玛纳斯河流域-绿洲生态耦合的理论、方法及机制研究

新疆玛纳斯河流域是绿洲开发的典范,是研究内陆河流域-绿洲生态耦合规律的理想靶区。根据复合生态系统耦合理论,借助能值理论及分析方法,对玛纳斯河流域-绿洲生态系统组成、结构、功能及MODS生态耦合的理论、方法及机制进行了理论构建,得出山地是生态耦合的“物流高地”、荒漠是生态耦合的“能流高地”、绿洲是生态耦合的“信息控制节点”,而水资源及水文循环是决定耦合的关键因子,水资源能值的有效转换和系统控制决定着各类系统对MODS的贡献及MODS生态耦合的发生规律。     

新疆玛纳斯河流域生态系统稳定性研究

玛纳斯河为天山北麓准噶尔盆地最大的内陆河,玛纳斯河流域生态系统独特,且具有干旱区生态系统的特点。近50年来,玛纳斯河流域由于受到人类活动的影响,生态系统稳定性发生了很大变化。通过运用生态学和系统学理论,使用AHP法对玛纳斯河流域生态系统稳定性进行了研究,确立了玛纳斯河流域生态系统稳定性评价指标体系,使用多个指标对流域生态系统进行了指标权重评定,通过计算认为玛纳斯河流域生态系统目前较为稳定。     

水资源在河西走廊生态环境建设中的作用

地处干旱、极干旱区被沙漠包围的河西走廊绿洲,是发源于祁连山的内陆河水资源养育的结果,其规模和分布具有典型的流域特征,河流是土地沙漠化的重要防线,有限的水资源是绿洲生态的主导因素。要搞好生态环境建设,首要的是要做好流域水资源的统一规划、统一管理和合理开发利用,保护水环境、维护水资源的动态平衡是保证沙漠绿洲生态良性循环的关键。     

新疆平原绿洲环境变化与生态维护

干旱区陆地生态系统的稳定性主要受控于水分因素,绿洲环境变化既相互联系,又互相制约,但都有自身的生态系统特点和对人类服务的功能。对新疆平原地区绿洲环境的变化进行分析发现,人工绿洲扩大和发展、城镇绿洲兴起和开拓、天然绿洲缩小和维护的总趋势。因此,需要在以流域或盆地为单元,以水为纽带并受水资源条件的限制,对流域或盆地内的所有农业绿洲、城镇绿洲和天然绿洲等生态系统与荒漠生态系统进行总体的水资源消耗平衡与生态平衡规划,科学配置水资源,才能维护相互的依存关系,并使各类绿洲得到生态维护。     

玛纳斯河流域水文循环二元分化生态效应研究

人类活动对水资源的集约高效利用使绿洲水文循环产生了二元分化,天然、人工水循环的彼此消长,改变了水资源在人工绿洲、天然绿洲及过渡带之间的时空分布和转化条件。以新疆玛纳斯河流域为靶区,根据已有的分布式水文循环模型及水文监测资料统计分析得出,绿洲引用水对2000m以上的山地暂无影响,但平原区水循环发生了了以人工水循环为主导的二元分化。人工绿洲、天然绿洲、过渡带和荒漠间生态统一性出现无序化趋势,造成绿洲-荒漠生态呈现出对抗趋势。     

疏勒河中游绿洲生态环境需水研究——Ⅰ.方法与参数选取

干旱内陆河流域绿洲生态环境需水研究是内陆河流域水资源综合管理和优化配置、保护和恢复生态环境中最为关键的科学问题之一,本研究针对疏勒河中游绿洲生态环境现状以及天然植被、河流湖泊等生态需水特征,建立了基于天然植被、河流、湿地和防治耕地盐碱化的疏勒河中游绿洲生态环境需水定量化模型,以期为干旱内陆河流域绿洲生态环境需水研究提供一种可借鉴方法。模型计算结果表明,疏勒河中游绿洲2013年天然植被、河流基本生态、河流输沙、河流渗漏补给、水面蒸发和湿地生态环境需水量分别为1.90×108m3、1.00×108m3、1.11×108m3、0.83×108m3、0.68×108m3、2.70×108m3。根据目前疏勒河流域中游绿洲水资源与生态环境现状,应加强水资源的综合管理,协调农业用水与生态用水关系以及不同区域和不同部门间水资源配置量,提高水资源综合利用效率;进一步制定中游绿洲近期和远期生态保护和生态恢复目标,确定生态综合治理重点区,准确计算基于生态保护目标的流域中游绿洲生态需水量及阈值。     

新疆玛纳斯流域生态环境需水分析

本文从生态系统、生态环境的概念出发,就西北地区的一个典型的流域代表玛纳斯河(以下简称玛河)流域的生态特点与问题,提出玛河流域的生态环境需水概念,并概述了国内外生态环境需水的现状。根据玛河流域生态环境需水的定义,本文从降水———径流的发生与演变出发,按山区和平原生态圈层结构分层次计算玛河流域生态需水,并区分生态需水的水源组成(降水、径流)。分析计算结果,对玛河流域生态需水计算结果进行供需平衡分析。     

