基因过表达的基本原理是通过人工构建的方式在目的基因上游加入调控元件，使基因可以在人为控制的条件下实现大量转录和翻译，从而实现基因产物的过表达。
基因过表达的步骤是：
1，构建克隆。将目的基因连接在特定的载体上，载体种类依据表达系统差异而不同。在载体上一般含有增强基因转录的promoter，不同系统中采用的promoter完全不同。
2，将克隆导入表达细胞中。在大肠杆菌，酵母和哺乳动物细胞中，构建的外源质粒直接导入细胞即可，这个过程称为转化或转染。对于昆虫表达系统，构建的质粒还需要先转座成为杆状病毒基因组才能用于转染。
基因过表达的应用：大肠杆菌表达系统，酵母表达系统，昆虫表达系统，哺乳动物细胞表达系统和体外翻译系统（无细胞体系）。
现在人们常说的生物技术实际上就是现代生物技术。现代生物技术包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等五大工程技术。其中基因工 程技术是现代生物技术的核心技术。基因工程的核心技术是DNA的重组技术，也就是基因克隆技术。既然基因工程这么重要,那么什么是基因工程呢
基因工程是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其它载体分子，构成遗传物质的新组合，并使之参入到原先没有这类分子的寄主细胞内，而能持续稳定地 繁殖。根据这个概念,人们可以从一个生物的基因中提取有用的基因片断,植入到另外一个生物体内,从而使该生物获得某些新的遗传性状。从而获得所需要的新的 生物的变种.运用基因工程可以加快生物的变异,并使生物的变异朝着有益于人类的方向发展.而且,基因工程是处在分子水平上的操作,因而可以跨越不同的物种 进行操作.大大改善了传统的只能同类生物杂交并且不能控制变异方向的方法.
例如,传统的水稻培养方法是让很多不同的水稻杂交,然后将种子都培养成水稻,再 从中选择优良的品种.但是这种方法不仅工作量大,而且效果也不是很好.根据DNA重组原理,有些隐性性状大约只有1/4的概率能表达出来.这样就做了大量 的无用功.但是利用基因工程,我们只需要从不同的水稻中提取所需要表达出来的性状的核苷酸组合,将其移植到另外的水稻上,就可以表达出来.这样做,大大节 省了工程的周期,也提高了基因性状表现的精确度.另外,不同种的生物一般是不能交配的.例如鱼和牛,就不能进行交配而生出下一代.但是利用基因工程,我们 可以把鱼的某些基因移植到牛的受精卵上,或者把牛的基因移植到鱼的受精卵上,加以培养,就可以产生既有牛的性状又有鱼的性状的新的物种.虽然基因工程有这 么多的好处,但是也不是说可以滥用的.因为每种生物经过适者生存的自然选择,都能适应所处的生存环境.如果移植了外来的基因,可能会打破其体内的细胞的平 衡,从而导致细胞的快速衰老甚至死亡.可见,基因工程要正确处理好细胞的相容性。
那么,基因工程都有那些应用呢
一:在生产领域,人们可以利用基因技术,生产转基因食品.例如,科学家可以把某种肉猪体内控制肉的生长的基因植入鸡体内,从而让鸡也获得快速增肥 的能力.但是,转基因因为有高科技含量, 怕吃了转基因食品中的外源基因后会改变人的遗传性状，比如吃了转基因猪肉会变得好动，喝了转基因牛奶后易患恋乳症等等。华中农业大学的张启发院士认为：“ 转基因技术为作物改良提供了新手段，同时也带来了潜在的风险。基因技术本身能够进行精确的分析和评估，从而有效地规避风险。对转基因技术的风险评估应以传 统技术为参照。科学规范的管理可为转基因技术的利用提供安全保障。生命科学基础知识的科普和公众教育十分重 要。
