干旱区土地利用/覆盖时空动态变化分析——以准格尔旗为例

为评估植被恢复以及土地利用变化对生态脆弱地区的影响,文中选取准格尔旗为研究区,基于1990、2000、2009年三期美国陆地卫星遥感影像提取各时期的土地利用类型,在30m栅格尺度上定量评价并分析其动态变化。变化的驱动因素主要有自然因素、人口增长和城市化、过度矿产资源开发等负面因素和生态恢复政策的正面因素。结果表明:过去20年间,人类活动及资源开采对生态环境的干扰增加,植被恢复的过程是有效而缓慢的。     

民勤荒漠化过程中气候综合指标的年际变化

气候变化和荒漠化是全球性的重大环境问题。民勤作为我国最典型的干旱荒漠化区域,近50年生态环境呈持续恶化趋势。选择相对湿度、降水量、蒸发量、气温、日照时数和起沙风日数作为指标因子,采用加权求和的方法,对1956-2005年民勤各季节及全年气候整体环境的年际变化利用气候荒漠化指数进行了评价。结果表明:民勤1956-2005年春季气候总体处于重度恶劣等级,其他季节和全年处于中度恶劣等级;春季、秋季和冬季气候环境长期变化趋势不明显,夏季和全年气候虽有明显好转趋势,但本世纪以来仍处于中度恶劣等级;气候好转程度对荒漠化进程并未产生明显影响,在总体处于中度恶劣等级的气候背景下,人类活动是导致民勤荒漠化的主导因素;逐渐好转的气候环境将对该区生态环境的恢复产生积极的意义,政府可以在有利的气候背景下制定更加合理有效的荒漠化防治措施。     

甘肃民勤绿洲荒漠化防治研究

民勤是河西走廊东段石羊河流域的尾闾绿洲区,它位于腾格里和巴丹吉林沙漠中间,不仅是阻挡两大沙漠合并的重要廊道,而且是我国东部地区重要的生态屏障。它阻挡着西来的沙尘暴对东部地区,尤其是华北的入侵,护卫着北京的生态安全,具有重要的生态战略地位。民勤绿洲区属温带干旱气候,降水稀少,本地无地表径流产生,生产、生活用水完全依赖于石羊河流域的地表水资源。受气候变化和人类活动双重因素的综合作用,特别是人类活动的影响,导致民勤绿洲生态与环境危机,引起国家和广大学者的关注,并从不同角度提出了许多对策。民勤生态与环境问题的根源在于水资源危机的加剧。通过对民勤50多年发展的综合分析和评价,建议尽快实施"民勤绿洲荒漠化综合治理生态工程"。恢复民勤的生态系统——绿洲荒漠生态系统,是一个复杂的工程体系,需要全社会协同合作。     

基于NPP的石羊河流域环境治理工程成效评价

人类活动是净第一性生产力(NPP)变化的重要影响因子,计算人类活动对NPP的影响可以定量评估其对生态环境的影响,对评价环境治理工程成效也具有重要意义。本文以石羊河流域为研究区,通过变异系数法计算治理前后的NPP人为影响值,比较2个时段NPP人为影响值的空间格局、变化及趋势,并以行政区为单元评价生态环境治理的成效。研究表明:(1)人类活动对植被NPP的影响覆盖了大部分区域,2000—2006年人为影响值为-588.31~653.57 g·m~(-2)·a~(-1),2007—2010年为-644.30~673.63 g·m~(-2)·a~(-1)。2个时段人为作用对全流域植被NPP的正负影响均十分剧烈,整体都表现为正影响,净影响值从0.37 Tg·a~(-1)减少到0.33 Tg·a~(-1)。(2)治理后流域60.13%的区域NPP人为影响发生改变,主要表现为正向影响减弱(占36.54%)和负向影响减弱(占12.09%),人类活动在直接作用区域有所放缓;但人为影响的方向变化较少,仅占5.60%。这说明虽然治理局部取得了一定成效,但要从根本上治理将是一个长期的过程。(3)各行政区治理成效各异,民勤与凉州区成效最为显著,其他依次为古浪、天祝、永昌、肃南、金川等县市。     