基于MODS耦合的新疆玛纳斯河流域生态安全问题研究

干旱区山地-绿洲-荒漠系统（MODS）耦合关系,是在新疆山盆结构及水文循环共同作用下形成的,是内陆河流域生态系统稳定性和生态服务健康性的客观表达。用生态系统耦合原理、空间结构稳定性分析、土地类型及利用评价等方法,结合相关遥感影像分析,得出：绿洲开发改变了流域水文循环及水资源分配的有效性,圈层结构的脆弱组成-天然绿洲及过...     

塔里木盆地南缘诸河水资源利用的生态意义

水资源利用的本质是人类对天然河流、湖泊等进行开发利用的活动 ,它一开始就定位于对流域内河流、湖泊水量在时间和空间上的重新分配。由于这种活动 ,流域内的水系统及其相适应的生态系统 ,自 2 0世纪 5 0年代以后发生了巨大变化 ,并引起了不可忽视的生态和社会问题。以塔里木盆地南缘诸河流域为例 ,从生态学角度分析了流域的水资源利用对生态系统的影响 ,尝试性地提出干旱区流域生态需水量在水资源利用中的定位和基本生态水量的确定方式 ,并对新疆目前开展的一些生态建设项目提出了自己的认识。     

新疆天山北麓典型绿洲城市的水资源模糊综合评价研究

本文主要采用模糊评价法对新疆天山北麓的乌鲁木齐、石河子、克拉玛依三个绿洲城市的水资源利用程度进行评价分析,认为这三个城市的水资源开发利用虽处于开发利用的起步阶段,水资源开发规模较小,开发程度较低,利用率不高且对水资源的利用发展缓慢,制约了其水资源的可持续开发利用。最后提出解决新疆天山北麓城镇所面临的水资源问题的有效措施。     

玛纳斯河流域生态环境质量评价

随着玛纳斯河流域经济的迅速发展,流域生态环境问题日益显现。为了保证流域经济与生态环境的协调发展,开展生态环境动态监测并进行实时客观评价,提高生态环境优化调控与科学管理的效率,成为流域可持续发展的战略方向之一。因此,本文根据流域生态环境历史与现状的调查结果,对流域生态系统结构进行分析,将其主要生态环境问题归纳为生态环境质量评价指标,建立玛纳斯河流域生态环境质量标准,选择数学模型对流域进行单因子评价和综合评价,形成定量反映流域生态环境质量的成果,并根据玛纳斯河流域生态质量评价结果对玛纳斯河流域生态环境建设提出建议,为该流域的各种规划及生态环境建设提供理论依据。     

天山北麓绿洲自然适宜性研究

从自然角度出发,以行政区为单位,勾绘出天山北麓11个绿洲,考虑水土资源、气候、自然灾害四个方面对绿洲发育的正负影响,提取11项指标,经标准化处理后从优到差加权计算,计算出绿洲之间的总体相对适宜值,总体上表现为:玛纳斯和昌吉的相对适宜值较高,奇台和精河的值较低,并结合各绿洲的地域特点进行横向比较:绿洲规模主要受水资源总量的控制,其质量的差异更多的受到地貌、气候和自然灾害的影响。     

玛纳斯河流域绿洲沙尘暴趋势及其与气候因子的关系

利用玛纳斯河流域绿洲区3个气象站1959-2007年的气象资料,借助小波分析、混沌理论、R/S分析和非参数检验等方法,分析沙尘暴频数的趋势、周期、混沌特性以及气候因子对沙尘暴的影响。结果表明：玛纳斯河流域绿洲沙尘暴频数呈减少趋势,并集中于春、夏两季;该流域绿洲沙尘暴频数存在明显的4年和17年周期性变化;根据R/S分析,...     

干旱区流域绿洲时空变化及其景观响应

基于1973年的MSS、1980年的航片以及1990年、1999年、2009年的Landsat TM/ETM+等多源遥感影像,结合实地调查进行解译分类和验证,利用GIS、Fragstats和相关统计方法,对北大河流域中下游地区绿洲时空变化和景观响应进行分析。研究表明：① 近40 a来,北大河流域绿洲呈阶段性变化,在整个研究时段绿洲变化表现为扩张与萎缩并存,且以扩张为主。绿洲面积从1973年1 705.55 km² 增长到2009年1 990.60 km²,增长幅度为16.71%。② 绿洲变化在空间和时间尺度上不平衡。绿洲空间变化剧烈区主要集中在流域下游金塔绿洲;绿洲扩张主要表现为绿洲内部“填充式”和边缘“侵吞式”;绿洲萎缩变化主要发生在绿洲-荒漠交错带的生态脆弱区,且区域空间变化不稳定;1973-1990年,绿洲以萎缩为主,1990-2009年绿洲以扩张为主,且在近10 a动态度达到最大值。③ 绿洲面积的增加,促使绿洲景观的不稳定性增强,集中表现为下游和绿洲边缘区绿洲斑块密度、斑块数目和最大斑块指数的不稳定性变化,绿洲破碎化增加,生态脆弱性降低,这不利于维持干旱区内陆河流域生态系统稳定性和可持续发展。     

