植物生態(tài)學(xué)實習(xí)報告

新疆大學(xué)地質(zhì)認(rèn)識實習(xí)實習(xí)報告PAGEPAGE15植物生態(tài)學(xué)實習(xí)報告院系：資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院專業(yè)及班級：生態(tài)2007-1班學(xué)號：20071213205姓名：黃綠君指導(dǎo)教師：努爾巴依2008年7月植物生態(tài)學(xué)實習(xí)任務(wù)書時間2008年7月10日—15日地點新疆境內(nèi)（天山北坡）教師努爾巴依職稱副教授，博士實習(xí)內(nèi)容及要求根據(jù)生態(tài)學(xué)野外實習(xí)大綱和實習(xí)指導(dǎo)書的要求，完成以下實習(xí)內(nèi)容：認(rèn)識天山北坡自然觀帶垂直分布特征；了解天山北坡經(jīng)濟帶經(jīng)濟作物與農(nóng)作物和各大城市分布；認(rèn)識天山北坡植被垂直帶的分布規(guī)律；觀察黑鈣土、栗鈣土、灰色荒漠土、灰棕色森林土的剖面、認(rèn)識成土條件與成土過程；認(rèn)識天山山地優(yōu)勢植物群落、作用及其分布規(guī)律；了解高山、亞高山草甸、針葉林帶、草原、荒漠的生態(tài)環(huán)境特征；認(rèn)識天山山地主要植物種類和草原優(yōu)勢植物種類；觀察三公河的水文狀況與流水地貌；觀察阜康綠洲的形成與分布特征；9.認(rèn)識沙生植物的特征，準(zhǔn)噶爾盆地庫爾班通古提沙漠的生態(tài)特征。實習(xí)評語學(xué)生姓名黃綠君學(xué)號20071213205班級生態(tài)07-1專業(yè)生態(tài)學(xué)指導(dǎo)教師努爾巴依職稱副教授，博士成績?nèi)掌谀夸?前言………………32.實習(xí)概況………………32.1實習(xí)目的………32.2實習(xí)的重要意義………………32.3實習(xí)路線及內(nèi)容………………42.3.17月10日路線及主要內(nèi)容2.3.27月11日路線及主要內(nèi)容3.實習(xí)記錄與分析………………43.1沙生植物的特點和古爾班通古特沙漠的生態(tài)特征…………43.2阜康綠洲的發(fā)展演化和土壤鹽分的動態(tài)特征………………63.3天山系的地質(zhì)歷史與地貌……63.4三工河的水文狀況……………73.5天山北坡中段植物種類及其生態(tài)生物學(xué)特點………………83.6天山北坡經(jīng)濟帶經(jīng)濟作物與農(nóng)作物…………103.7天山北坡植被垂直帶的分布規(guī)律…………113.8土壤的垂直自然帶和成土條件與成土過程…123.9天山北坡自然觀帶的垂直分布………………144.總結(jié)與建議……………………15參考文獻致謝前言植物生物學(xué)是高等學(xué)校生物科學(xué)專業(yè)系的基礎(chǔ)課，植物生物學(xué)是一門與生產(chǎn)實際聯(lián)系密切、實踐性很強的學(xué)科。野外實習(xí)作為植物生物學(xué)教學(xué)中不可分割的重要組成部分，是理論聯(lián)系實際，鞏固和加深課堂教學(xué)內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)。它不僅是對理論知識的驗證和鞏固，是對課堂知識的補充和深化，同時也是對學(xué)生綜合素質(zhì)的全面鍛煉和提高。通過野外實習(xí)可以使學(xué)生更多地了解大自然，認(rèn)識大自然中千姿百態(tài)的植物。野外實習(xí)對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、創(chuàng)新思維和動手能力具有重要的意義。通過野外實習(xí)，還可以使學(xué)生受到野外植物生物學(xué)工作的訓(xùn)練，培養(yǎng)實踐能力和綜合素質(zhì)。為讓我們把抽象的生物理論與生態(tài)的具體實際結(jié)合起來，真正理解課堂上所學(xué)到的知識，努爾巴依老師帶領(lǐng)我們班在阜康、南山等地進行了為期兩天的野外考察實習(xí)。在帶隊老師的精心策劃、合理安排和細心指導(dǎo)下,我們進古爾班通古特沙漠、爬三工河荒山、登南山，對當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣鳌⑺臓顩r、植物群落、土壤等有了基本的了解，認(rèn)識和理解了天山北坡植被垂直帶的分布規(guī)律及自然觀帶的垂直分布特征，同時，對植物生物學(xué)這一學(xué)科也有了進一步的理解。總結(jié)這兩天的野外實習(xí)歷程，并結(jié)合《植物生態(tài)學(xué)》教材、《自然地理學(xué)野外實習(xí)指導(dǎo)書》、《新疆植物志》、《中國荒漠植物志》、《新疆環(huán)境保護》等文獻資料作出本實習(xí)報告。由于個人能力水平有限，不可避免地會有缺點甚至錯誤，懇請老師指點、修正。2.實習(xí)概況2.1實習(xí)目的根據(jù)生態(tài)學(xué)野外實習(xí)大綱和實習(xí)指導(dǎo)書要求，我們在實習(xí)過程中需達到以下目的：=1\*GB3①認(rèn)識天山北坡自然觀帶垂直分布特征；=2\*GB3②了解天山北坡經(jīng)濟帶經(jīng)濟作物與農(nóng)作物和各大城市分布；=3\*GB3③認(rèn)識天山北坡植被垂直帶的分布規(guī)律；=4\*GB3④觀察黑鈣土、栗鈣土、灰色荒漠土、灰棕色森林土的剖面、認(rèn)識成土條件與成土過程；=5\*GB3⑤認(rèn)識天山山地優(yōu)勢植物群落、作用及其分布規(guī)律；了解高山、亞高山草甸、針葉林帶、草原、荒漠的生態(tài)環(huán)境特征；=6\*GB3⑥認(rèn)識天山山地主要植物種類和草原優(yōu)勢植物種類；=7\*GB3⑦觀察三公河的水文狀況與流水地貌；=8\*GB3⑧觀察阜康綠洲的形成與分布特征；=9\*GB3⑨認(rèn)識沙生植物的特征，準(zhǔn)噶爾盆地庫爾班通古提沙漠的生態(tài)特征。2.2實習(xí)的重要意義由于植物生物學(xué)是一門與生產(chǎn)實際聯(lián)系密切、實踐性很強的學(xué)科，野外實習(xí)是植物生物學(xué)教學(xué)中不可分割的重要組成部分，是理論聯(lián)系實際，鞏固和加深課堂教學(xué)內(nèi)容的重要環(huán)節(jié)，具有重要的實踐和指導(dǎo)意義。第一，野外實習(xí)能夠很好地驗證和鞏固理論知識，補充和深化課堂知識，同時全面地鍛煉和提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。第二，野外實習(xí)可以使學(xué)生更多地了解大自然，認(rèn)識大自然中千姿百態(tài)的植物，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、創(chuàng)新思維。第三，通過野外實習(xí)，還可以使學(xué)生受到野外植物生物學(xué)工作的訓(xùn)練，培養(yǎng)實踐能力。第四，野外實習(xí)更加重視理論知識的應(yīng)用，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力、團隊精神和協(xié)作意識。因此，我們必須重視和加強植物生物學(xué)野外實習(xí)，做好實習(xí)的準(zhǔn)備和安排，明確實習(xí)目的，做好充分的實習(xí)準(zhǔn)備工作。2.3實習(xí)路線及內(nèi)容2.3.17月10日路線：如右圖所示；主要內(nèi)容：我們進入古爾班通古特沙漠，辨認(rèn)沙生植物及其特征，了解沙漠的生態(tài)特點，分析阜康綠洲的形成及其分布；然后爬上三工河地區(qū)的荒山，觀察當(dāng)?shù)氐乃臓顩r與地質(zhì)地貌，同時，了解天山山系的地質(zhì)歷史。2.3.27月11日路線：烏魯木齊市—大灣鄉(xiāng)—永豐渠—菊花臺。主要內(nèi)容：辨認(rèn)天山山地主要植物種類和山地、草原優(yōu)勢物種種類及其分布規(guī)律，了解天山北坡經(jīng)濟帶作物和農(nóng)作物；觀察土壤剖面，認(rèn)識成土條件與成土過程，了解高山草甸亞高山草甸針葉林帶草原荒漠的生態(tài)環(huán)境特征；認(rèn)識天山北坡植被垂直帶的分布規(guī)律和自然觀帶垂直分布特征。3.實習(xí)記錄與分析3.1沙生植物的特點和古爾班通古特沙漠的生態(tài)特征提起沙漠，有人總以為那里是荒涼無際，黃沙滾滾，寸草不生。其實，沙漠并不是生命的禁區(qū)，那里尚有片片綠洲呈現(xiàn)著生機。生活在沙漠里的這些植物被稱為沙生植物。這些沙生植物由于長期生活在風(fēng)沙大、雨水少、冷熱多變的嚴(yán)酷氣候下，練就了一身適應(yīng)艱苦環(huán)境的本領(lǐng)，生就了種種奇特的形態(tài)。它們那頑強的生命力，令人驚異。=1\*GB3①由于沙漠地區(qū)氣候干燥，冷熱變化劇烈，風(fēng)大沙多，日照強烈，生長在這種環(huán)境中的植物，其葉片面積大大縮小，有的甚至完全退化。如仙人掌的葉子完全變成針刺狀；紅沙莖枝上的小葉退化成圓柱形；梭梭和紅柳的葉子成了鱗片狀；鹽爪爪和霸王的葉子長成肉質(zhì)狀；白檸條的葉子兩面都長滿了銀白色的絨毛。這些千姿百態(tài)的葉子，對于適應(yīng)沙漠嚴(yán)酷的環(huán)境十分有利。鱗片狀葉子可以減少蒸騰耗水；肉質(zhì)狀的葉子可以貯存大量的水分；那些白色的絨毛可以保護葉子免受高溫強光的威脅；而胡楊的葉子更為奇特，為了縮小葉子面積以減少蒸騰，胡楊在一棵樹上就有40多種葉型，甚至同一枝條上就長了5種不同形狀的葉子。

