近40年来民勤绿洲空间变化研究

绿洲是一种独特的地理景观 ,如何合理、协调、持续地利用和开发绿洲是当今干旱、半干旱地区一项具有重大理论与现实意义的研究课题。以遥感及GIS为工具 ,借助地学信息图谱技术 ,以不同时相、不同尺度的数据源为基础 ,编制出 1 960～ 2 0 0 1年民勤绿洲分布图 6幅 ,在GIS中通过空间分析获得民勤绿洲空间变化图 5幅。研究发现民勤绿洲的空间变化可分为三个阶段 :1 960～ 1 973年绿洲扩展 ;1 973～ 1 994年绿洲稳定 ;1 994～ 2 0 0 1年绿洲迁移和不稳定时期。民勤绿洲演变是上游来水量的逐年减少、地下水的超量开采、人口的增加以及政策因素综合作用的结果。     

民勤绿洲边缘不同演替阶段白刺灌丛水分利用动态

白刺(Nitraria tangutorum)灌丛是民勤绿洲边缘的建群种,也是绿洲风沙灾害防治的重要天然屏障。水分是干旱区植物生存发展的限制性因子,研究不同演替阶段白刺灌丛水分利用动态对民勤绿洲边缘生态恢复与重建具有重要的理论和实践意义。通过测定白刺灌丛不同季节降水、土壤水、地下水、植物木质部水的稳定氢氧同位素变化特征,结合IsoSource模型,定量分析了不同演替阶段白刺灌丛生长季的水分利用策略。结果表明:不同演替阶段白刺灌丛土壤水分0-200cm垂直分布的季节变化差异明显,土壤水分排序表现为衰退阶段>发育阶段>稳定阶段。5月-9月民勤绿洲大气降水线性方程LMWL为δD=6.59δ~(18)O-4.38,R~2=0.90,n=114。土壤水、地下水、植物水、降水δ~(18)O随季节和演替阶段的变化规律各异。白刺灌丛发育阶段,春季主要利用中层土壤水,夏季和秋季利用地下水。稳定阶段,春季主要利用浅层土壤水分,夏季主要利用降水,秋季主要利用地下水。衰退阶段,春季主要利用深层土壤水,夏季和秋季主要利用地下水。地下水埋深、结皮覆盖度、灌丛与农田之间距离等环境因子以及植株枯枝程度共同影响着不同演替阶段白刺灌丛的水分利用策略。     

民勤荒漠区主要植物的物候特性与牧草利用

通过设置样方、样点和运用物候观测,对退化荒漠植物群落进行轻度放牧利用分析,即运用植被状况与降水量的关系,分析限制植物生长的因素;运用不同稳定性沙丘的植被状况和土壤种子库资料,分析荒漠草地的可利用性和可利用程度;运用物候资料分析民勤荒漠区(灌木和草本植物)牧草利用的主要季节。结果表明:民勤荒漠草地土壤种子库中植物种子丰富,影响当地植物密度和植被盖度的关键因素是降水,可进行轻度放牧。轻度放牧时,要依据牧草展叶盛期的开始序列和果熟期的开始序列选择植物群落,实行小规模、间歇式轮牧。展叶盛期为一年中牧草的第1个利用季节,果熟期为一年中的第2个利用季节。     

新疆北部绿洲-荒漠过渡带植物种类多样性分析

在“国家重点基础研究发展规划项目”( G1 9990 4 35 - 3)的研究中 ,为了探索绿洲环境的特征 ,对新疆北部进行了植被生态学考察 ,比较分析了北疆的绿洲与荒漠、山地生物多样性之中的优势植物和特征植物。在考察中 ,采集植物标本 1 5 4种 ,隶属 34科 ,1 0 0属 ,其中发现1个新种 ,有中国新分布 3种 ,有 1 0 2种增添了在新疆的新分布地点。     

