叶尔羌河流域1990—2010年生态环境变化特征

利用叶尔羌河流域1990、2000年和2010年Landsat-TM影像数据和中巴资源卫星数据,结合GIS技术及生态环境状况指数计算方法,分析流域内1990-2010年流域生态环境变化特征.结果显示:1990-2010年,叶尔羌河流域生物丰度指数、植被覆盖指数和土地退化指数分别减少4.53％、4.00％和3.56％,水网密度指数整体增高了3.71％;1990、2000年和2010年,叶尔羌河流域生态环境状况指数分别为34.94、34.77和34.32,均属于较差级别,受自然和人为因素的双重影响流域生态环境趋于退化.     

40年来叶尔羌河流域景观变化过程分析

应用RS和GIS技术,与景观指数分析软件相结合,以叶尔羌河为例,从时间和空间变化两个方面研究景观格局的变化规律。并从水资源和生态环境效应方面,考虑其景观格局变化的发展趋势。结果表明:(1)在发展态势上,从20世纪60年代到2000年,景观格局的多样性和均匀性都呈下降趋势,流域整体景观的异质性下降,其类型边界趋于复杂化,自然条件在景观格局的变化中仍为主要控制因素。整个流域的景观类型向非均衡化方向发展;(2)从发展格局上,其上游山地景观区和中游人工绿洲景观区的发展比较成熟,景观格局趋于稳定,但其下游受水源限制,林草出现退化,荒漠化和盐碱化程度加大;(3)从水资源和和生态效应分析,水资源在未来五十年内能满足人类社会发展和流域各种生态需水增长需求。目前叶尔羌河流域为绿色生态区,其景观格局与生态系统是相适应的,其发展趋势较好。在水源充足,注重中游节水,适当调整下游水资源配置的条件下,整个流域的景观格局与自然生态系统和人类生态系统将向着可持续协调统一的方向发展。     

叶尔羌河流域平原区高氟地下水成因分析

以2014年新疆叶尔羌河流域平原区地下水水质样品分析结果为基础数据,对其浅层地下水(井深≤100m)运用统计分析法、Gibbs图、氯碱指数图等方法对该区地下水中氟的分布特征及影响因素进行分析。结果表明:2014年地下水水样中氟浓度超过我国饮用水标准(1.0mg/L)的比例为47.8%。Ⅰ型(F^-<1.0mg/L)低氟地下水主要分布于河流补给较大的山前平原区;Ⅱ型(1.0mg/L≤F^-<2.0mg/L)和Ⅲ型(F^-≥2.0mg/L)高氟地下水广泛分布于河流补给小而潜水蒸发较强的承压水区。地下水氟浓度与各水化学指标具有一定的关系,高氟地下水一般具有较高的TDS,在HCO^-₃浓度较高的弱碱性环境中,能促进含水介质中的CaF₂溶解,使地下水F^-浓度升高。矿物饱和指数和氯碱指数以及Gibbs图反映了地下水主要受矿物溶解沉淀作用、阳离子交替吸附作用以及水岩作用和蒸发浓缩作用影响,而大气降水影响有限。     

叶尔羌河流域胡杨不同叶形水分利用效率

文中以叶尔羌河流域荒漠河岸林典型建群种植物-胡杨(Populus euphratica)为研究对象,运用替代指标法,测定胡杨不同叶形(披针形、卵圆形和锯齿卵圆形)的比叶重、含水量、灰分、叶绿素、N和K等生理指标及土壤含水量,表征胡杨不同叶形的水分利用效率(WUE)。结果表明:运用比叶重、含水量、灰分、叶绿素、N五个指标,分析胡杨不同叶形水分利用效率为锯齿卵圆形>卵圆形>披针形,差异显著(P<0.05);K分析表明胡杨不同叶形水分利用效率为卵圆形>锯齿卵圆形>披针形,差异显著(P<0.05);相关文献中稳定碳同位素技术分析胡杨不同叶形水分利用效率为锯齿卵圆形>卵圆形>披针形。从上述分析结果可以看出,胡杨不同叶形的比叶重、叶片含水量、灰分、叶绿素、N均与稳定碳同位素技术分析结果一致,可以作为替代指标分析植物水分利用效率;叶片K与稳定碳同位素技术分析基本一致,与其他指标相比替代性较弱。     

叶尔羌河流域气候变化特征及趋势分析

利用叶尔羌河流域五个气象台站长时序逐日气温和降水量数据,运用Mann-Kendall趋势检验和突变检验方法,分析近50多年来叶尔羌河流域气候要素变化特征,利用R/S分析法预测该区域未来气候变化趋势。结果表明:1)叶尔羌河流域属极端干旱区,近50年来降水量呈增加趋势,塔什库尔干、泽普和巴楚降水增加显著,有明显突变点;2)流域气温上升速率范围为0.239-0.375℃/10a,气温的上升均为突变升温,突变时间为20世纪90年代中期,塔什库尔干高海拔山区自2010年后气温增长较平原区迅速;3)通过R/S分析表明,叶尔羌河流域未来气候变化仍然与过去50年来的变化趋势一致,以暖湿趋势为主。     