榆林地区植被指数动态变化及其对气候和人类活动的响应

榆林地区是中国典型生态脆弱区,植被生态系统对气候变化和人类活动影响较为敏感。以榆林地区2000—2015年MODIS NDVI为基础,结合气温、降水数据,利用线性趋势法、相关系数、偏相关系数及缓冲区方法,分析了区域NDVI(归一化差异植被指数)动态变化及其对气候和人类活动的响应,结果表明:(1)榆林地区总体上NDVI较小,植被覆盖水平较低。2000—2015年NDVI以每年0.009 6的线性速率递增,空间上主要表现出线性增加趋势,占总面积的97.06%,减少趋势面积较小且主要与人类活动有关,分布在区域西南部山区、城镇附近及中、东部的河流谷地。(2)相关分析表明,榆林地区NDVI与气温以负相关为主,而与降水以正相关为主,反映出干旱、半干旱地区水分是植物生长的主导因子。(3)NDVI变化过程反映出人类活动范围中,市级行政中心缓冲区人类活动强度高于县级行政中心缓冲区。市级行政中心缓冲区范围可划分为5 km以内受人类活动剧烈影响区域、5~9km受人类活动影响递减区域和9 km以外未受人类活动影响区域。     

鄂尔多斯市产业结构变化及其生态环境效应

充分认识和深入研究人类经济行为及其积累过程,以及它的结构性变化对生态环境的影响效应是当今国际科学研究的前沿领域。文中以人地关系论为理论指导,选择典型的生态环境脆弱区鄂尔多斯市,定性分析不同产业发展对生态环境影响的基础上,定量评价了研究区近二十年(1984-2004)的产业结构变化及其生态环境效应。结果显示:研究时段内其产业结构有两次明显的结构转型;随之出现的生态环境效应呈"S"型发展变化趋势,表明产业结构变化给区域生态环境带来的不利影响所呈现的"S"型在加大,该市基于生态环境保护的产业结构调整任务仍很艰巨。     

基于生态足迹理论推算长期的生态赤字--以新疆为例

生态足迹建立在人类消费基础上,根据长周期的资源的人均消费量推算生态足迹,反映长期人类经济活动对生态环境的影响。本文以新疆为例,分析近十几年的生态足迹和生态赤字,在此基础上,结合1949年以来粮食和能源的消费情况,推算出近60多年的耕地和化石能源用地生态足迹,长时段地了解新疆耕地和化石能源用地生态系统受人为影响的变化,揭示多年来新疆生态环境在不断增加的人类经济活动和人口增长影响下的压力越来越大。     

黄土高原气候和人类活动对植被NPP变化的影响

本研究基于CASA模型获得黄土高原2000—2018年植被NPP数据集，通过相关性、残差分析等方法，定量分析了气候变化和人类活动对植被NPP变化的影响。结果表明：（1）黄土高原2000—2018年植被NPP呈东南高、西北低分布格局，研究区约86.86%区域植被NPP呈增加趋势，主要为退耕还林还草的核心区；呈下降趋势的面积占13.14%，主要分布在西北部的干旱区。（2）气候变化和人类活动对植被NPP变化的贡献率分别为48.78%和51.22%，在空间上有明显的差异性，人口稀少、发展相对落后地区的植被变化主要受气候变化的影响；人口众多、经济发展较好地区植被变化以人类活动为主。（3）黄土高原作为干旱半干旱区植被对气候变化的响应较为敏感，随着人类活动的日益频繁，气候和人类活动共同作用于黄土高原的植被变化。本研究有助于理解气候变化和人类活动对植被动态变化的影响，并为黄土高原的植被恢复和高质量发展提供科学依据。     

