2000-2014年艾比湖流域地表Ea与Ep时空分布特征及成因

为了探明干旱区流域地表蒸散量时空分布及其变化特征,从而为流域水资源规划、旱涝检测和生态需水量研究提供科学依据,本文基于MOD16蒸散产品和气象站观测数据,运用线性倾向率和相对变化率等方法,分析了艾比湖流域2000-2014年地表实际蒸散(Ea)与潜在蒸散(Ep)的时空分布特征及其变化趋势,进一步揭示二者之间的关系.结果表明:1)近15年内艾比湖流域地表Ea、Ep年际波动不大,多年平均Ea与Ep分别为315.76和1555.27mm,年平均Ea与Ep的较大差距说明流域整体上缺水、干旱.年内分布处于先增大后减少的单峰型变化趋势,夏季两者差距最大,此时流域最干旱、缺水;2)流域Ea与Ep的空间分布状况正好相反.西北山区、精河—博乐绿洲区、北天山的西段支脉,玛依力山脉等区域水分比较充足.流域东部大范围地区、精河—博乐绿洲周围等区域干旱缺水.3)影响因素分析显示气温是影响流域Ea、Ep时空分布变化的主要因素;4)2000-2014年间Ea总体上处于减少趋势,Ep处于增加趋势,说明流域近15年内干旱加重.     

博斯腾湖流域积雪的时空变化特征及其与气候因子的关系

基于2001-2017年博斯腾湖流域MODIS积雪信息,探究不同海拔积雪分布及其与海拔高度、温度和降水的关系,可为新疆地区河流水资源分配利用提供数据支持,对我国气候和生态环境安全保障有重要作用。结果表明:(1)博斯腾湖流域2001-2017年的月平均积雪覆盖年内呈"V"型变化,其中春季和夏季呈减少趋势,7月的积雪覆盖率全年最低。(2)空间分布上,海拔1 500 m以下区域积雪日数为100 d以下;海拔1 500～4 000 m的区域积雪日数增加到200 d以上;海拔4 000 m以上积雪日数增加到360 d左右。(3)博斯腾湖流域年均积雪、海拔和地表温度(LST)之间的关系表明,积雪日数和DEM之间呈正相关关系,与地表温度呈负相关关系。(4)地表温度与积雪呈负相关关系,以春季的负相关性最强;降水与积雪呈正相关关系,以夏季的正相关性最强。(5)博斯腾湖流域积雪变化以降水为主驱动区域占总面积的24.86%,以LST为主驱动区域占总面积的2.08%,以LST和降水为共同强驱动区域占总面积的1.32%,以LST、降水为共同弱驱动区域占总面积的4.29%;非气候因子驱动区影响因素随着海拔的升高而增加。博斯腾湖流域积雪时空分布变异不仅是受气候变化的影响,还受海拔高度差异等因素的共同作用。     

基于植被指数的开都河第一分水枢纽工程生态效应分析

水利工程建设在生态环境较恶劣,水资源严重短缺的干旱区其表现更为突出.科学的分析水利工程的生态效应可为区域水利工程与生态环境协调发展提供重要的理论依据.本文以Landsat遥感影像和水文数据为主要数据源,分析开都河流域第一分水枢纽工程建成前后的土地利用/土地覆被、径流量与生物量变化趋势,进一步讨论水利工程建设对开都河流域植被覆盖变化的影响.结果显示:1)第一分水枢纽工程建成以后,研究区土地利用动态度增加,其中耕地面积直线增加;2)通过对水利工程建设前后的水资源利用效率与流域生态环境质量进行对比分析,得知水利工程可以调节开都河水量在时间和空间上的分配,适应人类对水资源利用的要求;3)水利工程运行后,研究区植被覆盖度与生物量逐渐增加,裸地面积逐渐减少,说明水利工程的建设对生态环境有修复作用.     

近22年叶尔羌河—喀什噶尔河三角洲绿洲土地利用结构变化及其驱因分析

为了探明叶尔羌河-喀什噶尔河三角洲绿洲土地利用结构变化规律及其归因,以研究区Landsat遥感分类数据、水文和气象数据、社会经济数据为主要数据源,综合运用动态度、时间序列追踪以及MK趋势检验等方法,探寻土地利用结构的变化过程和流向及其影响因素。结果表明,1)近22年,研究区土地利用类型变化显著,其中,城镇用地、植被和湿地面积分别增加240.09、3 908.22和539.73 km2;水域和未利用地面积分别减少464.60和4 223.44 km2;各土地利用类型后10年的变化速度均大于前10年的变化速度;2)土地利用类型随时间的变化轨迹结果显示,研究区66.22%的土地利用类型未发生变化,其中稳定性最强的是未利用地,然后依次为植被、城镇用地、水域和湿地;3)在22年内,研究区的气温呈上升趋势,并达到显著水平;相对湿度呈下降趋势,达显著水平;降水量呈波动式减少趋势,未达到显著水平;人口和GDP呈不断增长趋势,但不显著;气候的暖干化、人口及GDP的急剧增长在某种程度上导致研究区的城镇用地和植被面积的增加以及水域和未利用地面积的减少。     

