塔里木河下游胡楊徑向生長與水文的響應

劉海蘭++葉茂

摘 要：借助樹木水文學的方法，文章以對塔里木河下游主要建群植物胡楊年輪的生長量變化進行深入分析。結果顯示：（1）塔里木河下游生態輸水后，胡楊樣枝年輪生長量變化明顯，說明輸水對胡楊生長量的影響是顯著的和積極的；并表現出明顯的時空動態變化規律；（3）胡楊樣枝的中部和底部年輪徑向生長量之間的相關性顯著，主枝頂部和側枝頂部以及主枝中部和側枝中部之間的相關性顯著；（4）隨著輸水時間的延續，樣枝胡楊主枝和側枝徑向生長量呈上升趨勢；而且胡楊樣枝不同部位徑向生長量年際變化規律呈上升趨勢，這充分說明塔里木河下游實施的生態輸水工程對胡楊生長量的影響是顯著的和積極的。

關鍵詞：塔里木河下游 生態輸水 胡楊年輪 胡楊生長量

中圖分類號：S7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（a）-0119-02

樹木的生長與立地環境密切相關并受氣候變化的影響，樹木年輪寬度作為反映氣候與環境變化的一個重要參數，在過去氣候環境研究中的重要性已被科學界廣泛認可[2]。樹木年輪寬度可以反映樹木在外界環境影響下的生長情況， 樹木通過在生長輪寬度中產生變化來揭示樹木對水分有效性變化的響應。[1-3]樹木年輪寬度的增加與溫度、降水、太陽輻射、CO2濃度等氣候因子有著復雜的相關關系。[4]雖然樹木年輪分析的方法在很多領域的研究成果已得到廣泛的認可，但是在類似塔里木河流域這樣一個脆弱的生態系統中，作為世界范圍少有的塔里木河下游生態輸水工程，其在水資源轉移和對沿河一定范圍內植被群落的影響上都是顯著的。塔里木河下游卡爾達依地區最重要的建群植物是胡楊，該文就將對它的主枝和側枝相關性，生長量如何變化進行詳細探討。

1 區域概況

塔里木河下游是指從大西海子水庫至臺特馬湖，地理坐標：東經86°37′23″～88°30′00″，北緯39°24′08″～41°03′40″[6]。塔里木河下游的生態資源處于嚴重受損區，植被資源以疏林地和低覆蓋草地為主，整個植被總體呈嚴重衰退趨勢。如果不及時治理，環境惡化速度會越來越快，最終也很難實現塔里木河生態、保護綠色走廊的目標。所以，應急向大西海子水庫以下輸送一定的生態水量，對于提高河道兩岸地下水位，遏制生態劣變的趨勢，是十分重要的。

2 研究方法

2.1 胡楊樣品選擇

由于塔里木河下游長期斷流，胡楊的樹干普遍空朽，無法解析或取樣測定樹干年輪，但胡楊的一級樣枝可以作為樹木生長恢復和年輪分析研究的樣本[8]，因此，選取塔里木河下游三個斷面，共選取胡楊56棵，在每株胡楊樹冠不同部位（中部和底部）及截取樣枝，并對胡楊樣本和樣枝進行編號。取樣的位置和樣木/枝數見表1。

2.2 樣品處理和數據獲取

將采集的樣枝基部截取1-2cm厚的圓盤3片，進行打磨、拋光等預處理后將樣品掃描入計算機，利用AUTOCAD軟件對大量圖片進行處理，繪制出樹木年輪的曲線。定年采用交叉定年法進行（李江風，2000）。用LINTAB樹木年輪分析儀器（分辨率0.001，德國）測量胡楊樣枝年輪寬度并處理數據。

2.3 數據處理方法

將測量數據通過Excel2003和SPSS160軟件進行處理。將1992-1999年的胡楊主干徑向生長量平均值看作是輸水前胡楊主干徑向生長量，而2000-2008年胡楊主干徑向生長量平均值看作是輸水后胡楊主干徑向生長量。