=2\*GB3②由于水分和營養(yǎng)物質(zhì)缺乏，加上風(fēng)大和強烈日照等，沙生植物的地上部分生長受到限制，多數(shù)植株較低矮，有些植物的枝條硬化成刺狀，如木旋花、駱駝刺。有些植物的莖枝上長了一層光滑的白色蠟皮，如沙拐棗、梭梭、白刺，這種蠟皮可以反射強烈陽光的照射，以避免植物體溫度升高所帶來的蒸騰過旺。一般植物都用綠色的葉子進行光合作用，而很多沙生植物因為葉子退化，只好靠綠色的枝條來進行光合作用，如梭梭、花棒等。=3\*GB3③生長在沙漠城的植物還具有耐沙暴沙埋的能力。紅柳、沙蒿和花棒的枝干被沙埋后可以生出不定根以阻攔大量流沙。白刺受風(fēng)蝕后，其根大量露出地面，在暴露的根系上能長出不定芽。當(dāng)風(fēng)沙將其枝條全埋起來以后，它向下能長出許多新的不定根，向上長出好多嫩的枝條，如此枝上發(fā)枝，枝上長枝，風(fēng)沙越兇，生長越旺，天長日久，自然形成一個突起的像墳堆似的白刺包，它可以積沙幾立方米或幾百立方米甚至上千立方米。

=4\*GB3④沙漠雨量稀少，高溫干旱，水分蒸發(fā)很快，所以沙生植物都具有強大的根系，主根扎得深，側(cè)根鋪得廣，且根部有沙套保護，而地上部分則大大縮小。一株不足半米高的白刺，它的很深達3米多，主根長13米，側(cè)根長6米以上，根幅14米，根深為株高的7倍以上。梭梭的主側(cè)根也很發(fā)達，它的根系長度是地上部分高度的5～7倍。沙拐棗的垂直根系較淺，水平根系則長達十幾米，只要地面上有一點點水分，它就能充分吸收。