二:军事上的应用.生物武器已经使用了很长的时间.细菌,毒气都令人为之色变.但是,现在传说中的基因武器却更加令人胆寒.基因武器只对具有某种 基因的人(例如某一种族)有杀伤力,而对其他种族的人毫无影响.这种武器的使用无疑会使遭受基因武器袭击的种族面临灭顶之灾。
三: 环境保护上，也可以应用基因武器.我们可以针对一些破坏生态平衡的动植物,研制出专门的基因药物,既能高效的杀死它们,又不会对其他生物造成影响.还能节 省成本.例如一直危害我国淡水区域的水葫芦,如果有一种基因产品能够高校杀灭的话,那每年就可以节省几十亿了。科学是一把双刃剑.基因工程也不例外.我们要发挥基因工程中能造福人类的部分,抑止它的害处.。
四，医疗方面，随着人类对基因研究的不断深入，发现许多疾病是由于基因结构与功能发生改变所引起的。科学家将不仅能发现有缺陷的基因，而且还能掌握如何进行对基 因诊断、修复、治疗和预防，这是生物技术发展的前沿。这项成果将给人类的健康和生活带来不可估量的利益。所谓基因治疗是指用基因工程的技术方法，将正常的基因转如病患者的细胞中，以取代病变基因，从而表达所缺乏的产物，或者通过关闭或降低异常表达的基因等途 径，达到治疗某些遗传病的目的。目前，已发现的遗传病有6500多种，其中由单基因缺陷引起的就有约3000多种。因此，遗传病是基因治疗的主要对象 。第一例基因治疗是美国在1990年进行的。当时，两个4岁和9岁的小女孩由于体内腺苷脱氨酶缺乏而患了严重的联合免疫缺陷症。科学家对她们进行了基因治疗 并取得了成功。这一开创性的工作标志着基因治疗已经从实验研究过渡到临床实验。1991年，我国首例B型血友病的基因治疗临床实验也获得了成功。
基因治疗的最新进展是即将用基因枪技术于基因治疗。其方法是将特定的DNA用改进的基因枪技术导入小鼠的肌肉、肝脏、脾、肠道和皮肤获得成功的表 达。这一成功预示着人们未来可能利用基因枪传送药物到人体内的特定部位，以取代传统的接种疫苗，并用基因枪技术来治疗遗传病。
目前，科学家们正在研究的是胎儿基因疗法。如果现在的实验疗效得到进一步确证的话，就有可能将胎儿基因疗法扩大到其它遗传病，以防止出生患遗传病症的新生儿，从而从根本上提高后代的健康水平。
五，基因工程药物研究，基因工程药物，是重组DNA的表达产物。广义的说，凡是在药物生产过程中涉及用基因工程的，都可以成为基因工程药物。在这方面的研究具有十分诱人的前景。
基因工程药物研究的开发重点是从蛋白质类药物，如胰岛素、人生长激素、促红细胞生成素等的分子蛋白质，转移到寻找较小分子蛋白质药物。这是因为蛋 白质的分子一般都比较大，不容易穿过细胞膜，因而影响其药理作用的发挥，而小分子药物在这方面就具有明显的优越性。另一方面对疾病的治疗思路也开阔了，从 单纯的用药发展到用基因工程技术或基因本身作为治疗手段。
现在，还有一个需要引起大家注意的问题，就是许多过去被征服的传染病，由于细菌产生了耐药性，又卷土重来。其中最值得引起注意的是结核病。据世界 卫生组织报道，现已出现全球肺结核病危机。本来即将被消灭的结核病又死灰复燃，而且出现了多种耐药结核病。据统计，全世界现有17.22亿人感染了结核病 菌，每年有900万新结核病人，约300万人死于结核病，相当于每10秒钟就有一人死于结核病。科学家还指出，在今后的一段时间里， 会有数以百计的感染细菌性疾病的人将无药可治，同时病毒性疾病日益曾多，防不胜防。不过与此同时，科学家们也探索了对付的办法，他们在人体、昆虫和植物种 子中找到一些小分子的抗微生物多肽，它们的分子量小于4000，仅有30多个氨基酸，具有强烈的广普杀伤病原微生物的活力，对细菌、病菌、真菌等病原微生 物能产生较强的杀伤作用，有可能成为新一代的“超级抗生素”。除了用它来开发新的抗生素外，这类小分子多肽还可以在农业上用于培育抗病作物的新品种。
