民勤绿洲地下水环境动态研究

根据民勤绿洲1999～2008年51眼地下水位观测井资料和2010年采集的30个地下水水样资料,利用传统统计学和地统计学分析方法对该地区新时期地下水位时空变化动态和地下水化学特性进行了研究。结果表明:民勤绿洲地下水位近10年来总体呈逐年下降的趋势,年均降幅达0.52m;在引黄民调工程、石羊河流域分水方案等政策措施的影响下,2005、2007和2008年地下水位降幅均呈现减小趋势,并在2007年首次出现0.01m的回升;坝区和泉山区地下水位年均降幅较湖区分别高0.23m和0.52m,下降速度明显快于湖区;整个绿洲区地下水平均矿化度为3.34g/L,沿地下水流动方向,地下水化学类型变化较大,由坝区和泉山区南部的SO42--HCO-3-Na+或SO42--HCO-3-Ca2+型淡水-微咸水逐渐变为湖区的SO2-4-C1--Na+-Mg2+咸水-苦咸水。     

玛纳斯河流域耕地时空变化及其生态环境效应

以干旱区典型流域-玛纳斯河流域为研究区,利用1976、1989、20005年三期遥感影像结合G IS软件,探查近30年玛纳斯河流域耕地时空变化及其生态环境效应。结果表明:该流域耕地资源在时间和空间上都发生了较大的变化。耕地总量在不断增加,由1976年3418.71km2增至2005年5907.62km2,且1989~2005年间耕地年均增长较1976~1989年更快。矩阵分析则表明了耕地的增加是依靠开垦草地与盐碱地。耕地的减少主要是由于建设占用耕地、耕地撂荒转变为盐碱地或沙地以及退耕还林。空间上流域耕地范围扩大,在绿洲区分布趋于连片,而绿洲边缘的耕地破碎性有所增强,耕地成为流域最主要的景观。由于耕地的不断扩大,致使流域生态环境发生了剧烈的变化,出现了如尾闾湖干涸、草场退化、土地退化、生物多样性降低等一系列的生态环境问题。     

苏干湖流域冰川、湿地对气候变化的响应研究

苏干湖(包括大、小苏干湖)是祁连山西段山间内陆河流域尾闾湖泊，所在流域仅有少量牧业活动。研究湿地和冰川对气候变化的响应，可为未来水资源保护和利用决策提供支撑。以苏干湖流域气象数据、遥感影像、冰川编目数据、水文监测数据等为基础，识别流域气候变化拐点，分析冰川变化规律、河湖湿地的演变以及冰川和湿地对气候变化的响应。结果表明：1)1956年以来，苏干湖流域年均温呈上升趋势，年降水量先减少后增加，流域气候经历了冷湿-暖干-暖湿等一系列变化。2)冰川的数量、面积和储量都在持续减少，冰川消融加剧。其中≤0.1km²的小冰川数量和面积呈增加趋势，冰川规模越小则越易发生消融。3)1995-2020年地表河流总流程由302.16km延长到325.29km,增长了23.14km;主干河流大哈尔腾河的径流量、径流深都在增加。4)湖泊的面积和水位同步变化，其中大苏干湖面积和水位都有所上升，小苏干湖面积和水位则基本不变。     

多源NDVI在玛纳斯河流域荒漠化监测中的应用

为了对玛纳斯河流域荒漠化进行长期准确地监测,在分析MOD13A1-NDVI(归一化植被指数)与同期8 km×8 km AVHRR-NDVI数据的基础上,建立了基于两种不同NDVI数据的荒漠化分级指标体系。利用相应的分类体系进行了流域荒漠绿洲带1982~2008年荒漠化的遥感监测,并结合19892、000和2008年8月Landsat-5/TM数据,分析了3种不同NDVI数据在空间上的差异性,并进一步分析了荒漠化演变的原因。结果表明:(1)同期AVHRR、MOD13A1和Landsat-5/TM监测结果显示出相似的空间差异性,绿洲带北部紧连古尔班通古特沙漠地区植被覆盖稀疏,NDVI较小;南部绿洲灌溉区植被覆盖较好,NDVI整体上较大。植被覆盖具有显著的空间差异性,这与地形因素、水分、热量条件、地貌形态和土壤理化性质等气候环境因子存在联系。(2)近20 a来,绿洲带外围不断向南迅速扩展,由20世纪80年代初的11 200 km2增加到90年代末的12 672 km2,增加了1 472 km2;绿洲带内部以石河子垦区为中心,NDVI呈辐射状逐年线性增加。(3)近8 a来,绿洲内部变化不大,荒漠带中盐渍化土地增加显著,2008年面积为1 906 km2,较2000年增加了1 712 km2,东部丘间盆地被开垦耕地面积196 km2。     