基于MODIS的民勤绿洲植被覆盖变化定量分析

以典型沙漠绿洲-民勤绿洲为研究区,利用MODIS陆地3级标准数据产品MOD13,通过改进的植被覆盖度估算模型对2000～2010年7月的植被覆盖度进行了估算,并对其进行分级,通过空间叠置定量分析了不同级别植被覆盖度的分布特征及动态变化。研究发现,从2000～2010年11年间,民勤绿洲轮廓变化明显,绿洲面积明显缩小,荒漠进一步扩张,极低覆盖度植被面积增加1106.01km2,相当于研究区总面积26.95%,中高覆盖度和高覆盖度植被面积分别减少133.63km2和54.75km2,各占研究区总面积的3.26%和1.33%;研究表明,11年来民勤绿洲面积萎缩明显,岛状绿洲大量消失,其中以西北部最为严重。     

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.     

综合治理前后民勤绿洲景观格局时空演变特征

根据1999年、2006年和2013年的Landsat/TM影像数据,利用GIS技术和Fragstats,分别从景观和类型2个水平上对比研究了综合治理前后民勤绿洲的景观格局及其时空格局演变,结果表明:石羊河流域综合治理前(1999—2006年),绿洲内以牺牲林地、草地为代价的盲目开垦现象与绿洲沙漠化趋势同时并存,民勤绿洲景观的复杂程度和连通性不断提高,而其景观异质性在降低,绿洲呈破碎化发展趋势;综合治理后(2006—2013年),民勤绿洲景观斑块形状复杂程度在提高,破碎化程度和斑块连通程度均在下降,而其景观异质性在增加。绿洲景观破碎化程度的下降主要是受湖区绿洲景观破碎化程度变化的影响,该时期,退耕后的生态恢复已初见成效,但泉山区土地沙化和湖区土地盐碱化现象依然严峻。景观指数变化在绿洲尺度和各景观分区尺度上表现出明显差异,说明景观指数存在明显的尺度效应。石羊河流域综合治理措施的实施,改变了民勤绿洲土地利用景观时空格局特征,从而对绿洲生态系统的结构和功能产生影响。     

民勤绿洲土壤水盐空间分布特征及盐渍化成因分析

根据2010年民勤绿洲230个采样点的土壤水盐分析资料,运用传统统计学和地统计学分析方法对该地区土壤水盐空间分布特征及土壤盐渍化成因进行了研究。结果表明:民勤绿洲土壤水分整体呈现出西南高、东北低的趋势;土壤含盐量呈现出从南到北、由西到东逐渐增大的趋势,沿坝区至湖区,土壤浸提溶液电导率从0.07dS/m增加到5.99dS/m;根据土壤盐渍化分级标准,民勤绿洲非盐渍化土占区域总耕地面积的50.01%,轻、中、重度盐渍化土分别占19.13%、10.44%和16.96%;分析认为,干旱的气候、丰富的盐分来源、高矿化度地下水的存在以及人类不合理的水土资源利用方式是引起民勤绿洲土壤盐渍化的主要原因。     

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。     

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。     

石羊河下游物候季节的水热分配及变化特征

基于物候季节,分析了石羊河下游地区1971-2000年各季节的水热分配状况及多年变化特征。结果表明,石羊河下游物候季节的更迭与气候的季节性演变相吻合,稳定通过物候四季的温度界限分别为春季≥2.9℃,夏季≥19.0℃,秋季<19.0℃,冬季≤4.5℃。水热资源最丰富为物候的夏季,其≥0℃的积温和降水分别占全年的55.8%和62.5%。多年来,温度的四季变化和年际变化具有明显的增加趋势,增长幅度依次为冬季>全年>春季>夏季>秋季。年均温的升高以1986年为突变年,而冬季和春季气温的升高分别以1985年和1991为突变年;降水变化的趋势不明显,年降水的波动形态与夏季基本一致,春季则与夏季相反,有春湿夏干或春干夏湿的趋势。     

