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鄂尔多斯盆地矿产资源丰富,是我国21世纪新兴的能源化工基地。由于盆地地处我国干旱-半干旱区,水资源缺乏和生态环境脆弱是制约国家能源基地建设的主要瓶颈。随着能源和矿产资源开发力度的加大,地下水资源的开发利用规模也日益加剧,如何在保护生态环境的理念下,合理开发利用地下水已成为社会可持续发展中必须解决的重大问题。
海流兔河流域地处鄂尔多斯盆地北部,该区植被生态系统与地下水关系密切,在鄂尔多斯盆地具有较强的代表性。本文选择海流兔河流域为研究区,在亚洲基金项目《中荷合作水与生态系统关系研究》的资助下,针对研究区地下水与植被生态的关系,优势植被(沙柳)对地下水的依赖程度,如何定量描述这种关系等科学问题,开展相关研究。本文针对地下水与植被生态关系问题,重点对以下内容进行了分析研究:
1、研究沙柳蒸腾消耗的地下水量;
2、厘定沙柳蒸腾水分来源的比例;
3、分析沙柳根系吸水对包气带水分运移的影响。
研究内容属生态水文地质学前沿,研究成果具有重要的理论和实际意义。根据以上研究内容,以环境科学、地下水科学、生态学、土壤水动力学理论为指导,采用资料收集与分析、野外调查、原位实验、样品采集与测试、数值模拟等技术路线和技术方法,系统分析了沙柳与地下水的关系,并得到以下认识:
1、基于利用White方法计算2010年10月4-5日、10月8-9日小区域内沙柳的蒸腾量分别为10.3mm/d,4.97mm/d,11.08mm/d,11.42mm/d;
2、Sapflow实测计算出沙柳蒸腾量分别为(监测时段为2010年10月4-5日、10月8-9日)8.78mm/d,8.62mm/d,10.04mm/d,8.59mm/d,结果比White方法计算值小;
3、同位素示踪法计算出沙柳蒸腾水分来源:土壤水占63.85%、地下水占36.15%;依据混合比例和Sapflow实测沙柳蒸腾量得出2010年9月5日沙柳蒸腾消耗的地下水量为4.38mm、土壤水量为7.73mm;10月2日沙柳蒸腾消耗的地下水量为2.03mm、土壤水量为3.59mm;
4、实测沙柳生长条件下的剖面含水率显示,20cm-90cm含水率日变化较有规律,结合包气带水分运移数值仿真模拟分析,认识到该层位受沙柳根系吸水影响较大。