民勤绿洲生态环境脆弱性模糊物元分析评价

针对民勤绿洲水资源、环境和土地利用现状,利用定量分析方法对民勤绿洲生态环境脆弱性进行总体评价.在分析影响民勤绿洲生态环境因素的基础上,将模糊理论、层次分析法和物元可拓集合有机结合起来,建立了民勤绿洲生态环境脆弱性评价的模糊物元模型.该模型充分考虑水资源、环境、土地资源和人工干预等指标.计算结果表明:民勤绿洲生态环境脆弱性状况总体评价为Ⅲ级,即非常脆弱.该方法简捷、易于计算编程,为西北旱区生态环境脆弱性评价提供了一种新的思路.     

石羊河调水10 a来民勤绿洲生态脆弱性变化

为解决民勤绿洲的水资源问题,恢复民勤生态与环境,2000年9月,甘肃省开始建设景电二期向民勤调水工程,提灌黄河水输入民勤红崖山水库,向民勤调水。基于RS和GIS技术,借鉴和利用国内有关理论和研究方法,根据民勤绿洲的实际,建立环境评价模型。利用TM遥感卫星资料,对民勤调水前2000年和调水后2010年绿洲生态脆弱性变化进行评价,结果显示：极度脆弱区域为荒漠区,高度脆弱区域大部分分布在荒漠和绿洲的交界地带,中度和轻度脆弱区域为绿洲区;综合评价指数增加的区域为绿洲的南部地区和下游北部地区,综合评价指数减少的区域主要集中在绿洲的中部地区。2000年7月民勤绿洲面积占整个民勤区域面积的8.93%,2010年7月增大到11.98%,反映了石羊河调水10 a来,民勤绿洲恢复效果明显。     

民勤绿洲湖区复合生态系统优化建设研究

民勤绿洲因水资源缺乏,导致了一系列生态环境以及经济、社会等问题,处于民勤北部的湖区这些问题更为突出。通过对民勤湖区生态环境恶化原因的分析,探讨了生态环境保护与重建和经济可持续发展模式,提出了民勤湖区生态与经济双赢的互动模式,旨在构建一个和谐长远发展的复合生态系统,重建民勤绿洲的生态、经济和社会平衡体系。     

民勤县景观组分的生态敏感性分析

以甘肃省民勤县为研究区,通过景观结构指数的变化幅度构建景观组分类型敏感性指数,对近20年各景观组分类型的生态敏感性进行系统研究,分析了两个主要生态过程对生态敏感性的影响,并分析其变化过程。结果表明:1)研究区景观类型以沙地和草地为主导,分布比较集中,连通程度较高,其它斑块如耕地、建设用地等6种景观镶嵌于其中,道路和河流是研究区的两种廊道类型;2)水域是区域内敏感性最强的景观组分类型;3)2000年以前,民勤县景观生态系统受耕地开垦和水利设施的建设这一生态过程的影响,人类活动对景观的干扰强度较大,各景观组分类型的敏感性也较大,2000年以后,生态过程转变为植树造林、禁牧、关井压田、流域综合治理、农业节水改造,发展低耗水经济作物等,各景观组分类型的敏感性总体上在减小。整体而言,民勤县景观组分的敏感性呈下降趋势,生态环境在改良。     

近40年来托木尔峰南部地区气候及水文环境变化特征

西天山托木尔峰南部地区1987年以来出现了气候由暖干向暖湿转变趋势,在温度大幅上升的基础上,降水量和冰川融水量持续增加,相应的水文与生态环境也发生了显著的改善。本文在综合分析区域内水文、气象观测资料的基础上,对托木尔峰南部地区近40年来气温、降水以及径流量变化的基本趋势、不同海拔高度气温、降水变化差异,以及同一流域山区和平原区径流量变化的差异进行了深入分析。研究表明,受水汽输送途径和研究区地形地貌的影响,区域降水主要集中在托木尔峰南部山区;气候转型的原因是和北大西洋向东输送的水汽增加、西风气流加强有关;海拔2000m左右区域1987年以来气候向暖湿转化最为明显;近40年来由于气温升高,导致冰川消融补给河流量增加15%,但由于人类活动和粗放农业的发展,区域耗水量不断增加,导致塔里木河径流量不断减少,中下游生态环境急剧恶化。     