=5\*GB3⑤在繁殖方面，沙生植物的種子或果實多屬風(fēng)播植物，隨流動的沙子一起移動，并保持在流沙的上層表面，而不被沙埋得太深。

=6\*GB3⑥有些沙生植物還有耐鹽的特性，可生長在鹽分高的沙漠里。如梭梭在土壤含鹽量達2％的條件下生長最好，其嫩枝含鹽達14～17％。這種高濃度的鹽溶液，形成高滲透壓，更有利于從沙漠中吸收水分。紅柳吸收帶鹽的水分，然后通過泌鹽腺體再把鹽排出體外。

=7\*GB3⑦沙漠中還有一些特殊的植物，它們在春季或秋季的短暫降雨期間迅速生長發(fā)育，在1～2個月內(nèi)完成生活史，這類植物叫短命植物。短命植物以種子或以鱗莖、塊莖、根狀莖等器官度過漫長的干旱季節(jié)，待來年雨季再形成新的植物體。這是這類植物對沙漠生活長期適應(yīng)的結(jié)果。古爾班通古特沙漠位于新疆準(zhǔn)噶爾盆地腹地(44°11′～46°20′N,84°31′～90°00′E),面積達4.88×10~4km~2,海拔在300～600m之間,是我國最大的固定半固定沙漠。古爾班通古特沙漠(以下簡稱“古沙漠”)年平均降水量不超過150mm,沙漠腹地僅有70～100mm,且主要集中在春季;年平均蒸發(fā)量在2000mm以上;年均溫6～10℃,≥10℃的活動年積溫可達3000～5000℃;空氣相對濕度平均50～60%。與我國其他沙漠相比,古沙漠中由白梭梭(Haloxylonpersicum)、梭梭(H.ammodendron)和其他沙生植物構(gòu)成的灌木、小喬木群落廣泛發(fā)育;同時,由于冬春有一定的融雪和雨水,使短命和類短命植物也獲得一定發(fā)育。除此以外,該沙漠地表還有發(fā)育良好的生物土壤結(jié)皮?；哪乇砩锿寥澜Y(jié)皮是由土壤微生物、藻類、地衣和苔蘚植物等孢子植物類群與土壤形成的有機復(fù)合體,它的形成使土壤表面在物理、化學(xué)和生物學(xué)特性上均明顯不同于松散沙土,從而使其具有較強的抗風(fēng)蝕、水蝕功能;同時,它也是干旱荒漠地區(qū)植被演替的重要基礎(chǔ)?；哪孱愖鳛榛哪牖哪鷳B(tài)系統(tǒng)的先行者。土壤水分條件是古爾班通古特沙漠荒漠植被發(fā)育的最主要的制約因子，春季土壤水分對該區(qū)植被發(fā)育更具決定作用。通過野外標(biāo)定，利用中子水分儀對原始沙丘、工程擾動沙丘不同地貌部位土壤水分動態(tài)進行系統(tǒng)監(jiān)測，結(jié)果表明：春季土壤水分受地貌部位和人為干擾等因素影響而出現(xiàn)明顯的空間分異，整體表現(xiàn)為壟間低地高于壟頂，人為擾動沙面又高于有植被覆蓋的沙面。春季土壤水分的時間變化表現(xiàn)為初春(3—4月)土壤水分的補給期和春末夏初(5—6月初)的土壤水分損耗期。認(rèn)為植被狀況、降雨、地形和人為擾動等因素對土壤水影響較大。降水少，蒸發(fā)量大，干旱多風(fēng)，土壤肥力低和鹽堿化較強，自然條件比較惡劣。但不同地貌單元自然條件又不盡相同，特別是土壤質(zhì)地、鹽分和養(yǎng)分的差異，導(dǎo)致植物群落發(fā)生相應(yīng)變化。在水資源嚴(yán)重匱乏的情況下，植被整體呈現(xiàn)出群落組成簡單、優(yōu)勢度高、多樣性和覆蓋度較低等特征。它們所構(gòu)成的生態(tài)環(huán)境非常脆弱，敏感性很高。土壤水分含量的季節(jié)變化表現(xiàn)為3～4月的補給期、5～7月的失水期、8～10月的弱失水期和11～2月的凍結(jié)滯水期。其垂直分布可分為表層30cm的活躍層、30～60cm的過渡層和60cm以下的穩(wěn)定層。4月初短命植物萌動出土,在兩個月左右的時間完成整個生長發(fā)育過程.4、5、6三個月正是北疆沙漠風(fēng)沙活動強盛期,大部分沙壟表面喬灌木和長營養(yǎng)期草本植物蓋度不足10％,而短命植物蓋度則分別達到13.9％、40.2％和14.1％,是古爾班通古特沙漠植被穩(wěn)定沙面的主要貢獻者，對工程行為擾動沙面后的植物恢復(fù)調(diào)查顯示,短命植物是首先入侵的先鋒植物。3.2阜康綠洲的發(fā)展演化和土壤鹽分的動態(tài)特征阜康綠洲在綠洲發(fā)展演化過程中,綠洲與荒漠形成既相互矛盾又協(xié)調(diào)共生的非線性變幻局勢,人為活動已成為綠洲漲落的主要原因。焉耆盆地經(jīng)過近40年的土地開墾后，人工綠洲呈現(xiàn)出上升的趨勢，農(nóng)田向自然綠洲和荒漠的擴張在整個研究階段均可見；農(nóng)田開墾的對象表現(xiàn)為從草地（含部分沼澤地）→多汁木本鹽柴類荒漠→超旱生灌木半灌木荒漠遷移，體現(xiàn)了農(nóng)田綠洲開墾從易到難，自然綠洲不斷縮小，人工綠洲不斷擴大的過程；對土地和水資源的不合理利用，導(dǎo)致盆地內(nèi)湖泊水體、湖泊周邊及農(nóng)田綠洲出現(xiàn)明顯的生態(tài)退化。焉耆盆地今后的規(guī)劃和發(fā)展必須高度重視人工綠洲生態(tài)系統(tǒng)和自然生態(tài)之間的平衡，盆地環(huán)境治理很大程度決定于水資源的合理利用和合理調(diào)節(jié)。綠洲內(nèi)部土壤對綠鹽漬化發(fā)生的現(xiàn)狀,以三工河流域中上游阜康綠洲為研究區(qū),運用遙感與GIS技術(shù),結(jié)合地統(tǒng)計學(xué)方法研究了0—20cm土層鹽分動態(tài)特征及其主導(dǎo)因素。結(jié)果表明:①研究區(qū)各種景觀類型間轉(zhuǎn)移劇烈,區(qū)域綠洲化作用強于荒漠化;②通過對1982年和2005年土壤鹽分的理論模型擬合,符合球形模型,并且F檢驗達到極顯著水平;③Kriging插值及其與同期的綠洲景觀類型圖疊加運算表明,土壤鹽漬化具有向北推進的趨勢,南部綠洲土壤鹽化程度減弱,北部綠洲土壤鹽漬化程度加重;④農(nóng)業(yè)灌溉具有一定的洗鹽作用,使得南部綠洲土壤鹽化程度減輕;北部綠洲,由于地下水作用,使得土壤鹽化程度加重。3.3天山山系的地質(zhì)歷史與地貌早在2.8億年前的古生代，這里曾經(jīng)是汪洋大海。天山山體演化經(jīng)歷了漫長的地質(zhì)歷史時期和復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造演化，華力西運動最后兩幕形成了高度巨大的古天山山系，歷經(jīng)強烈剝蝕，褶皺隆起，在晚古生代二疊紀(jì)末形成古天山。其后經(jīng)歷了中生代早第三紀(jì)的剝蝕與夷平達到準(zhǔn)平原化。晚第三紀(jì)，特別是上新世和第四紀(jì)早更新世，天山地區(qū)發(fā)生了非常強烈的造山運動，主要表現(xiàn)為：沿復(fù)活性大斷裂帶的斷塊差異隆升運動和褶皺運動。斷塊差異隆升運動是剛性的塊劇烈隆升，形成高大山體；斷塊位移和構(gòu)造變形，導(dǎo)致天山山系形成斷塊山脈和斷陷盆地相間的地貌格局。在天山山區(qū)普遍斷塊隆升的同時，南北山麓帶的上第三系和下更新統(tǒng)發(fā)生褶皺。在山麓中，新生代的坳陷區(qū)形成背向斜相間出現(xiàn)的構(gòu)造帶。在天山北麓的烏魯木齊山前坳陷中，形成與主體山地走向一致的三排近東西走向的背斜構(gòu)造帶。這三排背斜分別以齊古-清水河背斜，霍爾果斯-瑪納斯背斜及獨山子-安集海背斜為代表。從南到北地勢漸次降低，構(gòu)造地層由老至新，分布規(guī)模各不相同，山間盆地為第四系冰水沉積物所覆蓋。近200萬年以來，氣候的冷暖變化，使博格達山地在上升的同時受到強烈的刨蝕，侵蝕和切割，形成了如今溝壑縱橫，群峰林立的山岳地貌。大量的物質(zhì)別流水搬至山前，堆積成扇形地和廣闊的平原。天池，即是形成并發(fā)育在三工河流域第四紀(jì)時期古冰川作用槽谷內(nèi)，巨大的冰川席卷巨石覆蓋于壩體上，再次堵塞，涌搞水位而形成的。由于天池地質(zhì)的生成條件，構(gòu)成了天池景區(qū)獨特完整的自然垂直景觀帶和現(xiàn)代冰川地貌。三工河流域位于天山博格達峰北麓,北接準(zhǔn)噶爾盆地沙漠。地勢由南東向北西傾斜,坡度1‰~3‰,地表平坦。流域內(nèi)三條小河多年平均徑流量為9222·2×104m3,是一個徑流量小、流程短的小流域。流域地貌景觀為人工綠洲和半荒漠綠洲相伴。天山北麓地貌具有以下特征：=1\*GB3①山地與平原高差懸殊，構(gòu)造運動使南部山地抬升，由山地區(qū)至平原區(qū)落差大；=2\*GB3②山地層狀地貌明顯，由于天山山地受斷塊的不等量抬升及剝夷作用，形成多級剝夷面；=3\*GB3③地貌組合類型環(huán)狀結(jié)構(gòu)明顯，氣候地貌具有垂直地帶性。3.4三工河的水文狀況三工河流域主要有三條河流，自西向東分別是水磨溝河、三工河、四工河，均發(fā)源于博格達山北麓的冰雪林，經(jīng)高、中、低山峽谷至出山口，除渠道引水灌溉外，其余均流入戈壁礫石帶滲入補給地下水。只有特大洪水時才能到達沙漠邊緣。由于河流的補給源來自冰川積雪融水及中部山區(qū)的大氣降水，因此，河流徑流量的年內(nèi)分配情況是，每年6至8月為洪水期，11月至翌年3月為枯水期，其余月份為平水期，洪枯水期流量相差可達十余倍。

