王磊,方維萱,劉增仁,魯佳,張立新
(1.有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心,北京 100012;2.昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院,云南昆明 650093)
新疆烏恰康蘇地區(qū)為典型干旱荒漠生態(tài)脆弱區(qū),同時(shí)也是中國(guó)重要的有色金屬資源基地,實(shí)現(xiàn)康蘇地區(qū)生態(tài)-環(huán)境-資源的協(xié)調(diào)發(fā)展,是中國(guó)生態(tài)文明建設(shè)和“一帶一路”重要支撐點(diǎn)。如何實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明建設(shè)、資源開(kāi)發(fā)、找礦突破與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展共贏,是實(shí)現(xiàn)烏恰地區(qū)精準(zhǔn)扶貧的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。生態(tài)環(huán)境資源功能區(qū)劃(楊愛(ài)民等,2008;鄧銘江等,2017)在生態(tài)水文分區(qū)、生態(tài)環(huán)境分區(qū)、礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)分區(qū)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)要素分區(qū)耦合的基礎(chǔ)上優(yōu)化勘查開(kāi)發(fā)布局,有效實(shí)現(xiàn)“綠水青山就是金山銀山”。
生態(tài)水文分區(qū)根據(jù)尺度不同,提取要素不同(王根緒等,2005;楊愛(ài)民等,2008)。一般中大尺度以氣候變化為主,中小尺度多受地形地貌-土壤-水-植被影響(王蔚華等,2014;高瑞睿等,2017)。前人(樊自立等,2000;黃金廷等,2008,2011;唱彤,2013;陳海燕和陳亞寧,2015;李文江,2016)主要從中大尺度上以地形地貌、土地利用現(xiàn)狀、土壤類型、氣候與植被、水資源、人類活動(dòng)等要素利用地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感(RS)、聚類分析等綜合方法劃分生態(tài)水文區(qū)。干旱適生植物分區(qū)及荒漠綠洲可直接指示水文地質(zhì)特征,是生態(tài)水文分區(qū)的重要依據(jù)(羅格平等,2003;萬(wàn)力等,2005;王朗等,2009;王強(qiáng)民,2016)。在生態(tài)水文分區(qū)的基礎(chǔ)上研究新疆干旱荒漠區(qū)生態(tài)綠洲與水-巖-土-植耦合關(guān)系,可探索山地-綠洲-荒漠穩(wěn)定性和變異性(肖魯湘等,2005;劉強(qiáng)等,2007;陳曦和羅格平,2008;貢璐等,2009;王瑾杰等,2016)。植被類型和植物群落是生態(tài)環(huán)境變化最直接的指示劑,對(duì)新疆干旱荒漠區(qū)的水源涵養(yǎng)、防風(fēng)固沙、環(huán)境保護(hù)具有不可替代的作用(王朗等,2009;王強(qiáng)民,2016;鄧銘江等,2017)。