生態(tài)輸水對(duì)塔里木河下游植被恢復(fù)價(jià)值的影響

王希義，徐海量，凌紅波，趙新風(fēng)，潘存德，王楚含

(1.中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所， 新疆 烏魯木齊 830011；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)， 新疆 烏魯木齊 830052)

生態(tài)輸水對(duì)塔里木河下游植被恢復(fù)價(jià)值的影響

王希義1，徐海量1，凌紅波1，趙新風(fēng)1，潘存德2，王楚含2

(1.中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所， 新疆 烏魯木齊 830011；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)， 新疆 烏魯木齊 830052)

以生態(tài)輸水后地下水動(dòng)態(tài)變化引起的地表植被生物量差異為出發(fā)點(diǎn)，探討生態(tài)輸水對(duì)塔里木河下游植被恢復(fù)價(jià)值的影響。首先，利用生態(tài)輸水前后地下水動(dòng)態(tài)變化和地表植被響應(yīng)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)資料，以塔里木河下游考干斷面為例，在垂直于河道方向上長(zhǎng)2 000 m、平行河道方向?qū)?00 m的樣帶內(nèi)，選取2000年10月、2007年9—10月、2015年10月的植被監(jiān)測(cè)與稱重資料數(shù)據(jù)；其次，借鑒國(guó)內(nèi)外生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值量化方法，綜合地表植被響應(yīng)價(jià)值和地下水抬升的潛在價(jià)值計(jì)算輸水后地表植被恢復(fù)價(jià)值。結(jié)果顯示：① 在塔里木河下游地區(qū)，生態(tài)輸水使得地下水位明顯抬升，水位的抬升幅度隨著距河道距離的增加逐漸降低，植被蓋度也隨著距河道距離的增加呈現(xiàn)降低趨勢(shì)；在距河道1 000 m以外，地下水位與植被蓋度變化不明顯；② 2000—2007年植被新增生物量占2000—2015年植被新增生物量的57.02%，并且這兩個(gè)時(shí)段植被新增生物量與距河道距離均呈現(xiàn)顯著相關(guān)；③ 根據(jù)16次生態(tài)輸水監(jiān)測(cè)資料，計(jì)算出2007年與2015年該區(qū)間100 m寬的樣帶因輸水而投入的水資源價(jià)值分別為8 266.5元、14 805元，輸水后植被總體恢復(fù)價(jià)值分別為53 811.67元、83 334.62元，投入產(chǎn)出比分別為1∶6.507、1∶5.63，說(shuō)明生態(tài)輸水的經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。

植被恢復(fù)價(jià)值；地下水；生態(tài)輸水；塔里木河下游

恢復(fù)生態(tài)學(xué)是研究生態(tài)系統(tǒng)退化原因、生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)方法、生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)過(guò)程與機(jī)理的學(xué)科[1-2]。由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人口增加，資源過(guò)度利用嚴(yán)重，自然生態(tài)系統(tǒng)存在著不同程度的破壞[3-5]。能否有效進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)與振興經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)。在世界的干旱半干旱區(qū)，植被退化嚴(yán)重，生態(tài)脆弱，是全球貧困人口的主要分布區(qū)[6-7]。作為干旱區(qū)最關(guān)鍵的生態(tài)因子，水不僅是干旱區(qū)綠洲生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成、發(fā)展與穩(wěn)定的基礎(chǔ)，而且決定著干旱區(qū)綠洲化過(guò)程與荒漠化過(guò)程兩類極具對(duì)立與沖突性的生態(tài)環(huán)境演化過(guò)程[8-9]。相關(guān)研究表明，在干旱半干旱區(qū)，地下水是天然植被生長(zhǎng)和繁衍最重要的水源[10-11]，植被會(huì)對(duì)地下水位的動(dòng)態(tài)變化產(chǎn)生強(qiáng)烈的生態(tài)響應(yīng)。針對(duì)這一問(wèn)題，國(guó)際上許多學(xué)者從不同角度開(kāi)展了有關(guān)植被恢復(fù)和地下水位間關(guān)系的研究，并取得了一系列極具價(jià)值的成果[12-14]。然而，這些研究對(duì)地下水經(jīng)濟(jì)價(jià)值的認(rèn)識(shí)主要是將地下水作為一種重要的資源進(jìn)行探討[15-17]，缺乏對(duì)地下水動(dòng)態(tài)變化的經(jīng)濟(jì)價(jià)值量化研究。

