干旱内陆区依赖地下水的生态系统研究：以敦煌盆地为例-论文.pdf

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1、第34卷第5期第四纪研究Vo1．34，No．52014年9月September，2014QUATERNARYSCIENCESdoi：10．3969／j．issn．1001—7410．2014．05．05文章编号1001-7410(2014)05-950-09干旱内陆区依赖地下水的生态系统研究：以敦煌盆地为例术陈伟涛①王焰新②③孙自永②李亮②黎志恒④杨俊仓④赵成④(①中国地质大学(武汉)计算机学院／国家遥感中心地壳运动与深空探测部，武汉430074；②中国地质大学(武汉)环境学院，武汉430074

2、；③中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室，武汉430074；④甘肃省地质环境监测院，兰州730050)摘要在干旱内陆盆地生态水文学研究中，地下水的生态价值日益受到重视。论文以敦煌盆地为研究区，综合潜水埋深和水文地球化学调查、天然植物样方调查以及高空间分辨率遥感技术，从地下水属性变化对天然植物生长的影响以及依赖于地下水的植被生态系统制图等两个方面，开展了依赖地下水的植被生态系统研究。结果表明，以地下水潜水埋深和矿化度为代表的地下水属性与天然植被组成的系统是复杂的非线性系统，由多个相

3、互作用的属性构成；当该系统远离平衡态时，控制系统状态的是多种地下水属性的组合，属性组合的微小涨落可能导致系统状态的较大差异；该系统状态的变化不具有等比例变化特征。植被覆盖度随潜水埋深和矿化度变化具有随机性、确定性和混沌特征。综合考虑研究区植物对地下水的依赖程度、植物对地下水的利用方式、地下水的排泄方式，以及植物群落空间分布格局，结合野外调查数据，完成了研究区依赖地下水的植被生态系统制图。结果表明，研究区除部分河、湖沿岸的植被生态系统外，其余2270．5km面积都高度依赖地下水，占总面积的88％。

4、主题词地下水流动系统依赖地下水的生态系统敦煌盆地湿地遥感中图分类号P641，Q948文献标识码A是最为重要的生态环境因子，因此众多学者将1引言GDEs研究的核心问题聚集在依赖地下水的植被生地下水作为重要的饮用水源，其供水意义已得态系统(GroundwaterDependentVegetation到广泛重视。近20年来，对地下水的生态学意义Ecosystems，简称GDVEs)上，并且已经确定了的认识也在逐渐加强¨。自然界的许多生态系6个关键科学问题¨：1)GDVEs的识别方法，统，包括湿润地区或

5、干旱地区的水生、陆地和海岸2)地下水对植被生态系统作用机制的分析，3)地下生态系统，都可能对地下水具有较强的依赖性。这水关键属性安全界限的确定，4)地下水系统结构分些必须依靠地下水来维持其生态结构和功能的生态析，5)生态用水配置方案的确定，6)区域尺度地下系统被称为“依赖于地下水的生态系统”或“地下水水一天然植被系统关系的概念模型。作用的生态系统”(GroundwaterDependent中国内陆干旱区约占全国陆地总面积的30％，Ecosystems，简称GDEs)。澳大利亚是世界上较但水资源总

6、量不及全国的5％12]。广泛分布的地下早开展GDEs研究的国家，在研究和保护GDEs方水能常年保持相对稳定，是维系干旱区中生和旱生面明显领先世界，20世纪90年代末已经完成了整植被生态系统的主要水源，具有极为重要的生态功个澳大利亚的GDEs调查；并对澳大利亚GDEs能。但近40年来，随着地下水的过量开采，GDEs的环境需水量进行了评价，制订了GDEs的供水方退化严重，生态功能急剧丧失。因此，GDEs的保案和地下水管理计划。目前，GDEs研究内容主要护已成为当前水资源管理者所面临的最为紧迫的任集中

7、在两个方面：一是生态系统对地下水的依赖程务。目前，中国内陆干旱区水资源的生态功能已逐度’，二是GDEs类型’。在干旱区，天然植被渐受到重视，在大多数水资源规划和管理方案中，第一作者简介：陈伟涛男34岁讲师遥感信息挖掘及水资源应用研究E-mail：wtchen@cug．edu．cn国家自然科学基金项目(批准号：41301026和91125009)和中国地质调查局项目(批准号：1212011220965)共同资助2014—04—22收稿，2014—07—15收修改稿通讯作者：王焰新E-mail：yx

8、．wang@cug．edu．cn952第四纪研究2014年结果表明实地调查的植被覆盖度和反演的植被覆盖特征参量和地下水属性数据之间简单的数学模度之间相关系数R为0．85，取得了较好的效果。型。然而，这些数学模型中相关系数的高低仅仅是模型逼真性的一个必要条件而非充分条件，2．3浅层地下水数据采集与测试相关系数高并不意味该模型一定是原型的真实刻为查明敦煌盆地水文地球化学特征，并据其指画，尤其是在复杂的水文地质学系统研究中，数示浅层地下水的补给来源、径流途径及排泄方式，学模型更需要具有非常明确的物理意