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脆弱生态系统复杂性表征及调控指标分析——以塔里木河流域为例

作　者: 刘新春
导　师: 任光耀
学　校: 新疆大学
专　业: 环境科学
关键词: 调控指标脆弱生态系统复杂性表征塔里木河流域恢复与重建
分类号: X171
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

塔里木河流域是新疆荒漠化最严重的地区之一，由于近50年来人类不合理的水土资源和生物资源的开发利用，导致了当地的生态环境问题日趋严峻。塔里木河流域生态环境十分脆弱，而这种脆弱性是在长期的自然作用过程及人类活动干预下形成的。在国家加快西部地区开发步伐的历史条件下，探讨塔里木河流域生态环境脆弱性及植被的恢复和重建，正确认识塔里木河流域生态环境脆弱性的本质特征，对于干旱区内陆河流域水资源利用、生态环境保护和社会经济的可持续发展具有重大现实意义。在分析以塔里木河为代表的内陆河流域脆弱生态环境特征的基础上，利用环境经济学中相关理论更新资源的优化管理，讨论了干旱区资源开发和利用的最优化管理；从离散时间动力学系统的调控因子出发，分析了干旱区荒漠植被缀块与微域环境之间的关系。分析得出在荒漠植被恢复与重建的调控因子中主要取决于人类活动及人类控制下生态用水的时空分布的变化，并从生态系统与环境的物质交换方面给予上述结论的理论证明。如果仅有自然干扰而没有人类大规模的经济活动干扰，荒漠-绿洲生态系统的恒定状态，不论它原来是平衡状态还是非平衡状态，它的稳定性都是不会遭到破坏的。在讨论植被恢复与重建对策的调控时，先分析了荒漠-绿洲生态系统中植被分布的统计自相似性，由随机性和空间分布的不均匀性构成的荒漠植被缀块具有普遍性，这一特征表明荒漠植被种群具有多重分形性质。在干旱荒漠区虽然存在混交生长的现象，但是混交生长的种群间不相关。在恢复重建荒漠植被时可以充分利用各种耐旱植被，包括有很好经济效益的耐旱植被，不必担忧植被间的相互制约关系，扩大种群多样性，有利于稳定发展。在荒漠植被中存在明显的非线性动力学行为，在此基础上引入单种群动力学模型并选取了植被分布结构稳定性调控指标参数。充分分析了调控指标参数在不同范围变化时植被恢复的具体情况，为政府及实施工程提供植被恢复和重建的理论方案。在本文的最后，通过具体的数据分析了调控因子中的政府控制手段的力度，科技投入力度，经济支持力度及生态用水对植被恢复和重建的影响。结论得出：近几年来，在塔里木河流域的综合治理过程中，政府的调控力度逐年增大，从事科技研究工作人员及科研经费的投入每年在增多，经济的投入力度也在增强，人为控制下的生态输水工程顺利进行;塔里木河流域的生态环境得到很好的控制，植被恢复和重建也出现明显的效果。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第一章前言  9-12
  1.1 选题来源  9
  1.2 研究意义和目的  9-12
第二章研究区概况  12-22
  2.1 自然资源状况  13-20
    2.1.1 塔里木河流域地形、地貌  13-14
    2.1.2 气候资源  14-15
    2.1.3 水资源  15-17
      2.1.3.1 地表水资源  15-16
      2.1.3.2 地下水资源  16
      2.1.3.3 降水  16-17
      2.1.3.4 水资源总量  17
    2.1.4 土地资源  17-18
      2.1.4.1 土壤条件  17-18
    2.1.5 森林资源  18-19
    2.1.6 草地资源  19-20
  2.2 社会经济条件概况  20
  2.3 生态环境状况  20-22
第三章脆弱生态环境和恢复对策研究进展  22-26
  3.1 国内外脆弱生态环境研究现状  22-24
  3.2 塔里木河流域脆弱生态环境研究的进展  24-26
第四章荒漠植被动力学及恢复对策因子的选择  26-58
  4.1 更新资源的优化管理  26-34
  4.2 离散时间动力学系统的调控因子  34-40
    4.2.1 植被缀块与微域环境关系  35-40
  4.3 恢复对策中重要因子确定的依据  40-43
  4.4 恢复对策中重要因子确定的理论证明  43-57
  4.5 本章小结  57-58
第五章植被恢复与重建对策的调控分析  58-74
  5.1 荒漠-绿洲中植被分布的统计自相似性  58-59
  5.2 种群间的相互关系及个体空间分布格局  59
  5.3 荒漠植被种群的多重分形  59-63
    5.3.1 多重分形的计算方法  59-63
    5.3.2 分形在生态学中的意义  63
  5.4 荒漠植被中的非线性动力学行为  63-66
  5.5 植被分布结构稳定性调控指标分析  66-73
    5.5.1 模型的引入与调控指标的选取  66-70
    5.5.2 X_n的局部结构稳定性和倍周期分岔特性变化规律  70
    5.5.3 X_n稳定与失稳的因子调控数值范围  70-73
  5.6 本章小结  73-74
第六章调控因子对植被恢复的影响分析  74-83
  6.1 塔里木河下游生态应急输水概况  74-77
    6.1.1 前四次输水情况  75-76
    6.1.2 第五次输水情况  76
    6.1.3 第六次输水情况  76-77
  6.2 经济支持力度、科技投入及政府调控手段  77-80
    6.2.1 科技投入及政府调控手段  77-79
    6.2.2 经济支持力度  79-80
  6.3 五次应急输水的成效分析  80-82
    6.3.1 地下水位及分布范围的变化  81
    6.3.2 植被环境的改善  81-82
  6.4 本章小结  82-83
参考文献  83-87
附录一文中图标题揽  87-88
附录二硕士期间发表论文  88-89
致谢  89

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