中國(guó)的塔里木河流域是極為干旱的區(qū)域，流域內(nèi)曾經(jīng)由于水文過(guò)程完整性喪失而使地下水位大幅下降，造成嚴(yán)重的生態(tài)退化[18]。塔里木河下游的生態(tài)輸水使得沿河一定區(qū)域的地下水位明顯抬升，天然植被長(zhǎng)勢(shì)好轉(zhuǎn)，植物種類增加[19-20]。另外，植被生理測(cè)定表明隨地下水位的升高，植被受脅迫強(qiáng)度明顯減緩[21]。這些研究成果也引出了一些概念如“生態(tài)水位”“脅迫水位”等[22]。但是對(duì)于生態(tài)輸水的爭(zhēng)議依然很多，比如在水資源極為敏感的干旱區(qū)，幾十億立方水用于生態(tài)保護(hù)是否為明智措施？其綜合效益如何體現(xiàn)？對(duì)于塔里木河下游地區(qū)而言，如何解釋以上問(wèn)題、如何量化生態(tài)恢復(fù)過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、如何用可持續(xù)觀點(diǎn)實(shí)現(xiàn)生態(tài)過(guò)程與經(jīng)濟(jì)過(guò)程的和諧統(tǒng)一等具有重要的科學(xué)意義與實(shí)踐價(jià)值。本文在借鑒國(guó)內(nèi)外生態(tài)經(jīng)濟(jì)研究理論和方法的基礎(chǔ)上[23-24]，選取塔里木河下游的一段河道為研究區(qū)，試圖以輸水前后地表生物量變化為突破口，科學(xué)量化地下水動(dòng)態(tài)變化的生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，為今后生態(tài)恢復(fù)價(jià)值評(píng)估提供借鑒方法和科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

塔里木河流域地處亞歐大陸腹地，是中國(guó)典型的干旱荒漠區(qū)。塔里木河下游是指從大西海子水庫(kù)至尾閭湖臺(tái)特瑪湖，總長(zhǎng)度為363 km。由于受到地下水以及河水的補(bǔ)給，河漫灘以及河道兩側(cè)低階地內(nèi)形成了大面積的喬灌草帶，并且隨著與河道距離的增加，呈現(xiàn)出有規(guī)律的分布。研究區(qū)內(nèi)河道附近濕地以及周邊的土壤多以粗粉沙-極細(xì)沙-細(xì)沙為主[25]，這種狀況下地下水與土壤水的作用較為強(qiáng)烈[26]。喬木主要是胡楊(Populuseuphratica)，灌木包括檉柳(Tamarixchinensis)、黑刺(Lyciumruthenicum)、鈴鐺刺(Halimodendronhalodendron)等，草本植物主要有蘆葦(Phragmitescommunis)、鹿角草(Glossogynetenuifolia)、駱駝刺(Alhagisparsif)、花花柴(Kareliniacaspica)、鹽生草(Halogetonglomeratus)等。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

以塔里木河下游退化程度較為嚴(yán)重的考干斷面為例，采樣時(shí)間分別為2000年10月、2007年9—10月與2015年10月。由于研究區(qū)屬溫帶荒漠干旱氣候，年降水量?jī)H為20～50 mm，而潛在蒸發(fā)量高達(dá)2 500～3 000 mm[27]，因此研究區(qū)內(nèi)植被生長(zhǎng)的水源幾乎全部來(lái)自于河水補(bǔ)給。所以，本研究忽略降水對(duì)植被生長(zhǎng)的影響，重點(diǎn)討論生態(tài)輸水對(duì)植被的影響。

