遥感分析天山北部植被覆盖对气候变化的多时间尺度响应

为分析植被-气候关系在时间上的多尺度特征,该研究首次以1981-2009年29 a归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)和同期降水、温度数据为基础,采用小波互相关分析研究了中国新疆天山北部额尔齐斯河流域、天山北坡、准噶尔西部山地、博尔塔拉谷地和伊犁河谷区5个分区、29 a植被覆盖变化特征及其对区域降水、温度变化在不同时间尺度和时滞下的响应关系。结果表明:各分区降水和温度变化对NDVI变化存在明显的多时间尺度响应关系和时滞效应。对于降水,除准噶尔西部山地,其他各区域最能反映响应关系的时间尺度为15旬,时滞为5旬(准噶尔西部山地时滞为2旬);对于气温,各区域最能反映响应关系的时间尺度为15旬(准噶尔西部山地时间尺度为10旬),时滞为2旬。各区域NDVI变化与前期温度变化的相关性(0.587)高于与前期降水变化的相关性(0.456)。该研究对于监测植被覆盖变化、研究地气相互作用具有重要意义。     

玛纳斯河灌区库群系统水资源优化

新疆玛纳斯河灌区是我国第四大灌溉农业区，通过分析灌区水资源供需状况，应用大系统分解协调方法，建立以系统缺水量最小为目标函数的灌区库群系统水资源优化调度模型，并进行了模型的求解。结果表明优化调度后可减小供需差额，基本缓解灌区供需水矛盾，更有效地保证灌区的生产需要，为同类灌区库群调度提供借鉴依据。     

艾比湖湿地生态系统健康评价研究

从状态的健康、恢复能力的健康、所在环境的健康三个方面建立涵盖22个指标的艾比湖湿地生态系统健康评价指标体系。以艾比湖周边区域的统计年鉴数据和遥感解译数据为基础,用2000—2012年时间序列数据,分析艾比湖湿地生态系统健康状况。运用综合评价及划分的等级标准对13年间艾比湖湿地生态系统健康水平进行量化分析。结果表明:艾比湖湿地生态系统在2000—2001年处于较健康状态,2002—2003年处于健康状态,2004—2009年处于较健康状态,2010—2011年处于一般病态,2012年处于较健康状态。艾比湖湿地生态系统健康总体呈恶化趋势,健康状况不容乐观。     

玛纳斯河灌区库群系统水资源优化调度研究

新疆玛纳斯河灌区是我国第四大灌溉农业区,通过分析灌区水资源供需状况,应用大系统分解协调方法,建立以系统缺水量最小为目标函数的灌区库群系统水资源优化调度模型,并进行了模型的求解.结果表明优化调度后可减小供需差额,基本缓解灌区供需水矛盾,更有效地保证灌区的生产需要,为同类灌区库群调度提供借鉴依据.     

新疆和田地区春季气流和沙尘传输路径的时空特征

文中基于HYSPLIT模式,对和田2010-2014年春季3-5月近地面和1500m气流的3天后向轨迹进行聚类算法,定量分析气流的传输路径,及近地面各路径沙尘天气的发生比例。2010-2014年和田春季两个高度气流轨迹相差较大,但传输路径相同,有五类传输路径:西南、西部、西北、北部和东北。各月近地面气流传输路径相差较大,而各路径均有沙尘天气发生。3-5月东北路径沙尘发生比例最高,分别为67.6%、44%和48%;西南和西部路径只发生在3-4月,分别为西部(10%)、西南(17.4%)和西部(6.2%)、西南(6.8%);北部路径发生在4月和5月,为13%和12.8%。文中定量印证了和田地区春季气流和沙尘传输路径的时空特征,为研究沙尘天气来源等提供参考。     

玛纳斯河流域ET0影响因子分析及对Hargreaves法的修正

准确估算作物蒸发蒸腾量对于农业水资源的规划和指导农田灌溉非常重要。该文以具有典型内陆河特征的玛纳斯河流域为例,根据1953-2008年的气象资料,采用Penman-Monteith(PM)法计算了流域内参考作物蒸发蒸腾量,并对影响参考作物蒸发蒸腾量的各气象因子进行了通径分析,结果表明在玛纳斯河流域温度是影响参考作物蒸发蒸腾量的最主要因子。以PM法计算得到的参考作物蒸发蒸腾量为标准值,对Hargreaves法计算的参考作物蒸发蒸腾量进行比较分析,结果表明Hargreaves法计算结果偏差较大,在4-10月尤为明显。基于35 a气象资料,采用贝叶斯方法对Hargreaves公式进行修订,采用另外21 a气象资料对修订的Hargreaves公式进行验证,结果显示修正后的Hargreaves公式满足精度要求,且计算简便,可为内陆河流域参考作物蒸发蒸腾量的计算提供参考。     

贝叶斯方法在玛纳斯河洪水预报中的应用

针对新疆典型河流玛纳斯河洪水物理成因主要因子——降雨、温度的特点,建立了贝叶斯物理因素ARMA模型,即用贝叶斯方法对物理因素的ARMA模型预测结果进行校正,并用多年历史数据进行了检验,结果显示新模型的预测确定性系数从平均0.652提高至0.983;径流总量相对误差从平均0.157降低至0.018;预测合格率从77.1%提高至90.9%;预测峰现合格率从平均71.0%提高至85.45%。结果表明用贝叶斯物理因素ARMA模型对玛纳斯河洪水预报进行校正是可行的。     

基于防护保证率的农田防护林林带间距调控

农田防护林林带间距的设置关系到防护林防护效益和农田单位经济效益的权衡。该文以新疆南疆枣树防护林为例,引用水文学中防护保证率的概念和方法,以枣树受风害危害的概率特征为基础,兼顾防护林防风生态效益和经济效益最大为目标,建模分析和野外试验相结合,研究了农田防护林林带间距调控方法。结果表明:1)运用防护保证率的方法能够实现对农田防护林防风生态效益与经济效益权衡的优化;2)枣树防护林的防护保证率在95%,林带间距为132.1 m左右时,单位经济价值达到最优,高出常规防护林间距经济产量6.2%;3)林带疏透度为0.34大于疏透度为0.49的防护效益。该研究可为农田防护林林带间距定量调控提供参考。