1998年特大洪水前后霍林河流域下游洪泛湿地景观变化研究

以1998年特大历史洪水为背景,基于遥感技术平台,运用景观生态学理论,从时间尺度上进行单场洪水前后洪泛湿地景观格局的定量对比分析研究,通过特大历史洪水前后的景观动态变化、景观格局指数变化和景观转换变化三方面来揭示特大历史洪水对退化洪泛湿地景观的恢复功效.结果表明:(1)霍林河1998年特大历史洪水对流域下游退化的洪泛湿地具有很好的恢复功效,且以自然湿地有恢复效应较强,人工湿地的作用效果甚微.(2)在特大历史洪水作用下霍林河流域下游洪泛湿地景观整体性和多样性提升,稳定性增强.(3)霍林河1998年特大历史洪水促进数量众多的河流湖泊湿地生成,与此同时原有河流湖泊湿地面积扩张,使得河流湖泊湿地整体性增强,这主要是缘于特大洪水提供的丰富水源使得河道附近的沼泽湿地,以及湖泡周边的盐碱地大量的演变为河湖湿地.(4)霍林河1998年特大历史洪水虽然对沼泽湿地亦具有一定的恢复功效,亦主要来源于河道附近的盐碱地的转换输入贡献,但效果不及河流湖泊湿地的显著,这可说明单次偶发的特大洪水可能较难起到彻底恢复退化洪泛湿地景观的功能,而要实现该目标,可能需要超标准洪水的频繁泛滥,这需要进一步的研究.(5)特大历史洪水在促进流域下游洪泛湿地景观扩张的同时,洪水的冲洗盐作用对流域的盐化环境亦具有很好的改善作用,因此亦可以通过增大洪水的泛滥来改善流域严峻的盐化环境.但是需要多大频次的、多大量级的洪水泛滥作用还需要更进一步的研究.(6)偶发的特大历史洪水虽然可以很好的实现河流湖泡湿地景观的恢复,但这种恢复的效果能持续多久,还需要进行更长时间序列的更新研究.     

近20年来乌鲁木齐河下游地区生态系统服务价值的动态变化

利用TM卫星遥感数据,通过CIS方法,根据Costanza等提出的生态系统服务价值计算方法,对比分析乌鲁木齐河下游地区1989-2007年的土地利用/覆盖与生态系统服务价值的变化.结果表明:1989-2007年,研究区生态系统服务价值从1.95×109元/a增长至2.40×109元/a,而年增长率有所下降,从1989-...     

新疆地区近15年来土地利用时空变化及驱动力分析

以20世纪80年代末新疆土地利用数据库及2000年、2005年两期新疆遥感影像为信息源,结合土地利用变化数量和空间分析模型及马尔科夫过程,分析新疆近15年来的土地利用变化强度及各地类间的转移变化状况,揭示该区域土地利用的时空变化特征和规律.最后采用马尔科夫过程预测各土地利用类型的变化趋势,并对土地变化的驱动力进行分析.结果显示:耕地面积处于上升状态,其年变化幅度最大;林地面积总体呈减少趋势且减少部分主要被开发为耕地;草地面积总体呈下降趋势.水域面积不断增加.工矿居民建设用地增加迅猛.由马尔科夫过程预测结果显示自2000年以后,草地、林地面积逐年增加,耕地面积呈下降趋势.人口增长,农业科技进步和农业结构调整,政策因素,社会经济发展等是驱动新疆土地利用变化的主要因素.     

吉林省近20年土地利用变化及驱动力分析

本文在 GIS平台支持下 ,分析了近 2 0年来吉林省土地利用变化的空间格局 ,阐明了耕地变化的人文驱动力。结果表明 ,1 980 - 2 0 0 0年 ,吉林省土地利用变化主要趋势为草地、林地、未利用地转化为耕地 ,其中草地向耕地的转化占总变化面积的 35 .0 1 % ,动态度最大。人文景观的影响程度有所增强。吉林省土地利用变化空间差异明显 ,西部变化较为剧烈。草地和未利用地转为耕地主要分布在西北部地区 ,林地转耕地多分布在森林边缘地带 ,耕地向城镇用地转化主要分布在中部城市聚集区 ,西部地区部分草地退化导致其向未利用地转化。人口增加、经济发展和宏观政策是该区域土地利用变化的主要驱动力。     