基于CVM的民勤绿洲生态系统服务价值评估

在调查石羊河下游生态环境状况的基础上,以非市场物品和服务价值评估的理论-条件价值评估法为依据,以支付卡方法设计了500份调查问卷,实地考察石羊河全流域居民对民勤绿洲生态系统服务退化的补偿意愿,对影响居民支付意愿的影响因素进行了相关分析,提出了在西北地区评估生态服务价值时改进条件价值评估法的一些措施。研究结果表明:全流域68.83%的居民家庭对民勤绿洲生态环境恶化存在补偿意愿,平均最小补偿意愿每户每年为263.06元,民勤绿洲生态环境恶化的经济损失每年至少在1.115×108元以上,未来20年内,在不考虑生态效益折旧的前提下,民勤绿洲生态系统的总服务价值至少为22.3×108元。由于民勤绿洲生态环境恶化具有巨大的负外部效应,因此,仅就石羊河流域居民家庭数量计算得到的民勤绿洲生态环境恶化经济损失,只是对民勤绿洲生态环境恶化的经济损失的保守估计。     

基于回归模型预测的民勤绿洲地下水位动态驱动因子分析

基于民勤绿洲近15a的地下水位实测数据,系统分析了绿洲地下水位的年际变化动态,并通过SPSS分析软件对引起绿洲地下水位变动的8个潜在变化环境因子进行相关分析和多元回归分析,建立了地下水位动态初步评价的回归模型。结果表明:(1)绿洲地下水位动态表现为人类活动强烈干扰下的地下水位逐年下降和地下水位不均衡;(2)回归模型显示,地下水开采量、粮食作物种植面积和人口规模是影响民勤绿洲地下水动态变化的重要限制因子,且地下水开采量是绝对主导性因子。     

塔里木河干流绿洲250年人类活动、环境变化及可持续发展模式研究

塔里木河是中国最大的内陆河流,其绿洲可持续发展决定着新疆南疆地区的经济发展与环境稳定。文中根据历史文献和野外考察,分析18世纪中期-20世纪50年代的塔河人类活动与环境变化;利用遥感和GIS技术,获取塔里木河干流上、中、下游1973年、1990年、2000年和2008年土地利用/覆被数据;利用生态系统服务价值理论,分析1973-2008年土地利用/覆被变化的生态环境变化,并利用相关分析方法判断这种变化的驱动因子。结果显示:20世纪50年代以前,人工绿洲主要在源流进行,干流是天然绿洲环境,受制于河流特性的影响;以后人工绿洲开发主要在干流进行,以干流生态环境退化为代价,驱动其变化的是人口、经济利益、政策和资本等人文因素。在此基础上,利用自组织理论和利益相关者理论,建立了塔河干流绿洲可持续发展模式。     

民勤沙区50多年来沙尘天气特征及其影响因素

沙尘天气是民勤沙区主要的灾害性天气之一,利用1953-2006年民勤沙区气象站的沙尘暴实测资料,系统地分析了50多年来的气温、降水、平均风速、沙尘暴的年、月、季节变化特征、民勤沙区气候变化趋势、沙尘暴与大风、气温、降水之间的相关关系.结果表明:民勤沙区沙尘暴的日数20世纪50年代开始最高,60年代缓慢减少,70年代又有回升的趋势,到80-90年代在波动中逐渐减少,但波动很大,并出现2个高峰值(1988年、1993年),2000-2006年最少.从沙尘暴发生机理和形成机制来看,今后应在民勤沙区绿洲边缘,沿现代尘暴路径布置更多的监测点,以便进一步研究风速对沙尘释放、输送和搬运等过程的机理.     