开都河流域下游绿洲土壤盐渍化时空变化及其成因分析

以开都河流域下游绿洲为研究区,以1973年MSS、1990年TM、2010年ETM+影像和统计资料为基本数据源,运用RS与GIS技术对研究区土壤盐渍化的类型、程度、面积与空间分布信息进行提取,利用土地转移矩阵和盐渍化动态度模型对近40a研究区土壤盐渍化时空动态变化及其成因进行分析。研究结果表明:1)1973年土壤盐渍化面积为1293.14km2,2010年为659.68km2,减少633.46km2;其中重度盐渍化面积减少150.69km2,中度盐渍化面积减少370.56km2,轻度盐渍化面积减少112.21km2,均呈现下降趋势。2)1973～2010年,重度、中度、轻度土壤盐渍化向绿洲边缘移动;重度、中度、轻度盐渍化地之间相互转化,荒地是三类盐渍化地转入面积的主要部分。3)大陆荒漠性气候、成土母质富含硫酸盐和氯化物、低洼的地形、地下水位浅等自然因素是该区域土壤盐渍化发生演变的内因;大规模的绿洲土地开发利用和不合理的农业灌溉模式等人类经济活动是其发生演变的外因。     

近20多年来石羊河流域景观格局演变特征

在RS和GIS的支持下,应用景观生态学理论和方法,通过对1986,1994,2000和2006年四期遥感影像,采用景观空间格局指标定量分析20多年来石羊河流域景观规模和空间格局演变。结果表明:在全流域草地和沙地占据优势,而武威绿洲以耕地占绝对优势,民勤绿洲则以耕地和沙地共同占主导地位,主要景观的变化则以民勤绿洲耕地、沙地的增加和林地、草地的减少最为显著;流域整体景观结构较为稳定,但流域小区域内,景观演变较为突出;流域景观变化主要发生在中下游的武威和民勤绿洲区,而各景观结构的变化主要集中在荒漠和绿洲的交错地带。尤其从2000年到2006年6年时间里,绿洲化趋势在武威绿洲发展明显,耕地增加显著,沙地大量减少。而在民勤绿洲,耕地虽有所增加,但沙漠化进程大于绿洲和农业化进程。     

喀什地区近10a绿洲耕地变化及其地下水位效应分析

根据喀什地区绿洲耕地面积和地下水位实测数据,分析近10a来耕地面积和地下水的变化特征及其之间的关性。分析表明：1）近10a绿洲耕地面积呈现波动增加的态势,年均增长率3.40%,人均耕地面积经历从减少到增加的变化过程,年均递增1.14%;耕地空间变化区域差异明显,巴楚县耕地变化率最大,年均达11.49%,岳普湖县最低,为...     

准噶尔盆地西南缘人工绿洲演变初探

本文以1989年和2000年TM影像为基础,结合部分统计资料,分析了准噶尔盆地西南缘沙湾-石河子-玛纳斯人工绿洲近20年的变化特点。分析结果表明:该研究区人工绿洲面积增加显著,由1989的6077.62km2增至2000年的6995.02km2,且主要增长期为1995年以后,1998-2002年增长尤为明显;绿洲内部存在一定程度的弃荒现象,1989-2000年间有365.29km2农用地被荒弃;绿洲的增长以外延式增长为主,开发原有绿洲内部空地为辅;同时,北部莫索湾绿洲土地盐碱化现象明显。     

近20a渭干河绿洲土壤盐分变化特征

土壤盐分空间分布和变化特征是了解水盐运移规律的关键,运用地统计学和GIS技术相结合的方法,研究近20 a渭干河绿洲土壤盐分变化特征。结果表明:1992年、2012年0~20 cm、0~100 cm土壤盐分呈现强变异性,且均呈现中等空间自相关性,空间相关距离分别为27.95 km和6.23 km。土壤盐分含量高的区域集中在渭干河绿洲的东南和西南的局部地区,同时呈现出表聚现象,土壤盐渍化由绿洲内部向外部转移,由中上部向下部转移。与1992年相比,2012年表层盐分减少,中度、重度、盐渍化土地的面积分别减少了422.7、818.19、1 489.38 km2,非盐渍化土地的面积增加了1 579.65 km2,轻度盐渍化土地的面积增加了1 150.61 km2,总体上土壤盐渍化趋势向好,表明绿洲环境质量趋良。     