具體的采樣過(guò)程：選取垂直于河道100 m寬的樣帶，在距河道50、150、300、500、750、1 050、1 500、2 000 m處分別設(shè)置1個(gè)50 m×50 m的大樣方(圖1)，然后在大樣方內(nèi)隨機(jī)選擇5個(gè)1 m×1 m的小樣方，沿地面將小樣方內(nèi)植被全部割下，測(cè)量其總鮮重和干重，通過(guò)計(jì)算差值來(lái)確定生態(tài)輸水前后地表生物量的差異。

圖1 塔里木河下游考干斷面樣方設(shè)置示意圖

Fig.1 The sketch map of quadrats setting at Kaogan section in the lower reaches of Tarim River

1.3 研究方法

根據(jù)長(zhǎng)期在塔里木河下游開(kāi)展的生態(tài)監(jiān)測(cè)資料，生態(tài)輸水后的變化主要可以概括為3個(gè)方面：(1) 地下水位的變化主要受水資源量的影響，這個(gè)水資源量應(yīng)該包括地下水和土壤水等水量差異；(2) 塔里木河下游線性輸水模式導(dǎo)致輸水后的主要變化是極度衰敗植被長(zhǎng)勢(shì)的好轉(zhuǎn)，而這種變化可以用生物量監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行量化；(3) 由于植被對(duì)地下水位變化響應(yīng)具有滯后性，對(duì)于目前尚未監(jiān)測(cè)到但是未來(lái)將會(huì)發(fā)生的植被響應(yīng)，可以視為地下水位變化引起的潛在生態(tài)變化。當(dāng)然，生態(tài)輸水也將會(huì)引起許多細(xì)微的生態(tài)變化，如：土壤微生物、地下水與土壤水的轉(zhuǎn)化等。本研究忽略這些細(xì)微的生態(tài)變化，否則可能會(huì)使問(wèn)題過(guò)于復(fù)雜而無(wú)法進(jìn)行計(jì)算。

在本研究中，重點(diǎn)討論水資源價(jià)值以及植被恢復(fù)價(jià)值的研究方法。

1.3.1 生態(tài)輸水過(guò)程中投入價(jià)值 設(shè)生態(tài)輸水過(guò)程中價(jià)值總投入(元)為W1，視為兩個(gè)水位差的水量變化價(jià)值，即在某一輸水時(shí)間段內(nèi)生態(tài)輸水補(bǔ)給的地下水價(jià)值，可以用地下水動(dòng)態(tài)變化模型計(jì)算的水量與水資源價(jià)格相乘來(lái)計(jì)算，即：

W1=VP1

式中，V是新增水資源量(m3)；P1是單位體積的水資源價(jià)格(元·m-3)。

1.3.2 生態(tài)輸水過(guò)程產(chǎn)生的價(jià)值

(1) 輸水過(guò)程中產(chǎn)生的總生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值為：

C=v+V

式中，v為地下水水位變化引起的地表生態(tài)響應(yīng)價(jià)值(元)；V為地下水水位變化引起的潛在恢復(fù)價(jià)值(元)。

(2) 對(duì)于v，考慮單位面積生態(tài)服務(wù)價(jià)值的變化，則：

v=V0P2

式中，V0為地下水位變化后地表植被凈生物量的變化量(kg)；P2為某類植物單位面積的生態(tài)服務(wù)價(jià)值(元·kg-1)。

(3) 在計(jì)算V時(shí)，假設(shè)監(jiān)測(cè)區(qū)地表植被分布均勻，地下水抬升后引起的地表植被全部響應(yīng)，則為地下水位抬升后地表植被響應(yīng)的最大生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。該值可以通過(guò)不同距河道距離x和對(duì)應(yīng)點(diǎn)上地表植被的新增生物量Y建立回歸模型Y=f(x)進(jìn)行計(jì)算。在距離河道一定區(qū)間內(nèi)，地表新增生物量值可以表示為：

式中，Y是一定區(qū)間內(nèi)地表生物量的變化值；t1和t2為區(qū)間兩邊距河道距離。

上式計(jì)算的新增生物量為一理想值，而塔里木河下游植被退化嚴(yán)重，多以鑲嵌狀分布，因此，新增生物量Y與實(shí)際監(jiān)測(cè)值V0有差別。建立了地下水變化引起的植被潛在恢復(fù)價(jià)值關(guān)系式：

