额济纳绿洲生态需水及其预测研究

生态需水是当前水问题的一个研究热点,对于生态环境急剧恶化的内陆干旱区,这一研究尤为紧迫.以额济纳绿洲为例,采用潜水蒸发模型,对其生态用水进行了估算.结果表明:2000年额济纳绿洲生态需水量为5.0009×108m3;2010年绿洲生态需水量为5.8342 × 108m3;2020年绿洲生态需水量6.8768×108m3...     

干旱区绿洲农业生态经济系统的结构和功能分析 --以塔里木河上游的阿克苏地区为例

在分析农业生态系统的资源结构、种群结构、产业结构和空间结构的基础上,对塔里木河上游阿克苏地区的典型绿洲农业生态经济系统进行了能流、物流和价值流的分析。结果显示,在能流方面,该区农田生态系统的能量产出水平和效率都处于较低水平;在物流方面,农田肥料投入单一,主要以化肥为主,并且化肥使用量已超出最适施肥量范围,已造成土壤养分严重失衡;在价值流方面,农业生态经济系统价值流产投比不高,处于单纯的农作物生产阶段。分析表明造成该区农业生态经济系统功能低下的主要原因是产业结构不合理、种植业比重过大、生产力水平低、资金缺乏等因索。因此调整和优化产业结构。提高农业生态系统的经济效益势在必行。     

沙漠腹地绿洲植被覆盖度提取及植被指数优选

[目的] 对沙漠腹地绿洲植被覆盖度提取及植被指数优选进行分析和研究，为该区选取最优植被指数反演极端干旱区绿洲植被覆盖状况提供科学依据。 [方法] 选取塔克拉玛干沙漠腹地达里雅布依绿洲天然植被作为研究对象，以无人机航拍样地影像获取的植被覆盖度为基准，采用Sentinel-2B卫星影像提取多种典型植被指数，运用回归统计方法建立植被指数-植被覆盖度统计模型，在卫星像元尺度上确定反演干旱绿洲覆盖度的最优植被指数。 [结果] ①利用Image J软件提取样方植被覆盖度精度较高，总体精度可达88.67%。 ②土壤调节型植被指数(SAVI，MSAVI)在标准回归系数、确定系数评价指标中表现良好，指示极端干旱区天然植被覆盖变化有较好的适用性。 [结论] 在极端干旱区，Image J提取稀疏植被效果较好，SAVI，MSAVI更适合绿洲植被覆盖变化研究。     

水肥耦合对河西绿洲板蓝根生理特性及产量影响

为获得河西绿洲板蓝根生产的适宜水肥用量,以板蓝根品种‘安徽亳州种’为材料,采用裂区试验设计,研究不同水肥耦合处理(A1B1、A1B2、A1B3、A2B1、A2B2、A2B3、A3B1、A3B2和A3B3)对板蓝根生理特性及产量影响。结果表明:采用田间持水量为75%~90%、肥料水平为N 225kg/hm~2+P_2O_5525kg/hm~2+K 150kg/hm~2时的水肥组合处理(A2B1),其板蓝根的株高、最大叶长、最大叶宽、主根根长、根直径、叶片数等形态指标都显著高于其他处理;同时板蓝根在营养生长的前期、中期、后期,植株的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)及蒸腾速率(T_r)也最大,植株保持较强的生理代谢活动,A2B1处理的板蓝根产量最高(209.05kg/667m~2),不同水肥耦合处理对板蓝根单位面积产量影响大小顺序为A2B1A2B2A2B3A1B1A1B2A1B3A3B1A3B2A3B3。     

2013-2020年额济纳绿洲核心区景观稳定性动态及其驱动力

[目的] 探究2013-2020年额济纳绿洲核心区景观稳定性动态及其驱动机制，为荒漠绿洲的生态恢复与可持续发展提供科学依据。[方法] 基于高分一号遥感影像，借助景观格局指数、景观稳定性模型与地理探测器，研究额济纳绿洲核心区景观稳定性动态及影响因素。[结果] ①额济纳绿洲核心区景观类型以未利用地、林地和草地为主，2020年3者占总面积的90.98%；2013-2020年，研究区景观连通性、均匀度降低，聚集度、优势度增加，多样性、异质性增强，景观形状趋于简单化、规则化。②研究区景观稳定性呈“总体不稳，局部较稳”状态；2013-2020年景观稳定性变化呈“大部分不显著，局部有变动，冷点多于热点”趋势。③地下水埋深、供水量和植被变化对研究区景观稳定性变化的影响较大；气候变化、人类活动(城镇建设、耕地扩张、旅游活动干扰等)和人口增长是地下水埋深、供水量和植被变化的诱因，间接引起景观稳定性的变化；各驱动因子之间存在交互增强效应。[结论] 2013-2020年额济纳绿洲核心区景观稳定性整体较低且呈下降趋势，干旱的气候条件、耕种、旅游和城镇建设等因素及其交互作用是导致研究区景观稳定性降低的重要因素。     