3 結果與分析

3.1 不同部位胡楊徑向生長量年際變化

3.1.1 胡楊徑向生長量中部年際變化規律

圖1是卡爾達依斷面E1樣地的胡楊年輪中部徑向生長量變化曲線。E1樣地距離河道距離為50m。胡楊年輪徑向生長量的中部和年際變化呈上升趨勢。2000年之前其徑向生長量變化不大，主要在0.5～1.2范圍之間變化，從2000年開始輸水，2000年-2003年之間其徑向生長量呈上升趨勢，并在2003年達到最大值—3.10 mm，但2003年-2005年卻明顯呈下降趨勢，這很可能是由于當時的氣候、人為干擾以及胡楊對輸水的一個響應過程等因素造成的。

3.1.2 胡楊徑向生長量底部年際變化規律

圖2是卡爾達依斷面E1樣地的胡楊年輪底部徑向生長量變化曲線。E1樣地距離河道距離為50 m。從圖上看，胡楊年輪徑向生長量的底部和年際變化呈上升趨勢。2000年之前其徑向生長量變化不大，主要在0.5～0.8 mm范圍之間上下變化，從2000年-2003年其徑向生長量呈上升趨勢，且2003年為最大值3.54 mm，明顯大于胡楊樣枝中部的生長量，但2003年-2005年開始呈下降趨勢，這變化規律和胡楊樣枝中部基本一致。這說明胡楊樣枝中部和底部年輪徑向生長對水的響應具有一致性。

3.2 底部和中部關系

圖3是卡爾達依斷面E1樣地的胡楊年輪中部和底部徑向生長量變化曲線。E1樣地距離河道距離為50 m。為了探討兩者定量關系如何，將喀爾達依斷面E1樣地的胡楊樣枝的年輪中部和底部數據做圖分析，從圖上看，胡楊年輪的中部和底部的年際變化趨勢保持較好的一致性，可以看出胡楊年輪中部和底部相關性強。（圖3）胡楊年輪中部和底部的相關方程可表示為Y=1.1839X-0.4194，R=0.8727；其中X表示胡楊年輪的徑向生長量（中部）；Y表示胡楊年輪的徑向生長量（底部）。

3.3 主枝與側枝關系

圖4是卡爾達依斷面E4樣地的胡楊年輪主枝頂部和側枝頂部徑向生長量變化曲線。E4樣地距離河道距離為500 m。（圖4）胡楊年輪主枝頂部和側枝頂部的相關方程可表示為Y=1.4445X-0.2201，R=0.8147；其中X表示胡楊年輪的徑向生長量（主枝頂部）；Y表示胡楊年輪的徑向生長量（側枝頂部）。從圖上可以看出樣枝主枝和側枝年輪生長量相關性也很強。endprint

4 結語

經過上述分析研究，可以總結出以下3方面：

（1）塔里木河下游生態輸水前后（2000年開始輸水），胡楊樣枝年輪生長量變化明顯。胡楊年輪的主枝和側枝的年際變化趨勢保持較好的一致性，而且輸水胡楊年輪生長量較高，這充分說明塔里木河下游實施的生態輸水工程對胡楊生的長量有較為顯著的影響。

（2）開始輸水時（2000年開始輸水）， 隨著輸水次數的增加，胡楊年輪生長量也隨之增加，這充分證明輸水對胡楊樣枝年輪生長量也有較為明顯的作用。在近5年生態輸水過程中，2001年、2002年和2003年輸水水量很大，而且輸水水量逐年增加，胡楊年輪生長量也隨之增加，2003年達到最大值。

（3）樣枝胡楊年輪中部和底部徑向生長量從2000后明顯呈上升趨勢，2003年達到最大值，并且2003年之前胡楊年輪中部徑向生長量大于底部徑向生長量，2003年之后胡楊年輪中部徑向生長量小于底部徑向生長量。這表明胡楊樣枝年輪生長量的時空差異具有復雜性和突變性，可能與當地的地形、氣候等有關。

參考文獻

[1] 鄧銘江.塔里木河下游應急輸水的水生態環境響應[J].水科學進展，2005（4）：113-118.