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。     

艾比湖地区绿洲化与荒漠化过程时空特征分析

以1990、2001和2005年的遥感数据作为数据源,进行景观分类与制图,利用ArcGIS提取了艾比湖地区的绿洲和荒漠景观,使用占补平衡原理和变化检测对比分析了绿洲退缩区和扩张区的数量特征和空间格局,并利用重心迁移模型得出绿洲和荒漠重心的变化趋势。结果表明:1)1990-2005年15年间,研究区绿洲面积不断增加,荒漠面积呈减少趋势,绿洲退缩区的面积为64.28km2,而绿洲扩张区的面积达到了383.63km2。其中,1990-2001年间,绿洲的年平均增长速度最大,为0.93%;2)研究时段内,绿洲的空间变化较大,其扩张区多位于研究区西部以耕地为主的区域和艾比湖湖区周围,绿洲退缩区主要位于研究区的东南部;3)绿洲的重心向西南方向迁移了0.8751km,同时,荒漠先向东南再向东北迁移,迁移距离共为2.0999 km。     

基于GIS和组合赋权法的石羊河流域生态环境质量评价

以石羊河流域为研究区,以2000-2012年的GIS数据和统计年鉴数据为基础,结合流域生态环境现状和影响因素构建综合评价指标,并在GIS技术的支持下,运用层次分析法和熵权法的组合赋权实现对研究区生态环境质量的综合评价.结果表明:石羊河流域生态环境质量较低,整体呈逐年下降趋势,生态环境综合评价指数从2000年的5.05下降到2012年的3.70;在流域内部生态环境综合评价指数差异很大,具体表现为金昌市金川区呈上升趋势,而其他地区有不同程度的下降.从空间分布来看,石羊河各县区按指数高低依次为:永昌县、肃南裕固族自治县、凉州区、古浪县、天祝藏族自治县、民勤县和金川区.在不同时期,各县区生态环境综合评价指数等级有所变化,但幅度不大.     

青海省共和盆地20年来沙漠化土地变化

对共和盆地1990、2000、2010年三期TM数据进行处理与信息提取,获得了20年来沙漠化土地空间分布信息,在GIS技术支持下,分析了各类沙漠化土地的类间转化特征及时空变化。结果表明:研究区沙漠化土地以正在发展中沙漠化土地、强烈发展中沙漠化土地、严重沙漠化土地为主,1990年研究区沙漠化土地总面积为573.66km2,占研究区总面积的2.83%;2000年沙漠化土地总面积为577.44km2,占研究区总面积的2.85%;2010年沙漠化土地总面积为630.57km2,占研究区总面积的3.12%。从空间分布上土地沙漠化最严重的区域分布在龙羊峡库区周围的木格滩、河卡滩、塔拉滩。1990年到2000年沙漠化土地总面积增加3.78km2,年均增加0.38km2,2000年到2010年沙漠化土地面积增加57.13km2,年均增加5.31km2。总体来看研究区沙漠化土地面积呈增加趋势。     

黑河中游典型绿洲土地利用/覆盖变化及生态环境效应——以甘州、临泽、高台绿洲为例

以2000和2007年两期TM遥感影像为数据源,通过动态度、转移矩阵、生态环境质量指数等数学方法定量分析黑河中游典型绿洲土地利用时空变化特征及生态环境效应。研究结果表明:1)2000-2007年间黑河中游典型绿洲土地利用变化显著,耕地、建设用地增加幅度明显,未利用地、草地、水域、林地不断减少,开垦未利用地是耕地增加的主要来源;2)土地利用变化引起了区域生态环境的响应,生态环境质量整体好转,EV值从2000年的0.1191上升到2007年的0.1207,同时具有明显的空间差异性,甘州区和临泽县环境有所改善,高台县环境质量下降;3)生态环境质量表现出总体改善和局部恶化的情况,大面积未利用地的转出和草地的恢复对生态环境改善贡献度最大,草地和沼泽的退化是局部地区生态环境恶化的主要原因。     

近60年来克里雅绿洲耕地动态变化驱动力及生态环境效应

利用1950-2008年统计资料和土地详查数据,采用多元统计分析与文献调查,分析了塔克拉玛干沙漠南缘克里雅绿洲近60年来耕地动态变化情况及其驱动机理,并讨论了耕地动态变化对绿洲生态环境的影响。结果表明:(1) 1950-2008年克里雅绿洲耕地面积经历了急剧增加(1950-1961年)→缓慢减少(1962-1990年)→快速增加(1991-2008年)的变化过程,耕地数量总体呈增加趋势,人均耕地面积呈减少趋势;(2)影响克里雅绿洲耕地动态变化的驱动因子可归纳为政策变动、经济发展、人口增长、农业科技进步等四大因素;(3)耕地动态变化某种程度上改善了克里雅绿洲生态环境的同时,导致了绿洲外围沙漠化,绿洲内部土壤盐渍化,湿地减少,河道缩短等一系列生态环境问题,威胁了绿洲稳定性。     

