干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 石羊河尾闾(青土湖)水面形成的生态效应研究

Arid

	石羊河尾闾(青土湖)水面形成的生态效应研究
	刘淑娟; 刘世增; 袁宏波; 李发明; 王祺; 马剑平; 郭树江; 李菁菁; 万翔; 刘开琳
完成单位	甘肃省治沙研究所
登记(发布)日期	2015
中文摘要	1.课题来源与背景 “石羊河尾闾(青土湖)水面形成的生态效应研究”是国家自然基金委员会于2011 年下达的国家地区基金项目,项目编号为31160116,承担单位为甘肃省治沙研究所,执行期限为2012 年1 月~2015 年12 月。 2.研究目的与意义青土湖注水和形成水面的预期是促进湖区植被恢复、延缓区域生态系统退化、减缓沙漠化的不断推进,推动石羊河流域乃至整个区域环境整治和生态恢复。但是,由于地理空间和气候特异性,青土湖区域处于极度干旱地区,年平均降雨量在100mm以下,生态系统恢复具有其特殊性。且区别于塔里木河应急生态输水,青土湖注水并非沿河道,而是通过渠道直接注入青土湖。那么,水面形成后该区地下水、植被、土壤、气候、风沙活动等生态因子响应如何？水面形成对周边生态系统的影响究竟有多大,其作用过程和机理如何？就成为当前急需研究和探讨的问题。因此,青土湖注水及水面形成的生态效应研究有其必要性和特殊意义。 3.主要论点与论据青土湖是石羊河尾闾湖,1959 年完全干涸,而且大部分已被流沙覆盖或垦殖。为了促进区域生态系统恢复,在2010-2015年以渠道输送的形式分年向青土湖注入生态用水,最终形成了水面。通过卫片解译、定期定位调查和定位监测,测定青土湖注入水量与水面大小、地下水位、土壤、植被、空气温湿度、风沙活动变化,分析水面形成后各生态因子的响应及其耦合关系,对青土湖水面恢复引起的区域生态效应进行评价。研究表明：连续5年输水具有叠加效应,水面面积成直线增加,输水量与水面面积呈正相关。2013年的入湖水量减少,但保留水面积增加了2.51倍。距水面0-300 m范围,地下水位的变幅达5.0 m,是地下水位动态变化幅度最大的区域,也是土壤理化性质与植被变化较大的空间。随着离水面距离增加,土壤颗粒与化学特性变化呈波浪形,土壤黏粉粒分布与其全磷、全钾之间存在正线性相关,水面形成加剧了0-150m土壤理化性质变化,0-40cm土层深度土壤细粒及养分出现富集,分别在距水面100-150 m和300 m处达到最大值。植被变化表现出随地下水位和土壤盐分的空间序列,距水面200 m范围内的植物种数量减少,其中水面边缘植物种减少最多,100 m处物种变化最少,芦苇相对频度逐年增加和白刺相对频度逐年减少,芦苇群落面积增加了8.43倍,临接水域和水域中的白刺群落被水淹没,白刺面积减少了68.00％;距水面0-50m的地下芽植物芦苇数量激增和一年生植物减少,植物群落密度增加;距水面0 m-100 m范围的地下芽植物数量激增,呈集群分布;50m-200 m范围的植物种趋向均匀分布,距水面250-300 m则是地面芽植物所占比例增加;水面恢复促成植物群落组成结构单一,Shannon-Weiner多样性性指数减小,Pielou均匀度指数和Simpson's优势度增大,其中Simpson's指数变化相对较大,且空间变化速率大于时间变化率,但Cody指数的时间变化率大于空间变化速率;植被演替过程不仅决定于原生群落类型,而且与输水引起地下水位和土壤盐分空间分布相一致,是多向快速演替,是一种植物群落格局配置适应环境的变化。 4.创见与创新立足干旱荒漠内陆河流域,选择目前生态环境问题突出的石羊河流域,针对2010 年10 月青土湖注水后水面形成的生态效应问题作为研究课题,对本区域生态环境保护和改善来讲,具有地域特色和研究创新性。区别于塔里木河流域沿河道输水工程线性水域对生态环境的响应研究,本研究以渠道直接注水,青土湖形成的水面为背景,研究其生态效应。建立了时间上包含输水前后的对比,空间上涵盖地下、地面和空中监测,从而形成一个多尺度、全方位的独具特色的研究体系是本项目的一个创新点。 5.社会经济效益,存在的问题青土湖输水恢复水面影响区域水文、土壤、植被和气候,但本项研究只进行了4年的监测,而生态环境的变化是一个长期和多因素影响过程,特别是土壤变化和植被演替。另外全球气候变暖、降水和风沙活动等都影响研究区的生态过程,对于此方面的研究还需要进行。干旱区水面形成必然会形成“冷岛”,但青土湖水面恢复形成了22km2水面积,但多应该保持多大面积和水深度才明显影响区域气候还有待研究。 6.历年获奖情况本项目的成果属于新成果,还没有报奖。 7.成果简介项目以青土湖生态注水和水面形成为背景,通过调查观测青土湖注入水量与水面大小以及生态因子特征值,研究地下水、植被演替、土壤特性、小气候、风沙活动特征变化等因素及其关系;分析水面形成后各生态因子的响应及其耦合关系,进行各因子响应排序、筛选,建立评价指标体系,对青土湖注水及水面形成保持的区域生态效应进行评价;为正确评估青土湖生态输水的整体效益、输水方案调整以及整个流域水资源合理配置与优化调度提供基础资料和科学依据。
中文关键词	青土湖 ; 水面形成 ; 生态效应
成果类型	基础理论
中图法分类号	P344
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001670100
来源机构	甘肃省治沙研究所
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243607
推荐引用方式 GB/T 7714	刘淑娟,刘世增,袁宏波,等. 石羊河尾闾(青土湖)水面形成的生态效应研究[Z]. 基础理论,2015.