遥感和GIS支持下的黄河源区土地沙漠化研究

黄河源区是黄河重要的水源涵养地,其生态功能对黄河的安危有直接的影响.近年来,在自然因素和人为因素的共同作用下,区内的生态环境急剧退化,表现为土地沙漠化、草场退化和水土流失加剧等过程.黄河源区土地沙漠化不但影响该区经济的可持续发展,而且对中下游地区的生态环境和水文条件构成很大威胁.在收集区内现有研究成果的基础上,通过对2005年TM影像的解译,对黄河源区沙漠化现状和特征进行了全面系统的研究.研究结果表明,2005年黄河源区沙漠化土地总面积为13 434.8 km2,占全区总面积的14.56%.  

黄河源区气候温暖化及其对植被生产力影响评价

在分析黄河源区气温、降水变化的基础上，用Turc经验模式计算黄河源区的蒸散量，同时分析了近十几年来土壤湿度、植被地上净初级生产力的变化特征。结果表明，1959—2005年，黄河源区年平均气温按0．0284℃／a的变率升高，降水变化态势平稳，但蒸散量增加趋势明显，上升倾向率达0．7315mm／a，气温上升趋势与年代增加具有明显的相关性。从1987年以来土壤湿度的监测结果分析得知，黄河源区下垫面蒸散量的加大使土壤向干暖化发展。这种气候因素的影响，导致近十几年来植被地上净初级生产力按9．506g／（m^2a）的倾向率下降。  

中国热带天然林可持续经营标准与指标中土壤和水指标的研制

利用1986年和2000年TM/ETM卫星遥感数据,运用GIS软件分析了黄河源区土地利用时空变化,借助Excel软件进行景观格局变化研究。结果表明:黄河源区近15a来高覆盖度草地、湿地和冰川面积急剧减少,未利用土地面积增加,土地荒漠化程度加剧,土地利用综合程度指数下降。景观格局趋于破碎化,景观多样性和分维数呈下降趋势,优势度上升。  

黄河上游玛多县生态环境变化遥感监测及成因分析

玛多县是黄河流经的第一县,是三江源自然保护区的重点地区,生态系统异常敏感和脆弱。在高海拔的生态脆弱区进行生态环境遥感监测,不仅利于高寒脆弱生态体系自然规律的研究,而且可为当地进行生态环境保护与治理提供可操作性强的、科学的决策依据。本文利用1990年和2000年两期最新的卫星影像数据,结合野外调查,对研究区80年代以来生态环境变化过程趋势进行对比分析,并以对70年代以来以气候因子为主导的包含冻土环境与水文条件的自然因素变化和人类活动进行分析为基础,探讨了研究区生态环境变化的成因。  

黄河源区水土保持生态修复问题探讨

黄河源区海拔高,终年寒冷,地广人稀,形成了其独特、原始的自然景观。由于地理位置特殊,生态环境脆弱。20世纪80年代以来,由于人类频繁的社会经济活动以及干旱等自然灾害的发生,黄河源区生态环境遭到了严重的破坏。导致草原退化、土地沙化、径流减少、湖泊萎缩等生态环境问题,严重制约了当地经济发展,影响黄河的治理与开发。针对该区生态环境现状与生态环境日益恶化等问题,提出了保护源区生态环境、防治水土流失、促进人与自然和谐相处的生态修复等重要措施。  

黄河源区退化草地水土流失规律

为了阐明高寒草甸退化草地水土流失的规律,以黄河源区河南县退化草地为研究对象,采用野外现场原位人工模拟降雨试验方法,对不同降雨条件下土壤径流量、冲刷量随坡度、退化程度、降雨历时和降雨强度的变化规律进行了试验和分析.结果表明:天然退化草甸的含水量及密度均随坡度和退化程度呈递减趋势(P＜0.05);同等条件下径流量与植被覆盖度呈幂函数负相关关系(y=140.69x-0.4667,R2=0.988 2),与降雨强度呈指数函数正相关关系(y=40.35e0.0252x,R2=0.970 8);泥沙量与植被覆盖度呈指数函数的负相关关系(y=4294.3e-0.0418x,R2=0.990 7),与降雨强度呈指数函数正相关关系(y=62.657e0.0201x,R2 =0.968 8);坡度为30°的小区径流量较10°和20°的坡度小区分别增加了3.6倍和1.7倍,泥沙量分别增加了16倍和1.4倍,表明径流量、泥沙量随坡度的增加而急剧增大;植被覆盖度40％以下的区域其径流和泥沙含量变化幅度较大;降雨开始30 min内的地表径流量相对稳定,降雨时间30 min后地表径流量开始缓慢上升,坡面泥沙流失量主要集中在降雨后的5～15 min内,而降雨55～60 min后泥沙量急剧降低,因此试验认为降雨历时1h为土壤颗粒流失的敏感期;天然边坡径流产生后坡面出现汇流冲蚀现象,是退化草地水土流失加剧的重要原因.  

