乌兰布和沙漠人工绿洲土壤动态变化及稳定性研究

论文摘要

乌兰布和沙漠东北部人工绿洲是在沙漠基质上经人工建立引黄河水灌溉系统基础上建成的人工绿洲。绿洲处于沙漠包围之中,无时无刻不受到外围沙漠环境的干扰和影响,特别是风沙危害,威胁绿洲生态、生产安全。水资源是干旱区最为基本的生产条件,通过水土资源的合理利用,满足彼此的需要,使各地的生物资源与自然条件的组合趋于最优,生物资源与自然生态条件的生产潜力得到充分地释放,其外围的荒漠天然植被不仅是建设人工绿洲的环境与生物基础,也是人工绿洲的安全保障体系重要有机组成部分,对沙漠向绿洲的侵入及其影响起着吸纳和缓冲的作用。荒绿洲外围的天然植被是生态系统长期演变的结果,其变化首先反映在植被群落的演替与消长。这种变化不仅记载了绿洲荒漠生态系统的演变过程,而且对于未来演变趋势的预测和人工绿洲的建设具有重要的参考价值。通过对乌兰布和沙区东北部人工绿洲地下水埋深及水质变化、绿洲外围植被空间格局特征、植物群落物种多样性及其与环境的关系的研究,可以得出以下结论:(1)在绿洲运行过程中,自1979年绿洲建设开始至2007年地下水位埋深由8.28m上升到2.99m,矿化度由0.82g/L增加到1.42g/L。地下水埋深与矿化度之间总体上有着较显著的线性关系,并且随着时间的推移地下水位不断抬升,年内矿化度不断升高;地下水位在抬升的过程中地下水的矿化度在不断的升高,水质发生了由好向坏的转变。(2)人工绿洲在绿洲化进程中(1979～2007年),绿洲土壤质量得到明显改善,土壤的全量养分、速效养分总体上都呈增加趋势,表层土壤含盐量和PH值均下降明显,土壤质量的改善,为人工绿洲农业产业高产稳产及持续经营奠定了基础。(3)在区域干早气候共同背景下,由于受人工绿洲灌溉水分水平运动影响的强度不同,其植被的组成种盖度及多样性性特征,存在着比较大的差异。绿洲→沙漠方向上植被的梯度变化呈现白刺群落→白刺十油篙群落→油篙群落→籽篙→沙竹群落的规律分布,绿洲边缘的流动沙丘栽植人工固沙林营造后,随环境的改善,加速了天然植物侵入和演替,人工灌木林树种选择不当,会导致短期内衰退和死亡,但油篙灌丛可以在较短时期完成群落演替。绿洲边缘沙漠基质人工林和天然灌丛相比,多样性指数和均匀度低,而优势度高,说明人工植被的不稳定性差。人工绿洲外围的天然荒漠植被不仅是建设人工绿洲的环境与生物基础,也是人工绿洲的安全保障体系重要有机组成部分,因此,要消除威胁绿洲稳定的外患,把破坏的生态断裂带恢复为相对稳定的自然生态过渡带,对于维护绿洲的稳定、保障绿洲的安全不仅是必经之途,而且也是最为有效之途径。(4)水是绿洲生态环境建设的重要资源要素,水过程是主导的生态过程,合理的用水策略是生态建设的根本。对于乌兰布和沙漠人工绿洲而言,应把生态建设和经济建设作为高层次的两个大的用水系统来对待,保证最低限度的生态用水,保护荒漠植被,使之成为绿洲外围的屏障。各地在进行水利建设时,无论利用地表水还是开发地下水都应分析计算生态用水量,特别要注意的是开发地下水不能影响绿洲边缘与沙漠的过渡带,这对绿洲生态安全有重要作用。绿洲生态环境的好坏,很大程度上取决于水资源的合利利用状况,根据水资源利用存在着浪费严重、效益不高、地域分配不平衡、生态用水得不到保障等问题,必须进一步加强综合治理,发展节水事业,合理布局水利工程,实行有计划、按需要合理配置生态用水。同时,在增水与节水相结合的基础上,保证农业借助水和生态用水、维护和恢复绿洲及荒漠生态系统的结构和功能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 绿洲研究
• 1.2.2 区域水盐运动研究
• 1.2.3 土壤水盐运动研究
• 1.2.4 乌兰布和沙漠人工绿洲研究
• 1.3 乌兰布和沙漠绿洲形成过程
• 1.3.1 地理位置
• 1.3.2 地质地貌
• 1.3.3 气候
• 1.3.4 土壤
• 1.3.5 水文
• 1.3.6 植被
• 1.4 研究区社会经济状况
• 1.4.1 土地利用状况
• 1.4.2 社会经济状况
• 1.5 乌兰布和沙漠绿洲风蚀防护体系构成
• 1.6 技术路线
• 第二章 研究内容与方法
• 2.1 试验区简介
• 2.2 研究内容与方法
• 2.2.1 人工绿洲地下水与土壤盐份动态变化
• 2.2.2 影响人工绿洲稳定性因子分析
• 2.2.3 绿洲可持续利用对策
• 第三章 人工绿洲地下水与土壤盐份动态变化
• 3.1 地下水埋深及水质的变化
• 3.2 土壤盐分的演变
• 3.2.1 土壤八大离子含量
• 3.2.2 土壤八大离子组成的主要盐类的变化状况
• 3.2.3 土壤全盐量
• 3.2.4 土壤pH值
• 第四章 影响人工绿洲稳定性因子分析
• 4.1 土壤肥力变化
• 4.1.1 土壤有机质
• 4.1.2 土壤全量养分
• 4.1.3 土壤速效养分
• 4.2 绿洲边缘及其低湿地植被的变化
• 4.3 绿洲→沙漠方向上植被的梯度变化
• 4.4 绿洲内弃耕地植物群落变化
• 第五章 绿洲土地资源的可持续利用对策
• 5.1 加强绿洲生态用水的保障
• 5.2 采取综合措施防治土壤次生盐渍化
• 5.3 土地合理开发与利用
• 5.4 绿洲盐渍防治及可持续利用
• 第六章 结论与讨论
• 6.1 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介