由于干旱區(qū)氣象水文條件垂直分布規(guī)律的影響，本區(qū)河流從源頭到尾閭流經(jīng)兩個性質(zhì)完全不同的徑流區(qū)(徑流形成區(qū)和徑流散失區(qū))和幾種地貌單元(山區(qū)、平原、沙漠等)。徑流形成區(qū)占有整個山區(qū)部分，其主要特點是：地勢高寒，降水較多，河川徑流量隨集水面積的增加而增大，在出山口達最高值。地表水和地下水的關(guān)系，表現(xiàn)為地下水補給地表水。徑流散失區(qū)大致占有平原部分，具有與徑流形成區(qū)截然不同的特點：河川徑流量隨集水面積的增加而減少，最終消失在戈壁沙漠中。三工河平均為5022.1×104m3。南部的山區(qū)是三工河流域徑流的形成區(qū)。由于地勢高寒，裂隙發(fā)育，降水較多，有利于冰川、地表徑流和地下水的形成。降水除部分消耗于蒸發(fā)外，其余皆轉(zhuǎn)化為地表徑流和地下水。山區(qū)的地下水主要是裂隙水，含水層是互有水力聯(lián)系的變質(zhì)巖、巖漿巖和沉積巖等的風(fēng)化裂隙、風(fēng)化——構(gòu)造裂隙和斷裂破碎帶，終年接受冰雪融水和降水的補給。三工河流域現(xiàn)狀用水分析。流域的地表水主要用于農(nóng)業(yè)、飼草料基地及林業(yè)灌溉。地下水主要以農(nóng)業(yè)灌溉為主，其次為工業(yè)用水、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)用水、城鄉(xiāng)居民生活用水及牲畜用水。1994年三工河流域總用水量是12749.5×104m3，其中：市屬用水量是8046.8×104m3，占總用水量的63.1%；非市屬單位的用水量是4702.7×104m3，占總用水量的36.9%。在總用水量中地表水是8325.3×104m3，占總用水量的65.3%，地下水是4630.3×104m3，占總用水量的34.7%。表1三工河流域現(xiàn)狀供水統(tǒng)計表序號規(guī)劃單位名稱多年平均供水量（104m3）地下水占