[2] 阮曉，王強，陳亞寧，等.塔里木河流域荒漠河岸植物對應急輸水的生理響應[J].生態學報，2005（8）：138-145.

[3] 玉米提.哈力克，柴政，羅淑政，等.新疆塔里木河下游胡楊樹高生長量及其空間分布研究[J].干旱區資源與環境，2008（5）：189-193.

[4] 徐海量，宋郁東，陳亞寧.塔里木河中下游地區不同地下水位對植被的影響[J].植物生態學報，2004（3）：119-124.

[5] 葉茂，徐海量，宋郁東，等.塔里木河流域水資源利用面臨的主要問題[J].干旱區研究，2006（3）：10-14.

[6] 宋郁東，樊自立，雷志棟.中國塔里木河水資源與生態問題研究[M].烏魯木齊：新疆人民出版社，2000.

[7] 吐爾遜·哈斯木，瓦哈甫·哈力克，艾力克木·哈德爾，等.塔里木河下游生態輸水前后生態與環境的動態變化研究[J].干旱區資源與環境，2007（4）：44-49.

[8] 郭英杰，許英勤，馬彥華.新疆塔里木河下游應急輸水的生態效益[J].干旱區地理，2002，（3）：46-49.

[9] 孫濤，李紀人，杜龍江.塔里木河下游應急輸水前后生態變化遙感監測分析[J].中國水利水電科學研究院學報，2004，2（3）：179-183.

[10] 李江風，袁玉江，由希堯.樹木年輪水文學研究與應用[M].北京：科學出版社， 2000：1-8.endprint

4 結語

經過上述分析研究，可以總結出以下3方面：

（1）塔里木河下游生態輸水前后（2000年開始輸水），胡楊樣枝年輪生長量變化明顯。胡楊年輪的主枝和側枝的年際變化趨勢保持較好的一致性，而且輸水胡楊年輪生長量較高，這充分說明塔里木河下游實施的生態輸水工程對胡楊生的長量有較為顯著的影響。

（2）開始輸水時（2000年開始輸水）， 隨著輸水次數的增加，胡楊年輪生長量也隨之增加，這充分證明輸水對胡楊樣枝年輪生長量也有較為明顯的作用。在近5年生態輸水過程中，2001年、2002年和2003年輸水水量很大，而且輸水水量逐年增加，胡楊年輪生長量也隨之增加，2003年達到最大值。

（3）樣枝胡楊年輪中部和底部徑向生長量從2000后明顯呈上升趨勢，2003年達到最大值，并且2003年之前胡楊年輪中部徑向生長量大于底部徑向生長量，2003年之后胡楊年輪中部徑向生長量小于底部徑向生長量。這表明胡楊樣枝年輪生長量的時空差異具有復雜性和突變性，可能與當地的地形、氣候等有關。

參考文獻

[1] 鄧銘江.塔里木河下游應急輸水的水生態環境響應[J].水科學進展，2005（4）：113-118.

[2] 阮曉，王強，陳亞寧，等.塔里木河流域荒漠河岸植物對應急輸水的生理響應[J].生態學報，2005（8）：138-145.

[3] 玉米提.哈力克，柴政，羅淑政，等.新疆塔里木河下游胡楊樹高生長量及其空間分布研究[J].干旱區資源與環境，2008（5）：189-193.

[4] 徐海量，宋郁東，陳亞寧.塔里木河中下游地區不同地下水位對植被的影響[J].植物生態學報，2004（3）：119-124.

[5] 葉茂，徐海量，宋郁東，等.塔里木河流域水資源利用面臨的主要問題[J].干旱區研究，2006（3）：10-14.