基于地理加权回归模型的博斯腾湖湖滨绿洲土壤盐分离子含量高光谱估算

以博斯腾湖湖滨绿洲为研究区,分析HCO_3~–、Cl~–、SO_4~(2–)、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~++K~+等主要土壤盐分离子含量与土壤高光谱反射率的分数阶微分光谱变换与RSI、DSI、NDSI等二维土壤指数的相关性优选特征波段,构建基于地理加权回归模型的土壤盐分离子含量估算模型。研究结果表明:Na~++K~+的微分变换特征波段集中在468～724 nm与1 182～1 539 nm,二维土壤指数的特征波段集中在1 742～2 395 nm,基于RSI的特征波段优选下地理加权回归模型对Na~++K~+含量的估算效果较好,建模集R~2=0.94,RMSE=0.22,验证集R~2=0.74,RMSE=0.19;SO_4~(2–)含量在1.2阶优选的位于469～636 nm波段估算效果较佳,建模集R~2=0.91,RMSE=0.02,验证集R~2=0.75,RMSE=0.33;Ca~(2+)、Mg~(2+)优选的特征波段主要集中在912～2 340 nm的近红外波段;Cl~–含量在1阶的近红外波段建模效果较好,建模集R~2=0.74,RMSE=0.03,验证集R~2=0.93,RMSE=0.11;含量相对较高的Na~++K~+、SO_4~(2–)、Cl~–的地理加权回归模型精度高于含量较低的Ca~(2+)、Mg~(2+)。     

哈密绿洲生态环境质量空间格局变化

通过2000、2008、2018年3期的Landsat数据,利用遥感生态指数(remote sensing ecological index,RSEI)确定哈密绿洲生态环境质量等级,运用3D趋势面探究生态环境质量各等级空间变化规律,利用移动窗口法分析绿洲生态环境质量的空间内部异质性及生态质量格局变化.结果表明:1)2000-2018年,哈密绿洲RSEI均值从0.223上升到0.396,生态环境质量总体转好,但水平较低.2)2000年生态环境质量中等、较好和优的分布较集中,均在东南-西北走向的轴线上;2008年生态环境质量极差与差等级区域明显减少,中等级、良等级和优等级区域增加范围较大,哈密绿洲整体扩展迅速;2018年生态环境质量中等、较好和优的范围相互交错,混合分布,且分布范围较大,生态质量不够稳定.3)生态环境质量变好的区域集中在绿洲的内部,且从内部到外部呈环状嵌套分布.2018年及2008年从内部到外部表现为:低值区-高值区-低值区-高值区;2000年与之相反.     

新疆玛纳斯河流域绿洲耕地扩张差异与驱动力研究

新疆现代绿洲是两种不同经营模式(兵团农场耕作和地方家庭承包)下团镇绿洲耕地长期扩张的真实写照。本文以玛纳斯河流域石河子垦区144团与玛纳斯县兰州湾镇为例,首先基于1958—2018年的6期影像数据,采用土地利用动态变化度,分析了团镇耕地的扩张过程;进而采用多元逐步回归等方法,分析了兵团与地方绿洲扩张的驱动力;最后从全流域绿洲扩张的角度出发,结合绿洲扩张模型,测算了绿洲耕地的适宜规模。结果表明:144团与兰州湾镇的耕地面积均大幅增加,扩张的耕地主是由草地、林地转化而来;兵团耕地扩张的核心驱动因子为节水灌溉面积、水资源径流量、农牧业平均收入;地方则为人均GDP、农牧业平均收入、农业生产总值。流域的耕地面积远超适宜规模,生态安全隐患已经凸显。建议流域的各级政府遵循"山水林田湖草生命共同体"的理念和建设要求,统筹推进流域的综合开发;加快构建现代土地资源管理制度体系,科学划定生态红线,严格限定绿洲的扩张规模,促进兵团与地方的土地利用结构优化;坚持最严格水资源管理制度,"以水定地",实现水资源高效利用,防控沙漠化对绿洲的威胁;推行土壤退化治理与土地整治相结合,提高土地利用效率和潜力,从而实现绿洲耕地的数量、质量、生态三位一体保护。