總供水量

的百分比％河水地下水開采量合計資源量引水量1城關(guān)鄉(xiāng)3644.73137.8677.43815.217.82阜康鎮(zhèn)179.7179.7100.03九運街鎮(zhèn)3603.53184.3604.53788.816.04大泉牧場730.030.01005水磨溝牧場212.3178.125203.112.36三工河鄉(xiāng)3030100.0市屬小計7460.56507.21546.68046.826.17六運湖農(nóng)場2056.41818.1672.32291.120.68阜北農(nóng)場2221.32221.3100.09準(zhǔn)東石油公司190.3190.3100.0非市屬單位小計2056.41818.13083.94702.749.1全地區(qū)合計9516.98325.34630.512749.532.8三工河流域的河流來水量年內(nèi)分配極不平衡，3～4月份的水量只占全流域水量的6.7%，5月份占7.2%，整個春季來水量占全流域水量的13.9%，夏季6～8月份的水量占全流域水量的53.1%［3］。而春季正是各種農(nóng)作物用水最集中的時期，供需極不平衡，成為影響農(nóng)業(yè)林業(yè)生產(chǎn)的重要原因。由于地表水季節(jié)分配不均，春季缺水，而夏季和冬季則供過于求。三工河流域除水磨溝河有紅山水庫是攔河水庫，三工河有天池海子天然調(diào)節(jié)部分洪水外，大部分的夏洪和冬閑水都白白流失。全流域12～2月份冬閑水825.5萬m3，能進入水庫的不到30%，而大量夏洪則因無控制性水庫不能調(diào)余補缺。三工河流域已處于水資源開發(fā)利用過度階段。對此，必須有一個清醒的認(rèn)識，如果對地下水的開采缺乏有效的控制，不但會造成水量減少，水質(zhì)惡化，而且含水層可能最終被耗盡，使現(xiàn)有的地下水開采系統(tǒng)完全失效，損失所有投資，從三工河流域水資源可持續(xù)發(fā)展的角度考慮，應(yīng)盡快扭轉(zhuǎn)，采取措施，逐步使全流域的水資源收支狀況，在地下水資源未遭徹底破壞之前達到“平衡”。3.5天山北坡中段植物種類及其生態(tài)生物學(xué)特點天山北坡中段植物共計1361種,隸屬于84科480屬，占新疆草地植物〔4〕總科數(shù)的77.8%、屬數(shù)的69.9%和種數(shù)的41.6%。從下面數(shù)據(jù)可以看出，北坡中段草地植物在科級和屬級所占分類學(xué)比例比較高，種的數(shù)目比較少，但從它所占的地理范圍相比較來說，該地區(qū)面積為141471km2，只占新疆總面積的8.6%。因此，植物種類還是非常之多的，復(fù)雜的生態(tài)地理環(huán)境條件造就了天山北坡中段草地植物種類非常豐富。其中蕨類植物8科15屬26種，裸子植物3科3屬12種，雙子葉植物62科382屬1033種，單子葉植物11科80屬290種，以雙子葉植物類群占優(yōu)勢。優(yōu)勢種(dominant)是指群落中占優(yōu)勢的種類,它包括群落每層中在數(shù)量、體積上最大、對生境影響最大的種類。影響或控制著相關(guān)群落。植物群落里植物的大小個體間相互產(chǎn)生影響，優(yōu)勢種通常對其相鄰較小個體的種施加有害作用，如蔭蔽、搶耗土壤中礦質(zhì)營養(yǎng)和水分，落葉層堆積，釋放有毒化合物等。表１天山北坡中段草地植物組成植物類群科數(shù)占新疆總科數(shù)（%）屬數(shù)占新疆總屬數(shù)（%）種數(shù)占新疆總種數(shù)（%）蕨類植物81526裸子植物3312雙子葉植物623821033單子葉植物1180290總計8477.848069.9136141.6可以把天山山地的眾多植物，粗略地劃分出若干生態(tài)生物學(xué)類群。

①苔草和嵩草類植物：多年生地下芽草本植物，具根莖或短根莖，葉線條形或針狀，且大多數(shù)種類的植株基部殘存有纖維狀老葉鞘；種子一般可以成熟，但天然更新途徑主要依賴地下器官的無性繁殖方式；嵩草屬植物葉的先端常呈干枯狀，葉片具有旱生性的解剖學(xué)特點。代表植物有線葉嵩草、嵩葉苔草等。

②密叢性禾草類植物：鞘內(nèi)分枝、叢生禾草、屬地面芽植物。植株基部具纖維狀老葉鞘，葉線形，縱卷，具旱性結(jié)構(gòu)，大多為旱生植物。通常以種子進行天然更新，也有通過老齡植株根塊分離擴大種群的。屬于這類的植物有紫花針茅、多種羊茅和扁穗冰草等。