該文結(jié)合前人研究,采用遙感解譯、水文地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)填圖、生態(tài)樣方測(cè)量等方法,進(jìn)行康蘇地區(qū)三幅1 ∶5 萬(wàn)生態(tài)環(huán)境資源綜合調(diào)查,研究水體-植被-土壤-基巖等景觀異質(zhì)性,調(diào)查研究區(qū)水文地質(zhì)特征、植被類別與水資源對(duì)應(yīng)關(guān)系、植被蓋度與綠洲生態(tài)、耐鹽植物與土壤鹽堿化等,采用疊加分析劃分烏恰-康蘇地區(qū)生態(tài)水文區(qū),探索水-土-植與綠洲生態(tài)關(guān)系,以期對(duì)烏恰-康蘇地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)、有色金屬資源基地建設(shè)、綠洲生態(tài)穩(wěn)定及生態(tài)功能區(qū)劃提供科學(xué)合理的依據(jù)。
新疆烏恰-康蘇地區(qū)位于烏恰縣西北群山之中,東南北三面與黑孜葦鄉(xiāng)接壤,西與吾合沙魯鄉(xiāng)為鄰(圖1)。面積14.45 km2(林地61.66 Hm2,草地88.99 Hm2),地處東經(jīng)74°36′~75°01′,北緯39°29′~39°43′。該區(qū)為典型的中溫帶大陸性干旱氣候,日照率57%~70%。氣溫年際變化在-24~34.6℃,平均氣溫7.4℃。降水量變化在87.1~326.4 mm,年平均降水量181.6 mm,年平均蒸發(fā)量為2600.5 mm,為降水量的14.3 倍。海拔1800~4200 m,屬高中山干旱荒漠地貌景觀區(qū),具高中山景觀-中山景觀-山間沖積扇-盆地-綠洲-河谷垂直分帶特征。地勢(shì)北高南低,高中山區(qū)基巖裸露,稀疏草原覆蓋,沖積扇-盆地多為砂礫土中高植被覆蓋??堤K河、庫(kù)孜拱河由北向南流入克孜勒蘇河(圖1),其它多為季節(jié)性河流,砂礫-泥砂等沖積物發(fā)育。地帶性建群物種主要為荒漠植被,以鹽生耐旱植物群落為主。優(yōu)勢(shì)植物主要有: 胡楊(Populuseuphratica Oliv.)、沙棗(Elaeagnus angustifolia L.)、梭梭(Haloxylon ammodendron)、堿蓬(Suaeda salsa)、白刺(Acanthopanax gracilistylus W.W.Smith)、紅柳(Tamarix ramosissima)、鹽生草(Halogeton glomeratus(Bieb.)C.A.Mey)、黑枸杞(Lycium ruthenicum Murr)、麻黃草(Ephedra sinica Stapf)、駱駝刺(Alhagi sparsifolia Shap)、沙棘(Hippophae rhamnoides Linn)、鹽生假木賊(Anabasis salsa)、矮沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus(Maxim.ex Kom.)Cheng f)、蘆葦(Phragmites australias Trin)、堿蓬(Suaeda glauca(Bunge)Bunge)、甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch)等。
圖1 新疆烏恰地區(qū)地貌三維圖及河流分布圖