1957—2015年叶尔羌河流域气候变化特征及其径流响应

根据流域内气象、水文站点的长期观测数据,利用线性趋势、相关系数、累积距平、Mann-kendall(M-K)突变检验等方法分析不同区域的干、湿季气候变化特征,并假定不同的气候情景组合,分析径流对气候变化的响应程度。结果表明:(1)1957-2015年4个单元气温和降水量呈增加趋势;除上游外,相对湿度、平均风速和大风日数呈减小趋势,流域径流量呈增加趋势。(2)气温在1996年发生突变;降水量未出现明显突变点;相对湿度在2005年左右发生突变;除下游外,平均风速在1983年发生突变;径流量于1993年发生突变,突变后径流量增加了9.08×10^8m^3。(3)相关性分析显示,流域径流量与湿季平均气温、平均最低(最高)气温呈极显著正相关,与湿季平均风速、大风日数和相对湿度呈负相关,除上游径流与干季降水量呈正相关外,其他区域与降水量呈负相关。(4)敏感性分析表明,当降水量不变,气温升高1℃,径流量增加9.06%;当气温不变,降水量增加10%,径流量减小1.67%,这主要与径流组成有关。流域77.4%的径流量来自雪冰融水补给,当降水量增加时,气温降低,减少了冰川积雪的融化,因而流域径流与气温呈正相关,与降水量呈负相关,且对气温变化更敏感。     

荒漠-绿洲芦苇地蒸散量及能量平衡特征

运用波文比-能量平衡法,对荒漠绿洲芦苇地的蒸散量及能量通量进行了连续的测定,并对芦苇地蒸散特点和能量平衡特征进行了分析和探讨。结果表明:①芦苇的蒸散速率日变化表现出明显的昼夜变化,蒸散量随着芦苇的不同生长阶段存在明显的季节变化,生长季芦苇地总蒸散量为252.5 mm,各阶段降水量均不能满足蒸散发的需水要求,需要地下水的补给。②地下水作为干旱区绿洲的主要水源,其对绿洲蒸散发耗水的影响也是极为重要。净辐射是芦苇地蒸散耗水的能量来源和驱动力,气温是蒸散发的主导影响因子。风速在这些主导因子的影响下,起到加速的作用。③荒漠绿洲芦苇地平均感热通量峰值一般在250~300 W/m2之间,潜热通量平均最大值120~230 W/m2,平均土壤热通量峰值约20 W/m2。6月感热通量在地面能量交换中占主要地位,感热通量占净辐射的52.7%,潜热通量占净辐射的42.6%。7月潜热通量占净辐射的55.0%,感热通量占净辐射的40.4%。9月感热通量占净辐射的60%以上,潜热通量仅占净辐射的30%。土壤热通量约占净辐射的8%。     

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。     

基于双层阻抗模型的玛纳斯河流域ET遥感估算

针对水文水资源分析计算中最难估算的分量-蒸散发(Evapotranspiration,ET),以典型干旱区流域-玛纳斯河流域为研究对象,采用理论基础坚实、区域应用限制小、反演陆面蒸散发较为合理准确的双层阻抗模型,并根据研究区实际情况进行了模型参数化的基础上,结合MOIDS数据、气象观测数据和DEM数据,估算了该流域的陆面蒸散发量,并分析了其时空分布特征。研究结果表明:中高山区和绿洲平原区,由于植被覆盖度高,以植被蒸腾为主,蒸散发量小;而低山丘陵区和沙漠区,由于植被稀疏,以土壤蒸发为主,蒸发强烈,因而蒸散发量最大。     

新疆叶尔羌河和喀什噶尔河流域的生态环境评价及治理对策研究

叶尔羌河和喀什噶尔河流域农业气候资源丰富,但气象灾害也较多;土地面积大,但土壤有机质含量低,次生盐渍化严重;河流径流量大,年际变化小,季节分配不平衡;天然草场面积大,等级低,天然林面积减少,个别地区有沙化倾向;人口多而素质差。对此应处理好维护生态平衡与发展生产的关系;依靠科学技术,以提高单产为主;制止继续破坏生态环境行为;营造人工林;扩大绿肥种植面积,提高地力;对少数民族也实行计划生育,以控制人口数量,提高人口素质。     

基于Markov过程的张掖绿洲土地利用预测

根据河西绿洲张掖市2002、2003和2004年3个时点的土地变更详查数据,应用马尔科夫过程模型预测了未来5年内河西绿洲张掖市土地利用结构变化.结果表明: (1) 2006～2010年5年间,河西绿洲张掖市耕地变为园地、林地、牧草地及建设用地.(2) 5年间河西绿洲张掖市土地利用类型面积变化幅度最大的是林地,土地利用类型主要转化表现为由耕地、园地、牧草地、建设用地、未利用土地向林地转化,其中耕地向林地转化的面积最大.     