③墊狀植物：典型的矮生性，貼地生長。分枝密集、短縮，彼此交織成表面齊整、球形或氈狀，代表植物如蠶綴、四蕊梅等。

④多年生雜類草植物：種類繁多，根據(jù)植株高度和株體大小，可劃分為中雜類草和小雜類草，前者如幾種老鸛草，后者如高山唐松草和高山葶藶等。

⑤肉葉類植物：種類不多，也不十分典型，高山紅景天和景天屬、瓦松屬植物可歸入此類。

⑥管葉類植物：這類植物的大多數(shù)有明顯的鱗莖，葉中空或?qū)嵭?，蘭花蔥即其代表。

⑦疏叢大禾草類植物：植株高大、具根莖，主要靠地下器官進行天然更新，如天山賴草等。

⑧落葉和常綠灌木、半灌木植物：鬼見愁針雞兒、金露梅、仙女木、天山方枝柏等可視為這類植物的代表。初步粗略估計，生活在我國境內(nèi)天山高寒草地中的高等植物有600-700種，約相當(dāng)于我國天山全部高等植物種類的35%-40%。它們在漫長的演化過程中，適應(yīng)山地高海拔、低熱量等生態(tài)條件，也形成了一系列特殊的生態(tài)生物學(xué)特點。

①矮生性。高寒草地植物通常具有株體較矮或貼地生長的特點，是適應(yīng)低溫、干旱和多風(fēng)的形成物，也是對高寒環(huán)境所表現(xiàn)出來的趨同現(xiàn)象。

②線狀——小葉型。高寒草地上的某些植物，一定程度上仍受干旱或生理干旱的強烈威脅，縮小蒸騰面積，即是這類植物對干旱環(huán)境挑戰(zhàn)和調(diào)節(jié)自身水分平衡的生態(tài)適應(yīng)。

③老葉鞘殘存和密叢性。在高寒草地中的一些禾本科和莎草科植物，不僅具有矮生性的特點，且莖基部總是具有殖存的多層纖維狀老葉鞘。另外，還有許多禾本科的種類行鞘內(nèi)分枝，均對保護有機體越冬芽及生長點免受低溫威脅和減輕寒風(fēng)的物理性傷寒，具有重要的意義。

④根蘗性。一些高寒草地植物的種子成熟困難，有性繁殖機率很低。地下器官的無性繁殖，特別是根蘗現(xiàn)象，則成為很多種群繁衍、擴展空間和形成緊密氈狀草被的主要方式。

⑤枝條短縮、緊密交織。高寒草地環(huán)境中的某些小灌木種類，強烈分枝，且枝條極大地短縮而彼此交織，形成不同形狀的緊實體態(tài)，是一個物質(zhì)流失量相對較少和減輕外部環(huán)境不利因素傷害的微環(huán)境系統(tǒng)。

⑥其它自我保護性特點。如某些高山植物的花為蘭紫色或黃色，是進化過程中長期適應(yīng)強烈紫外線照射的結(jié)果；有些植物的花隱藏或鑲嵌于緊實的花序或密集的枝葉叢之中，或包被于具有保護功能的大苞片內(nèi)等，均對保護有機體的性器官和繁衍后代，具有一定的生態(tài)生物學(xué)意義。3.6天山北坡經(jīng)濟帶經(jīng)濟作物與農(nóng)作物天山北麓是新疆經(jīng)濟最發(fā)達的地區(qū)，天山北麓經(jīng)濟帶在全疆有著舉足輕重的影響，也是“八五”與“九五”期間我國國土綜合開發(fā)的１９個重點片區(qū)之一，是開發(fā)大西北的重點地區(qū)。天山北坡經(jīng)濟帶總面積約9．54萬平方公里，只占新疆5.7％，人口458萬人，占新疆23．3％。這一地帶是生產(chǎn)力高度集中的地區(qū)，是新疆現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通信息、教育科技等最為發(fā)達的核心區(qū)域，集中了全疆83％的重工業(yè)和62％的輕工業(yè)，歷年國內(nèi)生產(chǎn)總值占全疆40％以上，城鎮(zhèn)、交通、能源等基礎(chǔ)條件好，對全疆經(jīng)濟起著重要的帶動、輻射和示范作用經(jīng)濟作物又稱技術(shù)作物、工業(yè)原料作物。指具有某種特定經(jīng)濟用途的農(nóng)作物。廣義的經(jīng)濟作物還包括蔬菜、瓜果、花卉等園藝作物。天山北坡經(jīng)濟帶經(jīng)濟作物主要有：棉花、甜菜、油菜、胡麻、西甜瓜、打瓜、加工番茄、大麥、紅薯、啤酒花、熏衣草。棉花是新疆最大的經(jīng)濟作物,對整個農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)民收入都有舉足輕重的影響，棉花除滿足自治區(qū)棉紡織工業(yè)需要外，還大量供應(yīng)全國各地，并部分出口。紅薯生產(chǎn)歷史修久,栽植普遍,高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn),原為食用佳品,現(xiàn)為經(jīng)濟作物。曾遠銷東北各省和新疆等地。啤酒花栽培自20世紀(jì)60年代初由內(nèi)地引進以來，栽培面積逐年擴大。農(nóng)作物主要有稻谷、玉米、小麥和油菜、花生、甘蔗及茶葉等。3.7天山北坡植被垂直帶的分布規(guī)律北坡以肥美的草原和帶狀森林為自然景觀的主要特征，氣候比較濕潤，植被覆蓋較好，藥用植物種類豐富。自然地理條件差異極大,使氣候具有從高寒帶到溫帶,由濕潤到干旱的明顯不同,導(dǎo)致了從山地到平原的深刻變化。植被垂直帶譜比較明顯，大致規(guī)律是：山地溫帶草原、山地寒溫帶草甸、山地寒溫帶針葉林、亞高山寒帶草甸、高山寒帶草甸、高山寒冷墊狀植被和高山冰雪帶。

=1\*GB3①山地溫帶草原分布于海拔1800一1900米的洪積、沖積傾斜平原地區(qū)。氣候較濕潤，干濕季節(jié)明顯，植被覆蓋度為50一80％，草叢層次明顯。植物種類較少，常見的有多種糙蘇和蓼屬植物及金絲桃葉繡線菊等。

=2\*GB3②山地寒溫帶草甸

多分布于海拔1900-2100米之間，但由于森林遭破壞和草甸上移，局部地區(qū)上限可達海拔2300米。氣候溫寒濕潤，植物種類比較多，如阿爾泰橐吾、峨?yún)?、馬纓子、聚花風(fēng)鈴草、療齒草、豬殃殃、牛至、野芝麻、腺唐松草、西伯利亞側(cè)金盞花、細裂委陵菜、銀白委陵萊、巖風(fēng)、假狼毒、草原老鸛草、茅香、擬百里香及假龍膽等。

