基于MODIS的民勤绿洲植被覆盖变化定量分析

以典型沙漠绿洲-民勤绿洲为研究区,利用MODIS陆地3级标准数据产品MOD13,通过改进的植被覆盖度估算模型对2000～2010年7月的植被覆盖度进行了估算,并对其进行分级,通过空间叠置定量分析了不同级别植被覆盖度的分布特征及动态变化。研究发现,从2000～2010年11年间,民勤绿洲轮廓变化明显,绿洲面积明显缩小,荒漠进一步扩张,极低覆盖度植被面积增加1106.01km2,相当于研究区总面积26.95%,中高覆盖度和高覆盖度植被面积分别减少133.63km2和54.75km2,各占研究区总面积的3.26%和1.33%;研究表明,11年来民勤绿洲面积萎缩明显,岛状绿洲大量消失,其中以西北部最为严重。     

石羊河流域经济发展与生态保护对策

甘肃省石羊河流域是资源性缺水地区,水资源严重地制约着当地的社会经济发展,同时,由于社会经济系统大量挤占了生态用水,下游民勤绿洲的生态系统已濒临崩溃。通过分析地下水与干旱区生态植被系统的关系,在量化流域生态恢复目标的基础上,提出了石羊河流域经济发展与生态保护对策。建议建立石羊河节水型生态特区,并初步进行了规划,对节水型生态特区的发展进行了讨论。     

民勤绿洲生态气候资源及其利用

民勤绿洲边缘 ,光照丰富、温差大 ,有利于农产品质量的提高。但是水资源缺乏 ,地下水位急剧下降和土地沙化是民勤绿洲农业生产的首要问题。如何充分利用现有生态资源 ,并充分提高其利用率是摆在我们面前的一个主要课题。只有通过引进优良品种 ,调整农业种植结构 ,大力推广节水灌溉技术 ,才是解决上述问题的有效途径     

近40年来民勤绿洲空间变化研究

绿洲是一种独特的地理景观 ,如何合理、协调、持续地利用和开发绿洲是当今干旱、半干旱地区一项具有重大理论与现实意义的研究课题。以遥感及GIS为工具 ,借助地学信息图谱技术 ,以不同时相、不同尺度的数据源为基础 ,编制出 1 960～ 2 0 0 1年民勤绿洲分布图 6幅 ,在GIS中通过空间分析获得民勤绿洲空间变化图 5幅。研究发现民勤绿洲的空间变化可分为三个阶段 :1 960～ 1 973年绿洲扩展 ;1 973～ 1 994年绿洲稳定 ;1 994～ 2 0 0 1年绿洲迁移和不稳定时期。民勤绿洲演变是上游来水量的逐年减少、地下水的超量开采、人口的增加以及政策因素综合作用的结果。     

干旱区绿洲合理生态用水量研究——以民勤绿洲为例

在水资源极其紧张的条件下,绿洲生态系统的保护和修复要有一个过程,只有逐步、合理地协调生态用水和经济用水之间的关系,才能真正地实现生态环境保护与经济可持续发展的双赢。因此,在社会经济发展的不同阶段寻求适合研究区域特定时空背景的合理的生态用水量十分重要。生态环境需水各相关类型与社会经济系统中的各用水部门一样,根据其作用的大小和重要程度,具有相应的用水优先次序,这种排序结果是建立符合区域实际情况的生态合理用水模式的基础。通过民勤绿洲生态需水实例研究,基于生态合理用水模式的生态环境用水量计算结果对水资源短缺的干旱区绿洲生态用水的合理配置具有重要的现实意义。     

民勤绿洲景观生态安全格局分析

基于1999、2013年覆盖民勤绿洲的两期TM影像数据,利用Arcgis技术获得各景观类型的空间特征指标和基于景观空间邻接的绿洲生态安全指标,进而在空间格局方面对绿洲的生态安全进行评价。结果表明:1999-2013年,1)受潜在沙化威胁程度最大的斑块类型由耕地变为了林地,而居民地始终是受威胁程度最小的斑块类型;从变化趋势来看,耕地斑块受沙化威胁在减小,而林地、草地受沙化威胁在增加,居民地则不变。2)耕地受潜在盐碱化威胁的程度不变,并且始终是受盐碱化威胁程度最大的斑块类型;其余斑块类型受盐碱化威胁的程度都呈减小趋势。3)在绿洲水平上,绿洲整体受潜在沙化威胁的程度在增加,受潜在盐碱化威胁在减小。     