六，加快农作物新品种的培育，科学家们在利用基因工程技术改良农作物方面已取得重大进展，一场新的绿色革命近在眼前。这场新的绿色革命的一个显著特点就是生物技术、农业、食品和医药行业将融合到一起。
本世纪五、六十年代，由于杂交品种推广、化肥使用量增加以及灌溉面积的扩大，农作物产量成倍提高，这就是大家所说的“绿色革命”。但一些研究人员认为，这些方法目前已很难再使农作物产量有进一步的大幅度提高。
基因技术的突破使科学家们得以用传统育种专家难以想象的方式改良农作物。例如，基因技术可以使农作物自己释放出杀虫剂，可以使农作物种植在旱地或 盐碱地上，或者生产出营养更丰富的食品。科学家们还在开发可以生产出能够防病的疫苗和食品的农作物。<BR> 基因技术也使开发农作物新品种的时间大为缩短。利用传统的育种方法，需要七、八年时间才能培育出一个新的植物品种，基因工程技术使研究人员可以将任何一种 基因注入到一种植物中，从而培育出一种全新的农作物品种，时间则缩短一半。
虽然第一批基因工程农作物品种5年前才开始上市，但今年美国种植的玉米、大豆和棉花中的一半将使用利用基因工程培育的种子。据估计，今后5年内， 美国基因工程农产品和食品的市场规模将从今年的40亿美元扩大到200亿美元，20年后达到750亿美元。有的专家预计，“到下世纪初，很可能美国的每一 种食品中都含有一点基因工程的成分。
尽管还有不少人、特别是欧洲国家消费者对转基因农产品心存疑虑，但是专家们指出，利用基因工程改良农作物已势在必行。这首先是由于全球人口的压力 不断增加。专家们估计，今后40年内，全球的人口将比目前增加一半，为此，粮食产量需增加75％。另外，人口的老龄化对医疗系统的压力不断增加，开发可以 增强人体健康的食品十分必要。
加快农作物新品种的培育也是第三世界发展中国家发展生物技术的一个共同目标，我国的农业生物技术的研究与应用已经广泛开展，并已取得显著效益。
七，分子进化工程的研究，分子进化工程是继蛋白质工程之后的第三代基因工程。它通过在试管里对以核酸为主的多分子体系施以选择的压力，模拟自然中生物进化历程，以达到创造新基因、新蛋白质的目的。
这需要三个步骤，即扩增、突变、和选择。扩增是使所提取的遗传信息DNA片段分子获得大量的拷贝；突变是在基因水平上施加压力，使DNA片段上的 碱基发生变异，这种变异为选择和进化提供原料；选择是在表型水平上通过适者生存，不适者淘汰的方式固定变异。这三个过程紧密相连缺一不 可。
现在，科学家已应用此方法，通过试管里的定向进化，获得了能抑制凝血酶活性的DNA分子，这类DNA具有抗凝血作用，它有可能代替溶解血栓的蛋白质药物，来治疗心肌梗塞、脑血栓等疾病。
参考资料
天涯社区.天涯社区[引用时间2017-12-30]
一、地质环境类型与质量状况
（一）地质环境类型
地下水水位埋深、包气带的特征（岩性、水分、含盐量）和自然景观等是影响地质环境变化的重要因素，又是划分地质环境类型的主要依据。黑河流域下游区的地质环境类型，由类、区、段和型组成，如表6-7所示。
（二）地质环境质量状况
在黑河流域下游区，地质环境质量状况主要考虑生态环境效益，分为较好、较差和恶劣3级。
1.“较好类型”地质环境主要特征
在黑河流域下游区，“较好类型”地质环境主要分布地下水水位浅埋的河岸细土乔灌木绿洲和河岸细土人工绿洲区，地下水水位埋深1.0～3.0 m，矿化度0.5～2.0 g/L，土壤岩性为灰棕荒漠土及砂土，土壤含水率较高，其中砂土含水率为2%～6%，粘性土为10%～15%，含盐量自上而下为1.5%～0.1%。植被是以胡杨、红柳、沙枣、芦苇、芨芨和禾草为主的乔灌木混合群落，生长状况良好，植被盖度为30%～60%。