V=(Y-V0)KP2

式中，K為研究區(qū)的植被退化程度，0≤K≤1，為便于計(jì)算，K值用1減去植被蓋度近似代替。

最后得出：C=v+V=V0P2+(Y-V0)KP2=YKP2+V0(1-K)P2

2 結(jié)果與分析

以生態(tài)恢復(fù)和環(huán)境保護(hù)為根本目的的塔里木河下游輸水工程已經(jīng)實(shí)施了16 a，期間有近46.67×108m3的生態(tài)水已成功輸送到塔里木河下游。輸水后塔里木河下游水文過(guò)程完整性恢復(fù)、地下水位抬升、地表植被響應(yīng)明顯。隨著輸水次數(shù)的增加，草本植物對(duì)生態(tài)輸水的響應(yīng)范圍逐漸擴(kuò)大。

2.1 區(qū)域地下水與植被蓋度變化特征

對(duì)于研究區(qū)考干斷面，2000—2015年，在不同距河道距離下，草本蓋度與輸水前相比出現(xiàn)明顯的增加態(tài)勢(shì)(圖2)，直觀地表明了生態(tài)輸水對(duì)植被恢復(fù)具有重要意義。在距河道1 000 m以外的植被蓋度沒(méi)有明顯變化；另外，依據(jù)所收集的地下水位波動(dòng)數(shù)據(jù)，得出隨著距河道距離的增加，地下水位升高幅度逐漸減小(圖3)，在距河道1 050 m處，2000—2015年地下水升高幅度小于0.02 m，對(duì)輸水的響應(yīng)不明顯。因此可以認(rèn)為考干斷面沿河道輸水對(duì)檉柳灌叢的最大影響范圍在1 000 m左右。

圖2 考干斷面內(nèi)檉柳灌叢蓋度變化特征

圖3 考干斷面不同距河道距離內(nèi)地下水升高幅度

Fig.3 Lift amplitude of groundwater at different distances from river at Kaogan section

2.2 研究區(qū)樣帶內(nèi)檉柳灌叢生物量的變化

2000—2015年，隨著距河道距離的增加，植被單位面積新增生物量呈現(xiàn)減小趨勢(shì)(圖4)。

圖4 考干斷面不同距河道距離植被新增生物量

Fig.4 The newly added biomass of vegetation at different distances from river at Kaogan section

在不同距河道距離下，2000—2007年植被累積新增生物量占2000—2015年累積新增生物量平均比重為57.02%，即前八次輸水產(chǎn)生的植被新增生物量高于后八次輸水產(chǎn)生的植被新增生物量。之后，將監(jiān)測(cè)斷面不同距離處地表植物新增生物量與距河道距離進(jìn)行回歸分析，得兩者具有很高的相關(guān)性(圖5，圖6)。

圖5 2000—2007年塔里木河下游距河道不同距離地表生物量變化

圖6 2000—2015年塔里木河下游距河道不同距離地表生物量變化

Fig.6 Change of the surface biomass of the belt samples at different distances from river in the lower reaches of Tarim River, 2000—2015

另外，從圖5和圖6中還可以得出，隨著距河道距離的增加，植被新增生物量呈下降趨勢(shì)，并且距離河道越遠(yuǎn)，下降趨勢(shì)越緩。

2.3 植被的生態(tài)恢復(fù)價(jià)值研究

2.3.1 單側(cè)樣帶補(bǔ)給地下水資源價(jià)值估算 根據(jù)河道徑流監(jiān)測(cè)資料，2000—2007年、2000—2015年水量統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1 塔里木河下游考干斷面不同時(shí)間段水量統(tǒng)計(jì)

然后借鑒塔里木河下游農(nóng)業(yè)用水價(jià)格0.90 元·m-3(包含調(diào)水成本)[28]，計(jì)算出100 m寬單側(cè)樣帶補(bǔ)給的地下水資源價(jià)值。