甘肃民勤绿洲荒漠化防治研究

民勤是河西走廊东段石羊河流域的尾闾绿洲区,它位于腾格里和巴丹吉林沙漠中间,不仅是阻挡两大沙漠合并的重要廊道,而且是我国东部地区重要的生态屏障。它阻挡着西来的沙尘暴对东部地区,尤其是华北的入侵,护卫着北京的生态安全,具有重要的生态战略地位。民勤绿洲区属温带干旱气候,降水稀少,本地无地表径流产生,生产、生活用水完全依赖于石羊河流域的地表水资源。受气候变化和人类活动双重因素的综合作用,特别是人类活动的影响,导致民勤绿洲生态与环境危机,引起国家和广大学者的关注,并从不同角度提出了许多对策。民勤生态与环境问题的根源在于水资源危机的加剧。通过对民勤50多年发展的综合分析和评价,建议尽快实施"民勤绿洲荒漠化综合治理生态工程"。恢复民勤的生态系统——绿洲荒漠生态系统,是一个复杂的工程体系,需要全社会协同合作。     

石羊河流域绿洲开发与水资源利用

在分析石羊河流域水环境近2000多年变化的基础上,重点探讨了近50年来水资源的变化趋势及对环境的影响.结果表明:自20世纪50～90年代,石羊河流域出山地表水资源减少了15.91%,地下水补给资源减少了42.92%,地下水开采量增大了近10倍,泉水资源衰减了84.3%,进入下游的水资源减少了75%.水资源利用格局的变化直接导致了区域性地下水位持续下降和地下水水质的恶化,产生了植被衰亡、下游绿洲萎缩、土壤盐渍化、土地沙漠化等一系列严重的危及人类生存的环境问题,恶化程度已到了"崩溃"的边缘.     

民勤绿洲边缘植被恢复与重建初探

干旱缺水是导致民勤绿洲边缘植被退化的根本原因,也是民勤绿洲边缘退化植被恢复与重建的关键限制因子。恢复存在着一个过去时间的参照系,要恢复民勤绿洲边缘植被到过去某一时期的状态是不可能的;提取地下水灌溉恢复退化植被只能加速植被的进一步退化;采用滴灌灌溉目前还不具备条件;集流降水也于事无补;而目前尚无抗逆性更强的植物种用以取代退化植被。目前只能做到:⑴实施封育保护,使其进入退化→自然稀疏→沙丘活化→储存降水→自然演替的过程,使其形成在现有水资源条件下的植物群落或植被;⑵破坏土壤表面结皮,储存有限降水提高沙丘水分;⑶充分利用农田边缘和渠道渗漏剩余水;⑷农业节水是根本。     

民勤绿洲水资源状况与生态建设研究

利用实地调查资料和多年定位观测资料,分析民勤绿洲水资源状况,结果表明：民勤绿洲可用水资源日益减少,状况不容乐观,不仅制约了经济发展,而且制约了生态建设;在民勤绿洲,水资源的无效损耗量很大,主要是水面蒸发和裸地表蒸发。另外,对民勤绿洲的节水措施进行了分析。     

可持续发展观视角下的绿洲生态承载力研究——以民勤绿洲为例

通过实地调研,以民勤县2004-2008年的国民经济统计资料和民勤县志等相关资料为依据,应用生态足迹计算模型对民勤绿洲2008年的生态足迹和生态承载力进行计算和分析,结果表明：民勤绿洲2008年人均生态需求为2.6782232hm^2,人均生态承载力为1.5568037hm^2,人均生态赤字为1.1762765hm^2...     

基于生态足迹模型的生态脆弱区生态承载力分析-以民勤绿洲为例

采用生态足迹计算方法,对我国典型的生态脆弱区-民勤绿洲的生态足迹及生态承载力进行了研究。结果表明:民勤县2005年人均生态赤字为0.744hm2,2006年人均生态赤字为0.636hm2,人均生态赤字有所降低,但民勤县仍处于生态不可持续状态。     

民勤绿洲人工梭梭林群落结构及种群生态特征

采用野外样方调查方法,分别对生长于民勤绿洲盆地不同立地类型的人工梭梭群落内的物种重要值、多样性等生态特征进行分析,将其划分为3个类型：梭梭-一年生植物群聚、梭梭-一年生植物-灌木群聚和梭梭-灌木群落;分别分布于流动沙丘、半固定沙丘和固定沙地上,随着沙地固定程度的增加,人工梭梭群落由梭梭-一年生植物群聚（先锋群落,盖度23%、多样性指数0.26）演替到梭梭-一年生植物-灌木群聚（盖度30%、多样性指数0.34）再演替到梭梭-灌木群落（盖度40%,多样性指数0.60）;在人工梭梭群落演替过程中,人工梭梭种群在不同沙地类型上生长状况不同,沿着流动沙地→半固定沙地→固定沙地为衰退型,这种衰退与土壤水分的含量有关。     