本次調(diào)查評(píng)價(jià)方法為三因素疊加評(píng)價(jià)方法。首先,進(jìn)行調(diào)查評(píng)價(jià)區(qū)景觀異質(zhì)性填圖和基礎(chǔ)調(diào)查研究,對(duì)烏恰幅(烏恰-康蘇地區(qū))進(jìn)行路線水文地質(zhì)調(diào)查和面積性水文地質(zhì)填圖,基本查明區(qū)域水工環(huán)地質(zhì)條件,對(duì)水體、泉水露頭和基巖區(qū)進(jìn)行研究和采樣。在上述野外實(shí)際調(diào)查期間,進(jìn)行1 ∶5 萬(wàn)水文地質(zhì)剖面測(cè)量和典型基巖-土壤-植物剖面測(cè)量,進(jìn)行地表徑流、地下水露頭觀測(cè)。其次,采用生態(tài)樣方測(cè)量進(jìn)行微景觀和生境測(cè)量,研究基巖-土壤-水體-溫度-氣候等生境關(guān)系耦合機(jī)制,植物樣方統(tǒng)計(jì)采用1 m×1 m~5 m×5 m 規(guī)格,觀測(cè)記錄植物生境特征、植物物種、群落蓋度、根莖葉等植物生長(zhǎng)參數(shù)測(cè)量、土壤和基巖特征,并進(jìn)行樣品采集分析。第三,在水文地質(zhì)調(diào)查和生態(tài)樣方測(cè)量的基礎(chǔ)上,基于DEM 分布,收集2014 年土地利用狀況和2016 年8月植被覆蓋度,結(jié)合克孜勒蘇統(tǒng)計(jì)年鑒2015,烏恰縣志等資料綜合對(duì)比研究,進(jìn)行生態(tài)水文景觀類型分區(qū)研究,開(kāi)展三因素疊加評(píng)價(jià)建立生態(tài)水文景觀單元。
水體樣品采集測(cè)試:水樣主要采集雪融水、基巖裂隙水、泉水、礦坑涌水及農(nóng)田積水,樣量2×2.5 L,分析Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42+、HCO3-以及溶解性總固體、TDS 等。測(cè)試單位國(guó)土資源部烏魯木齊礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心。
土壤樣品測(cè)試:由華北有色地質(zhì)勘查局燕郊中心實(shí)驗(yàn)室完成,采集相應(yīng)植被的B-C 層土壤樣品,重量>500g,分析pH 值、水溶性鹽、總硫(S)、有機(jī)碳(C)、全磷(P)、銨態(tài)氮(N)、硼(B)、鐵(Fe)、鉬(Mo)、錳(Mn)、鎂(Mg)。
遙感數(shù)據(jù)采用Landsat7 ETM、SPOT-5(2015-07)數(shù)據(jù)結(jié)合,Landsat7 ETM 來(lái)自美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局,SPOT-5 來(lái)源AIRBUS。DEM、土地利用及植被覆蓋度由遙感影像提取并處理??俗卫仗K統(tǒng)計(jì)年鑒2015,烏恰縣志由烏恰縣國(guó)土局提供。
3.1.1 生態(tài)區(qū)劃
根據(jù)生態(tài)景觀異質(zhì)性原理,結(jié)合地貌類型、植被類型(圖2),將烏恰幅劃分為高中山荒漠(植被覆蓋度<5%)、中山草原(高、中、低密度草原)、荒漠綠洲(人造綠洲與天然綠洲)、水域生態(tài)系統(tǒng)(雪山、康蘇河、康蘇水庫(kù)等)。結(jié)合土地類型,增加農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、城鄉(xiāng)-工礦-居民生態(tài)系統(tǒng)。
3.1.2 植被分區(qū)