黄河源区水土保持预防保护工程初见成效

为保护黄河源区的生态环境,国家启动了黄河源区水土保持预防保护监督工程。经过5年的实施,黄河源区在水土保持法规宣传、法规建设、执法队伍建设、普查监测、示范区建设等方面取得了一定成绩,为提高源区人民水土保持法制意识、改善农牧民生活水平、促进区域经济发展、改善源区生态环境起到了积极的推动作用。  

1961-2010年黄河源区蓝绿水资源时空变化

利用SWAT(soil and water assessment tool,SWAT)模型和非参数检验方法(Mann-Kendall),从时空尺度上分析了黄河源区1961-2010年蓝绿水资源量多年平均变化和各生长季节的变化规律。研究结果表明,在时间上,近50 a来,黄河源区绿水资源量多年平均是蓝水的2倍以上。黄河源区蓝水资源春、秋两季减少,秋季显著减少,减少幅度0.355 mm/a,夏季略微增加;绿水资源春季减少,夏、秋两季增加,秋季显著增加,增加幅度0.286 mm/a。在空间上,黄河源区蓝绿水资源量在各季节呈现出由东南向西北递减的趋势,东南部地区蓝水资源秋季减少明显,减小幅度最大为1.98 mm/a,绿水资源量夏、秋两季增加明显,最大为1.62 mm/a。随全球气候的变化,蓝绿水资源量在时空上差异将会进一步加大。因此,应加强黄河源区水资源的管理,减少源区绿水尤其是其中无效用水(蒸发)的消耗,减少生长季高耗水作物的种植,以保证中下游地区水量的有序供给。  

基于AMSR-E的黄河源区表层土壤水分时空变化

黄河源区生态环境和水文过程对气候变化的响应是该区域研究的热点问题,但相对于其他环境和水文要素而言,大尺度长序列的土壤水分时空分布特征研究不足.本文基于AMSR-E被动微波遥感数据和地面实测数据,首先采用引入Qp模型的双通道反演算法校正AMSR-E土壤水分数据,获得的土壤水分产品(SMD)精度高于官方提供的土壤水分产品(SMo),但其波动范围与实测数据有差异.之后采用逐月回归分析法对SM0进行二次校正,其土壤水分产品(SML)具有更高的精度且变化趋势与实测数据一致.基于SML土壤水分产品,对黄河源区及其5个自然分区表层土壤水分的时空变化特征及其影响因素进行分析.黄河源区年平均表层土壤水分为0.140～0.380 cm3/cm3,在2003-2010年间呈下降趋势,在东南部土壤水分较高的若尔盖丘状高原区、黄南山地区和果洛玉树高原宽谷区土壤水分呈下降趋势,其中若尔盖丘状高原区的下降速率最快,而在西北部土壤水分较低的黄河源宽谷湖盆区和柴达木东缘山区呈增加趋势;春季土壤水分呈下降趋势,夏季呈增加趋势,秋季的波动较大,冬季的变化的不大,其中9月土壤水分增加率和5月减少率最大.土壤水分受降水和植被指数的影响最大,气温表现为在年高温月份与土壤水分呈负相关,在年低温月份呈正相关.研究结果为AMSR-E土壤水分数据的研究与应用提供了依据,有助于深化对区域尺度土壤水分格局及其对气候变化响应的研究,对高原生态环境建设有重大意义.  

黄河源头地区生态建设与保护

素有中华民族摇篮之称的黄河是我国第二大河，它的源头地区处于有世界屋脊之称的青藏高原腹地，高寒干旱，广布冰川，湖泊众多，沼泽广阔，植被良好，水草丰美，是良好的天然牧场，其独特的高寒草甸，丰富的珍稀特有特种，多样的自然类型，原始的生态环境，无论是在科研上或自然生态保护上，还是对流域社会经济发展，都具有十分重要的战略意义，但是，由于自然因素和人为不合理活动影响，致使区内部分植被破坏，禽兽减少，鼠虫猖獗，生态失调，导致与其相关的草源退化，土地沙化，水量减少，水土流失等一系列问题，不仅制约着当地的牧业生产的发展，而且也危及到黄河流域各省（区）的社会经济发展和沿岸人民的生活用水，因此，要加强黄河源区的生态建设与保护，必须广泛宣传，提高认识，加强管理，综合治理；增加投入，加大治理力度，以生态学工程为原理，封山育草，划区轮牧，造林种草，治理沙漠，加强水土保持，草原建设等项工作，方可促使生态环境转化，做到水土资源永续利用，经济持续发展。