干旱区绿洲城市扩展及驱动机制——以张掖市为例

以张掖市为例,基于多时相Landsat MSS/TM/ETM数据和GIS技术,采用人工目视解译和空间叠加方法,提取1977年、1987年、2000年和2010年张掖市城市建设用地扩展数据信息,分时段重点分析33 a间城市扩展强度、城市重心转移、城市形态、扩展方位及其侵占其他用地情况,并揭示了张掖市扩展的驱动机制.结果表明:①改革开放以来,张掖市建设用地扩展了3倍,尤其是2000年以后,城市用地扩展趋势最为明显,占用的土地利用类型主要是耕地和居民点、工矿用地.②目前,城市扩展主要表现为外向扩展和内部填充为主,城市形态趋于紧凑,城市重心总体向东北方向偏移,东北部、西部和南部是城市扩展的主要方位.③自然地理条件对城市扩展起约束和导向作用;社会经济的发展对其有促进作用;政府的决策和城市规划决定了城市扩展的规模和空间格局.     

干旱区绿洲县域土地利用规划中土地生态安全预测——以新疆阿瓦提县为例

土地生态安全是土地资源可持续利用的核心和基础。通过运用土地利用变化、生态风险空间分析方法,基于阿瓦提县土地利用总体规划（2010—2020年）,根据规划基期年及期末年土地利用结构特征,测算了土地利用生态风险指数。并运用ArcGIS 10.0对生态风险采样结果进行半变异函数分析和空间插值,分析阿瓦提县土地利用生态风险动态演变和空间分异特征。结果表明,阿瓦提县土地利用总体规划对全县土地利用空间结构进行了较大调整,阿瓦提县土地生态风险有明显区域性,生态安全状况由南向北逐渐加重,且北部较高风险区域有向西北和西南方向蔓延趋势。在未来土地利用变更中应加强生态环境保护意识,在阿瓦提绿洲构建良好的生态用地格局,提高全县生态系统服务功能。     

黑河绿洲区耕作土壤有机碳及其活性和非活性组分固碳潜力研究

土壤有机碳固碳潜力研究是陆地生态系统碳循环中的前沿领域,可为区域农业碳管理和温室气体减排提供依据。文中选择黑河绿洲区水田为研究对象,采用实地土壤样品采集、室内指标分析和模型模拟方法,研究了表层0-20cm土壤不同粒径与土壤TOC、AOC、NOC之间的关系,在此基础上建立了土壤TOC、AOC和NOC物理化学固碳潜力模型并估算固碳潜力。结果显示：绿洲农田土壤存在较大的固碳空间,TOC、AOC、NOC固碳潜力平均值分别为0.75%、0.14%、0.56%。并以中游绿洲水田为例,计算了土壤TOC、AOC、NOC碳密度、碳储量及其潜力,水田中TOC、AOC、NOC碳密度的潜力为0.18 g/cm2、0.03 g/cm2、0.15 g/cm2,水田中TOC、AOC、NOC碳储量的潜力为7.12 Tg、1.13 Tg、5.79 Tg。分析发现水田中NOC的碳密度和碳储量提升的空间明显高于AOC,说明NOC的提高是TOC固碳的关键。     

层次分析法在生态预警中的应用--以酒泉绿洲为例

根据酒泉绿洲的生态环境现状 ,建立了酒泉绿洲生态环境预警评价指标体系。运用层次分析法对该指标体系中的各因子进行了统计分析 ,确定了各生态因子的具体权重 ,得出了各影响因子的重要性排序。根据排序结果 ,对酒泉绿洲的生态环境作了预警评价并提出了主要生态问题的防治措施     

免耕旧膜再利用对玉米产量及灌溉水生产力的影响

在河西走廊中段边缘绿洲安排田间试验,明确保护性耕作地膜再利用栽培对玉米产量及灌溉水生产力的影响,探讨降低农田残膜污染、节本增效和可持续土地利用的耕作栽培管理方式。试验涉及3种不同质地与肥力水平的土壤,设3个处理：（1）传统耕作与冬灌、覆新膜栽培（NM）;（2）免耕少冬灌、旧膜直播（RM）;（3）免耕少冬灌、旧膜直播行间秸秆覆盖（RMS）。结果表明,在玉米播种后至拔节期前,日平均土壤温度2个免耕旧膜直播处理较传统覆新膜处理仅低0.6～1.0℃（5 cm土层）和0.5～0.8℃（15 cm土层）,表明旧膜直播仍具地膜覆盖提高地温的效应。玉米产量免耕旧膜直播较覆新膜降低4.4%～10.6%,但节省了耕作和地膜投入,收益增加。免耕旧膜直播结合秸秆覆盖栽培方式玉米产量与新覆膜栽培持平,净收入提高12.5%～17.1%。免耕旧膜直播栽培减少了冬灌量,灌溉水生产力提高。土壤质地与肥力水平对作物吸氮量、灌溉水生产力影响显著。在水资源紧缺的干旱区绿洲,适时进行保护性耕作地膜再利用栽培技术是节本增效、土地可持续利用的一种选择。     