根據(jù)植物種類、個(gè)體外貌結(jié)構(gòu)、生境特征、景觀類型和空間異質(zhì)性(圖3),以建群優(yōu)勢(shì)物種和景觀異質(zhì)性為主劃分為:①高山區(qū)絹蒿群系;②中山-沖洪積扇區(qū)麻黃草群系、白刺群系,琵琶柴群系、圓葉鹽爪爪群系,鹽生假木賊群系;荒漠草原針茅群系;③河流階地-山地區(qū),河谷楊樹(shù)林銀白楊群系,山地河谷灌叢怪柳群系、沙棘群系、沙冬青群系;④低山-綠洲區(qū)鹽化草甸芨芨草群系、蘆葦群系、甘草群系群系、沼澤蘆葦群系。
3.1.3 水文地質(zhì)分區(qū)
以烏恰幅范圍內(nèi)北側(cè)高山雪山融水-降水為補(bǔ)給源區(qū),康蘇河硝若布拉克河為徑流區(qū),泉水為排泄區(qū)等,組成了完整的區(qū)域水文地質(zhì)單元。根據(jù)區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件、地下水空間特征、水化學(xué)特征及地下水補(bǔ)徑排狀況,結(jié)合巖層滲透性、含水介質(zhì)類型,將研究區(qū)水文地質(zhì)單元分為第四系松散巖類孔隙水單元、侏羅-白堊系碎屑巖類裂隙孔隙層間水單元、泥盆系基巖裂隙水單元。
根據(jù)基巖-地表沉積物和地形地貌、植被分區(qū)及水文地質(zhì)分區(qū)進(jìn)行疊加分析,將烏恰幅分為高中山荒漠基巖裂隙水生態(tài)水文景觀、中山侵蝕山地裂隙孔隙層間水生態(tài)水文景、山前洪-沖積扇盆地孔隙水生態(tài)水文景觀、河流階地孔隙水生態(tài)水文景觀4 個(gè)主要生態(tài)水文景觀類型(圖3)。
3.2.1 高中山荒漠基巖裂隙水生態(tài)水文景觀區(qū)
(1) 景觀群落
景觀類型:位于康蘇鎮(zhèn)北側(cè),構(gòu)成以高山草原、基巖裸露的山脊等為斑塊,發(fā)散狀沖溝為廊道的景觀特征。按海拔高低依次為高山雪山-高覆蓋草原-中覆蓋草原-低覆蓋草原的景觀分帶。
圖2 新疆烏恰地區(qū)植被覆蓋度及土地分類圖
圖3 新疆烏恰地區(qū)植被-生態(tài)水文單元分區(qū)
群落類型:高山草原群落分布在雪山地帶,以高山絹蒿為主要建群物種,高山荒漠草原以駱駝刺、麻黃草等為主要建群物種。
(2) 植被分區(qū)
高山雪山帶(圖4a),位于海拔4000 m 以上高山,切割深度500~1000 m,降水量240~300 mm,終年積雪。是地表水資源的主要補(bǔ)給區(qū),生態(tài)條件極惡劣。
圖4 新疆烏恰地區(qū)生態(tài)景觀類型照片
高山草原帶(圖4b)。海拔3500~4000 m 分布在雪山周邊。包氣帶巖性為泥盆系白云巖,植被類型為駱駝刺、麻黃草,伴生鹽生草、鹽生假木賊。植被覆蓋度20%~50%。
(3) 水文地質(zhì)
高山區(qū)基巖裂隙水單元,水量弱,泉流量0.1~0.8L/s,礦化度1000~3000mg/L,水化學(xué)類型為Cl-+SO42-Na++Ca2+型。分布在出露的中泥盆統(tǒng)(D2)、下泥盆統(tǒng)(D1),巖性以白云巖、頁(yè)巖為主,夾少量灰?guī)r組成。深度受巖性構(gòu)造影響,深度不一,裂隙寬度多為1~50 mm,密度為5~20 條/m,有的被碳酸鹽、硅質(zhì)等細(xì)脈充填,富水性差。受大氣降水及毗鄰含水層補(bǔ)給,水量極小,水位埋深一般為5~50 m,水化學(xué)類型為HCO3-Ca2+型和HCO3-Ca2++Mg2+型,礦化度160~370mg/L,pH 值7.4~7.7。該區(qū)為區(qū)內(nèi)的主要補(bǔ)給源區(qū),冰雪消融水和大氣降水(圖5),一部分通過(guò)各種裂隙、孔隙入滲補(bǔ)給地下水;另一部分匯入河流形成地表徑流,河水流經(jīng)各種裂隙、孔隙滲入補(bǔ)給地下水。
