地下水与植被关系研究

地下水与植被关系研究（精选三篇）

地下水与植被关系研究 篇1

地下水资源在中国水资源中地位十分重要, 它具有分布广、水质好和储蓄能力强等特点。地下水已被广泛开采和使用, 相对南方来说, 地下水在中国北方的使用价值更大, 主要是因为北方相对少雨、干旱原因所致。据有关部门计算, 中国可使用的地下淡水资源总量为9 000×108m3, 约占中国水资源总量的31%, 仅地下淡水的开采量约为3 000×108m3。中国主要是对孔隙水、岩溶水和裂隙水这三类地下水进行开发和利用, 这三类地下水中属孔隙水的分布最为广泛, 水量也最大, 同时开发利用的也最多, 其次是岩溶水, 而裂隙水则分布少且水量最小[1]。

从供水方面看, 全国地下水利用量占全国水资源利用总量的18%, 其中地下水开发利用程度最高的是华北地区, 其地下水供水量占全区总用水量的50%。可以预见, 受中国水资源及人口分布、经济发达程度、开采条件等诸多因素的影响, 在将来中国华北、西北、辽中南地区及部分沿海城市的淡水资源供水相对于南方城市来说将会更加严重不足。中国地下水人均占有量及水资源分布方面地区差异很大, 南方地下水资源十分丰富, 约占全国地下水资源总量的70%, 而北方土地面积大, 但北方地区地下水资源仅占全国总量的30%左右。对地下水开发利用来说, 中国北方地区地下水开发利用程度较高, 从某种角度来说, 开采甚至有些过度。中国地下水过量开采已引发严重的环境地质问题, 主要表现在地面沉降、地面塌陷、海水入侵和影响植被生长等方面。

1 中国植被的分布和生长环境

植被生长主要靠土壤基质和水分两种因素, 所需的水分主要来自地下水。中国植被分布较广, 分布规律是由植被所处的地理位置和复杂的自然条件所决定, 其分布状况受水、热情况相互作用的影响。

从全国来看, 中国植被从西北向东南递延依次出现裸露荒漠、草原和荒漠森林。青藏高原上的植被有明显的地带性分异, 大致是东部和南部高原边缘为森林地带, 向西北依次为高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠。植被的生长和发育主要受阳光、温度、水分、土壤、O2、CO2等因素的影响。植被生长发育的地区变化性影响较大, 并且有一定的分布规律。换句话说, 主要是气候和土壤影响植被的分布情况。人类要想对植被进行改造和利用, 也必须依靠一定的土壤和气候条件。中国水分及湿度状况是由西北向东南逐渐趋向湿润。中国土壤状况也十分复杂, 其复杂性一方面受地带性气候和植被类型影响所致, 土壤具体有寒温带及温带针叶林地区的灰化森林土、温带落叶阔叶林的棕色森林土等多种。另一方面, 土壤的复杂性也与中国复杂的地质条件有关, 有可能在一个地区或在很小范围内, 土壤就有很大变化, 这些因素对植被的生长发育和分布都有极重要的影响[2]。

2 以新疆自治区昌吉市为例说明地下水变化对植被的影响

2.1 地下水位变化对植被影响

昌吉市位于新疆维吾尔自治区北部, 昌吉回族自治州中部, 行政辖区介于东经86°24′33"—87°37′00"及北纬43°26′30"—45°20′00"之间, 是历史上古丝绸之路的重要组成部分。辖区总面积7 981.13 km2, 其中南部山区和中部平原区总面积5 966.03 km2, 占总面积的74.75%;北部沙漠面积2 015.1 km2, 占总面积的25.25%。

昌吉市地下水位呈逐年下降趋势, 特别是沿312国道两侧冲洪积平原中上部, 此区域是城市、各乡镇地下水开采的主要区域, 因此地下水水位下降趋势明显。昌吉市地下水水位年内变化趋势都和年内地下水开采量变化有关, 每年4月—8月地下水集中开采时地下水水位持续下降, 1月—3月和9月—12月地下水水位略有上升, 有所恢复。

