2000-2014年塔里木河干流的植被覆盖与蒸散发时空变化及其关系

[目的]掌握塔里木河生态恢复的耗水规律,为生态水的合理规划和配置提供相应参考。[方法]利用MODIS的蒸散发（ET）和NDVI数据,及Mann-Kendall检验与Theil-Sen median趋势分析方法,选择阿拉尔-大西海子段作为代表区域,对塔里木河干流植被覆盖和蒸散发（ET）时空变化及其关系进行分析。[结果]①塔里木河干流阿拉尔-大西海子段,NDVI及ET多年平均值分别为0.33,118.41 mm,ET及NDVI空间分异总体一致,ET分布受植被覆盖控制,总体表现为上段（阿拉尔-十四团） > 下段（恰拉-大西海子） > 中段（十四团-恰拉）。②年际变化上,NDVI与ET年时空变化差异明显,两者总体变化趋势相反,NDVI显著增加（Z_C>1.96）,ET非显著下降（-1.96 < Z_C < 0）;空间上,全区48.83%区域的NDVI发生降低,主要集中在中段,而ET的该比例则高达70.57%,广泛分布于中段及下段。③相对于NDVI,径流及水汽压,ET的年际变化与气温和降水相关性更好。[结论]塔里木河干流ET空间分布虽受植被覆盖所控制,但两者时空变化却差异明显。     

西北干旱区大气水分循环要素变化研究进展

西北干旱区是对全球气候变化响应最敏感的地区之一。全球变暖加剧水循环,引起大气水分循环要素发生明显变化。借助最新资料对过去50 a西北干旱区大气水分循环要素变化特征和相关科学问题进行了梳理总结,其主要结论:(1)西北干旱区水汽和降水量有一致性变化趋势,在20世纪80年代中后期突变型增多,21世纪初有微弱的减小态势。受季风强度减弱的影响,西北东部地区水汽和降水量减小明显。(2)降水量增加站点占到95.9%,形成了天山、祁连山等增湿中心,具有明显的增湿海拔依赖性特征。(3)实际蒸散发量呈微弱的减小趋势,天山山区明显减少,而祁连山地区明显增加。(4)干旱区西部夏季降水以西风带水汽输送为主,但大尺度大降水过程发生时,低纬水汽输送尤为重要。全球气候变暖在影响着大气水分循环要素明显变化的同时,也加剧了干旱区水循环过程和水资源的不确定性。     

1989—2016年吐鲁番高昌区绿洲时空格局变化及其驱动因素北大核心CSCD

本文以1989、1997、2002、2009、2016年吐鲁番高昌区遥感影像作为数据源,提取高昌近27 a的绿洲分布情况。利用GIS、Fragstats和相关统计方法,开展高昌绿洲时间序列和空间分布上的变化及驱动因素分析。结果表明：27 a来高昌绿洲总体呈扩张趋势,同时绿洲与非绿洲转换现象显著,绿洲面积由1989年的413.47 km^2增长至2016的800.48 km^2,其中1997—2002年扩张速度最快;绿洲面积扩张、缩减主要发生在东西两侧,绿洲稳定区主要集中在绿洲中部,波动变化主要集中在绿洲边缘地区,分布零散地区;绿洲景观格局破碎度先下降后逐渐上升,景观形状趋于复杂,但整体景观结构仍比较单一,易受人类活动影响;27 a来高昌区绿洲变化受自然、人文社会因素的影响,但人文因素起决定作用,其中水资源的开发利用是绿洲扩张的前提条件,农业人口、经济发展、农业现代化和政策是主要的驱动因素。     

基于T-S模糊神经网络模型的干旱区土壤盐分预测研究

【目的】本研究以野外考察数据为基础,尝试构建基于模糊神经网络方法的干旱区土壤盐分预测模型,对表层土壤盐分进行预测模拟。【方法】首先,根据研究区实际情况选取7个土壤盐渍化影响因子并提取所需信息,利用灰色关联分析法得出土壤盐分与各影响因子之间的关系,然后利用土壤盐渍化的影响因子作为输入样本,土壤盐分作为输出因子,建立了基于T-S模糊神经网络的表层土壤盐分预测模型。【结果】预测结果表明,平均相对误差为13.092%,最小误差为0.875%,最大相对误差为41.733%,预测精度较高。【结论】T-S模糊神经网络模型的预测效果较好,可以用于预测土壤盐渍化状况,为干旱区土壤盐渍化变化规律提供了一种有效的方法。     

开都—孔雀河流域NDVI动态变化及其与气温和降水的联系

基于2000—2014年开都—孔雀河流域的MODIS NDVI数据,采用最大合成法、偏相关分析法,结合气象站同期降水与气温数据,研究流域近15年NDVI时空动态,并分析了其与气温和降水的关系。结果表明:(1)研究区NDVI多年平均呈北部和中部高,南部和东部低的空间分布态势;(2)近15年开都—孔雀河流域植被退化区域大于植被改善区域,退化区域面积占研究区总面积的9.1%,主要集中在和静县山区;改善区域面积占总面积的6.33%,主要集中于博湖绿洲和库尔勒市及周边;84.57%的区域NDVI基本保持不变,主要集中于尉犁县;(3)植被覆盖2002年与2010年有明显改善,2001年、2004年有明显退化,其他年份退化和改善程度不一;(4)研究区NDVI对降水和气温变化均具滞后性且滞后水平存在显著的空间差异;(5)气温对NDVI的影响明显高于降水对NDVI的影响。     