3.2.2 中山侵蝕山地裂隙孔隙層間水生態(tài)水文景觀區(qū)
(1) 景觀群落
景觀類型:位于雪山與沖積盆地之間,基巖裸露的中山草原、山間洼地等景觀要素,構(gòu)成半環(huán)形斑塊及條帶狀斑塊。中山草原斑塊大體呈北西向展布,山間洼地呈北東向分布于溝谷及河谷中,景觀分帶性明顯。
群落類型:中山草原群落可分為中山草原、山間洼地草原。中山草原以麻黃草、鹽生草為主要建群種,伴有少量駱駝刺、鹽生假木賊等;山間洼地草原以鹽生草、鹽生假木賊為主要建群物種,伴有少量黑枸杞、紅柳。
(2) 植被分區(qū)
中山草原帶(圖4c)。海拔2900~3500 m,切割深度200~500 m,分布在溝谷上部。大氣降水量在100~200 mm,主要是地表水徑流區(qū),次為河流接受大氣降水的補(bǔ)給。包氣帶巖性在康蘇地區(qū)為侏羅系基巖裂隙,烏拉根地區(qū)為古近系-新近系,植被類型為駱駝刺、麻黃草、鹽生草、鹽生假木賊。植被覆蓋率5%~20%。
圖5 新疆烏恰地區(qū)高中山及山前沖積扇與植被分布特征
山間洼地草原帶(圖4d)。海拔2700~2800 m分布于溝谷及沖溝交匯處。植被類型為鹽生草、鹽生假木賊。植被覆蓋度50%~90%。
(3) 水文地質(zhì)
中山區(qū)碎屑巖類裂隙孔隙層間水單元(圖6)。水量弱,單井涌水量<100m3/d;單泉流量<5L/s。主要分布于出露的古近系漸新統(tǒng)克孜洛依組(E3-N1)k、始新統(tǒng)巴什布拉克組(E2-3b)、新近系上新統(tǒng)安居安組(N2a)、中新統(tǒng)帕卡布拉克組(N1p)。含水巖組主要由砂礫巖、砂巖組成。單位涌水量為0.000408~0.000492L/s · m,滲透系數(shù) 0.0001064~0.001146m/d。溶解性總固體8.68~14.3g/L,為鹽水,水化學(xué)類型為Cl-+SO42-Na++Ca2+型。水量中等,單井涌水量100~1000m3/d;單泉流量5~10L/s。主要分布于出露的白堊系下統(tǒng)(K1kz)、侏羅系上統(tǒng)楊葉組(J2y)和侏羅系下統(tǒng)康蘇組(J1k)(圖6)。含水巖組主要由砂礫巖、砂巖組成。單位涌水量0.0018~0.0297L/s·m,滲透系數(shù)0.000567~0.000722m/d。溶解性總固體602~1082mg/L,為鹽水,水化學(xué)類型為Cl-+-Na+型。
隔水巖組(隔水層)古近系始新統(tǒng)烏拉根組(E2w)、古近系始新統(tǒng)卡拉塔爾組(E2k)、古近系漸新統(tǒng)齊姆根組(E1-2q)、古近系古新統(tǒng)阿爾塔什組(E1a),巖性主要為泥巖,次為角礫巖、白云巖、泥灰?guī)r、石膏,厚度116.21~180.25 m(圖6)。其中的角礫巖、白云巖、泥灰?guī)r、石膏巖石致密完整,裂隙孔隙不發(fā)育。該巖組屬于相對(duì)的隔水巖組。
該區(qū)為徑流區(qū),區(qū)內(nèi)風(fēng)化、成巖和構(gòu)造、孔隙接受大氣降水和雪融水直接滲入補(bǔ)給,形成地下水,在強(qiáng)烈的構(gòu)造斷裂、節(jié)理、裂隙的控制下徑流、賦存、運(yùn)移。一部分在構(gòu)造斷裂處形成斷層上升泉,匯入河流排泄;一部分在地下潛流,通過(guò)各類裂隙、孔隙以側(cè)向地下徑流的方式排泄到南部的地下水中去;另一部分通過(guò)蒸發(fā)蒸騰,排泄回大氣中。
3.2.3 山前洪-沖積扇盆地孔隙水生態(tài)水文景觀區(qū)