民勤50年来水热风组合变化及其与风沙活动的关系

利用民勤50年来的气象数据,对各季、年的水热风组合状况及其与风沙活动的关系进行了分析,得到的结论为:1)民勤春季以暖湿弱风蚀和暖干强风蚀组合出现较多,基本不存在冷干组合、湿强风蚀组合和冷强风蚀组合;夏季以暖干弱风蚀组合出现较多,水热组合具有明显的反相位对应关系;秋季和冬季水热风组合均比较复杂,各种组合均有出现,且都不占优势;从全年来看,民勤基本不存在冷干组合,很少出现湿强风蚀组合。民勤春季、秋季、冬季和全年未来气候可能向暖湿弱风蚀趋势发展,夏季可能向暖干弱风蚀趋势发展;2)民勤春冬季水热风组合特征对风沙活动强度可能具有滞后效应,滞后期约为3年,该滞后效应可能是由年均气温所引起,具体作用机制有待进一步研究;民勤未来气候变化趋势将有利于风沙活动强度的减弱。     

新疆岳普湖绿洲近39年来气候变化特征

利用岳普湖县气象站1971-2009年气温、降水、日照和风速等观测资料,分析岳普湖绿洲近39年来气候变化特征。结果显示：近39年来岳普湖绿洲气候趋于变暖,气温平均上升倾向率为0.21℃/10 a,年内除夏季气温呈降低趋势外,春、秋、冬季气温均呈上升态势。近39年来,岳普湖绿洲降水量总体呈减少趋势,降水量平均减少倾向率为...     

西北地区气候异常与前期环流场异常的关系

利用奇异值分解法(SVD)分析了西北地区季节(春、夏、秋)降水、冬季气温异常与前期高空环流异常的关系,结果表明:前期的高空环流异常对西北地区季节降水、冬季气温异常有重要影响,且与各季节降水和冬季气温异常相对应的前期高空环流异常在前期不同阶段各有其特点.前期的高空环流异常对季节降水和冬季气温异常有一定的预测意义.     

西安市气温和降水变化趋势分析

利用西安市1961-2009年的月平均气温与降水资料,对西安市气候特征及动态变化进行分析。结果显示：年平均气温及春、秋、冬季气温呈上升趋势,增温率分别为0.3 ℃/10 a,0.54 ℃/10 a,0.23 ℃/10 a和0.42 ℃/10 a,春、冬季升温明显。1月平均气温总趋势上升,升温率为0.23 ℃/10 a,20世纪80年代开始7月升温明显。年降水量有减少倾向,春、秋季降水明显减少,其中春季减少率为-14.8 mm/10 a,而夏季降水明显增加,增长率为21.8 mm/10 a,冬季降水小幅度增加。80年代及2001-2009年汛期年均降水较多。春、夏、秋季气温与降水有较好的相关性,而全年及冬季气温与降水相关规律不明显。     

河西走廊东部沙尘暴特征及地面气象因素影响机制

利用1961—2015年河西走廊东部民勤、凉州和永昌逐小时沙尘暴资料以及代表站民勤逐日气温、地温、降水、最大冻土深度、积雪日数、积雪深度、平均风速、平均大风日数和近10 a逐小时气温、地温和风速资料,运用常规的气候统计方法,对河西走廊东部沙尘暴特征进行研究,并采用相关系数(Pearson)法进一步分析沙尘暴的影响因素。结果表明:河西走廊东部沙尘暴频次下午到傍晚出现最多,凌晨最少,沙尘暴频次春季上午开始增多,秋、冬季中午开始增多,夏季下午开始增多。河西走廊东部持续60～180 min沙尘暴频次最多,夏季持续1～30 min频次最多,长持续时间的沙尘暴上午开始增多,而短时间的沙尘暴基本出现在下午到晚上。沙尘暴频次月、季变化4月和春季出现最多,9月和秋季最少;近55 a沙尘暴频次呈减少趋势,主要是由大风日数减少、风速减小,地温、气温升高、降水增多、下垫面生态环境改善等因素造成。     

