针对干旱区水资源分配不合理的问题,以新疆开都河流域水资源为研究对象,以流域水-能源-生态综合收益最高为目标,建立水资源多目标优化配置模型,采用基于参考点的非支配排序进化算法(reference-point based many-objective,NSGA-Ⅲ)对模...针对干旱区水资源分配不合理的问题,以新疆开都河流域水资源为研究对象,以流域水-能源-生态综合收益最高为目标,建立水资源多目标优化配置模型,采用基于参考点的非支配排序进化算法(reference-point based many-objective,NSGA-Ⅲ)对模型进行求解。针对优化方案选择问题,以经济效益、社会效益和生态效益为准则层构建流域水资源最适配置方案评价指标体系,采用层次分析法对优化结果进行评价分析。结果表明:最适配置方案相较于传统配置方案,水库发电量增加5.83%,农业经济效益减少2.34%,生态效益提高40.08%;当地种植结构需进行适当调整,应增加玉米和西红柿的种植面积,减少小麦、棉花和辣椒的种植面积;博斯腾湖大湖和小湖水位均达到最适生态水位。研究成果可为当地制定水资源配置方案提供决策参考,有重要的理论意义和应用价值。展开更多
水分利用效率(Water use efficiency,WUE)作为评价植物生长适宜度的综合指标之一,能很好地反映植被对生态输水的响应。通过Slope趋势分析、Pearson相关性分析及栅格时序合成等方法,利用CASA模型估算的净初级生产力(Net primary producti...水分利用效率(Water use efficiency,WUE)作为评价植物生长适宜度的综合指标之一,能很好地反映植被对生态输水的响应。通过Slope趋势分析、Pearson相关性分析及栅格时序合成等方法,利用CASA模型估算的净初级生产力(Net primary productivity,NPP)和SEBAL模型估算的实际蒸散发(ET),研究了塔里木河下游WUE的时空变化及其对生态输水的动态响应。结果表明:(1)2001—2018年,塔里木河下游WUE呈显著上升趋势(P<0.05),但受NPP的影响大于ET(CorNPP=0.76>CorET=0.10),灌丛WUE(0.49 g C·mm^(-1)·m^(-2))高于胡杨(0.30 g C·mm^(-1)·m^(-2))及草本(0.24 g C·mm^(-1)·m^(-2));WUE空间变化规律为由河道向两侧及由西北向东南呈递减趋势,极显著上升面积占整个研究区的13.64%。(2)各植被WUE随着生态输水量的增加,呈显著上升趋势(P<0.05),灌丛WUE平均每年上升幅度是胡杨和草本WUE上升幅度的15倍,表明灌丛WUE对生态输水的响应更为敏感;各植被WUE与生态输水量、输水持续时间均呈正相关,与输水开始时间呈负相关。年内输水次数与年内WUE、NPP及归一化植被指数(NDVI)呈正相关关系(WUE:Cor=0.407,NPP:Cor=0.605,NDVI:Cor=0.657)。(3)不同植被类型生长的最适温度有所差异,并与WUE、NPP及ET有着密切关系。胡杨年均最适温度25.62℃、灌丛27.07℃及草本23.22℃。在温度偏差值最小的时间(4—10月)进行最佳的水热组合将更有利于植被生长。(4)塔里木河下游年均WUE与地下水埋深呈较强的负相关关系(Cor=-0.81),其中草本及灌丛WUE与地下水埋深的相关性高于胡杨(|Cor草本及灌丛=-0.76|>|Cor胡杨=-0.46|);各植被年均WUE在地下水埋深4~6 m处存在峰值,超过6 m后,WUE均呈下降趋势。展开更多
文摘针对干旱区水资源分配不合理的问题,以新疆开都河流域水资源为研究对象,以流域水-能源-生态综合收益最高为目标,建立水资源多目标优化配置模型,采用基于参考点的非支配排序进化算法(reference-point based many-objective,NSGA-Ⅲ)对模型进行求解。针对优化方案选择问题,以经济效益、社会效益和生态效益为准则层构建流域水资源最适配置方案评价指标体系,采用层次分析法对优化结果进行评价分析。结果表明:最适配置方案相较于传统配置方案,水库发电量增加5.83%,农业经济效益减少2.34%,生态效益提高40.08%;当地种植结构需进行适当调整,应增加玉米和西红柿的种植面积,减少小麦、棉花和辣椒的种植面积;博斯腾湖大湖和小湖水位均达到最适生态水位。研究成果可为当地制定水资源配置方案提供决策参考,有重要的理论意义和应用价值。
文摘研究区域位于昆仑山脉为界的青藏高寒区和塔克拉玛干沙漠之间,植被稀少,生态系统结构简单,稳定性差。中国科学院新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站(以下简称“策勒站”)自2005年加入中国生态系统研究网络(Chinese Ecosystem Research Network,CERN)以来,按统一的监测规范,对荒漠生态系统中土壤营养元素、主要理化性质及重金属含量等指标进行长期定位监测。本数据集收集整理了策勒站2009–2015年3个荒漠观测场和7个农田观测场长期采样地0–10、10–20、20–40、40–60、60–80、80–100 cm土层土壤的交换量、养分全量、矿质全量、微量元素和重金属元素、速效微量元素、机械组成及容重等42项指标。本数据集可为荒漠系统大气–土壤–植物生物地球化学循环过程提供基础数据,为荒漠生态系统修复和保育提供理论参考。
文摘水分利用效率(Water use efficiency,WUE)作为评价植物生长适宜度的综合指标之一,能很好地反映植被对生态输水的响应。通过Slope趋势分析、Pearson相关性分析及栅格时序合成等方法,利用CASA模型估算的净初级生产力(Net primary productivity,NPP)和SEBAL模型估算的实际蒸散发(ET),研究了塔里木河下游WUE的时空变化及其对生态输水的动态响应。结果表明:(1)2001—2018年,塔里木河下游WUE呈显著上升趋势(P<0.05),但受NPP的影响大于ET(CorNPP=0.76>CorET=0.10),灌丛WUE(0.49 g C·mm^(-1)·m^(-2))高于胡杨(0.30 g C·mm^(-1)·m^(-2))及草本(0.24 g C·mm^(-1)·m^(-2));WUE空间变化规律为由河道向两侧及由西北向东南呈递减趋势,极显著上升面积占整个研究区的13.64%。(2)各植被WUE随着生态输水量的增加,呈显著上升趋势(P<0.05),灌丛WUE平均每年上升幅度是胡杨和草本WUE上升幅度的15倍,表明灌丛WUE对生态输水的响应更为敏感;各植被WUE与生态输水量、输水持续时间均呈正相关,与输水开始时间呈负相关。年内输水次数与年内WUE、NPP及归一化植被指数(NDVI)呈正相关关系(WUE:Cor=0.407,NPP:Cor=0.605,NDVI:Cor=0.657)。(3)不同植被类型生长的最适温度有所差异,并与WUE、NPP及ET有着密切关系。胡杨年均最适温度25.62℃、灌丛27.07℃及草本23.22℃。在温度偏差值最小的时间(4—10月)进行最佳的水热组合将更有利于植被生长。(4)塔里木河下游年均WUE与地下水埋深呈较强的负相关关系(Cor=-0.81),其中草本及灌丛WUE与地下水埋深的相关性高于胡杨(|Cor草本及灌丛=-0.76|>|Cor胡杨=-0.46|);各植被年均WUE在地下水埋深4~6 m处存在峰值,超过6 m后,WUE均呈下降趋势。