(1) 景觀群落
景觀類型:洪積扇扇中荒漠草原、扇緣綠洲-農(nóng)田構(gòu)成荒漠-綠洲景觀。景觀類型受地形、地貌和水文地質(zhì)條件控制,扇根地區(qū)呈現(xiàn)干旱的荒漠草原景觀,扇中呈現(xiàn)中覆蓋度草原景觀,沖洪積扇扇黑孜葦農(nóng)田綠洲帶,原生濕地沼澤零星分布,扇中與扇緣過(guò)渡帶為人工防護(hù)林帶;在農(nóng)田低洼處的地下水溢出帶,鹽漬化作用強(qiáng)烈。
圖6 烏拉根-康蘇地區(qū)水文地質(zhì)特征
植被群落:荒漠草原-綠洲群落,荒漠草原主要建群種有麻黃草、白刺、芨芨草等。綠洲植被主要有苜蓿、甘草、楊樹(shù)、杏樹(shù)以及各種農(nóng)作物。
(2) 植被分區(qū)
洪積扇的頂部和中部荒漠草原區(qū)(圖4e),海拔2200~2600 m,表土層很薄,巖性多為礫卵石層,為戈壁荒漠帶,水分條件差,主要建群種有麻黃草、駱駝刺等植物,稀疏分布。洪積扇中下部,表土層增厚,為含礫亞砂土和亞砂土,為戈壁荒漠與綠洲的過(guò)渡帶,在引水渠經(jīng)過(guò)區(qū)域形成小型的天然綠洲,主要建群種有駱駝刺、白刺、麻黃、鹽生草等耐旱植物。
洪積扇前緣綠洲區(qū)(圖4f),海拔2100~2200 m,表土層厚,巖性為亞砂土和亞粘土,地下水位淺,主要天然建群種有麻黃、白刺等,人工植被有楊樹(shù)、杏及小麥、玉米、苜蓿、土豆等作物。海拔2100 m 左右為扇緣鹽堿綠洲帶主要分布在黑孜葦農(nóng)田南部及東部。農(nóng)田東部受季節(jié)性河流影響為大面積濕地綠洲,土壤類型為亞黏土-黏土,局部龜裂鹽漬殼。植被類型為鹽生草甸(圖4f~g),多為甘草、芨芨草、蘆葦、馬蘭、紅柳、鹽爪爪等耐鹽植物,植被覆蓋率15%~30%,生態(tài)條件較差。
3.2.4 河流階地孔隙水生態(tài)水文景觀區(qū)
(1) 景觀群落
景觀類型:階地景觀。景觀類型受地貌和河流沖刷控制,呈現(xiàn)天然-人工復(fù)合的綠洲-林地-草原景觀(圖4h)。在1 級(jí)階地由河流沖刷形成的天然綠洲,2 級(jí)階地以居民區(qū)分布為主的人工復(fù)合綠洲景觀,3 級(jí)階地為人工林地景觀,4~5 級(jí)階地主要為天然草原景觀。
植被群落:1 級(jí)階地以紅柳為建群物種,2~3 級(jí)階地以人工楊樹(shù)為建群物種,4~5 級(jí)以駱駝刺、麻黃草、鹽生草、鹽生假木賊為建群物種。
(2) 植被分區(qū)
在康蘇河兩岸,構(gòu)成五級(jí)階段,成分基本相似,均為未膠結(jié)之礫石、砂子、淤泥組成。
一級(jí)階地:高出現(xiàn)代河床1~2 m,寬10~80 m,發(fā)育在礦區(qū)北部康蘇河?xùn)|岸,面積很小。主要分布于康蘇河河床及其他間歇性河谷中。主要為卵石、礫石、砂和少量黃土。厚數(shù)米至十余米。植被分布種類及特征:紅柳、沙棘為建群物種,伴有駱駝刺,植被覆蓋度50%左右,土壤類型為含礫沙土。
二級(jí)階地:高出一級(jí)階地3 m 左右,康蘇河?xùn)|岸發(fā)育較好,是主要居民區(qū),寬50~500 m。植被分布種類及特征:人工銀白楊樹(shù)林為建群物種(圖4i),伴有鹽生假木賊、駱駝刺,其中人工楊樹(shù)林覆蓋度70%左右,鹽生假木賊、駱駝刺植被蓋度為15%~20%,土壤類型為巨礫質(zhì)砂土。
三級(jí)階地:高出二級(jí)階地10 m 左右,兩岸完整,東岸呈不連續(xù)分布。植被分布種類及特征:鹽生草、鹽生假木賊,植被蓋度20%~30%,土壤類型為礫質(zhì)砂土。