近10 a来祁连山植被覆盖变化研究

NDVI作为植被生长状况及植被覆盖度的最佳指示因子,被认为是监测地区或全球植被和环境变化的最有效指标。基于2000-2011年250 m分辨率的MODIS NDVI数据并结合气候资料,采用最大值合成法、均值法、斜率分析法、相关分析法,研究祁连山生长季植被覆盖的时空变化及其与气候因子的相关性。结果表明：祁连山植被覆盖总体上自西向东递增,呈现东多西少的分布格局;植被覆盖变化存在明显的空间差异,表现为中西部植被覆盖增加,增加面积为79 149 km2,占祁连山总面积的52.93%;东部植被覆盖减少,减少面积为22 865 km2,占祁连山总面积的11.09%。近10 a来植被覆盖整体上呈增加趋势,生长季各月植被覆盖整体上呈增加趋势,全球气候变暖导致的降水增加是祁连山植被覆盖增加的主要原因。NDVI与气温、降水的相关性较高并存在一定的滞后性,6、7月NDVI分别与前期1月和前期2月的降水显著相关,相关系数分别为0.788和0.684;8、9月NDVI分别与当月、前期1月的气温极显著相关,相关系数分别为0.825和0.829。     

民勤绿洲农业系统变化的协整分析

采用协整分析的方法,基于1956—2008年长时间序列数据,分析了近50年内民勤农业生产系统(作物和牲畜)和环境系统在土地退化条件下的变化规律,并通过建立向量误差修正模型(VECM)和Granger因果检验方法,进一步探寻了民勤农业各子系统间的相互作用关系及系统长期均衡关系和短期波动状态。研究表明:(1)在土地退化的条件下,民勤农业生产系统和环境系统之间依然存在一个长期的均衡状态,虽未使民勤农业系统在土地退化的影响下崩溃,但却存在过度种植放牧、水资源短缺、土地退化之间的恶性循环;(2)民勤绿洲农业各子系统围绕长期均衡态还存在短期的波动,其中天气条件(沙尘暴次数)和地下水资源(机井数)开采调整回均衡态的贡献显著,向量误差修正模型前系数绝对值分别为0.9129和~(-1).2583,远远大于其他指标;在对荒漠化地区进行监测时,应当优先选择沙尘暴天气数和机井数等指标;(3)Granger因果检验结果表明,羊只存栏数和地下水资源(机井数)开采是沙尘暴次数的Granger原因。畜牧业的发展,超过草场的自然承载能力,风蚀现象加重。地下水严重超采,导致地下水位急剧下降,矿化度增加、地表植被大面积死亡,导致沙尘暴灾害加剧。因此,可以通过减少放牧和有效管理地下水资源来实现研究区的荒漠化防治。     

2001年以来甘肃民勤植被覆盖变化分析

以甘肃民勤为研究区域,以Landsat 5 TM和Landsat 8OLI影像为主要数据源(2001、2003、2005、2011、2013、2014年),系统分析了研究区的植被覆盖变化与驱动机制.并使用2014年遥感影像,通过像元二分模型计算了ARVI、AFRISWIR1、AFRISWIR2三种植被指数提取的覆盖度.结果显示:AFRISWIR2求算的植被覆盖度相较于ARVI、AFRISWIR1,与实际的植被覆盖度线性回归关系最好,相关指数(R2)可以达到0.84,均方根误差(RMSE)为0.7.在对2001-2014年民勤植被变化研究中得出:低植被覆盖度面积在不断减少,高中覆盖度植被面积在不断扩大,生态环境得到显著改善.通过重点植被变化区域和驱动力的分析可以得出,民勤石羊河治理工程和其他各种生态工程的实施,是民勤生态恢复最为本质的原因.     

基于生态需水配置的额济纳绿洲恢复方案

在简要分析额济纳地区水分-绿洲驱动演变的基础上,分析了额济纳地区未来供水条件,并从生态系统的需水机理出发,提出了基于生态功能考虑的干旱区生态需水量计算方法。以《黑河流域近期治理规划》提出的分水指标和生态恢复水平为依据,综合考虑绿洲规模和生态功能之间的竞争关系,以生态需水为主要配制指标,提出了近期2010年额济纳绿洲的恢复方案。     

新疆平原绿洲环境变化与生态维护

干旱区陆地生态系统的稳定性主要受控于水分因素,绿洲环境变化既相互联系,又互相制约,但都有自身的生态系统特点和对人类服务的功能。对新疆平原地区绿洲环境的变化进行分析发现,人工绿洲扩大和发展、城镇绿洲兴起和开拓、天然绿洲缩小和维护的总趋势。因此,需要在以流域或盆地为单元,以水为纽带并受水资源条件的限制,对流域或盆地内的所有农业绿洲、城镇绿洲和天然绿洲等生态系统与荒漠生态系统进行总体的水资源消耗平衡与生态平衡规划,科学配置水资源,才能维护相互的依存关系,并使各类绿洲得到生态维护。     

基于VSD的近20 a来浑善达克沙地生态脆弱性变化研究

如何协调区域社会经济和人口、资源环境发展,已成为生态环境建设面临的紧迫任务,识别特定地区的脆弱性则是实现有效生态系统管理的前提.以京津风沙源——浑善达克沙地为研究区,采用"暴露-敏感-适应"(VSD)模型建立评价指标体系,结合Moran's I指数与主成分分析,对2000—2019年该沙地生态脆弱性进行评价和驱动机制分...