中文摘要：

干旱地区内陆河流域下游生态系统退化主要是由于水资源不合理配置引起的，保证其一定质量和数量的生态用水将能够一定程度地改变天然生态系统的过程，并保护物种多样性和生态稳定性。2010年9月首次向石羊河尾闾（青土湖）注入生态用水1290万m3。注水能否促进湖区植被恢复、延缓区域生态系统退化？注水及水面形成的生态响应研究有其必要性和特殊意义。项目以青土湖生态注水和水面形成为背景，通过调查观测青土湖注入水量与水面大小以及生态因子特征值，研究地下水、植被演替、土壤特性、小气候、风沙活动特征变化等因素及其关系；分析水面形成后各生态因子的响应及其耦合关系，进行各因子响应排序、筛选，建立评价指标体系，对青土湖注水及水面形成保持的区域生态效应进行评价；为正确评估青土湖生态输水的整体效益、输水方案调整以及整个流域水资源合理配置与优化调度提供基础资料和科学依据。

结论摘要：

青土湖是石羊河尾闾湖，20世纪初期的湖水面积大约120 km2。随着流域人口增长和灌溉农业发展，青土湖水面积逐渐萎缩，1959 年完全干涸，而且大部分已被流沙覆盖或垦殖。为了促进区域生态系统恢复，在2010-2015年以渠道输送的形式分年向青土湖注入生态用水，最终形成了水面。通过卫片解译、定期定位调查和定位监测，测定青土湖注入水量与水面大小、地下水位、土壤、植被、空气温湿度、风沙活动变化，分析水面形成后各生态因子的响应及其耦合关系，对青土湖水面恢复引起的区域生态效应进行评价。研究表明连续5年输水具有叠加效应，水面面积成直线增加，输水量与水面面积呈正相关（R=0.894），2012年的入湖水量是2011年的1.60倍，保留水面积则增加了1.84倍。2013年的入湖水量减少，但保留水面积增加了2.51倍。距水面0-300 m范围，地下水位的变幅达5.0 m，是地下水位动态变化幅度最大的区域，也是土壤理化性质与植被变化较大的空间。随着离水面距离增加，土壤颗粒与化学特性变化呈波浪形，土壤黏粉粒分布与其全磷、全钾之间存在正线性相关，水面形成加剧了0-150m土壤理化性质变化，0-40cm土层深度土壤细粒及养分出现富集，分别在距水面100-150 m和300 m处达到最大值。植被变化表现出随地下水位和土壤盐分的空间序列，距水面200 m范围内的植物种数量减少，其中水面边缘植物种减少最多，100 m处物种变化最少，芦苇相对频度逐年增加和白刺相对频度逐年减少，芦苇群落面积增加了8.43倍，临接水域和水域中的白刺群落被水淹没，白刺面积减少了68.00％；距水面0-50m的地下芽植物芦苇数量激增和一年生植物减少，植物群落密度增加；距水面0 m-100 m范围的地下芽植物数量激增，呈集群分布；50 m-200 m范围的植物种趋向均匀分布，距水面250-300 m则是地面芽植物所占比例增加；水面恢复促成植物群落组成结构单一，Shannon-Weiner多样性性指数减小，Pielou均匀度指数和Simpson's优势度增大，其中Simpson's指数变化相对较大，且空间变化速率大于时间变化率，但Cody指数的时间变化率大于空间变化速率；植被演替过程不仅决定于原生群落类型，而且与输水引起地下水位和土壤盐分空间分布相一致，是多向快速演替，是一种植物群落格局配置适应环境的变化；植物群落的时间演替