2001—2014年博斯腾湖流域地表温度时空分异特征及归因

以3S技术为支持，在MODIS地表温度产品精度验证的基础上，采用空间分析、统计和趋势分析法，探讨了博斯腾湖流域2001—2014年不同土地利用类型下地表温度的差异性变化特征，辨析了地表温度的时空分异特征及归因。结果表明：(1) MODIS LST产品在博斯腾湖流域的精度（平均R²=0.96）总体上满足要求，可用于地表温度的时空分布研究。(2) 流域内平均地表温度的年际波动较大，以2002、2007年和2013年尤为突出，分别超出多年平均值0.45℃、0.59℃和0.29℃；年内地表温度呈单峰型分布，季节性变化明显，地表温度高值主要集中在3—8月，最高值出现在7月。(3) 地表温度空间格局呈东南高于西北的变化趋势，尤其在植被覆盖度低的区域地表温度较大；土地利用覆被类型影响着地表温度的时空分布状况，各种土地覆盖类型的年均地表温度排序依次为沙漠>裸土>旱地>稀疏草地>湖泊>草原>草本沼泽>草甸。(4) 博斯腾湖流域地表温度变化趋势呈严重减少、轻微减少、基本不变、轻微增加和显著增加的区域面积分别占5%、13%、39%、36%和7%，以基本不变和轻微增加为主。地表温度的时空变化不仅受大尺度气候变化的影响，还主要受土地类型性质等差异的影响，二者共同作用构成了不同地理区域及景观的温度场格局，绿色植被对区域地表温度的时空分布具有重要的调节作用。     

2000-2014年博斯腾湖流域NPP时空变化特征及影响因子分析

植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)是反映陆地生态系统对气候变化响应的重要指标.本研究利用2000-2014年MODIS的MOD17A3、MOD12Q1产品,采用GWR(地理加权回归分析方法)建模法反演的近地气温数据以及TRMM降水量数据,通过逐像元的斜率、偏相关和复相关分析,分析新疆博斯腾湖流域净初级生产力和降水、近地气温等气候要素的时空变化趋势,探讨NPP的时空格局及其影响因素.结果表明,1)各月气温地理加权回归模型(geographical weighted regression,GWR)的决定系数(R2)均高于0.85,估算得到的近地表气温与实测气温的验证结果R2均高于0.9,能满足本研究的精度需求.2)在研究时间内,博斯腾湖流域NPP的年均值在205.12～235.7g·(m2·a)-1波动,多年NPP平均值为221.52 9·(m2·a)-1,整体上NPP呈减少趋势.3)NPP变化斜率介于—18～26 g·(m2·a)-1,减少趋势主要分布在山区,占总面积的35.23％;增长趋势主要分布在平原绿洲区,占总面积的16.99％.4)博斯腾湖流域39.81％的植被NPP的变化受气候因素影响,山区和平原区都有分布;受非气候因素影响的区域占总面积的16.57％,主要分布在人类居住的平原绿洲区域,说明研究区NPP的时空变化是气候变化和人类活动的共同结果,但气候因素的影响较大.     

新疆焉耆盆地主要作物需水量特征及影响因素分析

【目的】探究新疆焉耆盆地主要作物需水量特征及影响因素,为干旱区农业水资源利用和作物种植结构优化提供参考。【方法】基于2000～2020年焉耆盆地3个气象站点的逐日气象观测资料,采用Penman-Monteith公式和作物系数法,计算焉耆盆地主要作物生育期内需水量、有效降水量和灌溉需水量,并用Mann-Kendall检验、线性分析法和通径分析法对以上数据的分布特征、变化趋势及影响因素进行定量研究。【结果】(1)近21年参考作物蒸散量呈逐年增加趋势,变化率为6.90 mm a^-1,分布范围为960.20～1264.50 mm,年均值为1154.70 mm。(2)全生育期主要作物需水量为374.94～713.37 mm,不同生育阶段作物需水量、有效降水量和灌溉需水量的峰值均出现在生育中期,分别为247.32～497.92 mm、7.14～21.94 mm和240.18～475.99 mm,高于生育初期、快速发育期和成熟期。(3)主要作物需水量和灌溉需水量呈增加趋势,平均变化率分别为3.86 mm a^-1和4.09 mm a^-1...