天山北坡融雪期季节性冻土融化过程分析

利用军塘湖河流域典型试验场2013年11月至2014年3月整个冻结融化期野外观测的季节性冻土温度和水分数据,对融雪期该地区季节性冻土的融化过程和特点进行了分析,研究了融雪期土壤在融化过程中各土壤层的时间与垂直温度和水分的变化,并探讨了融雪期季节性冻土的水文效应。结果表明:1季节性冻土的融化过程可以分为融雪前期、融雪中期和融雪后期3个阶段;2融雪期季节性冻土的温度呈阶段性变化,随着土壤深度的增加,大气温度对土壤温度的影响越小,且存在明显的滞后性;3土壤的水分含量在融雪中期才有所提升,季节性冻土从上下2个方向融解;4融雪中后期的积雪液态含水率对土壤水热状况的影响显著,整个融雪期积雪密度对土壤水热状况影响较小;5季节性冻土的冻融过程对春季融雪径流有着十分重要的影响。     

新疆南部特色林果的生态系统服务功能价值评估

以新疆南部(南疆)地区的苹果树、核桃树、枣树、梨树、杏树、巴旦木树6种特色林果为研究对象,以实测数据为基础,核算6种特色林果生态系统服务功能价值,得出以下结论:1 6种特色林果生态系统服务功能总价值为702.89×10~8元,其中直接效益为270.10×10~8元,生态效益为432.79×10~8元。生态效益是直接效益的1.60倍;2 6种功能中以森林防护价值最高,占总生态系统服务功能价值的45.86%,占生态效益的74.48%;3种植枣树、核桃、梨树所产生生态效益占总生态效益的86.68%,直接效益占总直接效益的79.29%;4苹果树和梨树的种植所产生的单位面积的直接效益、生态效益、总价值均是最高。结果表明对特色林果进行生态系统服务功能价值评估的必要性,同时对评估南疆特色林果生态系统服务功能、全面指导特色林果业健康持续发展具有重要参考价值。     

伪步甲危害遥感监测及地形分析——以新疆玛纳斯-呼图壁县草场为例

为揭示伪步甲灾害在不同地形梯度上的差异,结合RS与GIS,于2013—2014年对新疆玛纳斯-呼图壁县草场伪步甲灾害发生情况进行了遥感监测,将危害情况分成不同类别,并分别统计2 a间伪步甲危害面积的变化情况。在此基础上,利用数字高程模型(DEM)提取高程、坡度及坡向因子,分别与不同的伪步甲危害类型进行空间叠加统计分析,探讨研究区伪步甲灾害地形梯度特征。结果表明:900~1 200 m高程范围是伪步甲灾害的高发区;伪步甲危害区主要发生在0°~8.8°区间内;坡向梯度上,严重危害区并没有表现出明显的分布规律。     

新疆伊犁果子沟地质灾害风险评价及其致灾因子

近年来,由气候变化引起的新疆山区地质灾害有增加的趋势。本文选取伊犁G30高速公路果子沟段为研究对象,采用国产ZY-3立体测图卫星数据制作山区高精度DEM和地形参数,运用GIS空间分析技术评估滑坡、崩塌、泥石流地质灾害风险,并采用频率比灾害风险指数进行致灾因子的敏感性分析。结果表明:(1)ZY-3的高精度DEM能够有效的计算崎岖的地形参数,获取的坡度、坡向、地表高程、沟谷密度等能够更好地进行灾害评估;(2)通过致灾因子分析得出,植被指数、坡度、坡向、地表高程、沟谷密度、地层岩性、断裂密度7个因子均与地质灾害相关,其中,植被指数最为敏感,在道路两侧影响尤为突出,这与道路建设、过度放牧等人类活动密切相关;(3)果子沟区域的地质灾害风险以道路边坡滑坡为主,分布在G30高速公路两侧,对道路造成的危害大,因此,G30高速公路两侧属于地质灾害高发区,需重点防治。     

新疆不同植被类型土壤有机碳特征

准确评估不同植被类型的土壤有机碳库,对揭示土壤有机碳在陆地生态系统碳循环中的作用具有重要意义。通过分析新疆地区10种植被类型的土壤有机碳密度(SOCD)的分布特征,估算了该地区的土壤有机碳储量。结果表明:在10个植被类型的0~100 cm土壤剖面中,SOCD垂直分布特征明显,呈逐渐降低趋势。新疆SOCD以针叶林最大,其值为63.86 kg·m~(-2),其他植被类型依次为:草甸、阔叶林、沼泽、草原、灌丛、高山植被、栽培植被、荒漠和无植被类型。土壤有机碳储量最大值分布在草甸中,为4.89 Pg,其他植被类型依次为:荒漠、草原、高山植被、无植被(裸地)、针叶林、栽培植被、阔叶林、灌丛、沼泽。在0~100 cm的土壤层,新疆地区土壤有机碳储量为16.4Pg。