W2000-2007=1.837×104m3×0.90元·m-3/2=8266.5元

W2000-2015=3.290×104m3×0.90元·m-3/2=14805元

2.3.2 樣地新增生物量經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估 根據(jù)不同距離樣方內(nèi)的地表植被新增生物量，累計(jì)相加可以得出該樣帶(100 m×2 000 m)的新增生物量。2007年與2015新增生物量分別為1 532.73、2 317.39 kg。根據(jù)楊柳春[29]的生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值計(jì)算方法，最后得新增生物量的直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值為0.110 元·kg-1，間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值為9.06 元·kg-1，總經(jīng)濟(jì)價(jià)值為9.17 元·kg-1。樣帶內(nèi)灌叢新增生物量經(jīng)濟(jì)價(jià)值為：

V2000-2007=1532.73 kg×9.17 元·kg-1=14055.13元

V2000-2015=2317.39 kg×9.17 元·kg-1=21250.47元

可以計(jì)算出水資源的投入和產(chǎn)出比。2000—2007年為1∶1.70，2000—2015年為1∶1.435。

2.3.3 樣地潛在生態(tài)恢復(fù)價(jià)值研究 利用植被新增生物量與距河道距離間的方程進(jìn)行研究，首先對(duì)所作的方程進(jìn)行積分計(jì)算，

計(jì)算出該樣帶2007年與2015年理論最大生物量分別68 128.43、118 531 g，并換算成100 m寬樣地的生物量分別為6 812.843、11 853.1 kg。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，2007年與2015年距河道1 000 m左右以內(nèi)植被的平均蓋度分別為17.89%、22.9%，則K2007=1-0.1789=0.8211，K2015=1-0.29=0.71。

V2000-2007=(6812.843kg-1532.73kg)×9.17元·kg-1×0.8211=39756.54元

V2000-2015=(11853.10kg-2317.39kg)×9.17元·kg-1×0.7100=62084.15元

可以計(jì)算出2007年與2015年地下水抬升引起的天然植被總恢復(fù)價(jià)值

C2000-2007=v2000-2007+V2000-2007=53811.67元

C2000-2015=v2000-2015+V2000-2015=83334.62元

2000—2007年、2000—2015年水資源與植被整體恢復(fù)的投入產(chǎn)出比分別為1∶6.507，1∶5.63。

3 討 論

干旱區(qū)水資源在諸多環(huán)境因子中居于首要地位，其變化會(huì)引起環(huán)境中各個(gè)因素的連鎖反應(yīng)[30-31]。植被是干旱區(qū)重要的自然資源，是研究環(huán)境演變與水資源之間關(guān)系的重要依據(jù)[32-34]。塔里木河流域在2000年實(shí)施生態(tài)輸水之前，植被退化嚴(yán)重，沙漠化現(xiàn)象逐漸加劇[35-37]。當(dāng)時(shí)的首要任務(wù)是拯救植被生命系統(tǒng)，而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的途徑就是實(shí)施生態(tài)輸水。自2000年實(shí)施生態(tài)輸水以來(lái)，河道兩側(cè)大量死亡或?yàn)l臨死亡的植被復(fù)蘇，具體表現(xiàn)為蓋度擴(kuò)大與物種多樣性的增加。隨著輸水次數(shù)的增加，植物的響應(yīng)范圍逐漸擴(kuò)大，第一次輸水后，植被對(duì)輸水的響應(yīng)范圍在200～250 m[38]；2014年第15次輸水后，植被對(duì)生態(tài)輸水的響應(yīng)范圍擴(kuò)展到1 000 m以上[39]。大量研究表明河流側(cè)滲的地下水是干旱區(qū)天然植被生存的重要水源[40-41]。塔里木河下游生態(tài)輸水使地下水位升高，并且距河道越遠(yuǎn)升高幅度越小，植被的蓋度也降低。以上研究結(jié)果在本研究中都有所體現(xiàn)，與樊自立等[42]、楊家軍等[43]的研究結(jié)果相同，也與策勒綠洲[44]、額濟(jì)納平原[45]等地區(qū)的研究成果相一致。

