天山北麓平原区地下水及包气带与表生生态环境关系研究

摘要

天山北麓是新疆工农业最发达地区，是整个自治区经济结构中的核心部分。由于地处内陆干旱盆地，水资源时空分布不均，生态环境十分脆弱。随着城市化的不断推进，在人类活动的影响下生态环境出现了退化，严重的生态环境问题威胁着该地区的可持续发展。已有研究表明，地下水及包气带水盐是直接影响表生生态空间分布结构的重要因素，因此开展地下水及包气带水盐分布与表生生态环境关系研究对重新恢复干旱区自然植被，重建生态环境有着重要的意义。本研究在区域调查基础上，以奎屯河流域为例，通过对49个观测点、27个坑探剖面的调查、取样；对220个土样、20个水样，共3840个实测数据的分析，总结了天山北麓平原区包气带水盐分布规律，探讨了主要影响因素，研究了地下水及包气带水盐与表生植被关系，为区内生态环境保护提供科学依据。研究获得以下成果： (1)通过对包气带表土水盐含量水平分布和剖面上水盐分布变化规律及其主要影响因素研究认为：包气带岩性结构和水文地质条件决定了包气带水盐分布的空间格局，气象因素和人为活动则影响了包气带水盐的演化过程。 (2)获得了原位试验场的溶质运移参数。通过识别和验证，观测点拟合平均相对误差小于15％，所求得的溶质运移参数能够用于土壤盐分运移的数值模拟。原位实验场模拟计算结果表明水盐分布与区域水盐分布规律相符。 (3)对地下水及包气带水盐与植被生长状态的关系研究得出：地下水位埋深越浅、土壤含水量越大、含盐量越小，植被的长势越好、盖度越大；反之，植被长势不良、盖度小。根据调查和实测数据分析进一步确定出典型植被的适生含水量、含盐量：红柳、梭梭柴、胡杨的适生含水量分别为15.20％、19-33％，14-24％；适生含盐量分别为0.2-2.0％、0.2-1.0％、0.2-0.6％。总结得出奎屯河流域的生态地下水位为：<3m盐渍化水位，3-4m适宜生态水位，2-6m乔灌木承受地下水位，4-8m生态胁迫水位，>6m荒漠化水位。与已有研究成果接近。 以上研究成果对于天山北麓地区科学保护表生生态环境，合理开发利用地下水具有理论和实际意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究的背景、目的、意义

1.2国内外研究现状与存在问题

1.2.1国内外研究现状

1.2.2存在问题

1.3研究的主要内容与技术路线

1.3.1主要目的及内容

1.3.2技术路线

第二章天山北麓平原区概况

2.1自然地理概况

2.1.1研究区范围

2.1.2地形地貌

2.1.3气象、水文

2.2水文地质概况

2.3重点剖面特征简介

第三章包气带水盐分布规律

3.1包气带含水量分布规律

3.1.1表土含水量分布规律

3.1.2包气带含水量分布规律

3.2包气带含盐量分布规律

3.2.1表土含盐量分布规律

3.2.2包气带含盐量分布规律

3.3包气带水盐运移数值模拟

3.3.1试验场概况

3.3.2原位试验方案

3.3.3数学模型的建立

3.3.4数学模型的识别与验证

本章小结

第四章影响包气带水盐分布的因素分析

4.1包气带岩性结构的影响

4.1.1包气带单一结构岩性对水盐分布的影响

4.1.2包气带岩性多层结构对水盐分布的影响

4.2水文地质因素

4.2.1地下水位埋深

4.2.2地下水水质

4.3气象因素

4.4人为因素

本章小结

第五章、地下水、包气带水盐与表生生态关系

5.1区域植物分布特征

5.1.1植物种群人工生态区

5.1.2天然生态区

5.2地下水及包气带水盐与表生生态的关系

5.2.1与草本植物的关系

5.2.2与灌木的关系

5.2.3与乔木的关系

5.2.4植被适生含水量、含盐量的确定

5.2.5研究区的生态地下水位

本章小结

结论与建议

参考文献

攻读硕士期间取得的研究成果

致谢