=3\*GB3③山地寒溫帶針葉林

分布于海拔2100-2900米之間，植被類型屬亞高山針葉林，僅有一種針葉喬木樹種，即天山特有的雪嶺云杉。木本植物有天山花楸、野杏、野核桃、天山樺、剛毛忍冬、小花忍冬、伊犁柳等。林下植被相當(dāng)發(fā)育，覆蓋度達70一80％。草本植物主要有一枝黃花、歐纈草、林地烏頭、小斑葉蘭、火絨草和短喙蒲公英等。此外，還生長有山糙蘇、藍花老鸛草、斜升龍膽、新疆龍膽、白邊獐牙菜、中麻黃、瞿麥、新疆黨參及新疆黃精等。

=4\*GB3④亞高山寒帶草甸

分布于海拔2900一3100米。氣候寒冷、濕潤，植被組成比較豐富，以多年生植物占優(yōu)勢，覆蓋度可達90％。在陰濕的陡坡和溝谷中常形成密集的鬼箭錦雞兒灌叢。分布的植物有山地糙蘇、俯垂龍膽、箭頭唐松草、青蘭、大花青蘭、橢圓葉花錨、黃花野木樨、棘豆、火絨草、威靈仙、柴胡、新疆軟紫草、珠芽蓼、短莖古大當(dāng)歸、準(zhǔn)噶爾蓼、阿爾泰金蓮花、梅花草、亞麻、一枝黃花、野罌栗、纈草、線葉紅景天、林地烏頭、高山龍膽、斜升龍膽、草原老鸛草、裸莖金腰、伊犁貝母、新疆貝母及秦艽等。

=5\*GB3⑤高山寒帶草甸

分布于海拔3100一3400米的高山區(qū)。氣候寒冷而濕潤，僅夏季偶無霜凍，生長有北極高山植物北極果。植物有珠芽蓼、草原糙蘇、高山唐松草、高山黃芪、高山龍膽、火絨草、高山風(fēng)毛菊和細葉風(fēng)毛菊等。

=6\*GB3⑥高山寒冷墊狀植被

分布于海拔3400一3700米。氣候寒冷，氣溫日差較大，物理風(fēng)化作用強烈，水分不足，具明顯的旱生性質(zhì)，發(fā)育著面積不大的呈狹帶狀的墊狀植被和鐵銹色、灰綠色的殼狀地衣。分布的植物有新疆雪蓮、二花委陵菜、喜山葶藶、珠芽蓼、傾臥兔耳草、圓葉烏頭、天山棱子芹、高山紅景天及高山厚棱芹等。

