民勤綠洲邊緣沙漠化治理與水環(huán)境驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究.pdf

1、綠洲是在穩(wěn)定的水源條件下，擺脫荒漠、半荒漠地區(qū)干旱氣候大背景的制約，形成和發(fā)育起來的一種隱域性景觀，它在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著舉足輕重的作用。然而，綠洲的生存和發(fā)展對(duì)水資源的絕對(duì)和單一的依賴性，注定了綠洲生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性，水資源的減少或不合理的利用很容易導(dǎo)致綠洲生態(tài)系統(tǒng)的退化，從而危及綠洲的穩(wěn)定和生態(tài)、經(jīng)濟(jì)安全。 本文通過對(duì)民勤綠洲土地荒漠化現(xiàn)狀及危害特點(diǎn)調(diào)查、民勤綠洲邊緣植被退化過程中生物多樣性變化研究、民勤綠洲邊緣植被退化特征

2、研究、民勤綠洲植被覆蓋變化的水環(huán)境驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究、退化人工固沙林的恢復(fù)技術(shù)研究和綠洲邊緣防風(fēng)固沙林體系建設(shè)模式研究，結(jié)果表明： (1)民勤縣地處沙漠腹地，全縣有各類荒漠和荒漠化土地1525528.3hm2，占全縣總土地面積的94.51﹪，其中沙漠面積803921.4hm2，占總面積的49.81﹪。各類荒漠化土地危害有特點(diǎn)是：流沙危害主要來自綠洲北緣及西緣的中部、綠洲西緣外南部地帶(習(xí)慣稱西沙窩)的流沙危害己基本控制、土地鹽漬化集中

3、發(fā)生于綠洲北部(湖區(qū))、南湖以及西南部昌寧、昌盛等地、綠洲南部外緣大面積開墾引起的土地荒漠化越來越嚴(yán)重。 (2)民勤綠洲與沙漠交錯(cuò)帶植被退化過程中，物種多樣性的變化隨著地下水位的下降而降低。在同一地域的時(shí)間變化序列中或在不同地域的空間平面分布中隨地下水位的下降表現(xiàn)出物種多樣性減少趨勢。隨著時(shí)間變化序列的地下水位下降和空間平面分布的地下水位下降使植物群落物種多樣性降低相一致。 (3)植被發(fā)生退化后，首先在生理上表現(xiàn)為光合速

4、率降低，生長速度減緩。梭梭在充分供水狀態(tài)下，日平均凈光合速率達(dá)到10.99umol/m2s，日變化曲線為單峰曲線，沒有出現(xiàn)午休現(xiàn)象，而中度退化和退化嚴(yán)重的梭梭日平均凈光合速率分別為7.37umol/m2s和3.17umol/m2s，日變化曲線均為雙峰曲線，并出現(xiàn)光合午休現(xiàn)象。植被退化后還表現(xiàn)在種群極其群落的蓋度降低，梭梭種群在群落中的優(yōu)勢度進(jìn)一步增大的特點(diǎn)，說明梭梭種群在退化的環(huán)境中仍具有一定的競爭力，這也為開展植被恢復(fù)重建工作提供了科

5、學(xué)依據(jù)。 (4)民勤綠洲具典型和獨(dú)特的綠洲水環(huán)境特征。石羊河是民勤綠洲唯一的地表水源，在自然河流條件下，它是綠洲土壤水分和地下水補(bǔ)給的主要水源。地表水減少是引起綠洲植被時(shí)空變化的誘導(dǎo)因素，地下水位下降和土壤水分減少是引起綠洲植被時(shí)空變化的主導(dǎo)因素。降水量低(1961-2002年平均115.2mm)、降水日數(shù)少、強(qiáng)度小、變率大是民勤綠洲降水的基本特點(diǎn)。研究分析了降水、地下水位變化對(duì)綠洲植被退化的作用機(jī)理，結(jié)果表明，植被蓋度與降水的

6、變化成顯著的線性或非線性的指數(shù)相關(guān)，與地下水位變化成顯著的對(duì)數(shù)負(fù)相關(guān)或拋物線型相關(guān)，而且與降水的相關(guān)程度明顯比與地下水的相關(guān)程度高，說明退化人工和天然植被現(xiàn)時(shí)對(duì)降水的依賴性高，對(duì)地下水的依賴程度低，表明了現(xiàn)時(shí)降水對(duì)荒漠綠洲植被時(shí)空變化的較強(qiáng)控制力，說明不論是白刺天然灌叢還是梭梭人工固沙林，都已經(jīng)不是能依靠綠洲水環(huán)境條件存在和發(fā)育的穩(wěn)定植被景觀，植被蓋度與地下水位變化的相關(guān)性代表了植被退化的趨勢。 (5)針對(duì)民勤綠洲的資源、環(huán)境現(xiàn)

7、狀，研究提出了人工固沙林的滴灌恢復(fù)技術(shù)、機(jī)械沙障恢復(fù)技術(shù)、春灌恢復(fù)技術(shù)和改造結(jié)皮恢復(fù)技術(shù)。 (6)研究提出了防風(fēng)固沙體系建設(shè)的免灌和灌水兩種模式。免灌防風(fēng)固沙體系由防風(fēng)阻沙帶、機(jī)械沙障+灌木固沙阻沙帶、固沙阻沙灌草帶和外圍封沙育林育草帶組成本體系；灌溉防風(fēng)固沙體系由防風(fēng)阻沙帶、灌溉固沙阻沙帶、固沙阻沙灌草帶和外圍封沙育林育草帶組成。其中免灌防風(fēng)固沙體系是針對(duì)石羊河下游地下水位深，水資源十分緊缺的實(shí)際提出的，符合民勤的生態(tài)現(xiàn)狀和實(shí)