新疆渭干河-库车河三角洲绿洲土地利用时空变化特征分析

基于GIS平台,以新疆各县市统计资料及Landsat TM影像解译得到的3期土地利用数据为基础,结合统计分析工作,对渭干河-库车河三角洲绿洲1996～2004年土地利用数量、类型及其变化进行了分析.分析得出,前后2个4年间,渭干河-库车河三角洲绿洲耕地为先增加后减少,园地和林地则是先减少后增加.在8年尺度上土地利用总的动态特征是,耕地、园地、林地、水域及建设用地面积增加,草地和未利用土地面积减少.8年尺度渭干河-库车河三角洲绿洲综合土地利用动态度为0.61.前4年综合土地利用动态度为0.55,耕地及建设用地的年变化率较大,园地和林地的年变化率较低.后4年渭干河-库车河三角洲绿洲综合土地利用动态度为0.38,园地与耕地的年变化率较大,水域和未利用土地的变化率较低,前4年变化程度比后4年明显.最后引入单一土地利用类型相对变化率反映出渭干河-库车河三角洲绿洲土地利用变化存在明显的区域差异.政策变动、经济发展、城市化水平、市场需求和人口增长是渭干河-库车河三角洲绿洲土地利用变化的主要原因.     

近50年开都河流域下游降水和气温变化特征分析

采用开都河流域下游焉耆县、和静县、和硕县三个气象站1960-2009年气温和降水观测资料,以线性趋势函数,M-K突变检验等方法,分析开都河流域下游气温和降水的年际变化、季节变化特征。研究结果表明:(1)焉耆县、和静县与和硕县的年平均气温呈上升趋势,年平均气温线性拟合增长率分别为0.366℃·10a^-1、0.256℃·10a^-1、0.033℃·10a^-1。(2)和硕县月平均最低气温呈现下降趋势,而焉耆县与和静县平均最高气温、最低气温均呈上升趋势;从季节年际变化来看,三个县四季气温均有增加趋势,冬季增温明显,秋季平均气温的年际变化幅度与年平均气温的年际变化幅度相似。(3)三个县年降水量距平值呈下降-上升-下降特征,降水量有微弱增多趋势。(4)和静县与和硕县两站气温异常,焉耆县降水异常,气温突变均出现在20世纪90年代,而且突变发生较频繁。     

近20年渭干河流域土地利用与生态系统服务价值时空变化

基于遥感与GIS技术,选择地处天山山脉中段南麓塔里木盆地北部的渭干河流域为研究区,以新疆1990、2000、2008年遥感影像和地面实测数据为主要数据源,利用GIS空间分析、数学统计分析方法提取渭干河流域近20年各种土地利用类型的面积变化、净变化速度等动态变化信息;在总结生态系统服务价值国内外研究进展的基础上,参照谢高地等人的中国陆地生态系统单位面积服务价值系数和Costanza等的生态系统服务价值计算公式,结合当地粮食产量和粮食平均收购价格,分析渭干河流域生态服务价值的时空变化特征,揭示渭干河流域生态系统服务价值和时空分布的不平衡状态.结果如下:(1)草地和未利用地所占比重超过70％,其他土地利用类型所占比重不到20％,各种土地利用类型分布和面积变化存在时空差异.(2) 1990-2008年研究区的生态系统服务价值总量减少了59 633万元,其主要原因是草地、林地和沼泽面积的减少.流域生态系统服务价值结构变化较大,其提供的支持服务功能最强,供给服务功能相对较弱.(3)下游的单位面积生态系统服务价值大于中上游地区,研究期内流域中、下游生态系统服务价值减少较大,上游地区的生态系统服务价值略有增加.     

巴尔喀什湖流域土地利用/覆被变化过程与趋势

巴尔喀什湖流域是跨越中国新疆(境内)和哈萨克斯坦(境外)的重要流域。利用1970s、2005年和2015年3期土地利用/土地覆被(Land Use and Land Cover, LULC)数据与马尔科夫模型等方法,分析1972年流域内最大的水利工程卡普恰盖水库建成和前苏联解体以来流域LULC变化过程和趋势,并对比流域境内外差异,为该地区土地资源管理及生态环境保护提供依据。结果表明:巴尔喀什湖流域LULC变化呈现出耕地和林地面积先减后增(总体增加)、水域和未利用地面积先增后减(总体减少)、草地和城乡建设用地面积持续增加的变化趋势。这表明后期LULC变化对整个研究期LULC变化影响更大。以上变化以双向转换为主,因此,整个研究期内全流域变化过程始终处于平衡状态。境内外LULC类型结构和变化过程均不相同,境内分配比境外均匀,单一类型和区域LULC变化趋势与状态指数均表明境内LULC类型变化过程比境外稳定,但由于境外面积占全流域86%,主导了全流域LULC类型结构和变化过程。全流域在研究期内始终处于平衡状态。     