=7\*GB3⑦高山冰雪帶

分布于雪線以上的高山區(qū)，被冰雪覆蓋，氣候嚴(yán)寒，不利于各種植物生長。3.8土壤的垂直自然帶和成土條件與成土過程在中天山地區(qū)，從山麓到山頂，隨著海拔的升高，年平均氣溫逐漸降低，在一定高度范圍內(nèi)，降水量逐漸增加，植被隨之發(fā)生更替，在這些因素綜合作用下，土壤也產(chǎn)生規(guī)律性變化。形成土壤垂直帶譜，土壤垂直帶譜的結(jié)構(gòu)是：灰漠土山地棕鈣土山地栗鈣土山地黑鈣土山地灰褐色森林土亞高山草甸土高山東草甸土。①荒漠土荒漠土是指在荒漠地區(qū)所發(fā)育的地帶性土壤，這些土壤有機質(zhì)含量少，土壤水分缺乏，石灰表聚明顯，土體中普遍有石膏和易溶鹽的聚積。分布于600米以下的山麓扇形地，上覆蓋黃土狀物質(zhì)，550米以下為綠洲和扇緣溢出帶，缺乏自然土壤和自成土，河流攜帶大量物質(zhì)在此堆積，形成較厚的第四紀(jì)松散沉積。=2\*GB3②山地栗鈣土栗鈣土是溫帶干草原植被下發(fā)育的地帶性土壤。分布于1100—1600米，為低山丘陵區(qū)。腐殖質(zhì)積累過程趨減弱，土壤剖面發(fā)育較為完整。栗鈣土以腐殖質(zhì)積累與石灰淀積為主要特點，A層有機質(zhì)含量一般為1.5-4.5%，鈣積層多分布于30-50cm處，厚度多為20-40cm。栗鈣土是我國最主要的草地土壤，畜牧業(yè)比較發(fā)達，也有相當(dāng)部分墾為農(nóng)田，在湟水谷地和黃河谷地更是以農(nóng)業(yè)為主。粟鈣土土類共劃分7個亞類。其中暗栗鈣土、栗鈣土和淡粟鈣土以腐殖化強弱程度區(qū)分，草甸栗鈣土分布于局部低地，地下水位較高，剖面下部表現(xiàn)有滯育特征。=3\*GB3③山地黑鈣土主要分布于1600—1700米，水分條件適中，草本植物茂密高大，有機物質(zhì)積累強烈，土壤質(zhì)地多為中壤或重壤，物理性粘粒31-56%。以粗粉砂占優(yōu)勢，粘粒在剖面中部有增高的趨勢。黑鈣土典型剖面由均腐殖質(zhì)層、舌狀過渡層、鈣積層、母質(zhì)層四個層段組成。屬A-AB-Bk-C剖面構(gòu)型。土體厚度在50-160厘米間，以黃土性母質(zhì)上發(fā)育的黑鈣土，土體偏厚，殘積坡積物上發(fā)育的土體偏薄。黑鈣土的表層質(zhì)地多為粘壤土至壤粘土，尚有砂質(zhì)壤土，砂礫質(zhì)粘壤土，而下層質(zhì)地則稍粘；有些剖面質(zhì)地變化不大。表層容重較小。土壤孔隙度較大，為50.9%-69.1%。黑鈣土呈中性至微堿性反應(yīng)，向下有增高趨勢。=4\*GB3④山地灰褐色森林土灰色森林土的成土母質(zhì)比較復(fù)雜，為多種巖類的殘積、坡積物。亦有少部分發(fā)育在黃土、黃土狀物質(zhì)或風(fēng)積沙土母質(zhì)上?；疑滞林饕植加跍貛У貐^(qū)的山地陰坡1700-2700米，海拔高，受山地垂直氣候影響大，氣候?qū)儆跍貛駶?、半濕潤類型。年均?4℃，≥10℃積溫1400℃-2600℃，年降水量400地球陸地表面具有一定肥力，能夠生長植物的疏松表層，是一個獨立的歷史自然體，具有自身的發(fā)生發(fā)展過程，是連接無機界和有機界的紐帶，是生物的生長點和營養(yǎng)泉，是人類生存的重要自然資源。在干旱土中，石膏的聚集很普遍。北疆某些干旱土石膏淀積較深，一般在50cm以下；石膏的聚集被認(rèn)為是當(dāng)?shù)馗珊低恋闹匾l(fā)生特征。土壤是成土母質(zhì)在一定水熱條件和生物的作用下，并經(jīng)過一系列物理、化學(xué)和生物化學(xué)過程形成的。成土條件主要有：=1\*GB3①地貌和水文條件。它們對土壤的形成和發(fā)育起著重要的作用；=2\*GB3②氣候條件。氣候主要表現(xiàn)為水熱條件對土壤形成的方向、強度所發(fā)生的影響；=3\*GB3③成土母質(zhì)。成土母質(zhì)是土壤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。=4\*GB3④生物因素。各種生物的生命活動促進了土壤的形成和發(fā)育；=5\*GB3⑤時間因素。土壤的形成是各種變化在時間上的累積。成土過程也叫土壤形成過程，是指在各種成土因素的綜合作用下，土壤發(fā)生發(fā)育的過程。它是土壤中各種物理、化學(xué)和生物作用的總和，包括巖石的崩解，礦物質(zhì)和有機質(zhì)的分解、合成，以及物質(zhì)的淋失、淀積、遷移和生物循環(huán)等。在不同的成土因素作用下，有不同的成土作用和成土過程，從而形成不同類型的土壤。成土過程實質(zhì)是礦質(zhì)營養(yǎng)元素的物質(zhì)地質(zhì)循環(huán)與物質(zhì)生物循環(huán)之間的矛盾統(tǒng)一過程。即礦質(zhì)營養(yǎng)元素的地質(zhì)淋溶過程與生物積累過程的矛盾統(tǒng)一。前者是土壤形成過程的基礎(chǔ)，后者是土壤肥力形成和發(fā)展的支柱=1\*GB3①原始成土過程從巖生微生物著生開始到高等植物定居之前形成土壤的過程。原始土壤形成過程多發(fā)生在高山區(qū)。=2\*GB3②有機質(zhì)積累過程是在木本或草本植被下，土體上部進行有機質(zhì)積累的過程，各種土壤中都有存在。=3\*GB3③鹽漬化過程是由季節(jié)性地表積鹽與脫鹽兩個方向相反的過程構(gòu)成的。主要發(fā)生在干旱、半干旱地區(qū)和濱海地區(qū)，可分為鹽化和堿化兩種過程。=4\*GB3④鈣化過程鈣化過程是我國干旱、半干旱地區(qū)土壤碳酸鹽發(fā)生移動和積累的過程。=5\*GB3⑤粘化過程土壤剖面中粘粒形成和積累的過程。多發(fā)生在暖溫帶和北亞熱帶濕潤地區(qū)的土壤中。=6\*GB3⑥白漿化過程在季節(jié)性還原淋溶條件下，粘粒與鐵、錳淋溶淀積的過程。多發(fā)生在白漿土和水稻土類的白土層中。=7\*GB3⑦富鋁化過程是我國熱帶、亞熱帶地區(qū)風(fēng)化和土壤物質(zhì)由于礦物的水解作用，形成弱堿性條件，隨著可溶鹽、堿金屬和堿土金屬鹽基及硅酸的大量流失，而造成鐵、鋁在土體內(nèi)相對富集的過程。=8\*GB3⑧潛育化過程土壤長期漬水，受到有機質(zhì)嫌氣分解影響，而使土壤中的鐵、錳遭強烈淋溶。多出現(xiàn)在沼澤土和還原型水稻土中。=9\*GB3⑨潴育化過程實質(zhì)上是土壤干、濕交替所引起的氧化與還原交替的過程。這個過程主要發(fā)生在土體中地下水位的季節(jié)性升降層段。=10\*GB3⑩人為熟化過程土壤熟化過程是在耕作條件下，通過耕作、培肥與改良，促進水、肥、氣、熱諸因素不斷諧調(diào)，使土壤向有利于作物高產(chǎn)方面轉(zhuǎn)化的過程。3.9天山北坡自然觀帶的垂直分布在中山地帶則分布著森林和森林草原，以灰色森林土為主；至高山和亞高山則以山地草原-高山和亞高山草甸土帶占據(jù)優(yōu)勢，整個垂直結(jié)構(gòu)較完整。北天山的垂直地帶性較明顯，以烏魯木齊以南為例，大致海拔1500～2500米為森林草原和森林帶，2500～2800米為亞高山草甸帶，2800～3000米為高山蒿草草甸，3200～3400米為寒凍風(fēng)化帶，3400米以上為冰川和積雪。荒漠氣候條件下，以非常稀疏的真旱生多年生草本植物為主，并混生大量旱生小灌木的植被類型。分布于低山坡麓等地區(qū)，荒漠草原屬典型的大陸性氣候，熱量比較豐富，年降水量150～250毫米，多風(fēng)沙，土壤主要為棕鈣土和灰鈣土，腐殖質(zhì)層較薄，肥力較弱，植被構(gòu)成比較簡單，多數(shù)是生長期較短的多年生草本植物，伴有灌木和半灌木，喜生于沙石間，很多種為減少蒸發(fā)而氣孔下陷，角質(zhì)層加厚，另有些的營養(yǎng)器官變?yōu)槿赓|(zhì)；大部分植物葉片上密生灰白色絨毛，并以節(jié)狀的新技進行光合作用?；哪菰参飬^(qū)系構(gòu)成比較復(fù)雜，以中亞西部植物，如白梭梭、鹽生假木賊、多種堿蓬、