2.“较差类型”地质环境主要特征
在黑河流域下游区，“较差类型”地质环境主要分布在地下水水位浅埋的砾砂荒漠、湖盆细土草甸绿洲和沙地荒漠区。这些地区地下水水位埋深2.0～5.0 m，土壤含水率低，砂砾为0.7%～2%，砂质土层为5%～10%。植被生长状况较差，植被是以泡泡刺、沙拐枣、麻黄、白刺和杉篙为主的半灌木和小灌木群落，植被盖度为10%～20%。该类型区，地下水水质和水量都宜于开采，具有人造绿洲的良好条件。在湖盆细土地带，地下水水位埋深1.0～3.0 m，地下水水质较差，矿化度大于3 g/L，土壤平均含水率为5%～30%，土壤含盐量达0.27%～10.41%，局部盐化可达33%，植被盖度为50%左右。
表6-7 黑河流域下游平原区地质环境类型
3.“恶劣类型”地质环境主要特征
在黑河流域下游区，“恶劣类型”地质环境主要分布在地下水水位深埋的砾石荒漠和沙丘荒漠区，地下水水位埋深5.0～30.0 m，土壤类型为灰棕荒漠土、石膏灰棕荒漠土、砂土，土壤含水率小于1%，生长极为稀疏的红柳、梭梭、沙嵩、麻黄和骆驼刺等，植被盖度低于5%。
二、生态环境退化机制
（一）生态环境退化
植被退化有自然因素和人类活动影响两个方面，包括包气带水分、岩性和盐分变化的影响。
1.包气带水分变化
实验研究表明，当岩土凋萎系数（毛管势）在负15个大气压左右，对应含水率分别为细砂土3.3%，亚砂土6.5%，亚粘土10.5%，粘土15.0%。凡低于此值，土壤水难被植被所利用。
在黑河流域下游区的十九号基地、建国营、额济纳旗及八道桥一线和东居延海，具有以下特点：
1）在植被根系生长集中的2.0 m土层范围内，中细砂、砂砾石的含水率一般为0.2%～3.5%，细砂、粉细砂为0.5%～20.0%，粘性土为2.0%～35.0%，大部分土壤含水率接近或低于凋萎系数。
2）相同的土壤，包气带水分在垂向上自地表向下渐增，接近地下水水位时趋于饱和状态。在沿河地带，包气带接受河水入渗补给时含水率会暂时呈现上下大、中间小的特征，有利于植被生长。
3）地域性水分状况差别显著。在八道桥至额济纳旗的东河细土地带，含水率为0.66%～32.91%。在建国营附近的西河细土地带，含水率一般为0.21%～21.33%，普遍低于东河。在建国营以西的戈壁地带，含水率普遍很低，为0.55%～3.91%。沙丘含水率最低，一般为0.23%～0.79%。
包气带水分条件的好坏，直接影响地表植被生长状况。在八道桥至额济纳旗的东河细土地带，土壤含水率较高，植被生长较为茂盛，老、中、幼各年龄段的乔灌木都生长良好。在西河细土地带，含水率低于东河，植被生长状况普遍较差，乔灌木枝叶稀少，地面草场稀疏凋零。在建国营以西的戈壁地带，含水率极低，只零星分布耐旱植被梭梭和麻黄等，长势差。
从表6-8可见，建国营北植被生长状况与土壤含水率之间存在密切的关系。由河岸至戈壁的样点266～271共6个试坑，在2.5 m土层范围内，平均含水率由5.17%减少至1.55%，相应的植被种类渐趋耐旱，长势由密变疏和由好至差。
根据黑河流域下游平原区不同地点所测试的包气带含水率及其对应的植被生长状况（表6-9），也表明在不同含水率条件下植被生长状况存在较大的差异。以红柳为例，在2.0 m的土层范围内，在粘性土平均含水率为12.72%～15.59%、砂性土为3.15%～13.71%条件下，植被生长良好。在粘性土平均含水率为9.35%～12.39%、砂性土为2.0%左右时，植被生长一般。在粘性土平均含水率为6.74%、砂性土为1.55%～2.0%时，植被生长差。若将“生长一般”的含水率下限作为植被的凋萎含水率，则红柳在粘性土中的凋萎含水率为9.35%，在砂性土中为1.95%；胡杨在粘性土中的凋萎含水率为16.37%，在砂性土中为2.35%；沙枣在粘性土中的凋萎含水率为11.37%，在砂性土中为5.0%；梭梭在粘性土中的凋萎含水率为6.0%，在砂性土中为1.59%。
