西北干旱区典型绿洲盐生植被群落特征及多样性研究

本文以西北干旱区典型绿洲-渭干河-库车河三角洲为主要研究区域,运用数量生态学的方法对盐生植被群落特征及物种多样性进行了分析.结果表明:以梭棱为单优势种的群落Ⅳ具有最高的优势度指数(C)和最低的丰富度指数(R)、多样性指数(H')和均匀度指数(E),群落结构最为简单;以骆驼刺为优势种和梭棱为主要伴生种的群落Ⅱ具有较高的多样性指数和均匀度指数,但优势度指教较低,结构相对稳定;而以柽柳和梭梭为共优势种的群落Ⅰ具有最高的物种丰富度和中等水平的优势度指数、多样性指数和均匀度指数,群落中物种数较多,群落结构较为复杂;以芦苇和骆驼剌为共优势种的群落Ⅵ,其物种丰富度指数和物种多样性指数,物种优势度指数和物种均匀度指数水平居中;以柽柳为主要优势种的群落Ⅲ和Ⅴ,其物种丰富度指数、优势度指数、多样性指教和均匀度指数则属于中等偏上水平,群落结构稳定.     

基于AOD数据的新疆大型露天煤炭开采区PM2.5和PM10反演

MODIS气溶胶产品AOD与PM2.5、PM10浓度高度相关,已广泛应用在PM2.5、PM10浓度模拟.该研究以新疆维吾尔自治区大型露天煤炭开采区准东矿区为研究对象,结合实测的2014年5月、7月、9月、12月PM2.5、PM10质量浓度数据与经过垂直湿度订正的MODIS气溶胶产品AOD,利用多元回归进行拟合建模,从建立的40个模型中选取最优模型并据此对研究区PM2.5、PM10的质量浓度进行定量估算.结果表明:AOD与PM2.5、PM10呈极显著正相关;4个月AOD与PM2.5、PM10质量浓度估算模型最优模型均为多项式模型;其中7月AOD与PM2.5质量浓度拟合模型较好(R2=0.6258),实测值与预测值拟合趋势线R2为0.8057;9月PM10拟合模型效果理想(R2=0.7329),实测值与预测值拟合趋势线R2为0.8077;将AOD代入最优模型反演PM2.5,从空间层面上反映出各区域PM2.5浓度差异明显.研究结果可为AOD的深度利用与PM2.5、PM10浓度的遥感估算提供参考,在大气污染物空间分布、监测大气环境质量、污染预测等方面都具有重要意义.     

基于FHSI影像融合技术的绿洲干旱区农田信息提取研究

新疆是我国耕地资源的重要储备基地之一,也是<全国土地开发整理规划>划定的重点土地开发整理区域.以新疆于田绿洲为例,探讨了基于快速傅立叶变换改进的HIS融合(FFT-HIS,简称FHSI)的农田信息提取方法,针对融合效果从主观和客观两方面与传统的HIS融合方法进行了比较分析,并在此基础上进行了农田信息的提取试验,结果表明,同传统的HIS融合方法相比,FHSI融合的信息量、纹理特征都明显增强,分类精度明显改善,特别是水田信息的提取效果非常显著,是监测干旱区耕地变化的有效手段.     

近50年来塔里木盆地南、北缘干湿状况变化趋势分析

全球变暖大背景下,塔里木盆地边缘绿洲气候变化趋势研究已成为研究的热点。文中利用塔里木盆地南、北缘17个典型绿洲气象站1959-2008年的气象资料,使用联合国粮农组织(FAO)推荐的Penman-Monteith公式,计算近50年潜在蒸散量,定义了地表干燥度指数。在此基础上,对塔里木盆地南、北缘,近50年气候变化特征及其成因进行对比分析。结果表明:塔里木盆地南、北缘气候变化与全球气候变化趋势基本一致,但又具有明显的区域性特点:塔里木盆地南、北缘潜在蒸散量均在波动中呈减少趋势,南缘递减速度比北缘快;干燥度指数也均在波动中呈缓慢减小趋势,其中南缘干燥度指数递减速度比北缘快;总之塔里木盆地南、北缘绿洲有缓慢向暖湿转化的迹象,这对气候极端干燥的塔里木盆地边缘绿洲生态环境的改善和农业生产有积极的影响。     

塔里木河上游典型绿洲地表热环境遥感研究

利用两期TM数据对塔里木河上游典型绿洲的地表温度进行反演,并查询实时陆面地表温度进行了对比检验,其差值均在1.5℃以内。在此基础上,分析了不同时期塔里木河上游典型绿洲的温度时空变化,结果表明:(1)2007～2011年,下垫面温度主要集中在18～51℃,其中,水体温度在18～24℃(低温区),耕地地表温度在24～29℃(中温区),林地地表温度在29～36℃(偏高温区),绿洲周边的裸地地表温度在36～42℃(高温区),远离绿洲的荒漠地带地表温度在42～51℃(极高温区);(2)2007～2011年,水体地表温度平均增高0～4℃,植被地表温度平均增高0～12℃,绿洲周边的裸地地表温度平均增高0～7℃,远离绿洲的荒漠地带地表温度平均增高0～9℃。其中林地对温度的变化影响较大。总之,地表温度呈现沿中心逐渐向四周增高的分布规律,表现出明显的"冷岛效应"。此研究对进一步理解塔里木河上游绿洲土壤-植被-大气系统能量交换状况以及我国西北干旱、半干旱区域地表热量分布差异特征具有重要的意义。     