植被地上生物量是體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的重要因素[46-47]。研究植被生物量，有助于認(rèn)識(shí)生態(tài)系統(tǒng)的功能和服務(wù)價(jià)值，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的管理與可持續(xù)發(fā)展。在干旱區(qū)，植被地上生物量與地下水間的關(guān)系十分顯著。當(dāng)?shù)叵滤裆钶^淺時(shí)，植物根系與地下水的接觸面積相對(duì)較大，水分較為充足，植被長(zhǎng)勢(shì)較好，單位面積新增生物量較大；隨著地下水埋深的增加，植物根系與地下水的接觸面積越來(lái)越小，水分條件逐漸變差，植被長(zhǎng)勢(shì)逐漸衰弱，單位面積新增生物量減小[48]，這正與本研究的結(jié)果相符合，也與張宏[49]、趙文智[50]研究結(jié)果相同。本研究還得出前八次輸水后植被新增生物量略高于后八次。但是根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，前八次輸水總量為22.6×108m3，后八次輸水總量為24.1×108m3，即前八次生態(tài)輸水量略少于后八次。由此引入一個(gè)新的問(wèn)題：隨著生態(tài)輸水工程的實(shí)施，植被新增生物量會(huì)不會(huì)逐漸下降？因此，以后應(yīng)加強(qiáng)植被新增生物量與生態(tài)輸水間關(guān)系的研究，并根據(jù)植被新增生物量狀況對(duì)輸水方式與輸水規(guī)模進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以保證輸水順利實(shí)施并達(dá)到最優(yōu)生態(tài)恢復(fù)效果。

植被在其生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中向人類提供了許多重要的服務(wù)價(jià)值[51-52]，反映了在生態(tài)恢復(fù)的過(guò)程中整個(gè)服務(wù)的變化過(guò)程。在干旱半干旱地區(qū)，地下水作為天然植被生存與繁衍的重要水資源，它的動(dòng)態(tài)變化不僅造成水資源量的變化，而且還會(huì)引起的地表生態(tài)變化，植被的生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值也隨之發(fā)生變化。塔里木河下游經(jīng)過(guò)生態(tài)輸水和生物措施等綜合治理，植被得到恢復(fù)，植被的生態(tài)服務(wù)價(jià)值總量和單位面積價(jià)值量逐漸升高。植被的恢復(fù)價(jià)值可以分為地表響應(yīng)價(jià)值與潛在恢復(fù)價(jià)值[53]，本研究得出植被的潛在恢復(fù)價(jià)值高于地表響應(yīng)價(jià)值，與徐海量等[28]研究結(jié)果相一致。另外，植被總體恢復(fù)價(jià)值遠(yuǎn)高于水資源投入價(jià)值，說(shuō)明塔里木河下游輸水效益顯著。但是，2000—2007年前八次輸水的產(chǎn)出與投入比值高于2008—2015年的后八次輸水工程，由此產(chǎn)生一個(gè)新的問(wèn)題：在保證合理生態(tài)輸水的狀況下，植被生態(tài)恢復(fù)價(jià)值是否呈減小趨勢(shì)？這與植被新增生物量的研究相對(duì)應(yīng)。由于生態(tài)系統(tǒng)退化的復(fù)雜性與多元化特征，生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與恢復(fù)的研究更為復(fù)雜，利用生態(tài)經(jīng)濟(jì)方法分析輸水過(guò)程中水資源價(jià)值流向等問(wèn)題亟待解決，以便更好地為生態(tài)輸水效益的價(jià)值量化研究提供科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié) 論

1) 本研究分為2000—2007年、2008—2015年兩個(gè)時(shí)間段，研究得出2000—2015年塔里木河下游生態(tài)輸水使距河道一定距離內(nèi)地下水位升高，植被蓋度增加；在距河道1 000 m以外，地下水位升高幅度不明顯，植被蓋度沒(méi)有顯著變化。因此可以得出到2015年第16次生態(tài)輸水的最大影響范圍為1 000 m左右。

