干旱区农田排水系统演变的生态效应研究进展

在干旱区流域绿洲形成与发展过程中，普遍存在土壤次生盐渍化和不断改进的盐渍化治理过程，这导致在绿洲下部与临近荒漠区广泛形成农田排水系统景观，但其产生的生态效应还不清楚，限制了全面认识人工绿洲生态系统的环境变化过程。利用航片和遥感影像数据，基于图论网络分析和景观连通性模型，分析农田排水系统形成与演变的过程与格局；采用缓冲区分析、空间地统计模型、GIS相关性分析和群落多样性测度等方法，研究农田排水系统演变对廊道效应、土壤性状、土地利用和物种多样性的影响；利用经过改进的生物地球化学模型，研究农田排水系统演变对区域碳、水循环的影响，探讨农田排水系统与陆地生态系统的相互作用机制。深化对干旱区人类活动的生态效应的认识，并丰富绿洲生态学的研究内容，对绿洲农业可持续发展具有重要科学意义。     

中国干旱区绿洲稳定性研究

绿洲是干旱区特有的生态景观之一,也是干旱区人类生产和生活的主要空间。绿洲的稳定事关干旱区人类的生存、社会经济的发展。因此,绿洲稳定性成为近年干旱区研究的热点。从生态系统、景观、流域3个层次综述绿洲稳定性研究现状,提出在未来应建立高效节水绿洲的同时,还应加强田块、灌区和绿洲不同尺度水效益及其对绿洲水文循环影响的评价研究;加强以流域为单元,开展绿洲稳定性研究;加强人工绿洲建设与天然绿洲稳定的关系、流域内绿洲空间布局、结构与绿洲稳定性关系、绿洲生态用水和生产用水比例与绿洲稳定性的研究。     

简评《中国干旱区景观生态学研究进展》

由肖笃宁、王根绪、王让会研究员编著的《中国干旱区景观生态学研究进展》一书,于2003年12月由新疆人民出版社出版发行。全书60万字,503页,由中国科学院新疆生态与地理研究所所长张小雷为该书作序。《中国干旱区景观生态学研究进展》是我国第一部全面反映中国干旱区景观生态学的研究成果,是中国科学院新疆生态与地理研究所"绿洲学者"计划和国家自然科学基金重大项目     

干旱区流域绿洲时空变化及其景观响应

基于1973年的MSS、1980年的航片以及1990年、1999年、2009年的Landsat TM/ETM+等多源遥感影像,结合实地调查进行解译分类和验证,利用GIS、Fragstats和相关统计方法,对北大河流域中下游地区绿洲时空变化和景观响应进行分析。研究表明：① 近40 a来,北大河流域绿洲呈阶段性变化,在整个研究时段绿洲变化表现为扩张与萎缩并存,且以扩张为主。绿洲面积从1973年1 705.55 km² 增长到2009年1 990.60 km²,增长幅度为16.71%。② 绿洲变化在空间和时间尺度上不平衡。绿洲空间变化剧烈区主要集中在流域下游金塔绿洲;绿洲扩张主要表现为绿洲内部“填充式”和边缘“侵吞式”;绿洲萎缩变化主要发生在绿洲-荒漠交错带的生态脆弱区,且区域空间变化不稳定;1973-1990年,绿洲以萎缩为主,1990-2009年绿洲以扩张为主,且在近10 a动态度达到最大值。③ 绿洲面积的增加,促使绿洲景观的不稳定性增强,集中表现为下游和绿洲边缘区绿洲斑块密度、斑块数目和最大斑块指数的不稳定性变化,绿洲破碎化增加,生态脆弱性降低,这不利于维持干旱区内陆河流域生态系统稳定性和可持续发展。     

高台绿洲边界变化及其生态系统分析

绿洲是干旱区人民赖以自下而上的一片沃野。由于人类的强度作用，绿洲向复杂方向演变发展。本文以高台绿洲为例，以地下水位为指标确定了绿洲边界范围，进而研究了绿洲从１９５８年至１９８５年边界的变化，并分析高台绿洲农田和草地生态系统功能，指出草地生态系统的恶化是绿洲边界变化的重要原因，应当加强对草地的投入与管理。     

