联表基础上，采用方差比率法(VR)，应用联结系数(AC)、c2检验与M.Godron稳定性测度方法对植被群落进行了种间联结分析与稳定性研究，得到如下结论：总体相关性检验结果表明，四个断面中没有出现显著正联结的植物群落，塔里木河下游植物群落演替目前尚未达到稳定水平，且阿拉干与依干不及麻断面的植物群落正处于发育初期；植物群落种间关系不显著，分布松散，更倾向于独立分布。群落的结构不稳定，存在于同一个样地内种对之间的依赖性不强，个别区域植物群落物种之间存在一定的竞争关系与排它作用；根据已有的种间关系，可将塔里木河下游的植物群落划分为3个生态种组。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2020-01-02 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 本研究通过对塔里木河下游4个观测点地下水位的监测和地下水蒸散发的估算，分析荒漠河岸林地下水位月和日的波动、地下水蒸散发（ETg）的时空变化及其主要影响因素。结果表明：① 在生态输水前（7月21日至8月12日），4个观测点地下水位呈整体下降趋势；而生态输水后，水位保持稳定上升趋势。在整个观测期内，地下水位都表现出明显的昼夜波动现象。② ETg 均呈现出单峰变化特征，8:00开始快速增加，在12:00—16:00维持在一个较高水平上，18:00以后快速下降，最高值出现在当地时间14:00。③ ETg随着植被类型、覆盖度的不同而存在显著差异，同时又受地下水位埋深的影响。④ 太阳辐射、温度和饱和水气压差是影响塔里木河下游地下水蒸散发日变化的主要因素，风速对其无显著影响。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2018-10-23 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 塔里木河下游生态系统作为典型的干旱区生态系统，对水分具有较强的依赖性。为了解塔里木河下游间歇性生态输水对地下水埋深变化、植被生长的关系，得出地下水埋深、植被生长变化及间歇性生态输水过程之间的相互影响机理，本研究以塔里木河下游英苏断面为研究区，基于达西定律、植物根系吸水速率计算方法，以及2009—2015年生态输水-地下水位变化-NDVI变化相互耦合关系，对三者之间相互影响过程及影响机理进行定性与定量分析。研究结果表明：（1）输水效益的显现是一个漫长的过程，地下水的响应和下游植被的生态响应均在一个大的空间和时间尺度上将逐步显现，另外由于植物生长具有季节性，当年地下水埋深值在一定程度上可影响次年植物生长。（2）多年研究表明，当地下水埋深低于7 m时，满足乔、灌木植物生长需求；低于6 m时，满足草本植物生长需求。（3）在年总输水量为固定情况下，一年两次是利于河岸植被恢复的最适宜输水次数。由于生态输水-地下水位变化-NDVI变化存在一定的滞后期，建议每年春季4~5月份和夏季7~8月份作为输水期。
分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2022-09-26 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为巩固塔里木河下游输水成效，需要采用适宜的灌溉方式并结合断根萌蘖技术，促进胡杨林的更新复壮 及下游的生态修复。以往的研究很少将不同灌溉模式与断根萌蘖生态修复效果相结合。因此，根据地形特点将研 究区分为A1、A2、A3分区，对研究区开沟断根后，根据灌溉间隔、时长、水量的不同设置4种灌溉模式，具体为对照组 （未进行灌溉的自然条件, F1）；灌溉间隔11 d，每10 m断根沟的灌溉水量为6 m3，灌溉持续时长2 d（F2）；灌溉间隔23 d，每10 m断根沟的灌溉水量为7 m3，灌溉持续时长3 d（F3）；灌溉间隔33 d，每10 m断根沟的灌溉水量为8 m3，灌溉 持续时长4 d（F4），调查在不同的灌溉处理下胡杨萌蘖更新情况。结果表明：（1）远端根萌蘖能力优于近端根，A1、 A2、A3分区内远端根的萌芽率分别为70.7%、77.1%、64.1%；胡杨萌蘖点距萌蘖根切面的距离集中在1~16 cm；萌蘖点 与母树距离集中在5.5~7 m；萌蘖根分布深度集中在30~50 cm；萌蘖根直径集中在0.4~0.7 cm。（2）根据胡杨根蘖苗 的萌发数量，确定了适宜胡杨根萌蘖的土壤温度以及含水率区间分别为26.5~28.1 ℃、10.6%~13.1%；适宜胡杨根蘖 的灌溉模式为灌溉间隔23 d，每10 m断根沟的灌溉水量为7 m3，灌溉时长3 d（F3）。研究结果可为塔里木河流域胡杨林更新复壮提供参考