宁夏东部风沙区土地利用/覆盖变化及其生态效应研究——以宁夏回族自治区盐池县为例

文中在对盐池县土地利用/覆盖变化分析的基础上,从景观生态效应和生态系统服务价值两个方面分析了LUCC对盐池县生态环境的影响。(1)2000年盐池县草地、林地减少至346304hm2、34320 hm2,耕地、沙地增加至194944hm2、80336hm2;2010年草地、林地增加至393680hm2、37808hm2,耕地、沙地减少至171840hm2、49440hm2。城镇用地、水域和未利用土地有波动,但呈增加趋势。(2)生态景观格局方面,2000年香农多样性指数、破碎度和分离度分别增加至1.2282、0.2571、7.9819,2010年分别减少至1.1563、0.2307、3.1124;2000年蔓延度指数减少至44.6054,2010年增加至48.2926,斑块密度由1985年的0.2855减少至2010年的0.2617,平均斑块分维数由1985年的1.0341增加至2010年的1.0371。(3)生态系统服务价值方面,盐池县1985、1996、2000和2010年的生态系统服务价值分别为421494.5088万元、408607.8676万元、414748.1728万元、441432.8160万元,总量变化不大,主要是由于各土地的生态系统服务价值增减相互抵消造成的。(4)盐池县土地利用/覆盖变化对景观生态效应和生态系统服务价值的影响结果基本一致,即2000年之前全县生态环境遭到破坏,2000年之后全县生态环境有了一定恢复。研究表明,人类不合理的活动所引起的LUCC变化是导致盐池县生态环境退化、土地沙化的重要原因。     

南疆典型绿洲土地利用空间格局变化特征分析——以疏勒县为例

利用新疆疏勒县三期遥感影像解译得到的数据,对疏勒县土地利用空间格局变化进行深入分析。分析结果表明:(1)研究区内耕地、林地、草地和建设用地四者之和面积占该区总面积的52.97%,盐碱地和沙地等未利用地占44.35%。1990～2006年间,林地、草地、建设用地面积大幅度增加;盐碱地和沙地面积大幅度减少。其充分说明人类活动对土地利用/覆被类型变化影响越来越强烈。(2)研究区土地利用/覆被类型转移的主要方向是耕地转化为林地和草地,草地和沙地转化为耕地,耕地和草地转化为建设用地,草地转化为沙地。土地利用变化经历了"显著变化-缓慢变化-显著变化"的过程。(3)景观格局分析表明,在人类活动的影响下,研究区景观破碎度、多样性增大,优势度减小。驱动力分析表明,人口增长和经济发展因素是研究区土地利用/覆被变化的最直接驱动力,同时还受产业结构和政策因素及人类干扰强度的影响。     

区域人地系统演进机制分析--以民勤盆地为例

由于人类对自然生态系统的巨大作用力使之成为当今生物圈变化的首要因素 ,因此关注人类系统与环境系统之间的相互作用十分重要。以民勤盆地为例 ,本文聚焦于人类与环境之间相互作用的区域自然系统和文化系统的演变 ,提出了人地系统演进的概念性框架体系 ,分析了区域人地系统演进的机制和驱动力 ,从而为加速实现区域可持续发展提供依据。认识并了解在全球变化背景下民勤盆地经历了并正在发生什么样的重大变化 ,探讨其环境变迁和人类活动二者之间的相互影响、相互制约的性质和数量关系 ,以及这一关系的时间序列、地域结构与体系的形成、发展特点及规律、未来发展趋势和今后改善人地关系的调控措施 ,对于以民勤盆地为代表的西北内陆干旱区的资源开发与持续发展有着十分重要的意义。