表6-8 黑河流域下游区建国营北植被生长状况与土壤含水率之间关系
表6-9 黑河流域下游区不同类型植被与土壤含水率之间关系
在黑河流域下游区，植被群落盖度与土壤含水率之间具有下列关系（武选民，2002a、b）：
西北内陆黑河流域水循环与地下水形成演化模式
式中：CB——植被群落盖度（%）；
θ——10～30 cm的土壤含水率（%）。
当土壤含水率为1.0%时，植被群落盖度一般在5.0%～4.0%。当土壤含水率在5.0%左右时，植被群落盖度则达8.0%。当土壤含水率超过20.0%时，植被群落盖度超过30.0%。
2.包气带岩性
在黑河下游平原区，土壤的母质组成为冲洪积、湖积、坡积和风积的松散物质。土壤多为缺乏有机质和富含盐分的含砾荒漠砂质土、灰棕荒漠土和盐化草甸土。
在额济纳盆地南部，地下水水位埋藏深，砂砾石土质地坚硬，缺乏水分，不宜于植被生长。在中北部平原，地下水水位埋藏浅，地表砾石厚度薄，下部多为疏松的细砂和砂质土，结构松散，较宜于保存水分和植被生长。在沿河细土地带及湖盆细土地带，地下水水位埋藏浅，土层由亚粘土、亚砂土、粉细砂及细砂等细颗粒物质组成，结构松散，土质肥沃，为植被生长发育的良好场所。
据调查，不同的植被类型具有不同的生存土壤环境。例如胡杨、红柳、芨芨及苦豆子等多生长在荒漠河谷洪积平原、湖积平原及沙漠边缘的潮湿滩地上，岩性为亚砂土、砂土等。白刺、骆驼刺生长在地下水水位浅埋的盐渍化土壤中。梭梭、麻黄、红砂等植被则多生长在砂质、砂砾质和砾质戈壁上。沙拐枣等则生长在流沙、固定沙或砂砾质土壤中。
在地下水水位埋深相同条件下，植被的生长状况与包气带岩性及其组合特征有关（表6-10）。土壤颗粒细，毛细上升高度大，持水性好；土壤颗粒粗，毛细上升高度小，持水性差。粘性土的毛细上升高度可达4.0～5.0 m，有利植被生长。
表6-10 黑河流域下游区包气带岩性与红柳生长状况的关系
3.土壤盐分
土壤盐分的组成及其含量对植被的生长发育起着一定的抑制作用（表6-11）。当土壤盐分超过某一范围时，这种植被就会衰亡，被另一种适宜该盐分的植被所代替。例如在古日乃湖一带，无盐化地带的芦苇丛生密集，盐化地带的芦苇稀疏、苇株细瘦透光，盐土地带的芦苇稀疏低矮，盐壳地带的芦苇零星分布、地面基本裸露。
在东居延海，由湖滨至湖心，随着含盐量的增加，植被生长状况也表现出明显的分带性。在红柳生长良好地带，土壤含盐量较低，表土层含盐量为0.36%～0.86%。红柳生长一般的地带，表土层含盐量为0.75%～0.99%。红柳死亡区，表土层含盐量为1.20%～1.53%。在有芦苇生长区，表土层含盐量为1.02%～2.88%；在无植被覆盖区，表土层含盐量为1.48%～3.02%。
表6-11 黑河流域下游区一些植被生长所适宜的含盐量范围
据资料统计，植被群落的物种数目与土壤含盐量之间有密切的关系，如下式所示（武选民，2002a、b）：
西北内陆黑河流域水循环与地下水形成演化模式
式中：N——植被物种数；
S——土壤电导率（×103），反映土壤含盐量状况。
4.包气带水分补给条件
植被生长依靠包气带供给水分，与包气带水分补给状况密切相关。在黑河流域下游区的河岸绿洲和湖盆绿洲地带，地表水入渗补给和地下水毛细支持补给包气带水分，致使植被生长良好。在远离河床、地下水水位深埋的戈壁沙丘地带，凝结水入渗补给是植被生长的源泉。在干旱气候条件下，凝结水对戈壁和沙丘耐旱植被的生长具有积极作用。