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-08-12 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 治理塔里木河下游断流河道的生态环境对维护下游整体的生态安全以及巩固近20 a的生态输水成果具有重要意义。塔里木河下游自2000年开始实施生态输水，现今已取得明显成效；但流域内的局部区域生态退化形势严峻，其支流喀然其河和纳胂河河道依然支离破碎。利用河道断流区域遥感影像和气象水文等数据，结合GIS技术和Mann-Kendall非参数检验方法，分析了生态环境要素时空变化规律，评估了其生态安全状况，提出了生态恢复对策。结果表明：（1）气象要素方面，1971—2019年在大风日数极显著减少的情况下，沙尘暴日数仍有所增加；1957—2019年气温和降水量均呈上升趋势，2000—2018年温度植被干旱指数显著增大。（2）植被要素方面，2000—2018年植被覆盖度和生产力均呈不显著增加趋势，但其水平均很低；河道断流区生态安全处于预警和中度预警水平。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2021-06-17 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 生态恢复力是指生态系统在外界干扰下通过自我调节、恢复到未受损前状态的能力，研究 生态恢复力可为有效应对外界干扰对生态系统的威胁提供理论基础。基于对过去 20 a 近河岸荒 漠河岸林植被归一化植被指数（NDVI）和气象数据的分析，研究了塔里木河下游不同河段 4 个时期（2001—2005 年、2006—2010 年、2011—2015 年和 2016—2019 年）植被净初级生产力（NPP）的均值以及生态系统抵抗力、稳定性和恢复力状况，得到了不同时期不同河段生态系统的恢复状况。结 果表明：（1）2016—2019 年具有最大的 NPP 均值和最大值，与 2006—2015 年相比，生态系统恢复力 较大，但略小于 2001—2005 年。（2）上段 2011—2015 年恢复力最大，中、下段 2016—2019 年恢复力最大，上、中和下段 2006—2010 年恢复力最低。（3）输水 20 a 后，上段生态系统的恢复状况较中、下 段好。（4）生态恢复是相对于某种状态而言的，生态输水后前 10 a 生态恢复力较低，表明生态系统 不容易恢复到未退化状态，而后 10 a 生态恢复力较大，说明生态系统越来越接近未退化状况，植被整体生长状况在改善。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2020-07-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 荒漠河岸带植被在维护极端干旱区生态稳定起着极其重要的作用，研究干旱区荒漠河岸带植被对生态输水的响应及其变化过程，对生态保育恢复及输水政策制定具有重要意义。本文以塔里木河下游流域内的荒漠河岸带植被为研究对象，利用Landsat8 OLI、Sentinel-2A等数据构建植被覆被数据与典型监测断面植被指数时序数据，分析2013—2018年荒漠河岸带植被时空变化特征，并结合地下水位数据分析荒漠河岸带植被对生态输水的响应。结果表明：2013—2018年间，塔里木河下游植被面积呈持续的增加趋势，其中灌木面积恢复最大。胡杨和草本距离河岸较近，沿河岸带植被恢复的区域分布位于距离河道1.0km和2.5km的范围，而灌木林恢复区域在双通道输水措施和地下水上升的影响下，沿河岸11km范围内的灌木均呈现不同程度增加。通过对不同生态断面的3种主要植被的长势分析表明，当地下水埋深大于-5.75m时，塔里木河下游植被出现明显改善。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2021-06-17 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 准确估计输水条件下河岸地下水埋深的动态变化，可以量化生态输水量与地下水埋深的 响应关系，并由此估计自然河道所需输水量及持续时间，这对于干旱区水资源管理的可持续发展具有重要的科学意义。结合塔里木河下游 20 a 生态输水监测数据，用发展的包含地下水和土壤水 的拟二维地下水模型，对输水条件下塔里木河下游上、中、下段 3 个断面（英苏、阿拉干和依干不及 麻）的地下水埋深变化进行 20 a 长期模拟。通过率定期和后 11 a（2010—2020 年）的地下水埋深模拟结果与站点数据比较，发现两者较一致，证明该模型在塔里木河下游河岸断面地下水长期模拟 上的合理性和适用性。然后根据 3 个断面 20 a 的模拟结果分析输水条件下地下水埋深和土壤水的长期变化及其对生态输水的响应。结果表明：经过 20 a 的生态输水，英苏、阿拉干和依干不及麻 3 个断面上的地下水位和土壤湿度都有明显的上升，地下水位埋深从输水前的 8 m 左右抬升到输水 后的 4 m 左右，土壤湿度从最初的 0.20 上升到 0.35 以上，特别是自 2009 年以来，随年输水量增加，地下水位和土壤湿度增加幅度明显。生态输水与地下水的年际变化有一定的滞后性，由于土壤湿 度和地下水位表现为正相关关系，这使得土壤湿度对输水量也有滞后性的特点。相比于河水流 量，地下水水平传导率的取值对断面地下水埋深变化起着更重要的作用。另外，输水量与地下水 的年际变化表明塔里木河下游河岸要想获得持续的生态效益，需要对河道提供间歇性的生态输水。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2018-09-03 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 研究胡杨叶片气孔特征有助于解读干旱胁迫环境下的水分利用特征和抗旱机理。