塔里木河中游典型绿洲土地利用/覆被及水资源动态变化研究

运用3S技术,并采用最大似然法分别对1989年和2010年渭干河-库车河绿洲两期Landsat-TM影像数据进行分类统计,获得了该区域22年来土地利用/土地覆被变化矢量图和定量统计数据,并利用不同时期该流域地表径流和地下水资源开发利用程度、农业种植结构、城市用水、天然植被用水,分析该区域土地类型变化和水资源的关系。研究结果表明：该地区耕地面积逐年增加,22年来增加耕地面积141 573.4 hm²,平均每年增加6741.59 hm²;天然植被草地面积急剧减少,平均每年减少7 682.38 hm²,城市用水由0.41亿m³增加至4.26亿m³,加之机电井数量骤增导致地下水位下降了2.34 m;导致地下水位下降,水质矿化度增高,天然植被大量减少,流域下游生态问题极其脆弱。     

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。     

黑河中游过去20年地下水位空间变异性分析

以西北内陆干旱区黑河中游为研究对象,基于1985年和2005年地下水位观测资料,利用地理信息系统(GIS)和地统计学(Geostatistics)方法,综合分析了过去20年来地下水空间变异规律。结果表明:黑河中游近20年来地下水位空间相关性减弱,局部异质性增强,地下水的连通性和脆弱性增加,冲积扇中上部地下水补给区的水位下降(5～15 m)显著,冲积扇下部和河谷细土平原地下水消耗区水位稳定下降,河谷盆地和河谷平原区同时存在水位上升现象,产生了环境地质灾害。因此,为了保持干旱区内陆河流域可持续发展,需要从多角度分析流域的水资源变异规律,合理配置干旱内陆河流域水资源,针对局部环境地质灾害尽快采取相应措施。     

全球气候变化下黄土高原泾河流域近40年的气候变化特征分析

全球气候变化对于农业生产活动和生态环境保护有着深刻的影响。本文用时间序列分析中的距平曲线和短期预测方法分析了泾河流域内14个气象站点1960~1999(1971-2000)年气温和降水量的变化趋势,并用简单气候偏差指数计算了逐年的降水量变差;同时用变异系数计算了14个站点1960~1999(1971-2000)年的降水量年际变差。结果表明:近40年来14个站点的年均温度呈现明显的上升趋势,平均增温0.7℃略高,年平均增温率为0.0225℃/a;年降水量呈现微弱的减少趋势,但是波动幅度和变异系数都在增加,降水量年际间偏差呈现先减少后又增加的趋势。年内气候变化的趋势变化表现为:冬季温度升高;春季、夏季降水量占全年的百分比有显著增加趋势,而秋季降水所占的百分比显著减少。最后分析了全球变化背景下泾河流域近40年来气候出现的这种暖干化趋势对流域农业生产和生态环境的可能影响,可为相关部门调整农业结构、种植结构,优化种植模式等决策提供指导。     

新疆玛纳斯河流域绿洲景观生态脆弱性时空分异

以2000年、2005年和2014年3期Landsat TM影像为基础数据,运用景观敏感度和景观适应度指数构建景观生态脆弱度评价模型,采用空间分析方法和统计学方法研究其时空分异特征以及空间关联格局,结果表明:(1)2000—2014年,耕地、建设用地和未利用地增加、林地减少较快,水域和草地缓慢减少,流域景观生态脆弱性呈上升趋势。其中,2005年以后脆弱性上升明显,结构性因素对景观格局变化的影响逐渐增大,但非结构性因素始终居于主要地位。(2)流域景观生态脆弱性具有高度的空间自相关性,表现为明显的空间关联性和空间依赖性,呈高-高集聚和低-低集聚、趋同空间正相关格局。(3)脆弱性空间分异较为显著。2000年以较低和中等脆弱区为主,两者所占面积比例为57.36%,较高和高脆弱区分布在西北部;2005年大部分地区处于较低和中等脆弱区,流域中下游较高脆弱区向东部延伸;2014年脆弱度水平明显增大,高脆弱区所占面积比例为10.9%,较高和高脆弱区向中游以及中上游扩张,城市空间扩张和建设用地扩大是导致脆弱度增大的主要动因。(4)中上游脆弱性空间扩张强度、方向、趋势与中下游脆弱性变化密切相关,说明人工绿洲建设进入高强度集聚规模和大规模生态外部性的空间发展阶段,应加强全流域统筹、全要素规划、全过程管理的生态建设与重构。