根据新疆昌吉州昌吉市界域内观测井, 昌吉商场观测井地下水位埋深由1990年12月的24.26 m下降至2014年12月的38.66 m, 25 a地下水位变幅-14.4 m, 平均下降速率为0.58 m/a, 具体见表1。

地下水埋深浅土壤含水率亦高, 地下水埋深下降则土壤含水率也下降, 且全剖面平均含水率随地下水埋深增加呈指数下降规律。对全剖面平均含水率与地下水埋深的关系进行非线形回归分析, 建立如下模型:

式 (1) 中, θ为土壤剖面平均含水量, %;H为地下水埋深, m;相关系数为0.8;决定系数为0.64。

按此式计算, 当地下水埋深1.0 m~2.5 m时, 平均土壤含水量为22.6%, 为新疆平原区毛管持水量的83.3%。因此, 此埋深对植物生长十分有利;当地下水埋深在2.5 m~4.5 m时, 平均土壤含水量为16.4%, 为新疆平原区毛管持水量的60.6%, 仍在植物适宜生长的范围内;当地下水埋深在4.5 m~6.5 m时, 平均土壤含水量为11.3%, 接近部分植物的凋萎系数;当地下水埋深在6.5 m~10 m时, 平均含水量7.1%, 基本小于植物的凋萎含水量, 植物衰败枯死。但是不同地区, 由于气候、土壤质地等因素的不同, 同一种植物在不同地区其适应生长的潜水埋深范围可能存在差异。当地下水埋深大于10.0 m, 土壤水分亏缺, 植被开始退化, 受沙漠化潜在威胁。

地下水水位下降会引起土地沙漠化, 使植被覆盖率下降, 这也是昌吉市最为突出的生态环境问题之一。1990年—2003年期间由于昌吉市滥砍滥伐等现象严重, 致使年内风沙日数也逐渐增加, 风沙化日渐严重, 沙漠逐渐侵蚀绿地。另一个原因是在2003年以前, 昌吉市建设投资规模不断加大, 使开垦土地面积增加, 造成地下水被过度利用现象, 致使水位逐年下降, 这也严重影响了植被的生长[3]。

2.2 地下水钙化对植被的影响

由于加大了地下水保护力度, 2000年—2009年间昌吉市地下水矿化度大部分地区处于减小趋势。从昌吉市被调查的16个地下水监测井监测数据中发现, 见表2, 在此10 a间, 地下水矿化度减幅最大的为佃坝乡高丰三队监测井, 总变幅为-2 663.4 mg/L, 年均变幅为-266.34mg/L, 减小幅度最小的为六工镇政府附近监测井, 年均减小幅度-1.81 mg/L。所统计的16组数据显示, 只有两个监测井矿化度值变化情况上升, 分别是榆树沟镇曙光三队监测井和园丰一队监测井, 年均变化幅度分别为13.67mg/L和1.74 mg/L。另有两个监测井矿化度无变化, 分别是大西渠镇新户二队和滨湖镇水管站监测井。

从上述调查结果显示, 在同一地区当地下水钙化度下降时, 植被覆盖率呈上升趋势, 当地下水钙化度上升时, 植被覆盖率呈下降趋势, 可以看出地下水钙化度对植被生长产生负面影响。

2.3 土壤盐渍化对植被影响

土壤盐渍化会引起荒漠化, 在滨海区、干旱区等地区, 其发生盐渍化程度主要与地下水有关, 地下水埋深度大和矿化度高时容易造成土壤盐渍化。有研究人员对地下水长期观测并建立新疆部分地区盐碱地改良分析, 研究得出地下水埋深和地下水矿化度是决定盐碱地改良难易程度的主要因素, 并成正比关系。所以, 盐渍化程度越大, 对植被生长负面影响也越大。

3 结语

地下水与植被之间关系十分紧密, 主要表现在地下水水位、钙化度和盐渍化对植被影响方面。地下水水位下降就容易出现荒漠化和沙漠化现象, 直接会影响植被的生长和分布。另外, 当地下水的钙化度和盐渍化升高时同样会对植被生长造成危害。所以, 要不断研究地下水水位下降的有效防控措施, 并加强土壤钙化和盐渍化防护, 保护自然环境和促进生态平衡, 努力把中国建设成为一个绿色环保型国家。

摘要：地下水和植被有动态平衡的关系, 地下水水位变化、矿化度和盐渍化程度都是影响植被分布和生长的主要因素。在阐述了中国地下水基本情况和植被分布和生长环境同时, 重点探讨了地下水与植被的关系方面问题, 以期对相关工作有所帮助。

关键词：地下水,植被,土壤,矿化度,盐渍化,沙漠化

参考文献

[1]马玉蕾.地下水与植被关系的研究进展[J].水资源与水工程学报, 2013 (5) :36-40.