本文选取塔里木河下游英苏、阿拉干、依干布及麻3个典型断面，以胡杨为研究对象，探讨不同干旱胁迫梯度下胡杨叶片气孔密度与气孔长度的变化规律，分析雌、雄株胡杨在干旱胁迫下的响应差异。结果显示：① 胡杨叶片气孔密度随干旱胁迫程度的增加呈上升趋势，而叶片气孔长度随干旱胁迫程度的加大呈减小趋势；② 干旱胁迫环境下，胡杨雌、雄株叶片的气孔密度和气孔长度的变化率存在一定差异，表现为在干旱胁迫环境下，胡杨雄株的叶片下表皮气孔密度增长率较小，而胡杨雌株叶片的下表皮气孔长度负增长率显著大于雄性的下表皮；③ 胡杨叶片气孔密度和长度的变化反映胡杨雌、雄株的抗干旱能力，从胡杨叶片的气孔密度与气孔长度的变化结果显示，在干旱胁迫环境下，胡杨雄株的保水能力和耐受能力强于雌株。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2018-06-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 胡杨作为塔里木河荒漠河岸林的关键树种，对水土保持、抑制沙漠化等发挥着重要的生态作用。胡杨生物量是研究荒漠河岸林生态系统的功能与服务的重要指标。胡杨是国家二级保护树种，也是扎根沙漠的唯一乔木树种，十分珍贵，难以大规模使用破坏性方法进行测量，因此针对胡杨的生物量计算一直是个难题。通过对胡杨破坏性较低的采样方法，提取不同树干高度下的胡杨树轮信息，实验结果表明 ：①不同高度的树轮生长量之间存在显著的相关性，平均相关性系数为0.878；在树干0~0.5 m、0.5~1 m、1~1.5 m、1.5~2 m和2~2.5 m 高度的树干密度分别为500.2 kgm-3、475.6 kgm-3、502.2 kgm-3、477.2 kgm-3和420.194 kgm-3，平均密度为471.4 kgm-3，标准差为32.7；②在获得树干不同高度下的树轮信息和树干密度基础上，可以准确计算出1株胡杨树干年生物量，在实验中1株胡杨树干的0.5~1.5 m高度处，长为1m的树干在19972013年的年新增生物量为0.61~1.54 kg，年均新增生物量为0.92 kg，在20022003年生物量增幅明显,年均新增生物量为1.54 kg。笔者使用的树干生物量计算方法对林木破坏性小且可操作性强，能计算出树干新增生物量，对研究胡杨新增生物量和生态价值的变化具有重要意义。
分类： 地球科学 >> 地球化学 提交时间： 2021-08-02 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 在塔里木河下游沙漠地区防护林建设过程中，地下咸水灌溉条件下土壤剖面水盐变化明 显，且存在一定的规律性。为掌握土壤垂向水盐动态，建立数值模型是十分高效的手段，通过重建 土壤剖面的水盐动态过程，可揭示高盐环境下土壤水盐运移规律，服务防护林生态工程建设和后续可持续灌溉管理。通过 HYDRUS-1D 模拟防护林建设初期不同矿化度地下水灌溉条件下土壤水盐分布特征和时间变化，并根据实测的土壤水盐数据，优化土壤水分特征参数，评价模型的适用 性。结果表明：表层（0~30 cm）土壤含水量和含盐量受灌溉影响大，数值波动剧烈，且土壤盐分表 聚强烈；深层（50~150 cm）则受灌溉的影响小，数值波动小。数值模型模拟值与实测值吻合，能较好地反映土壤水盐运移情况，建立的模型可用于模拟不同矿化度灌溉条件下塔里木河下游流动沙漠地区土壤水盐运移状况，为该地区生态防护林建设提供理论基础和技术支撑。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-06-17 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 基于 2000 年以来塔里木河下游生态输水资料、气象数据、土地利用/覆被变化数据等，结合 修正的 CASA（Carnegie-Ames-Stanford approach）模型和土壤微生物呼吸模型（Heterotrophic respira⁃ tion，RH）估算了 2001—2019 年植被净生态系统生产力（Net ecosysterm productivity，NEP），分析了植 被碳源/汇空间分布变化，探讨了塔里木河下游生态输水对植被碳源/汇变化的影响。结果表明：（1）随着 2000 年以来塔里木河下游生态输水，下游退化的生态系统有一定程度的恢复，植被碳汇 区域呈现扩大的趋势。2001—2019 年 NEP 以 0.541 g C•m-2•a-1 的速率呈现上升趋势，其中夏季增 加速率最大，为 0.406 g C•m-2•a-1，增加的区域主要位于大西海子水库北部、英苏、博孜库勒湿地、喀 尔达依湿地以及台特玛湖。碳汇面积从 2001 年的 71 km2 增加至 2019 年的 355 km2，增加了 4 倍。（2）在季节变化上，夏季碳汇面积为 109 km2，在四季中占比最大，春秋次之，冬季无明显碳汇面 积。（3）塔里木河下游生态系统碳汇面积变化次序为：草地>林地>耕地>未利用地>水域>建设用 地。此外，林地和草地年平均变化率最高，分别为 2.69 km2•a-1 和 3.57 km2•a-1。生态输水量与碳汇 面积有很好的线性关系，碳汇面积变化存在约 1 a 的滞后效应。
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