近52年来磴口地区气候变化分析

本文分析了磴口52年(1954-2005)逐月平均气温和降水量。结果表明:年平均气温逐年代递增,低温年发生在50至70年代,暖温年发生在80年代后,体现为"前凉后暖"的特点;年平均气温及各季平均气温均呈明显上升趋势,增长幅度依次为冬季>全年>春季>秋季>夏季。降水量年代际变化比较明显,60年代与90年代降水明显偏多,其它年代偏少,而且70年代是降水偏少的转折时期。年际间降水变化趋势不明显,丰水年与枯水年分别为36.5%和27.0%。降水的年际变幅夏季最大,秋季次之,冬季最小。降水主要集中在夏季,而且年降水的波动形态与夏季基本一致。     

近50年来喀什噶尔河流域气温、降水及径流的变化趋势

应用喀什噶尔河流域内7个气象站、3个水文站的观测资料,分析了全流域、平原区和帕米尔高原的气温、降水以及出山口控制站年径流量的变化特征.结果显示:①从20世纪90年代开始,喀什噶尔河全流域以及平原区和帕米尔高原的年以及冬、秋季明显增暖,近5年春季迅速增温.从90年代起,全流域与高原区的年降水量明显增加,近5年平原区也明显增加;自90年代起全流域的春季、夏季降水明显增加,而近5年秋、冬季增湿迅速;近5年平原区的秋、春季以及冬季降水增加明显,高原区却以夏、秋季增湿最明显.②喀什噶尔河全流域以及平原区和帕米尔高原的年气温与降水量都呈显著的线性增加趋势.平原区的秋、冬季气温显著上升,冬季最明显,夏季呈不显著的下降趋势;平原区的四季降水呈不显著的上升趋势.帕米尔高原的夏、秋、冬季气温呈显著的上升趋势,秋季最明显;帕米尔高原的四季降水呈上升趋势,只有夏季的增湿趋势较显著.③喀什噶尔河年径流量(3站合计)近47年来呈显著的线性上升趋势,以3.0%·(10 a)-1的速率增加.流域内3条河流情况有所不同,克孜河径流量的线性增加趋势最明显,而盖孜河呈不显著的下降趋势.     

1956～2008辽宁省近53年的降水量变化

利用国家气候中心提供的辽宁省8市8个气象观测站近53年(1956～2008年)的逐月降水时间序列,分别计算了平均降水量、汛期降水量和距平,运用气候倾向率、累积距平法和Mann-Kendall非参数检验法,分析了近54年辽宁省的降水变化特征与趋势,结果表明:1)近53年来,辽宁省的平均降水量呈现下降的趋势,降水日数和汛期降水量也同样表现减少的趋势。2)年代际变化的整体波动不大,从20世纪60年代到2000年以后,辽宁省降水量大致经历了:多-多-少-多-少的过程。3)辽宁省降水量的季节分配很不均匀,除春季降水量呈增加的趋势外,夏、秋、冬三个季节都略下降。其中夏季和秋季存在明显的振荡周期。     

近80年宝鸡市旱涝变化特征分析

文中使用1934-2010年5-9月降水总量资料,分析研究宝鸡近80a旱涝演变规律。结果表明:宝鸡市近80a有向干旱发展的趋势,并且以0.12次/10a的速度增加;旱涝出现的频率为39%和28.6%;旱涝演变具有24a左右的长周期和2a的短周期;20世纪40年代、80年代以偏涝为主;70年代、90年代和21世纪头10年以偏旱为主。宝鸡市近80a以来,年Z指数明显下降,其下降速度为0.16/10a。1953-1990年涝年多、旱年较少,1993年以后旱年多、涝年很少,近年来有旱涝交替的特点。四季的Z指数变化趋势不同,冬、夏季Z指数变化不大,冬季呈略上升趋势;夏季呈微弱的下降趋势;春、秋季呈明显的下降趋势,表明干旱趋势增强,春季最明显,秋季次之。春季涝、旱和正常年基本各占1/3;夏涝、秋涝、冬旱的发生频率高。各季旱涝变化都具有2a的周期。研究结果对旱涝趋势预测和防灾减灾具有一定的参考价值。