荒漠绿洲区不同灌溉定额对春小麦光合特性及产量的影响

为了明确荒漠绿洲区不同灌溉定额对春小麦光合特性及产量的影响,通过田间观测试验,分析了6种不同灌水定额对春小麦的叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度日变化以及子粒产量的影响。结果显示,高灌溉定额下(360、420、480 mm),春小麦叶片净光合速率和蒸腾速率曲线的变化曲线呈单峰曲线变化,无"午休"现象,而低灌溉定额下(0、240、300 mm)光合速率呈双峰曲线,有"午休"现象,同时高灌溉定额处理下的气孔导度大于低灌溉定额处理;土壤含水量与全生育期春小麦光合速率之间的关系式呈二次曲线关系,当土壤含水量增加到约12%~13%时,光合速率达到最大临界值,而后出现下降。W4处理下的春小麦叶片净光合速率和蒸腾速率高于其它处理,子粒产量、千粒重和水分利用效率(WUE)也最大,是适宜该地区春小麦生长的最佳灌溉量。可见,过度灌溉抑制了春小麦的光合速率,导致减产。同时,降低了春小麦的水分利用效率,造成水资源的浪费。     

新疆绿洲盐碱地滴灌条件下地下水局部动态对荒地盐分的影响

为探究新疆绿洲盐碱地应用滴灌技术导致局部地下水位的提升和地下水矿化度的增加是否对附近荒地水分和盐分产生影响。以新疆北部典型绿洲原生盐碱地(下野地灌区)滴灌农田之间荒地为例,于2009—2013年连续5 a进行定位监测,分析土体内不同时期盐分、水分及离子含量的变化。发现荒地0~140 cm土体含盐量和含水率在棉花生育期至冻融期呈"弦式"周期性变化,含盐量在棉花生育期初至生育期末递增,冻融前至消融后递减;含水率的变化趋势与之相反。受滴灌棉田灌溉的影响,棉田地下水位随棉花生育期进程逐步提升,缩短了周边荒地上升毛管水的传导路径,为地下水矿化度的增加提供了相对充足的盐分来源,土体盐分在周边棉花生育期结束后的增加量大于越冬期冻融对其的淋洗量。年际间0~140 cm土体内储盐量以1 179.05 g·a-1的速度递增,盐分的组成离子以Ca~(2+)、Cl~-、Na~+、Mg~(2+)的增加为主。     

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。     

Effects of variability in landscape types on the microclimate across a desert–oasis region on the southern margins of the Tarim Basin,China

Microclimates play important roles in controlling water budgets and water vapor transportation, as well as vegetation growth characteristics. In order to understand the differences in meteorological parameters under different vegetation cover (VC) and terrain conditions, wind velocity, air temperature, relative humidity (RH), photosynthetically active radiation (PAR), and solar radiation were simultaneously monitored on shifting, semi-fixed and fixed sandy lands, and an oasis. The air temperature and RH differences among the four landscape types were obvious in the period from May to October. It was found that the higher elevations of semi-fixed sandy land can influence PAR and solar radiation during sand-blowing weather. The differences of air temperature and RH among the four sites during the dust-storm and rainy days were not obvious, but their differences during sand-blowing weather were greater than during rainy weather and less than during floating-dust and sunny weather. The differences of PAR and solar radiation among the four landscape types were most obvious during the dust-storm event. During most of the weather types studied, significant positive correlations were found between wind velocity and temperature, PAR, and solar radiation, as well as between temperature and PAR, and solar radiation. Meanwhile, significant negative correlations were found between RH and wind velocity, temperature, PAR, and solar radiation. VC and topography were found to be the main factors influencing the changes in meteorological parameters between desert–oasis ecotone and oasis.     

黑河中游植被覆盖率变化趋势及其驱动因子分析

利用2002~2011年的黑河干流中游归一化值被指数数据获得植被覆盖率变化趋势,选取合适的NDVI阈值将整个区域划分为"绿洲区"和"荒漠区",并分别探讨了地下水埋深、中游耗水量及累积降水量对两种区域面积和植被覆盖率变化的影响。结果表明:黑河干流中游植被覆盖率整体呈增长趋势,由2002年的32%增长到了2011年的36%,对植被覆盖率增长贡献最大的因素为绿洲区扩张,10年间绿洲区面积占比增长了10%;影响绿洲扩张的主要因素为地下水位埋深和中游耗水量,绿洲区植被覆盖率变化较小,可忽略其影响。荒漠区植被覆盖率的变化主要受累积降水量影响。利用地下水位埋深、中游耗水量、累积降水量可预测区域植被覆盖率的变化趋势,区分人类活动和气候变化对区域植被覆盖率的影响是可行的。