基于3S技术的绿洲荒漠过渡带生态环境的安全研究

本文根据生态系统内部诸因子的相关性以及绿洲与荒漠两大生态系统间的耦合机理,通过对过渡带生态环境进行时空分析与生态安全分析,计算得出了该绿洲生态环境安全程度的定量结果和生态环境演变的空间信息,在此基础上定量地分析及评价了研究区绿洲—荒漠过渡带的演变趋势,进一步提出了绿洲-荒漠过渡带生态环境安全预警系统的建立思路和利用遥感数据对其生态环境进行预警的简单方法。     

玛纳斯河流域耕地时空变化及其生态环境效应

以干旱区典型流域-玛纳斯河流域为研究区,利用1976、1989、20005年三期遥感影像结合G IS软件,探查近30年玛纳斯河流域耕地时空变化及其生态环境效应。结果表明:该流域耕地资源在时间和空间上都发生了较大的变化。耕地总量在不断增加,由1976年3418.71km2增至2005年5907.62km2,且1989~2005年间耕地年均增长较1976~1989年更快。矩阵分析则表明了耕地的增加是依靠开垦草地与盐碱地。耕地的减少主要是由于建设占用耕地、耕地撂荒转变为盐碱地或沙地以及退耕还林。空间上流域耕地范围扩大,在绿洲区分布趋于连片,而绿洲边缘的耕地破碎性有所增强,耕地成为流域最主要的景观。由于耕地的不断扩大,致使流域生态环境发生了剧烈的变化,出现了如尾闾湖干涸、草场退化、土地退化、生物多样性降低等一系列的生态环境问题。     

基于生态需水配置的额济纳绿洲恢复方案

在简要分析额济纳地区水分-绿洲驱动演变的基础上,分析了额济纳地区未来供水条件,并从生态系统的需水机理出发,提出了基于生态功能考虑的干旱区生态需水量计算方法。以《黑河流域近期治理规划》提出的分水指标和生态恢复水平为依据,综合考虑绿洲规模和生态功能之间的竞争关系,以生态需水为主要配制指标,提出了近期2010年额济纳绿洲的恢复方案。     

石羊河流域经济发展与生态保护对策

甘肃省石羊河流域是资源性缺水地区,水资源严重地制约着当地的社会经济发展,同时,由于社会经济系统大量挤占了生态用水,下游民勤绿洲的生态系统已濒临崩溃。通过分析地下水与干旱区生态植被系统的关系,在量化流域生态恢复目标的基础上,提出了石羊河流域经济发展与生态保护对策。建议建立石羊河节水型生态特区,并初步进行了规划,对节水型生态特区的发展进行了讨论。     

利用树轮重建玛纳斯河流域过去289 a降水变化

利用采自天山北坡中部玛纳斯河流域的树轮样本,建立了玛纳斯河流域合成的区域标准化年表。树轮-气候响应分析表明,玛纳斯河流域树木径向生长的主要限制性因子是上年7月至当年6月降水量。进一步利用该年表重建了玛纳斯河流域过去289 a的降水变化。历史降水变化特征分析表明,过去289 a的降水经历6干6湿的阶段变化,并存在着1810、1823、1824、1885、1910、1944、1945年和1977年8个干旱年;具有2.0~2.4 a、3.3~3.8 a、17.4 a、48.0 a和64.0 a变化准周期,并在1780年前后发生了由少到多的突变,在1807年前后与1830年前后发生了由多到少的突变;重建的过去289 a玛纳斯河流域降水变化与天山山区历史气候变化序列有较好的一致性,并且能够代表新疆北部和中亚大部分区域历史降水变化。     

艾比湖流域绿洲稳定性研究

20世纪50年代以来,艾比湖流域绿洲荒漠化过程加剧,绿洲萎缩,稳定性严重失衡。由于绿洲是一个典型的灰色系统。因此,文章在探讨了基于水资源、土壤资源和植被资源表征下艾比湖流域绿洲稳定性变化机理的基础上,利用灰色系统理论的方法对绿洲稳定性的驱动机制进行了研究,诊断并分析了各影响因子在不同表征下对绿洲稳定性的贡献作用大小。结果表明:绿洲内外过度的人为活动是稳定性变化的主导驱动因素,为拓展绿洲学研究的新思路提供了有益的探索。