四級(jí)階地:高出三級(jí)階地10 m 左右,東岸分布交廣,寬50~1000 m。植被分布種類及特征:鹽生假木賊、鹽生草為建群物種,局部伴有麻黃草、駱駝刺,植被蓋度20%,土壤類型為礫質(zhì)砂土。
五級(jí)階地:高出四級(jí)階地100 余米,為礦區(qū)內(nèi)最高階地,面積很?。?00~100 m),以殘留的形式分布在阿圖什市煤礦礦井附近的山頭上。主要分布在山坡和山腳下。多為棱角狀侏羅系砂巖塊及砂土組成,分布零星。厚1~5 m。植被分布種類及特征:黑枸杞、鹽生假木賊為建群物種,植被蓋度15%~20%。土壤類型為含礫細(xì)砂土。
(3) 水文地質(zhì)
第四系透水含水層。主要分布于近南北走向的康蘇河谷內(nèi)(圖6)。其中的康蘇河谷為第四系全新統(tǒng)沖洪積堆積物,地下水埋藏深度一般0.7~1.3 m。含水層巖性主要為砂礫卵石,含水層厚度是河床厚,向河岸逐漸變薄,厚度4~12 m,滲透系數(shù)1~10m/d。水化學(xué)類型屬HCO3-+SO42--Ca2++Na++Mg2+型,TDS 含量變化范圍239~596mg/L,平均值382.1mg/L,小于1g/L。
第四系透水不含水層。主要分布于康蘇河谷左右岸坡、山前沖洪積盆地(圖6)。主要為第四系洪積堆積層??紫栋l(fā)育,透水性良好。雖具良好的賦水空間,因其都高懸于陡峭的基巖坡頂及深切溝谷谷坡上,位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以上,不具儲(chǔ)存地下水的條件,只能透水而不含水,故為透水不含水層。
水資源是荒漠綠洲的生命線。大氣降水、河流徑流、地下水露頭、引水渠等為綠洲的主要水源補(bǔ)給,不同水體類型、土壤類型對(duì)綠洲植物具有決定性作用。在研究區(qū)形成以吐伊高速北側(cè)扇緣天然綠洲、吐伊高速南側(cè)扇緣人工綠洲(黑孜葦農(nóng)田)以及康蘇河兩岸階地人工綠洲(人工林及天然喬灌木)3種類型。
沖洪積扇中-扇緣綠洲地下水露頭泉水pH 值在6.75~8.04 之間,屬于中偏弱堿性水,TDS 含量變化范圍1171~13929mg/L,平均值3391mg/L,1 g/L<TDS<5 g/L,屬于微咸水-咸水。水化學(xué)類型為SO42-+Cl--Na+型、SO42-+Cl--Na++Ca2+型。在泉水出露區(qū)主要分布在吐伊高速北側(cè)扇緣綠洲、黑孜葦農(nóng)田積水鹽堿地,黑孜葦農(nóng)田東側(cè)鹽沼地及衡東縱橫尾礦庫(kù)下游季節(jié)性泉水,植被主要以蘆葦為主。吐伊高速北側(cè)扇緣天然綠洲,土壤類型為礫質(zhì)砂土,pH 值7.76~8.01,水溶性鹽度23.66~41.24mg/g,為鹽堿土。黑孜葦農(nóng)田積水鹽堿地為蘆葦,pH 值8.78 左右,水溶性鹽度13.20~13.26mg/g,為中鹽度堿土。黑孜葦農(nóng)田東側(cè)鹽沼地主要以蘆葦、甘草、馬蓮、芨芨草為主,鹽沼土pH 值7.96~8.14,水溶性鹽度47.90~68.89mg/g,為高鹽度堿土。而扇緣天然綠洲北側(cè)礫質(zhì)砂土,pH 值7.96~8.27,水溶性鹽度2.04~2.68mg/g,為堿土;黑孜葦農(nóng)田耕地黏土-灌淤土pH 值8.25~8.36,水溶性鹽度1.29~1.35mg/g,為高堿土;總體由北向南扇中-扇緣天然綠洲-扇緣農(nóng)田-扇緣混合綠洲,堿度總體為7.76~8.78,鹽度總體呈“低-中高-低-高”的變化趨勢(shì)。由西向東在農(nóng)田與尾礦庫(kù)過(guò)渡部位由于海拔上升,地表以龜裂的鹽堿殼為主,植被則主要為麻黃草、白刺為主。推測(cè)沖洪積扇緣部位植被分布主要受控地下水水化學(xué)類型,其次為地下水水位變化。
