天山北坡玛纳斯河流域草地长势遥感监测

[目的]进行国产高分1号遥感数据在草地长势监测方面的应用研究,为维持草地畜牧业可持续发展、维护草原生态平衡提供科学依据。[方法]以新疆典型草原区—玛纳斯河流域为研究靶区,在"3S"技术支持下,利用高分一号卫星数据的优越性及野外调查数据,进行国产高分一号遥感数据在草地长势监测方面的应用研究。[结果]研究区2014年草地长势比2013年差一些,2014年长势比2013年差的草地面积为209 074.7hm2,占研究区草地总面积的13.21%。研究区2013—2014年各类草地类型长势情况的结果显示,比2013年长势差的面积最大的草地类型是温性荒漠草原,面积为109 224.6hm2,占温性荒漠草原面积的36.8%,研究区草地总面积的6.9%。[结论]研究区草地长势监测精度比较高,即,88.6%以上,高分1号卫星数据是一个草地长势监测的有效数据。     

乌鲁木齐河水源林地生态功能区划研究

以景观生态功能区划原则为理论基础,结合实际,在边界划定、主导因素结构、格局和功能分析的基础上,将乌鲁木齐河水源林地区划为5个生态功能区和15个生态功能亚区,并针对每个功能区和功能亚区,从保护水源林地和生态农林产业开发方面提出了相应的生态保育措施,可以为管理部门有效地开发和保护乌鲁木齐河流域水资源、开展生态农业生产与林牧业管理、合理地开发生态旅游等提供决策依据。     

基于3S的焉耆盆地生态服务价值对土地利用变化的响应

基于3S技术,采用我国陆地生态系统的服务价值测算方法,利用1990、2000与2011年卫星遥感图,分析了焉耆盆地土地利用变化对生态系统服务价值与结构的影响。研究结果显示:①焉耆盆地在1990～2011年间土地利用变化很明显;②生态服务价值从1990年的952 881万元增加到2011年的1 012 946万元,生态服务价值增加了6.30%,达60 065万元。生态服务总价值的增加主要是由水体和耕地总面积的增加而导致的;③各生态服务功能对区域总生态服务价值贡献率由高到低依次为废物处理、水源涵养、气候调节、娱乐休闲、生物多样性保护、土壤形成、食物生产、气体调节和原材料。研究区生态服务价值对生态服务功能价值指数是缺乏弹性的,研究结果是可靠的。     

渭-库绿洲土壤剖面盐分分布特征及驱动因子分析

[目的]监测渭-库绿洲土壤盐渍化的空间分布特征,探究驱动因子作用机理,对当地因地制宜进行土壤盐渍化调控。[方法]采用决策树、克里金插值和灰色关联度分析研究了渭-库绿洲土壤盐渍化的剖面分布特征,着重分析了样本点海拔、植被覆盖度、地下水位、TW( I 地形湿度指数)、地下水矿化度5个驱动因子对土壤盐渍化的影响。[结果]①研究区表层土壤(0~10 cm)属于重度盐渍化土壤,10~20、20~40、40~60 cm各深度剖面土壤属于中度盐渍化土壤。土壤EC1:5有强的空间变异性,其分布格局受灌溉等人为驱动因素的影响较大。②绿洲内部(即耕作区)表层土壤属于非盐渍化区域,绿洲东部10~20、20~40、40~60cm土层有轻、中度的盐渍化现象。绿洲内部表层以下土壤盐分高于表层,绿洲存在潜在的盐渍化风险。耕作区外围绿洲-荒漠交错带区域各剖面层均属于盐渍化区域,随着剖面深度的增加,盐渍化程度在不断减弱。③样本点海拔、植被覆盖度、地下水位、TWI、地下水矿化度与土壤EC1:5的灰色关联度大小次序为:0~10 cm土层:地下水矿化度>TWI>样本点的海拔>植被覆盖度>地下水位;10~20、20~40 cm土层:地下水矿化度>样本点的海拔>TWI>植被覆盖度>地下水位。[结论]渭-库绿洲土壤盐渍化主要分布在绿洲-荒漠交错带区域,土壤盐分表聚强烈,地下水矿化度是造成该研究区土壤盐渍化问题的首要原因。     