[2]郑丹, 李卫红.干旱区地下水与天然植被关系研究综述[J].资源科学, 2005 (4) :160-167.

地下水与植被关系研究 篇2

结合对塔里木河下游不同断面地下水位变化和植物生理生态特性的分析测试,研究了塔里木河下游主要建群种胡杨和柽柳在不同地下水位条件下的生理响应和适应性,探讨了塔里木河下游干旱环境下胡杨、柽柳的合理生态水位问题.研究结果表明,胡杨和柽柳叶片的可溶性糖、游离脯氨酸、内源植物激素脱落酸以及细胞分裂素浓度等与地下水位埋深有着密切的关系.随地下水位埋深加大和植物受到的生理胁迫加强,植物叶片的细胞分裂素浓度逐渐减少,而可溶性糖、游离脯氨酸和脱落酸含量增加,在距河道最远处(500 m)达到最高值;比较胡杨、柽柳对不同断面地下水位变化的响应可见,在地下水位埋深较浅的亚合浦马汗断面,胡杨、柽柳的`各项生理指标变化较小,而在地下水位埋深较大的依干不及麻断面,随地下水位埋深加大,可溶性糖和内源植物激素脱落酸含量呈线性关系增加,其中游离脯氨酸含量在距河道300 m处出现异常积累,反映了植物生理受到强烈胁迫;同时还发现,在一定强度的水分胁迫下,柽柳的生理过程较胡杨强烈,对地下水位埋深变化更为敏感,胡杨的抗旱性较之为强;结合样地调查结果,推测塔里木河下游胡杨、柽柳的合理生态水位埋深在4 m以内,9 m以下为胡杨和柽柳死亡的临界地下水位.

作 者：陈亚宁 王强 李卫红 阮晓 陈亚鹏 张丽华 作者单位：陈亚宁,李卫红,陈亚鹏,张丽华(中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐,830011)

王强,阮晓(浙江大学宁波理工学院,宁波,315100)

地下水与植被关系研究 篇3

基于GIS的秦岭山地植被类型与环境梯度的关系分析

应用地理信息系统技术支持下的环境梯度分析方法,充分利用GIS强大的空间分析功能,选取了海拔、降水量、温度、坡度和坡向5个影响因子,将各环境因子分布图分别与秦岭植被类型分布图叠加,对植被分布与环境梯度的关系进行了研究及统计分析,得出结论:(1)证明植被分布与海拔、降水、温度、坡度和坡向之间是相互制约、相互影响的;(2)海拔是决定秦岭植被分布的主导生态梯度,随着海拔高度的增加,环境中的水热因子发生变化,形成水热因子的复合梯度,生境中所对应的植物种类相应改变;坡度、坡向体现了山体南仰北俯的地形特点,对植被分布的影响是次要的;(3)反映了植被的连续性变化、各植被类型的.最优生长环境区间及植被与环境梯度的分布规律,定量描述了各植被类型的海拔、降水量、温度、坡度和坡向分布,结合实际给出了理论解释,证明了GIS结合生态分析方法在秦岭山地植被与环境梯度的关系研究中是十分有效的.

作 者：朱晓勤 刘康 秦耀民 ZHU Xiao-qin LIU Kang QIN Yao-min  作者单位：西北大学,城市与资源学系,陕西,西安,710069 刊 名：水土保持学报  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF SOIL AND WATER CONSERVATION 年，卷(期)：2006 20(5) 分类号：Q948 P208 关键词：秦岭山地   地理信息系统   植被类型分布   环境梯度   空间分析