2) 隨著距河道距離的增加，植被單位面積累積生物量呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，并且2000—2007年植被新增生物量占2000—2015年植被新增生物量的57.02%；2000—2007年植被新增生物量與距河道距離間呈顯著相關(guān)關(guān)系(R2=0.9637)，2000—2015年植被新增生物量與距河道距離間也呈顯著相關(guān)關(guān)系(R2=0.9445)。

3) 在塔里木河下游的考干斷面，2000—2007年、2008—2015年輸水過(guò)程中在100 m寬、2 000 m長(zhǎng)單側(cè)樣帶內(nèi)投入成本的水資源價(jià)值分別為8 266.5元、14 805元，輸水后地表植被直接響應(yīng)價(jià)值分別是14 055.13元、21 250.47元，地下水抬升的潛在生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值分別是39 756.54元、62 084.15元，植被總體恢復(fù)價(jià)值分別為53 811.67元、83 334.62元，說(shuō)明塔里木河下游輸水工程效益顯著。

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Effects of ecological water conveyance on recovery value of vegetation in the lower reaches of Tarim river

WANG Xi-yi1, XU Hai-liang1, LING Hong-bo1, ZHAO Xin-feng1, PAN Cun-de2, WANG Chu-han2

(1.XinjiangInstituteofEcologyandGeography,ChineseAcademyofSciences,Urumqi,Xinjiang830011,China;2.XinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi,Xinjiang830052,China)

The effects of ecological water conveyance on the recovery value of vegetation in the lower reaches of Tarim river was investigated on the basis of change in biomass of surface vegetation caused by groundwater dynamic change after ecological water conveyance. The long-term monitoring data on groundwater dynamic change and responsiveness of surface vegetation before and after the ecological water conveyance were referenced in the study. The Kaogan section in the lower reaches of Tarim River was selected as the test area. The monitoring and weighing data on the vegetation in October 2000, September to October 2007 and October 2015 were collected in the belt transect, which was 2000 meter long in the way perpendicular to the river channel, and 100 meter wide in the way parallel to the river channel. The computing methods of ecological value quantization home and abroad were referenced, and the response value of surface vegetation and potential value of groundwater lifting were used in calculating the recovery value of surface vegetation after the water conveyance. The results are as follows: ① In the lower reaches of Tarim River, there was an obvious lift in groundwater level because of the ecological water conveyance, and the lift range of groundwater level decreased with the increase in the distance from river, and the same was true for the vegetation coverage; The changes of groundwater level and vegetation coverage were not obvious in the distance 1000 meter away from the river. ② The newly added biomass from 2000 to 2007 accounted for a proportion of 57.02% to the newly added biomass from 2000 to 2015; In addition, the newly added biomass in this two period were all correlated to the distances from river significantly. ③ According to 16 groups of monitoring data of ecological water conveyance, in the period from 2000 to 2007 and the period from 2000 to 2015, the value of water resource invested because of water conveyance at the belt transect were 8 266.5 yuan and 14 805 yuan respectively, and the whole recovery value of vegetation after water conveyance were 53 811.67 yuan and 83 334.62 yuan, with the input-output ratio being 1∶6.507 and 1∶5.63 respectively, which indicated the economic benefit of ecological water conveyance was very obvious.

recovery value of vegetation； groundwater； ecological water conveyance； the lower reaches of Tarim River

1000-7601(2017)04-0160-07

10.7606/j.issn.1000-7601.2017.04.24

2016-05-20

國(guó)家科技部基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)(2015FY110500-16)；國(guó)家自然科學(xué)基金(31370551，41471099，31400466)；中國(guó)科學(xué)院“西部之光”人才培養(yǎng)計(jì)劃(XBBS-2014-13)

王希義(1987—)，男，山東濱州人，博士研究生，主要從事生態(tài)需水與恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究。 E-mail:binzhouwxy@163.com。

徐海量，博士，研究員，碩士生導(dǎo)師，主要從事恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究。 E-mail：xuhl@ms.xjb.ac.cn。

Q948.1

A