基于景观结构和3S技术的干旱区绿洲生态风险分析——以高台县为例

以干旱区绿洲的典型区域-张掖市高台县为研究对象,基于景观结构中的景观干扰度指数和景观脆弱度指数构建区域生态风险指数,并利用空间分析方法对生态风险指数进行变量空间化。通过对生态风险指数采样结果进行半变异函数分析和空间插值,绘制了研究区域2000和2010年生态风险分布图,并对区域生态风险结构分布变化和空间分布变化进行分析。结果表明:生态风险强度为0.1-0.3的区域主要分布在水域、建设用地与耕地集中的人工绿洲区;生态风险强度为0.3-0.4的区域主要分布在人工绿洲外围的过渡带;以盐碱地、戈壁及沙地景观为主的各种荒漠景观类型所在区域的生态风险强度在0.4-0.65之间。     

绿洲生态系统的群落特征——以荒漠河岸林生态系统为例

以胡杨为代表的荒漠河岸林生态系统的群落组成及结构特征 ,反映了干旱区天然绿洲的独特景观。它们主要依靠洪水泛滥形成的有利自然地理环境而生存 ,气候背景及地形地貌所影响的水盐、水热的时空分布差异 ,是群落演替的主要原因。绿洲的生态安全受区域地质背景和地貌格局的控制 ,也受到气候条件的制约。自然界的各种物理的、化学的和生物的相互作用 ,对于绿洲的发育和发展具有决定性的作用 ,人类的社会经济活动对绿洲的演化起着加速和促进的作用。应以保护生物多样性为核心 ,以水资源的合理利用为出发点 ,保证生态用水 ,遵循生态学原理和群落演替规律 ,进行绿洲系统的生态建设。     

绿洲景观生态建设的理论思考

本文以新疆绿洲为例 ,详细讨论了绿洲景观内当前存在的主要环境问题的危害与成因 ,并针对这些问题 ,以景观生态学原理为指导 ,对绿洲景观生态规划进行了讨论 ,结果认为 ;对于绿洲景观而言 ,只要从加强排水系统工程建设、实现灌排配套 ;调整优化绿洲农业结构 ;完善和加强绿洲防护林体系建设和绿洲 -荒漠交错带建设 ,即可实现绿洲环境的可持续性 ,进而为绿洲经济的可持续发展创造条件     

干旱区绿洲稳定性评价指标体系构建及其应用分析

干旱区各类生态环境问题中,绿洲稳定性是最为核心和关键的,因为绿洲是干旱区所特有的一类景观,是干早区人类生存和生产的核心场所,其稳定与否,直接关系到绿洲能否实现人口、资源与环境的可持续发展。绿洲的稳定性就是确保绿洲生态系统的能流、物流、人流、信息流处在良性循环状态。选择农牧业经济为主的极端干旱区—塔里木盆地南部典型绿洲,按绿洲系统的结构分为资源环境和社会经济两个子系统,各个子系统又可分为不同层次的指标层,构建优化的指标体系共18个指标,利用绿洲稳定性指数对研究区3个时期绿洲稳定性进行了综合评价和分析,该项研究对于干旱区绿洲实现人口、资源与环境可持续发展具有重大意义。     

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。     

绿洲开发与绿洲荒漠化研究

本文着重讨论了绿洲开发和绿洲内存在的各种荒漠化形式后 ,探讨了绿洲荒漠化的成因以及荒漠化对绿洲生态系统的影响 ,得出 :绿洲荒漠化主要是由于人类不合理的开发引起的 ;荒漠化严重危及绿洲系统的正常运作 ;最后 ,就绿洲景观生态安全格局给出适当的设计 ,希望绿洲内部的人类活动能以保护生态平衡为前提 ,以实现对资源的永续利用     