地理加权回归模型结合高光谱反演盐生植物叶片盐离子含量

快速、无损地估算盐生植物叶片盐离子含量在植物生长监测、耐盐植物筛选和土壤盐渍化监测等方面有实用价值。该研究以新疆艾比湖保护区内盐生植物为研究对象,通过分析植物叶片盐离子(K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+))含量与冠层高光谱数据的光谱变换和二维植被指数(比值型植被指数(ratiovegetationindex,RVI)、差值型植被指数(difference vegetation index,DVI)、归一化型植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI))的相关性选取特征波段,构建基于地理加权回归模型(geographically weighted regression,GWR)的叶片盐离子含量估算模型,并与BP神经网络模型(back propagation neural network)进行对比,研究基于GWR模型估算干旱区盐生植物叶片盐离子的可行性。结果表明,选取特征波段集中表现在红及短波红外波段:K~+含量在反射率倒数的对数选取的红光区域内波段使用GWR估算效果最佳;Na~+的特征波段在光谱变换下集中于短波红外区域,二维植被指数集中在近红外、短波近红外及黄、橙、红区域,各种波段选取下GWR对Na~+的含量估算均有较好效果,但反射率对数的一阶估算效果最好;Ca~(2+)含量在反射率平方根的一阶微分下选取的短波红外波段通过GWR模型估算效果最好;Mg~(2+)含量在DVI选取的位于红光区域特征波段估算效果最佳,但使用GWR模型对Mg~(2+)的估算精度不及BP模型。分析基于GWR盐离子模型估算模型发现,含量较高的离子估算效果更好,K~+、Na~+的模型精度优于Ca~(2+)、Mg~(2+)。在使用GWR模型估算植物叶片盐离子含量时,特征波段均指向红及短波红外波段,符合植被光谱机理的响应。     

北疆主要城市的大气污染状况分析

根据2005-2015年北疆主要城市的SO_2、NO_2、PM_(10)大气污染物的监测资料,利用大气污染指数(API)方法,通过API数值的变化趋势以及污染物的含量变化情况对北疆主要城市的大气污染状况进行了分析。结果表明:1)从年均API来看乌鲁木齐市、克拉玛依市、石河子市、昌吉市、阜康市、奎屯市、伊宁市、乌苏市、博乐市的大气环境质量整体均属于良,塔城市、阿勒泰市的大气环境质量属于优。2)乌鲁木齐市的年均API最高,即为93,接近轻微污染水平,阿勒泰市的年均API最低,即为34,空气质量为优级。2005-2015年间昌吉市、奎屯市、伊宁市、塔城市、乌苏市的API指数呈先下降后上升的趋势;乌鲁木齐市、石河子市和阿勒泰市的API指数呈先上升后下降的趋势;克拉玛依市、阜康市和博乐市的API年均变化很小。3)分析表明除了乌鲁木齐市大气环境质量达到及好于二级标准的天数年均在270天左右,其他城市基本在320天,克拉玛依市、塔城市、阿勒泰市及博乐市达到了350天以上。4)从北疆地区主要城市大气环境中主要污染物排放情况来看,PM_(10)和SO_2占主导地位,NO_2含量相对较低。总体上看北疆地区主要城市的大气质量除了首府乌鲁木齐市外,其它均处于较好的水平。     