近50年来霍林河流域径流量演变规律研究

霍林河是松嫩平原西部地区科尔沁、向海和查干泡湿地的重要补给水源,选取流域内3个代表站的径流实测资料,对50年来流域年径流量、雨季径流量、枯季径流量和基流径流量的演变规律进行分析。径流量年均序列的db3小波函数多分辨率分析表明,期间流域径流量总体呈下降趋势;“距平累积法”将径流量序列分为3个阶段,1965年以前径流量偏多阶段,1965~1985年的偏少阶段和1985年以后的偏多阶段;1985年以后流域径流量较强的增长趋势变化用Mann-Kendall非参数检验法检测达到突变水平,增长突变发生在1985~1990年;Morlet小波分析表明,不同类型径流量主要存在3个尺度的周期变化,预测在未来几年流域将逐渐进入较大尺度的枯水期之下的较小尺度的相对丰水期。     

近50年来渭河流域降水变化特征分析

通过对渭河流域21个气象站1951~2005年降水观测资料统计分析,并运用累积距平曲线和信噪比法对渭河流域降水时空分布及变化进行了分析。结果表明:(1)渭河流域降水随海拔高度降低由西向东呈上升趋势,每下降100 m平均增幅约为15.1 mm;(2)自20世纪60年代以来,渭河流域年均降水呈下降趋势,10年平均减幅约为2 mm;(3)经降水变化的突变分析得出近50年渭河流域降水不存在突变年,1982、2003年为渭河流域大的降水转折年。     

塔里木河下游土地利用/覆盖变化环境效应

利用 1988和 2 0 0 0年Landsat 5的 4、3、2 (RGB)波段合成影像解译结果 ,采用中国科学院资源环境数据库中的全国 1∶10 0 0 0 0土地资源利用分类系统 ,基于GIS(Arc/info 7.1)对塔里木河下游近 12a来土地利用 /覆被变化进行了研究 ,在此基础上研究了生态环境效应。结果表明 ,(1) 2 0 0 0年研究区土地利用以未利用地和草地为主 ;(2 )景观格局指数表明 :多样性指数在增加 ,景观破碎度均在 0 .2以下 ,说明景观连通性高 ,抗逆性强 ;疏林地分维数值最大 ,说明其空间形状较简单 ,廊道效应较低 ;景观基质是沙地 ,且沙漠化在进一步加强 ;(3) 1988- 2 0 0 0年 ,耕地、水域、未利用地和城镇用地有所增加 ,而林地和草地则在减少 ;(4) 12a间 ,未发生转化的土地占 99.6 5 % ,发生转化的仅 0 .36 %。其中 ,改善类土地面积大于退化类土地 ,开发类土地净增长面积也大于同期弃耕类土地 ;(5 )研究区LUCC除受暖温带大陆性干旱气候的影响外 ,人类活动改变地表水的地域分配及对天然植被的破坏 ,则是引起生态环境退化的主要原因。     

近20a叶尔羌河流域生态服务价值对土地利用/覆被变化的响应

为探究综合治理项目实施前后叶尔羌河流域生态与环境变化,基于叶尔羌河流域1990、2000、2010年土地利用遥感解译数据,选取符合干旱区特点的Constanza价值系数,并根据研究区实际情况进行修正计算,对比分析了1990—2010年土地利用/覆盖及生态服务价值的动态变化特征。结果表明:1 1990—2010年,叶尔羌河流域土地利用/覆被变化总体速度为9.12%,变化较强烈;2000—2010年变化速度(6.69%)较1990—2000年(15.76%)缓慢。2 20 a内耕地、建设用地和水域面积分别增加了35.58%、28.21%和10.39%,林地和草地分别减少了11.36%和9.91%,未利用土地面积变化不明显。综合治理项目实施后,研究区植被退化、土地沙化、盐渍化等生态问题仍然存在且有发展。3 1990、2000年和2010年研究区生态服务价值分为330.32×108元、323.62×108元和309.41×108元,生态服务价值总量呈减少趋势,且减少的速率加快。林地和草地面积的减少是生态服务价值总量减少的主要原因。经敏感性分析验证,估算结果对生态服务价值系数的变化缺乏弹性,因此结果是可信的,修正后的价值系数适用于研究区。     

土地利用变化对塔里木河中游胡杨林的影响研究

本研究区位于塔里木河中游地区,本研究选取耕地变化、输水堤防的建设以及油气田开发三种土地利用方式,在大量野外调查的基础上,在3S技术和历史数据的支持下,分析了这些土地利用方式变化对胡杨林生态系统的影响。研究结果表明:研究区1992年之后内耕地大量增加,输水堤防对堤防内外侧胡杨生态系统具有不同影响,油气田开发会造成生态破坏和环境污染等问题。     