地表水（包括灌溉水）入渗作为地下水的主要补给来源，对包气带水分状况也具有不可忽视的作用。包气带毛细水是否能被植被利用，取决于地下水水位埋藏深度和植被根系下潜深度。据野外调查，当植被根系与地下水水位之间距离小于毛细水上升高度时，植被就可通过毛细水的持续补给而正常生长；当超过这个范围时，植被生长难以获取足够的水分而出现衰退，继而被另一类植被群落所代替。因此，根据植被正常根系深度与土壤毛细上升高度，初步确定“植被凋萎地下水水位”和“适生地下水水位”，如表6-12所示。
根据上述分析，黑河流域下游区河岸植被和湖盆植被随地下水水位而演变的趋势，可概括为：在沿河细土地带，自河岸向戈壁，随地下水水位埋深的增加，植被群落由芦苇、芨芨和草甸（水位埋深0～3.0 m）向胡杨、沙枣和杂类草群落河岸林景观（水位埋深3.0 m左右）转变，以至向红柳、杂类草灌丛景观（水位埋深3.0～5.0 m）→苏枸杞、盐爪爪群落盐生植被景观（水位埋深5.0 m左右）→荒漠化景观（水位埋深大于5.0 m）转变。目前，沿河地带大面积的植被景观处于红柳、杂类草灌丛阶段。
表6-12 黑河流域额济纳盆地主要植被生长状况与地下水水位埋深之间关系
在湖盆地带，自湖心至湖盆外围，随地下水水位埋深的增加，植被群落的演变趋势为：芦苇沼泽（水位埋深0 m左右）→ 金代代、水葫芦苗草甸沼泽（水位埋深0～0.5 m）→ 芦苇草甸（水位埋深大于0.5 m）→ 芦苇盐土草甸（水位埋深1.0～3.0 m）→ 零星芦苇结壳盐土（水位埋深3.0 m左右）。在风沙堆积地段，植被群落的演变趋势为：芦苇草甸（水位埋深1.0～3.0 m）→ 梭梭、红柳、白刺半流动沙丘（水位埋深3.0～5.0 m）→ 梭梭、红砂荒漠化沙丘（水位埋深大于5.0 m）。
目前在黑河流域下游区，河岸植被、湖盆植被景观的存在形式或以多群落出现，或以单群落出现，处于上述演化的链条中。对戈壁荒漠植被（如麻黄、沙拐枣、骆驼刺、红霸王等）来说，与地下水埋藏条件无紧密关系。
5.人为因素
人为因素的破坏主要表现在樵采、滥伐、采挖药材和过度载畜等4个方面。在管理不严状况下，居民樵采乔灌木做燃料，伐取乔灌木修房、围栏等，对植被的破坏程度相当严重。采挖药材对植被的破坏主要指采挖苁蓉对梭梭的破坏，苁蓉往往寄生于梭梭的根部，采挖苁蓉往往使梭梭的根部裸露尽而使植被干枯。据额济纳旗林业局的粗略统计，对各种植被的破坏加起来，每年毁林面积可达数千亩。
额济纳旗77%的牲畜集中在沿河地带，平均每万只牲畜占有乔灌木草场约为0.78×104 hm2。据1974年内蒙古、宁夏考察队统计的天然草场资源记载，额济纳盆地草场面积约 83490 km2，有效面积27060 km2，每公顷草地产草量约6.23 t，每公顷草地载畜量12头羊，若草场全部利用可养24×104只羊。据1988年统计资料，仅东西河载畜量已达16.75×104头，远远超过了理论允许载畜量。一方面草场不断退化，另一方面畜量逐年增加，胡杨、红柳和梭梭的林幼苗被吞食，成片林木变成了荒滩。
（二）土壤盐渍化与沙化
地下水水位下降不仅是植被退化的主要因素，也是土壤发生沙化的主要原因。而植被稀疏，使地面蒸发增强，地下水在强烈的蒸发作用下，盐分聚集于地表，使土壤发生盐渍化。强烈蒸发作用和地下水水位浅埋是产生盐渍化的根本原因。
野外调查表明，土壤含盐量的大小与地下水水位埋深之间关系密切。随着地下水水位埋深的减小，含盐量迅速增加（图6-29）。从图6-29可以看出，若以表土层0～0.3 m深的含盐量作为土壤发生盐渍化的标志，则土壤发生盐渍化的地下水水位埋深的临界深度为1.90 m左右。但是不同土壤发生盐渍化的临界深度不同，砂砾地层发生盐渍化的地下水水位埋深较浅，一般小于1.60 m，砂质壤土地层则为2.50 m左右。