1986-2015年干旱区敦煌绿洲景观的时空演变过程

基于遥感影像的绿洲景观定义及其特征,以敦煌绿洲为例,利用TM(Thermatic Mapper)遥感数据,提取了1986-2015年7期的绿洲分布影像.利用数理统计及景观分析模型,分析敦煌绿洲景观的面积变化、扩展的方向性、时空演变及景观格局特征.结果表明:近30 a敦煌绿洲面积增加了60.68％,扩张速度最快的时段为1995-2010年,主要表现为人工绿洲的扩张.绿洲景观主要向东北、正北及东方向扩展,外缘发生在天然绿洲及绿洲-荒漠交错带,内部主要分布在古河道的荒滩或复杂绿洲斑块之间,绿洲景观边界逐渐趋于规则.研究结果表明,研究时段内绿洲扩张建立在人工绿洲增加,天然绿洲萎缩的基础上,绿洲面积增加的同时也发生着严重的环境退化问题.     

干旱区绿洲农业人口、资源与环境协调发展研究——以新疆维吾尔自治区新和县为例

绿洲是干旱区、半干旱区特有的景观形态,由于其特殊的地理位置和气候特征,人口、资源与环境的矛盾日益突出,生态环境非常脆弱。本文选取新疆较有代表性的新和绿洲为例,在分析、评价其生态环境的基础上,依据以水定地、以林护田、草田轮作与以草定畜、满足社会需求与经济效益最大等原则,采用线性规划方法,对新和县绿洲农业生态系统进行了优化分析,形成了三套方案,试图寻求干旱区绿洲农业人口、资源与环境的协调发展。最后,通过综合比较,选择提出了方案Ι作为最优方案,并对新和绿洲农业发展提出了具体建议。     

额济纳绿洲生态环境变化及其恢复

黑河下游额济纳绿洲是我国西部干旱区具有重要生态防护功能的绿洲,近年来,在人类活动和气候变化的双重作用下,绿洲生态环境发生了一系列变化:1)由于黑河上中游用水量的增加,导致下游额济纳绿洲的入境水量逐年减少,并且地下水位不断下降,水质恶化。2)以胡杨林、柽柳、梭梭林为主的天然林大面积减少;草地生态系统呈现以草场面积减少,牧草产量下降,草地荒漠化和载畜能力降低等为特征的持续退化趋势。3)土地沙漠化和盐碱化现象在该区表现明显。为了使额济纳绿洲的生态环境向着良性循环方向发展,本文从水资源、植被及土地生态系统等方面对额济纳绿洲提出了生态恢复对策。     

河西走廊典型绿洲景观格局比较研究--以张掖、临泽、高台、酒泉为例

以地处河西走廊的张掖、临泽、高台和酒泉等县 /市级行政区为景观单元 ,利用LandsetTM影像资料的目视解译 ,在ArcView 3.1和景观格局分析软件FRAGSTATS的支持下 ,计算各绿洲景观格局指标。结果表明 :荒漠类型在四个绿洲景观组分中占绝对优势 ,其次为水浇地 ,但不同绿洲水浇地所占比例相差较大 ,酒泉最高 ,张掖其次 ,高台最低 ;斑块数、斑块密度、边缘密度和平均斑块面积的差异表明 ,张掖绿洲景观类型最多且斑块粒径小 ,而高台则完全相反 ,体现出单调而粒径粗大的荒漠绿洲特征。     

Evaluation of oasis stability in the lower reaches of the Tarim River

Oasis stability in the lower reaches of the Tarim River was assessed at the landscape scale(including changes in landscape pattern and land use in the oasis) and at the regional scale(including the cold-island effect and NDVI of the oasis) based on the methods of landscape ecology,GIS and Remote Sensing(RS).Thematic Mapping(TM) remote sensing images from 1990,2000 and 2009 were employed along with the related meteorological and hydrological data pertaining to the reclamation area of the oasis in the lower reaches of the Tarim River.The results indicated that landscape heterogeneity and oasis complexity increased between 1990 and 2000.The comprehensive index of the degree of land use,the average index of the cold-island effect,NDVI value and oasis stability all decreased.However,the change trends in the indices referred to above were opposite between 2000 and 2009,and oasis stability was enhanced to some extent.