近50年来新疆人口时空变化特征及成因分析

人口增长包括人口的自然增长和机械增长两个方面,人口增长会对一个区域的社会经济发展产生较大的影响,而人口增长又受政治、历史、经济和自然等多因素的制约。自20世纪50年代以来,新疆人口年均增长速率2.97%,明显高于全国平均水平1.53%,属于人口快速增长地区。其原因主要是:(1)高出生率导致高人口自然增长率,从1955年至2005年的50年期间,新疆人口的平均自然增长率17.91‰,高于全国平均水平15.20‰;(2)20世纪50~60年代人口大规模迁入造成的,到1967年底,全疆迁移净增人口共257.22×104人,平均每年迁移净增人口都在15万人以上,从1968年起,人口增长完全依赖自然增长。新疆人口分布的空间变化规律总体分布趋势为西密东疏,北多南少;山区和盆地相交的山前冲洪积扇缘绿洲地带最多,盆地中心及其盆地周围山区人烟稀少。新疆人口密度明显增加,高值区的范围在不断扩大,低值区的范围在缩小。     

50年来渭河中下游水环境演变

本文以大量资料为基础,分析总结了近60年来渭河的水环境特点,旨在使人们全面了解渭河,并意识到渭河整治是迫在眉睫的重大问题。结果表明,近期随着水沙条件、潼关高程等的变化及工农业的发展,渭河的水环境发生了巨大变化,表现在年水量及汛期水量锐减;大流量级水流出现次数减少,水量减少幅度大;年输沙量总体减少,河水含沙量增大,泥沙淤积严重;河道向摆动型发展,河道萎缩,河势恶化;大洪水发生的次数显著减少,高含沙小洪水明显增多;同流量洪水位普遍抬高,洪灾发生次数增加,洪灾加重;水质污染极为严重。     

塔里木河中下游河流廊道景观生态功能分区研究

以塔里木河中下游河流廊道为对象,应用景观生态学的原理与方法,探讨生态功能区划系统以及具体的划分问题,提出相应的区划原则并针对不同等级功能区划分标准,定性划分了3大景观生态功能类型区,对其特征进行了分析,并提出了相应的生态恢复对策.     

石羊河下游物候季节的水热分配及变化特征

基于物候季节,分析了石羊河下游地区1971-2000年各季节的水热分配状况及多年变化特征。结果表明,石羊河下游物候季节的更迭与气候的季节性演变相吻合,稳定通过物候四季的温度界限分别为春季≥2.9℃,夏季≥19.0℃,秋季<19.0℃,冬季≤4.5℃。水热资源最丰富为物候的夏季,其≥0℃的积温和降水分别占全年的55.8%和62.5%。多年来,温度的四季变化和年际变化具有明显的增加趋势,增长幅度依次为冬季>全年>春季>夏季>秋季。年均温的升高以1986年为突变年,而冬季和春季气温的升高分别以1985年和1991为突变年;降水变化的趋势不明显,年降水的波动形态与夏季基本一致,春季则与夏季相反,有春湿夏干或春干夏湿的趋势。     

和田河流域土地利用变化及其生态环境效应分析

基于遥感和GIS技术及数理统计学方法,利用1990年、1999年、2002年和2005年和田河流域各县市统计资料及遥感影像解译得到的4期土地利用数据,对和田河流域1990-2005年土地利用数量、变化幅度、年变化率、动态度、优势度等进行了定量的分析研究。结果表明,在15年尺度上土地利用总的动态特征是:耕地、林地和城乡建设用地面积增加,草地、水域和未利用地面积减少;综合土地利用动态度是1.28%;优势度没有发生明显的变化,未利用地一直最高;土地利用变化改变了流域内水量平衡、水盐平衡关系,加上对植被的不合理利用,生态平衡遭受到一定程度的破坏。     

黑河中游土地利用变化对生态系统服务的影响

土地利用变化直接改变生态系统结构、功能和过程,是生态系统服务变化的重要驱动力之一。基于黑河中游2000年和2014年土地利用/覆被数据和相关地理信息数据,利用InVEST模型模拟了黑河中游2000年和2014年生境质量、土壤保持量、水源涵养和气体调节4种生态系统服务的价值及空间分布特征,并通过划分5 km×5 km的格网计算其与土地利用强度的Pearson相关系数,定量分析土地利用变化对生态系统服务的影响。结果表明:12014年,黑河中游生境质量一般,土壤保持总量6.92×10~8t,产水量3.93×10~8m~3,固碳4.55×10~7t;2从2000—2014年,生境质量、水源涵养和气体调节能力大幅下降,东南部表现最为显著,土壤保持功能基本稳定;3土地利用强度与土壤保持不存在显著相关性,与生境质量、水源涵养和气体调节服务均呈正相关关系,表明土地利用强度的增加在一定程度上有利于生态系统服务价值的提高。研究结果可为黑河中游生态系统管理提供借鉴。