图6-29 黑河流域下游区表层（0～0.3 m）含盐量与地下水水位埋深关系
在黑河流域下游区，地下水水位降低引起的沙化现象是一个非常突出的环境地质问题。地下水水位下降，就会使包气带土壤的含水率降低，土粒间的粘结性减弱。据前人研究资料（王让会等，1997、2000；赵元杰等，1999），沙漠化等级可分为6级：非沙漠化（N），潜在沙漠化（Ⅰ），轻度沙漠化（Ⅱ），中度沙漠化（Ⅲ），重度沙漠化（Ⅳ），极重度沙漠化（Ⅴ）。如表6-13所示。
表6-13 黑河流域下游区地下水水位深度分布频率（%）与沙漠化等级关系
从表6-13可以看出，非沙漠化与地下水水位埋深之间存在一定的联系，但不是线性关系。在地下水水位埋深1.0～2.0 m之间，非沙漠化的概率最大，占27.0%。随着沙漠化等级的增加，地下水水位埋深范围出现由宽变窄，各沙漠化等级开始出现时的地下水水位埋深由浅变深。
黑河流域下游绿洲区趋于沙化的凋萎地下水水位埋深为5.0 m，土地发生沙化的临界地下水水位埋深即为5.0 m。但是，不同质地土壤发生沙化的地下水水位埋深是不同的，细砂土为0.35～1.0 m，亚砂土为1.0～1.5 m，亚粘土为1.5～4.0 m，粘性土为4.0～5.0 m。对于土壤岩性综合体来说，可取上述数值的平均值2.0～2.5 m作为土地沙漠化的临界水位。
通过上述研究表明，地下水水位和水环境质量的变化，必然引起生态环境的响应，它们的链条效应关系如图6-30所示。
图6-30 黑河流域下游区地下水水位及其环境变化的生态环境链条效应示意图
三、生态环境保护及治理方法
合理开发与利用水资源是保护生态环境的关键。鉴于黑河下游荒漠平原区目前土地沙化、盐渍化和植被及草场退化已相当严重，如不及时治理，绿洲就会有消失的危险。因此，有计划的合理开发利用水资源，才能有效地保护及治理生态环境。
（一）地表水与地下水联合开发利用
1.合理利用地表水
在现状条件下，通过狼心山水文站进入黑河下游荒漠平原区的水量，很难满足下游平原生产的发展及绿洲保护的需要。黑河流域内水资源的开发利用必须要兼顾中下游的利益，统筹规划。据计算表明，经过狼心山水文站输送给下游绿洲的生态需水量应为7.0×108 m3/a，才能保证下游绿洲的生存及适当发展。
2.科学开发地下水
在黑河流域下游平原区，单纯依靠地表水维持生态环境和发展农林牧业生产，是难以可持续发展的，还需要科学地利用和保护地下水。
（二）保护天然绿洲，发展人工绿洲
1.保护及合理利用天然绿洲
首先，应坚决制止胡乱采樵、滥垦、滥牧和采药对乔灌木的破坏活动，结合畜群的承包责任制，对草场进行划管，固定草场使用权，使利用、保护和建设三者相结合。
其次，应该严格按照草场载畜能力调节牲畜的数量和放牧时间，实施“以草定牧”合理利用和保护草场的政策。
第三，应围栏封育，轮流放牧，对天然草场加强涵养与虫害防治。
2.建设新兴的人工绿洲
在沿河地带、湖盆地带及黑城垦区废弃的土地上，建立小面积人工草场。在天然绿洲的外围地带，尤其是东西河西岸乔灌木林边缘地带，营造和培育防风护沙林带，以保护天然草场、人工草场及农业耕地不受风沙侵害。
（三）保护土地资源，防止土地的盐渍化
在远离河床、地下水水位埋藏较浅的地段，修建完善的排水系统，有效降低地下水水位，防治和改良土壤盐渍化的土地。
在沿河地带，平整土地和合理灌溉作为防治次生盐渍化的重要手段。在傍河盐渍化地带，采用地下水与引灌河水混合灌溉办法进行有效洗盐，改良土壤质量。
