艾比湖流域近40年来土地利用与覆被动态变化研究

土地利用与覆被变化(LUCC)是全球环境变化的研究焦点,定量评估土地利用变化对区域土地资源可持续利用具有重要意义。选择干旱区典型代表区域———新疆自治区艾比湖流域为研究区,基于1970年和2009年2期的LUCC数据,利用数学模型和ArcGIS分析了艾比湖流域1970—2009年近40 a来土地利用与覆被的变化过程。结果表明,在整个研究时段内耕地和城乡建设用地面积在不断增加,其中耕地面积的年平均变化率为5.21%,城乡建设用地为5.62%,其它土地利用类型的面积均减少;耕地和草地、未利用地与草地之间的转化比较明显;城乡建设用地的动态变化最大,水域的动态变化最小;转入贡献率中占优势的主要是未利用地、草地和耕地,转出贡献率占优势的主要是未利用地和草地。     

于田绿洲土壤盐渍化动态变化研究

土壤盐渍化严重制约着干旱区农业发展,也对绿洲生态环境的稳定构成重大威胁。以于田绿洲做研究区,运用遥感数据,结合实地考察,定量提取土壤盐渍化信息;利用动态度与重心迁移模型,分析绿洲土壤盐渍化时空演化过程。结果表明:在研究期间,轻度盐渍地面积先减后增,重心向东北方向迁移;中度盐渍地面积持续减少,重心先向东南后向东北方向迁移;重度盐渍地先增后减,重心先向东南后向西北方向迁移;盐渍地总面积呈减少趋势,重心向东北方向迁移。34年间,于田绿洲各类型土地利用变化显著,盐渍地与农田及林地、草地和其他地类间的转化比较频繁,90年代盐渍化土壤的剧烈变化,说明当地政府对土地格局的变化有着重要影响。本研究为绿洲盐渍化现象的预测预报起到一定的支撑作用。     

新疆于田绿洲景观动态变化遥感研究

运用遥感和GIS技术以及景观生态学的方法,利用1989年,1999年和2001年LandsatTM影像,建立相应的空间图形库系统,研究了近20年于田地区的景观变化,从景观斑块特征、斑块的空间变化方向和剧烈变化类型角度对该地区景观的时空演变进行了动态描述。并结合多年的实地调查,对产生这些变化的原因进行了定性及定量化研究。     

基于遥感的艾比湖流域近20年生态服务价值对土地利用变化的响应

新疆艾比湖为我国西部的国门湖泊,是准噶尔盆地西南部边缘最低洼地及水盐汇集中心,探究艾比湖流域的土地利用变化及其生态系统服务价值的时空变化特征对于我国西北部地区环境策略的合理制定有重要的意义。以艾比湖流域为研究区,以1990—2011年的五期Landsat-TM系列多光谱遥感影像为基础数据源,采用Costanza生态系统服务价值计算公式,参照谢高地等的中国陆地生态系统服务单位面积价值,并结合敏感度分析,探讨了艾比湖流域1990—2011年土地利用和生态系统服务价值的变化特征。结果表明:1990—2011年间,艾比湖流域土地利用处于发展阶段,土地利用程度呈现增大的趋势;研究期内生态系统服务价值总体呈上升趋势,从161.69亿元增加到163.99亿元,增加了2.3亿元;林地、草地、水域的生态系统服务价值是生态系统服务的主体部分,占整个系统的84.19%以上;艾比湖流域总体生态环境质量则呈现出恶化的趋势;虽然流域各类具有高生态价值的土地利用类型面积的扩大有利于整个流域生态质量的改善,但其整体生态环境仍然比较脆弱,还有待提高。     