高寒区潜在蒸散量的计算方法探讨

用黄河源区的玛多、达日、久治和玛曲4个气象站1971-2005年的气温、风速、日照时间、水汽压等资料,对4种常用的潜在蒸散量计算方法在高寒区的适用性进行了分析,并对Makkink方法进行了改进.结果表明:Makkink方法在全年都有明显的低估现象;Priestley and Taylor法除冬、春季外有高估现象;Hargreaves and samani温度法在玛多站全年均有低估现象,在其他站春、秋、冬季有低估现象;国内Penman修正式计算的潜在蒸散量值与FA0 Penman-Monteifh法较接近,但国内Penman修正式在春、夏季有轻微的高估现象;改进的Makkink方法所需资料简便易得,计算精度高,在高寒区具有很强的实用性.     

基于VAR模型的鄯善绿洲葡萄种植区的时空分布模拟及预测

借助遥感技术对多时相遥感影像进行信息提取分析,结合野外调查、统计资料等研究新疆鄯善绿洲葡萄种植区的时空分布格局与农作物用地的VAR模型关系,模拟和预测鄯善绿洲葡萄种植区的发展趋势。结果表明:1990—2000年葡萄种植面积增速较快,增长率高达121.18%,2000—2013年增速减缓,增长率仅为20.81%;葡萄种植面积呈现南少北多的现象,其中山南地区在全县占比为31.34%;1990—2013年间葡萄在农作物用地中占比由17.02%增至29.52%,鄯善绿洲农业种植结构日趋平衡;VAR模型显示2014—2023年的葡萄种植面积及农作物用地面积均以较稳定比例扩张,未来鄯善县应加大葡萄产业转型升级,进一步提高核心竞争力,创造更高的绿色GDP。     

酒泉绿洲土地可持续利用评价

从公平性、经济可行性、土地生产力指数、耕地资源保护、生产稳定性指数、协调性6个方面,建立了酒泉绿洲土地可持续利用评价指数体系,运用熵值法确立了权重系数及其综合评价模型,对酒泉绿洲2000-2006年的土地利用状况进行了可持续评价,并由GIS系统生成了可持续等级图.结果表明:酒泉绿洲各县(市)土地利用持续性较小,土地利用或处于弱不可持续或处于强不可持续发展状态,且呈现较大的区域差异.最后,针对存在的问题提出了提高酒泉绿洲土地可持续利用的具体对策.     

利用SEBAL模型对沙拉沐沦河流域蒸散发的分析

以2001年7月10日的MODIS数据为数据源,采用基于地表热量平衡的SEBAL模型估算位于半干旱地区的沙拉沐沦河流域的实际蒸散发量,综合分析蒸散发量与土地利用/覆被、地表温度、植被指数、高程、坡度和坡向的关系。结果表明:该流域的夏季日实际蒸散发量空间差异比较大,从0mm到6.57mm,平均蒸散发约2.90mm;蒸散发的空间分布不均匀,流域边缘林地覆盖区的蒸散发最高,中部和流域出口所在的草地、耕地分布区相对较低。实际蒸散发量与地表温度和归一化植被指数高度线性相关;不同的土地利用类型具有不同的日平均蒸散发量,林地的日平均蒸散发量最高,其次为耕地,建设用地最低。     

荒漠-绿洲区潜在蒸散量变化特征及其影响因素

以新疆阿拉尔垦区为研究区,选取1961-2013年逐日地面气象要素值,采用Penman-Monteith模型、气候倾向率、Mann-Kendall突变检验和距平相关法,分时段分析了阿拉尔荒漠-绿洲区潜在蒸散量(ET0)变化特征及其影响因素.结果表明:①ET0年际间波动较大,1987年前的减幅[52.4 mm·(10a)-1]高于1987年后的增幅[22.2 mm·(10a)-1],呈“高-低-高”的动态变化,1987年是年ET0突变点.②ET0四季性明显,为“夏＞春＞秋＞冬”的季节变化,1987年前的减幅[12.7 mm· (10a)-1、23.4 mm·(10a)-1、6.6 mm·(10a)-1、9.7mm·(10a)-1]高于1987年后的增幅[0.4 mm· (10a)-1、14.3 mm·(10a)-1、6.4 mm·(10a)-1、1.1 mm·(10a)-1],为“高-低-高”的年际变化,1987年后春季ET0的增幅最大.1987年是四季ET0突变点.③阿拉尔荒漠-绿洲区年ET0的变化主要与日照时数、平均相对湿度和平均风速有关,与气温关系不明显,1987年后年ET0的增加与日照时数的增加有关;季ET0的变化由日照时数、平均相对湿度、平均风速和气温多种气象因子共同作用.1987年后春季ET0的增加与气温的升高和日照时数的增加有关,冬季ET0的增加与平均相对湿度的增大、日照时数的增加和最高气温的降低有关,夏、秋季ET0的增加仅与日照时数的增加有关,与气温、湿度、风速关系不明显.