天山北坡山区流域融雪径流模拟研究

天山北坡山区流域资料稀缺,融雪径流模拟比较困难。以天山北坡的乌鲁木齐河、玛纳斯河和奎屯河流域为例,利用水文气象资料和冰雪遥感数据,建立流域融雪径流SRM模型,以2007年3—8月为模拟校准期,2005年和2006年3—8月为模拟检验期,模拟3个资料稀缺山区流域融雪日径流,检验模拟结果和模型的有效性,评价SRM模型在资料稀缺流域的适用性。结果表明:3个流域SRM模型融雪径流模拟具有比较好的模拟效果。在模拟校准期间,3个流域R2平均值为0.85,D_V平均值为9.42%,模拟精度比较高;在模拟检校期,2006年3个流域R~2平均值为0.72,D_V平均值为13.3%,2005年R~2平均值为0.78,D_V平均值为4.85%,表明3个流域SRM模型的参数估算合理,建立的SRM模型是有效的,SRM模型在天山北坡的资料稀缺山区流域融雪径流模拟中具有其适用性。     

基于因子和聚类分析的中国西部居民出游潜力地区差异研究——以新疆为例

选取43项指标来研究新疆15个地州居民国内出游潜力,并对其进行因子、聚类及Pearson相关性分析,最后得出出游潜力的线性回归模型.结果表明:1)出游潜力的大小取决于经济基础、居民生活水平、交通状况、产业支撑等显性因子以及社会人口、产业环境等隐性因子;2)出游潜力大的地区主要集中在经济、交通、产业、人口、环境等社会综合效应高的地区,并随着社会经济中心的极化和扩散作用,向周边地区递减,在空间表现为“两极”、“一带”、“三片”的分布格局.3)虽然经济、交通因素等传统因子在出游力中仍扮演着重要角色,但其影响力有所下降,影响方式有所改变.智能化、移动化、家庭化等因素已逐渐成为居民出游力的重要驱动力.     

1976-2011年博斯腾湖小湖区湿地生态系统服务价值变化分析

以1976年、1990年、2002年和2011年4期的遥感影像资料为基础,结合野外实地调查及其他相关资料,研究了1976-2011年博斯腾湖小湖区湿地面积和生态系统服务价值变化及其影响因素.结果表明:(1)近40年间小湖区湿地面积变化呈波动性趋势.其中1976年湿地面积最大为3 813.12 hm2;2002年和2011年湿地面积分别减少为3 138.12,2 285.53 hm2.(2)在整个研究时段博斯腾湖小湖区湿地生态系统服务价值的变化整体上呈减少趋势:其中在1976 1990年,年平均减少2.67％;而在1990-2002年,年平均增长2.63％;2002年以后不断减少,减少速度比前15年明显加快.从研究区各生态功能服务价值对总的生态系统服务功能价值的贡献来看,废弃物处理、水涵养和气候调节功能服务价值的贡献率较大,且在整个研究时段呈增加的趋势.在研究期间,博斯腾湖小湖区湿地面积和生态系统服务价值的变化与流域自然和人为因素密切相关,应重视近年来人类活动的负面影响,对绿洲经济活动进行合理规划和控制.     

新疆近54年气温和降水变化特征

利用新疆50个气象站1960—2013年的月、年的平均气温和降水量资料,采用线性倾向率法、累积距平法、Mann-Kendall法等方法,对新疆近54a来的气候变化和突变现象进行了研究,利用反距离插值法分析新疆气温和降水的空间分布。结果表明:近54a来,新疆年平均气温变化在6.2~9.0℃,年平均气温在波动中逐渐上升,气候倾向率0.32℃/10a,其突变发生在1965年和1977年。新疆各站点多年平均气温为0.95~14℃,整体上表现为由南向北降低的趋势,南疆的气温最高,依次为天山山区,北疆的气温最低。新疆年降水量变化在93.20~205.80mm,整体上呈现上升趋势,气候倾向率为8.23mm/10a,新疆年降水量突变发生在1963年、1975年、1978年和1980年。新疆各站点多年降水量为34.20~261.00mm,整体上表现为由南向北增多的趋势,北疆的降水量最多,其次为天山山区,南疆的降水量最少。