艾比湖绿洲农业区土地利用动态与盐碱化影响的遥感应用研究

采用1972～2001年的4期MSS和TM图像为数据源,通过人工解译方法获得新疆艾比湖地区土地利用数据,并使用土地利用转移矩阵和土地利用变化指数等方法分析近30a该地区土地利用动态情况。在此基础上,应用基于光谱分析的光谱角度填图(SAM)分类方法从2004年ASTER和SPOT图像上提取土地盐碱化现状信息,与人工解译的土地利用数据进行空间分析,对农业区土地利用受盐碱化影响的程度进行评估,并对盐碱化因素限制下的农业发展提出建议。研究结果表明,近30a来该地区耕地面积持续增加,新开垦耕地主要来源于未利用地的开发。新开垦耕地明显地受到盐碱化的影响,农业生产将受到一定威胁。     

新疆艾比湖地区生态足迹与生态承载力动态变化研究

利用生态足迹分析方法对新疆艾比湖地区1985~2003年的生态足迹和生态承载力进行计算和动态分析研究。结果表明,新疆艾比湖地区人均生态足迹和生态赤字不断增加,人均生态足迹从1985年的2.520 hm2增加至2003年的4.194 hm2,增加了66.43%;人均生态足迹赤字从0.015 hm2增加至2003年的1.121 hm2。与全球和国内一些地区分析比较表明,新疆艾比湖地区1999年的人均生态足迹需求低于全球人均生态足迹需求,低于全疆的平均水平,却高于全国的人均生态足迹需求。同时也处于全球人均生态承载力的范围,但超过中国和新疆的人均生态承载力水平;人均生态赤字也低于全球、中国以及全疆的平均水平。说明新疆艾比湖地区在全球尺度处于生态可持续发展状态,但在区域尺度处于不可持续状态,生态系统的压力较大。万元GDP的生态足迹高于全球、中国以及新疆的平均水平,说明艾比湖地区资源的利用效益比较低。     

艾比湖地区30多年来土壤侵蚀时空变化规律研究

以遥感与GIS为技术支撑,对新疆艾比湖地区1972-2005年土壤侵蚀进行了动态监测,并对33年来土壤侵蚀时空变化进行分析.研究结果表明.艾比湖地区的土壤侵蚀以风蚀为主.水蚀面积变化不大,风蚀区各强度面积变化明显.其时空变化特征:(1)侵蚀面积1977-2005年总体呈下降趋势,其中1992-2001年侵蚀面积减少显著,且以轻度和强度风蚀减少为主;其次是2001-2005年侵蚀面积减少明显.以中度和轻度风蚀减少为主.只有1972-1977年侵蚀面积有所增加.(2)侵蚀变化速度1977--2005年呈现总体下降,而且1990-2005年下降的速度趋快.(3)侵蚀强度趋于下降.水蚀各强度等级变化很小.风蚀各强度等级变化明显,以强度高的类型向强度较低类型转换为主.究其原因主要是20世纪90年代以来,由于艾比湖水面持续增大和国家一系列生态保护与建设工程的实施,使艾比湖周边风力侵蚀得到有效遏制,区域生态环境明显改善.     

基于遥感数据的陕西省荒漠化土地动态变化研究

采用1975年MSS数据,2000年TM数据,2007年TM数据为遥感信息源,通过建立科学的荒漠化分类体系与遥感解译标志,并结合地理信息系统方法,对陕西省荒漠化现状与1975—2007年近32a来的动态变化特征进行了研究。结果表明,截止2007年,陕西省荒漠化土地面积8.23×104 km2,占全省面积的40.15%。荒漠化类型多,包括沙质荒漠化、水蚀荒漠化与盐碱质荒漠化3类,以水蚀荒漠化为主,3种荒漠化类型分别占陕西省面积的7.48%,32.37%和0.3%;近32a来,荒漠化土地面积持续逆转,2000—2007年的逆转幅度大于1975—2000年。陕北长城沿线的沙质荒漠化与黄土高原的水蚀荒漠化出现明显逆转,陕南秦巴山地的水蚀荒漠化在总体逆转的同时,部分地区出现发展的态势。     