康蘇河兩岸階地下滲水pH 值8.02~8.34,屬于弱堿性水,TDS 含量變化范圍239~596mg/L,平均值382.1mg/L,TDS<1 g/L,屬于淡水河。水化學(xué)類型為HCO3-+SO42--Ca2++Na++Mg2+型。岸基植物主要受河流兩側(cè)地表水下滲補(bǔ)給,在含水透水層淡水充沛,出露少量泉水。土壤類型為含礫沙土-亞砂土,pH 值7.71~87.83,水溶性鹽度0.68~2.00mg/g,植被類型以紅柳、沙棘、人工銀白楊樹(shù)等灌木-喬木為主。
高中山區(qū)地下水水位低,包氣帶含水性極差,故主要受大氣降水的地表徑流和蒸發(fā)作用影響,主要分布麻黃草、駱駝刺、鹽生假木賊、鹽爪爪、鹽生草等耐旱耐鹽植被。推測(cè)高、中山區(qū)及河流階地植被分布主要受控于大氣降水及地面蒸發(fā)作用。
綜合調(diào)查和填圖表明烏恰幅地質(zhì)-景觀生態(tài)系統(tǒng)具有顯著地垂向(-水平)分帶性,從相對(duì)高海拔地區(qū)(>3500 m)到克孜勒蘇河流區(qū)域(1800 m),從北部中高山區(qū)到南部山前沖積扇和河流區(qū)域生態(tài)功能系統(tǒng)分帶為雪山積雪山區(qū)(水源涵養(yǎng)源區(qū))→中高山荒漠草原生態(tài)系統(tǒng)→高中山荒漠生態(tài)系統(tǒng)→工礦-城鎮(zhèn)區(qū)系統(tǒng)→農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)→河流生態(tài)系統(tǒng)。結(jié)合生態(tài)水文景觀單元將烏恰幅分為人類-綠洲生態(tài)功能區(qū)(復(fù)合人類-生態(tài)水文單元,人類居住+農(nóng)業(yè)區(qū)旅游區(qū))、人類-工礦生態(tài)功能區(qū)(復(fù)合人類-生態(tài)水文單元,人類居住+工業(yè)區(qū))、季節(jié)性河流-河流-濕地生態(tài)功能區(qū)(生態(tài)保護(hù)區(qū)-可修復(fù)的耕地)、河谷階地-沖積扇生態(tài)功能區(qū)(草地、可恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)、可規(guī)劃用地)、中山-高山區(qū)生態(tài)功能區(qū)(草地-裸地)、高山生態(tài)功能區(qū)(雪線-積雪水源涵養(yǎng)區(qū))。
(1) 根據(jù)生態(tài)區(qū)劃、植被分區(qū)及水文分區(qū)進(jìn)行疊加分析,將烏恰幅分為高中山荒漠基巖裂隙水生態(tài)水文景觀區(qū)、中山侵蝕山地裂隙孔隙層間水生態(tài)水文景觀、山前洪-沖積扇盆地孔隙水生態(tài)水文景觀區(qū)、河流階地孔隙水生態(tài)水文景觀區(qū)4 個(gè)主要生態(tài)水文景觀類型。
(2) 生態(tài)水文景觀中高、中山區(qū)及河流階地植被分布主要受控于大氣降水及地面蒸發(fā)作用。沖洪積扇尤其扇緣部位植被分布受控地下水水化學(xué)類型及地下水水位變化。
(3) 通過(guò)生態(tài)水文景觀類型初步劃分烏恰幅生態(tài)功能區(qū),為烏恰縣土地綜合利用、工礦管理、林地-田地-草地保護(hù)、水資源合理分配及綜合利用提供依據(jù),創(chuàng)新山礦林田湖(水庫(kù)-濕地)草水環(huán)境系統(tǒng)管理。