[6] 宋郁東，樊自立，雷志棟.中國塔里木河水資源與生態問題研究[M].烏魯木齊：新疆人民出版社，2000.

[7] 吐爾遜·哈斯木，瓦哈甫·哈力克，艾力克木·哈德爾，等.塔里木河下游生態輸水前后生態與環境的動態變化研究[J].干旱區資源與環境，2007（4）：44-49.

[8] 郭英杰，許英勤，馬彥華.新疆塔里木河下游應急輸水的生態效益[J].干旱區地理，2002，（3）：46-49.

[9] 孫濤，李紀人，杜龍江.塔里木河下游應急輸水前后生態變化遙感監測分析[J].中國水利水電科學研究院學報，2004，2（3）：179-183.

[10] 李江風，袁玉江，由希堯.樹木年輪水文學研究與應用[M].北京：科學出版社， 2000：1-8.endprint

4 結語

經過上述分析研究，可以總結出以下3方面：

（1）塔里木河下游生態輸水前后（2000年開始輸水），胡楊樣枝年輪生長量變化明顯。胡楊年輪的主枝和側枝的年際變化趨勢保持較好的一致性，而且輸水胡楊年輪生長量較高，這充分說明塔里木河下游實施的生態輸水工程對胡楊生的長量有較為顯著的影響。

（2）開始輸水時（2000年開始輸水）， 隨著輸水次數的增加，胡楊年輪生長量也隨之增加，這充分證明輸水對胡楊樣枝年輪生長量也有較為明顯的作用。在近5年生態輸水過程中，2001年、2002年和2003年輸水水量很大，而且輸水水量逐年增加，胡楊年輪生長量也隨之增加，2003年達到最大值。

（3）樣枝胡楊年輪中部和底部徑向生長量從2000后明顯呈上升趨勢，2003年達到最大值，并且2003年之前胡楊年輪中部徑向生長量大于底部徑向生長量，2003年之后胡楊年輪中部徑向生長量小于底部徑向生長量。這表明胡楊樣枝年輪生長量的時空差異具有復雜性和突變性，可能與當地的地形、氣候等有關。

參考文獻

[1] 鄧銘江.塔里木河下游應急輸水的水生態環境響應[J].水科學進展，2005（4）：113-118.

[2] 阮曉，王強，陳亞寧，等.塔里木河流域荒漠河岸植物對應急輸水的生理響應[J].生態學報，2005（8）：138-145.

[3] 玉米提.哈力克，柴政，羅淑政，等.新疆塔里木河下游胡楊樹高生長量及其空間分布研究[J].干旱區資源與環境，2008（5）：189-193.

[4] 徐海量，宋郁東，陳亞寧.塔里木河中下游地區不同地下水位對植被的影響[J].植物生態學報，2004（3）：119-124.

[5] 葉茂，徐海量，宋郁東，等.塔里木河流域水資源利用面臨的主要問題[J].干旱區研究，2006（3）：10-14.

[6] 宋郁東，樊自立，雷志棟.中國塔里木河水資源與生態問題研究[M].烏魯木齊：新疆人民出版社，2000.

[7] 吐爾遜·哈斯木，瓦哈甫·哈力克，艾力克木·哈德爾，等.塔里木河下游生態輸水前后生態與環境的動態變化研究[J].干旱區資源與環境，2007（4）：44-49.

[8] 郭英杰，許英勤，馬彥華.新疆塔里木河下游應急輸水的生態效益[J].干旱區地理，2002，（3）：46-49.

[9] 孫濤，李紀人，杜龍江.塔里木河下游應急輸水前后生態變化遙感監測分析[J].中國水利水電科學研究院學報，2004，2（3）：179-183.

[10] 李江風，袁玉江，由希堯.樹木年輪水文學研究與應用[M].北京：科學出版社， 2000：1-8.endprint