流域分水对额济纳荒漠河岸林径向生长影响的树轮学评估

It is becoming a research hotspot that the influence of a series of water allocation projects and ecology management measures on riparian zones, because of the increasing ecological deterioration in the downstream areas of the inland river basin in arid area. However, the noteworthy limitation of those studies on riparian forest growth and the influence of water allocation on it, is the lack of wide-spatial and long-temporal approach. The dendrochronological studies based on both tree and shrub could provide a method for it. Therefore, used the dendrochronological methods, this project will be carried out in the Ejina Oasis, in the lower reaches of Heihe River basin. This project aims to research the radial growth characteristic of the dominant tree and shrub species (Populus euphratica and Tamarix ramosissima) parallel with and vertical to the river, and their response to climate and hydrology change. Combined with the study of water allocation history in the Heihe River basin, this project also aims to evaluate the influence of water allocation on radial growth of trees and shrubs in riparian forest. Ultimately, we wish to provide new information for the management of riparian forests, oasis and water recourse.

随着干旱区内陆河下游生态退化问题的日趋严重和一系列流域分水及生态治理计划的实施，其对荒漠河岸带的影响成为该区研究的热点之一。但目前仍缺乏兼具空间尺度广、时间跨度长的方法研究河岸林生长演变历史并评估流域分水的影响，乔灌木结合的树木年轮学研究是探讨该问题的有效手段。本项目拟以黑河流域下游额济纳绿洲主要乔灌木树种（胡杨、多枝柽柳）为研究对象，利用树木年轮学的相关方法和手段，从胡杨、多枝柽柳在垂直河道、沿河道方向上径向生长特征出发，深入研究胡杨、多枝柽柳对气候水文变化的响应特征。基于绿洲主体胡杨、多枝柽柳的径向生长演化规律及流域分水历史研究，评估流域分水对河岸林树木径向生长的影响，旨在为区域河岸林管理、绿洲管理乃至水资源管理提供新思路。

近几十年来，随着干旱区内陆河下游因中游来水减少导致的土地退化、生物多样性锐减、湖泊干涸等问题的日趋严重，一系列流域分水计划开始实施。流域分水计划对内陆河下游荒漠河岸带的影响成为研究热点之一。与近二三十年的定点观测或面域遥感研究相比，树木年轮学可提供兼具空间尺度广、时间跨度长的研究方法。额济纳绿洲荒漠河岸林位于黑河下游沿河地带，对区域环境变化敏感，其健康发展是该区生态、经济可持续发展的基础。本研究在额济纳共采集27个样点的胡杨树芯样本和11个多枝柽柳的树盘样本，覆盖了整个绿洲河岸林分布区。经实验室处理、数据分析后建立了25条单样点的轮宽年表及一条反映整个绿洲胡杨径向生长波动的区域轮宽年表。轮宽年表与当地降水、温度、干旱指数、地下水埋深和径流量的相关分析结果显示，径流补给的地下水埋深是限制胡杨树干径向生长的主要因素。区域轮宽年表（1876-2017年）与黑河上游出山口径流的对比研究发现了额济纳绿洲树木径向生长存在两个大幅衰退的时期：1942-1951年和2000年前后。1942-1951年的生长衰退应该是当时绿洲内部两大支流的分水造成的。2000年前后的生长衰退与黑河中游地表来水量减少相关。同时，上游出山口径流在1999年之后的增加速率高于下游河岸林生长的增加速率。结合中下游耕地面积增加、中游地下水埋深增加、流域蒸发量增加的现状，本研究认为流域水资源的可持续利用依然面临挑战。为了深入了解额济纳绿洲所在的阿拉善荒漠与附近贺兰山、哈思山及祁连山气候水文的时空变化，我们利用该区的43个气象站点的气象数据进行分析，发现祁连山区的降水、相对湿度和平均标准化降水蒸散指数的波动与阿拉善中西部地区相似，贺兰山和哈思山的气候水文条件与阿拉善东部相似。本研究是基于荒漠河岸林主要乔木和灌木树种进行的轮学研究，从近百年尺度上揭示了黑河下游河岸林径向生长对人类主导的分水计划的响应，为干旱半干旱区内陆河流域的水资源可持续管理提供了理论支撑。