干旱区绿洲稳定性驱动机制研究——以艾比湖流域为例

绿洲稳定性指绿洲系统功能处于持续稳定发展中的一种状态，绿洲稳定性的打破，最终会通过水文、土壤、植被这3个主要因素表征出来。利用灰色系统理论的方法进行分析后发现，绿洲内外过度的人类活动是稳定性变化的主导驱动因素，诱发机制、动力机制及反馈机制则构成了绿洲稳定性变化的复杂驱动过程。     

基于遥感的新疆人工绿洲扩张中植被净初级生产力动态变化

人类活动对全球碳循环过程的影响是全球气候变化研究中争论的主要焦点问题之一。不同区域、不同自然和人为因素对碳循环的作用机制十分复杂且差异很大,通过探讨人类开垦活动对干旱区绿洲生态系统净初级生产力(net primary productivity,NPP)分布格局的影响,将有助于增加人类活动对干旱区陆地生态系统及碳循环影响的认识和理解。该文基于长时间序列的Landsat遥感数据,利用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型估算了1976年6月-2016年6月新疆奇台新人工绿洲扩张过程中NPP的变化情况,结果表明:1)1976年研究区主要是荒漠草原景观,农田仅有5 150 hm~2,占研究区面积的3.25%,到2016年,农田面积扩大到64 675 hm~2,增加11倍以上;2)人工绿洲扩张的同时,泉水溢出带消失,水库干涸,灌丛面积从17 871 hm~2下降到5 202 hm~2;3)土壤盐碱化发育进程中断,裸碱地面积减少近70%,并且开始向新生草地演替;4)2016年6月,研究区NPP总量达到了90 602 t,是1976年6月的2.2倍,农田对NPP增量的贡献超过93%,同期,灌丛则净损失了8 265 t NPP,沼泽净损失3 319 t;5)1976年的NPP主要由天然草地和灌丛构成,分别占56.68%和26.61%,2016年的NPP主要由农田和新生草地构成,分别占65.23%和31.85%。     

基于RS/GIS的艾比湖沿岸绿洲生态系统服务功能价值及其演变

生态系统服务功能是生态学、生态经济学研究的热点问题,它与水土保持、生态环境质量、土地利用等有着密切的联系。借助于1 10万地形图、TM遥感资料和GIS方法,根据研究区的区域特点,将Costanza等人的研究与国内相关研究结合建立价值模型对艾比湖沿岸的博乐、精河绿洲进行不同历史时期生态系统服务功能价值测评。获知研究区总价值:1979年为8.52×108＄;1991年为7.71×108＄;1999年为8.13×108＄。进而分析了近20a来艾比湖沿岸绿洲的生态系统价值及其演变,探明了其价值的演变趋势,并对其变化的原因做了讨论。研究表明,研究区近20a的生态系统服务功能价值基本上以1991年为界,呈衰减—略上升的下凹曲线变化趋势。     

基于RS/GIS的博斯腾湖湖滨绿洲土壤盐渍化敏感性研究

土壤盐渍化敏感性评价可以评估可能发生的土壤盐渍化的类型、范围和程度。以博斯腾湖湖滨绿洲为研究区,以2010年ALOS遥感影像为基本数据源,结合野外调查和样品分析,采用监督分类法和试验数据统计分析方法,依据土壤盐渍化敏感性指数公式,计算不同土地利用类型的土壤盐渍化敏感性指数。研究结果表明:轻度、中度和重度盐渍地主要分布于博斯腾湖周边的湿地边缘和未利用地,总面积为643.26km2,占研究区总面积的24.68%;未利用地土壤盐渍化敏感性指数为0.25,属于重度敏感区;耕地和沙地的土壤盐渍化敏感性指数为0.15,属于中度敏感区;湿地土壤盐渍化敏感性指数为0.13,属于轻度敏感区;水体土壤盐渍化敏感性为0.03,属于非敏感区。     