Vegetation fractional coverage change in a typical oasis region in Tarim River Watershed based on remote sensing

Vegetation fractional coverage(VFC) is an important index to describe and evaluate the ecological system.The vegetation index is widely used to monitor vegetation coverage in the field of remote sensing(RS).In this paper,the author conducted a case study of the delta oasis of Weigan and Kuqa rivers,which is a typical saline area in the Tarim River Watershed.The current study was based on the TM/ETM+ images of 1989,2001,and 2006,and supported by Geographic Information System(GIS) spatial analysis,vegetation index,and dimidiate pixel model.In addition,VBSI(vegetation,bare soil and shadow indices) suitable for TM/ETM+ images,constructed with FCD(forest canopy density) model principle and put forward by ITTO(International Tropical Timber Organization),was used,and it was applied to estimate the VFC.The estimation accuracy was later proven to be up to 83.52%.Further,the study analyzed and appraised the changes in vegetation patterns and revealed a pattern of spatial change in the vegetation coverage of the study area by producing the map of VFC levels in the delta oasis.Forest,grassland,and farmland were the three main land-use types with high and extremely-high coverage,and they played an important role in maintaining the vegetation.The forest area determined the changes of the coverage area,whereas the other two land types affected the directions of change.Therefore,planting trees,protecting grasslands,reclaiming farmlands,and controlling unused lands should be included in a long-term program because of their importance in keeping regional vegetation coverage.Finally,the dynamic variation of VFC in the study area was evaluated according to the quantity and spatial distribution rendered by plant cover digital images to deeply analyze the reason behind the variation.     

不同萌发温度下储藏方式和添加GA3对3种荒漠十字花科植物种子萌发的影响

为揭示土壤种子库种子萌发对外界环境变化的响应策略,设计储藏方式和温度对古尔班通古特沙漠3种十字花科植物菥蓂、庭荠和条叶庭荠种子萌发影响.2个萌发温度(5℃/15℃、15℃/25℃)下,以室温干藏种子为对照,设置5种储藏处理(干种子:冬季室外干藏、冬季室外沙埋;吸胀种子:4℃、-10℃、冬季室外沙埋)及添加外源GA3的萌发实验.结果表明,1)5℃/15℃萌发条件下,与对照相比,各储藏处理都显著延长了菥蓂和庭荠初始萌发时间,冬季室外沙埋干藏处理显著降低了庭荠种子萌发率.15℃/25℃萌发条件下,4℃、湿藏处理显著延长了3种种子初始萌发时间,同时显著抑制条叶庭荠种子萌发;各储藏处理下菥蓂种子初始萌发时间显著缩短,对萌发率无影响.2)添加GA3可使各储藏处理下种子萌发进程由停滞状态转变为持续萌发.3)各储藏处理和对照中菥蓂和庭荠种子的潜在萌发率均超过50％,5℃/15℃温度下大量条叶庭荠种子腐烂或失去活力导致潜在萌发率低于20％;添加GA3对3种种子潜在萌发率贡献不同.     

塔里木河中游典型绿洲土地利用/覆被及水资源动态变化研究

运用3S技术，并采用最大似然法分别对1989年和2010年渭干河-库车河绿洲两期Landsat-TM影像数据进行分类统计，获得了该区域22年来土地利用/土地覆被变化矢量图和定量统计数据，并利用不同时期该流域地表径流和地下水资源开发利用程度、农业种植结构、城市用水、天然植被用水，分析该区域土地类型变化和水资源的关系。研究结果表明：该地区耕地面积逐年增加，22年来增加耕地面积141 573.4 hm²，平均每年增加6741.59 hm²；天然植被草地面积急剧减少，平均每年减少7 682.38 hm²，城市用水由0.41亿m³增加至4.26亿m³，加之机电井数量骤增导致地下水位下降了2.34 m；导致地下水位下降，水质矿化度增高，天然植被大量减少，流域下游生态问题极其脆弱。     

新疆于田绿洲-荒漠脆弱带时空演变及其调控方法研究

绿洲-荒漠生态脆弱带(ECOTONE)介于绿洲和荒漠之间,对绿洲起着屏障作用,它在维护干旱区生态系统的平衡方面起着重要作用,深入研究这一特殊地带的环境演变过程、特征及形成机制对于揭示其生态学实质、维护和发展绿洲具有重要的实践意义.选择于田绿洲为研究区,以遥感技术为依托,对2个时相的陆地卫星数据及相关统计资料进行了处理.利用得到的土地覆盖差值图像,定量分析评价了该地区生态脆弱带1989-2003年间的变化趋势.在此基础上,根据该地区生态环境特点提出了若干有效生态保护及复原措施.为西部干旱地区合理开发绿洲、可持续发展绿洲资源及改善绿洲生态环境等提供新的研究方法和科学依据.     

基于分形理论的干旱区绿洲耕地动态变化及驱动力研究

以干旱区典型绿洲新疆于田县为研究区，利用遥感、地理信息系统和全球定位系统(3S技术)相结合的方法，在分形理论的基础上，计算了于田县1976、1989、1999和2001年耕地资源的分维值D、稳定性指数SI和分维变ΔD，并根据其值的物理意义，对耕地的动态变化进行了定性分析。同时根据历年统计数据，运用主成分分析法对引起绿洲耕地数量时空变化的11个驱动因子进行了定量分析。结果表明：社会经济发展水平、人口增长、农业科技进步和水土资源限制是影响耕地数量26年动态变化的主成分，其研究对干旱区农业绿洲耕地的合理利用和可持续性发展具有重要意义。