基于RS,GIS的滇池流域水土流失变化研究

滇池已被列入国家“三河三湖”治理的重点，也是云南省九大高原湖泊保护治理的重中之重。面源污染是滇池污染的主要原因，而水土流失则是面源污染的主要来源，占面源污染总量的80％；水土流失是导致滇池环境恶化的重要因素，防治水土流失是治理滇池的重要内容。在RS与GIS技术支持下，通过对1987年和2002年2期滇池流域TM数据的处理，分析流域内的水土流失分布、面积及强度变化，得出水土流失状况趋缓的结论；结合滇池流域森林覆盖和土地利用／覆盖动态变化数据，找出水土流失变化的主要原因是森林植被覆盖率的提高；提出了加速防护林体系建设、发展生态农业和加强法制宣传教育等水土保持建议。     

基于TVDI的艾比湖地区土壤水分时空变化分析

以艾比湖湿地为研究区,利用2003年5月和2013年5月Landsat遥感影像,提取了地表温度(Ts)和植被指数(NDVI)反演温度植被干旱指数(TVDI),并构建特征空间,分析了土壤水分的时空变化。试验结果表明:TVDI可有效反演区域土壤水分,且精度较高;自2003—2013年共10a的时间跨度下,艾比湖地区土壤水分空间分布由湖区向周边地区呈减少趋势;湿润、正常和轻旱面积减少,干旱和重旱面积增加,呈现"两增三减"的趋势。区域土壤水分分布情况不容乐观,仍需加强当地水资源管理,以保障区域生态系统的正常运转。     

巢湖流域30年土地利用变化及其驱动力研究

土地利用与土地覆盖变化(LUCC)研究是全球环境变化研究的一个重要方面,也是地理学综合研究的国际性前沿课题。基于多时相的TM影像数据,从流域尺度研究巢湖流域的土地利用/覆盖变化,分析探讨了土地利用变化的社会经济驱动力。研究结果表明:1979～2008年间巢湖流域的土地利用发生了比较明显的变化,主要表现在耕地锐减和建设用地激增;经济发展、城镇化、工业化、人口增加是造成巢湖流域土地利用变化的主要驱动力。     

基于3S技术的绿洲土地覆盖变化研究--以香日德绿洲为例

选择干旱区典型绿洲香日德地区为研究区,以1987年和1999年两期不同时相的Landsat TM遥感影像为数据源,结合实地调查所获得的大量数据,利用遥感、全球定位系统以及地理信息系统技术（3S技术）对图像进行综合技术处理,获取该地区土地覆盖变化的动态信息。分析总结了香日德绿州土地利用时空变化的规律性和驱动因子,为合理开发绿洲,可持续发展绿洲资源以及改善生态环境等提供了新的研究方法和科学依据。     

艾比湖面积变化及其径流特征变化的响应

近年来随着艾比湖湖面的不断退化,其环境问题日益严重。研究艾比湖面积变化对于艾比湖地区的生态环境保护、社会经济发展,乃至整个北疆地区的生态都有着重大的作用。利用2008—2015年逐月的高分遥感影像信息源,提取湖泊边界归一化坐标系和投影方式并以GIS工具对湖泊分析获取湖面变化信息。并提取年2013年3—10月份的艾比湖湖面边界,进行边界叠加对年内湖面动态变化进行分析。结合博乐市水文水资源局所实测的1989—2007年的艾比湖湖面面积对其年际变化进行分析。同时对博尔塔拉河和精河的1992—2012年的径流数据、降水量数据、平均气温数据进行统计,分析河流的径流特征,探讨支流径流变化对艾比湖面积变化的影响。结果表明:(1)利用湖泊动态度对艾比湖湖面面积进行分析,其部分年份有增加的时期,但是整体上呈现减少的趋势;(2)以2013年为例对艾比湖3—10月份的动态变化进行了监督,发现从3月份开始艾比湖的面积在不断减少,在10月份湖面面积最小,且大部分水体变化发生在西北方;(3)对艾比湖入湖水量与湖面面积进行统计分析,二者具有很好的相关性,相关系数R=0.71。