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。     

综合治理前后民勤绿洲景观格局时空演变特征

根据1999年、2006年和2013年的Landsat/TM影像数据,利用GIS技术和Fragstats,分别从景观和类型2个水平上对比研究了综合治理前后民勤绿洲的景观格局及其时空格局演变,结果表明:石羊河流域综合治理前(1999—2006年),绿洲内以牺牲林地、草地为代价的盲目开垦现象与绿洲沙漠化趋势同时并存,民勤绿洲景观的复杂程度和连通性不断提高,而其景观异质性在降低,绿洲呈破碎化发展趋势;综合治理后(2006—2013年),民勤绿洲景观斑块形状复杂程度在提高,破碎化程度和斑块连通程度均在下降,而其景观异质性在增加。绿洲景观破碎化程度的下降主要是受湖区绿洲景观破碎化程度变化的影响,该时期,退耕后的生态恢复已初见成效,但泉山区土地沙化和湖区土地盐碱化现象依然严峻。景观指数变化在绿洲尺度和各景观分区尺度上表现出明显差异,说明景观指数存在明显的尺度效应。石羊河流域综合治理措施的实施,改变了民勤绿洲土地利用景观时空格局特征,从而对绿洲生态系统的结构和功能产生影响。     

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。     

民勤绿洲土壤水盐空间分布特征及盐渍化成因分析

根据2010年民勤绿洲230个采样点的土壤水盐分析资料,运用传统统计学和地统计学分析方法对该地区土壤水盐空间分布特征及土壤盐渍化成因进行了研究。结果表明:民勤绿洲土壤水分整体呈现出西南高、东北低的趋势;土壤含盐量呈现出从南到北、由西到东逐渐增大的趋势,沿坝区至湖区,土壤浸提溶液电导率从0.07dS/m增加到5.99dS/m;根据土壤盐渍化分级标准,民勤绿洲非盐渍化土占区域总耕地面积的50.01%,轻、中、重度盐渍化土分别占19.13%、10.44%和16.96%;分析认为,干旱的气候、丰富的盐分来源、高矿化度地下水的存在以及人类不合理的水土资源利用方式是引起民勤绿洲土壤盐渍化的主要原因。     

民勤绿洲-沙漠过渡带土壤微生物数量特征

对民勤绿洲-沙漠过渡带中固定白刺沙包、半固定白刺沙包、半固定梭梭沙丘和流动白刺沙包中0-20cm土层微生物类群数量研究结果表明:1)不同类型沙地土壤微生物总数量及细菌、真菌和放线菌类群组成比例存在显著差异(P<0.05),同一类型沙地土壤微生物数量垂直分布不规律;2)土壤微生物总数量依次排列为:半固定梭梭沙丘>半固定白刺沙包>流动白刺沙包>固定白刺沙包;3)结皮层厚度和草本植物覆盖度对土壤微生物总数量没有显著影响,而灌木植物覆盖度对土壤微生物总量起着决定性的作用,土壤微生物在半固定人工梭梭林沙丘中数量最多,可见,营造梭梭灌木林对固沙及沙丘土壤形成具有重要的作用。     

民勤绿洲土地荒漠化动态监测

解译1998年和2003年的卫星影像数据表明:5年间,民勤绿洲荒漠化土地面积从337126.71hm2增加到341221.21hm2,增加了4094.50hm2。其中风蚀荒漠化土地增加了5857.24hm2,盐渍荒漠化土地减少了1762.74hm2。风蚀荒漠化土地中沙化耕地的面积增加了11035.49hm2,而沙化林地、沙化草地分别减少了2749.12hm2、2556.82hm2。其荒漠化程度正在由中轻度向重度和极重度逐步加剧发展。民勤绿洲荒漠化发展变化集中表现为在原有耕地和新开荒的弃耕以及有林地、沙化林地、沙化草地、盐渍化土地被无序的开荒而转变为沙化耕地。造成民勤绿洲荒漠化目前形式的原因主要有两点:一是石羊河上游来水量持续减少和地下水持续超采造成的绿洲水资源环境的逐步恶化,地下水持续下降,造成其天然植被退化消亡;二是随着人口压力的增加,人为过度开荒和弃耕造成的地表植被无法恢复,引起的土地荒漠化。     

民勤沙井子绿洲边缘区防护林景观结构分析及评价

本文运用景观生态学和防护林学原理 ,经 GIS系统的数据处理 ,对沙井子绿洲边缘区防护林体系的组成、结构、功能进行了分析 ,并对该区的防护林体系景观布局进行了综合评价 ,提出在该地区发展生态经济型防护林体系的方法及改造措施     

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。     

赤峰市气候季节划分方法及应用

利用赤峰市14个国家级地面气象观测站1961-2014年逐日气温资料和赤峰农业气象观测站的植物发芽时间、候鸟初鸣等物候观测资料,结合赤峰市的气候特点,阐述了现行的我国气象行业标准《气候季节划分》温度指标在赤峰市的不适应性;建立了适合赤峰市的气候季节划分温度指标;通过概率密度函数分布趋势,确定了气候季节早晚和持续时间长短的等级指标。据此,分析该地气候季节的时空分布特征,尤其是气候变暖对气候季节的影响。     

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     

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。     

民勤绿洲灌区地下水水化学特征及其演化驱动机理

通过分析民勤绿洲灌区55个地下水样的相关水化学指标,探讨该区地下水水化学特征及其演化驱动机理。结果表明:研究区地下水阳离子以Na~+和Mg~(2+)为主,阴离子以SO_4~(2-)和Cl~-为主;其中K~+、Na~+、Mg~(2+)、CO_3~(2-)、Cl~-、SO_4~(2-)表现为强变异性,而Ca~(2+)和HCO_3~-则表现为中等变异。研究区地下水水化学类型以SO_4-Mg型、Cl-Mg型、SO_4-Na型和Cl-Na型为主,沿着地下水流方向(坝区→泉山区→湖区),阳离子中Na~+逐渐取代了Mg~(2+)的主导地位,而阴离子中SO_4~(2-)一直占主导地位,但Cl~-的比重在不断增加。研究区地下水水化学组分主要来自岩盐、石膏等蒸发岩、碳酸盐矿物以及硅铝酸盐矿物的风化溶解。地下水水化学演化是由蒸发浓缩、阳离子交换和溶滤共同作用的结果。该研究结果可为民勤绿洲地下水资源评价、合理利用及其保护提供科学依据与决策指导。     

民勤绿洲湖区复合生态系统优化建设研究

民勤绿洲因水资源缺乏,导致了一系列生态环境以及经济、社会等问题,处于民勤北部的湖区这些问题更为突出。通过对民勤湖区生态环境恶化原因的分析,探讨了生态环境保护与重建和经济可持续发展模式,提出了民勤湖区生态与经济双赢的互动模式,旨在构建一个和谐长远发展的复合生态系统,重建民勤绿洲的生态、经济和社会平衡体系。     

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。     

民勤人工绿洲的形成、演变及其可持续性探讨

民勤绿洲已经有2 000多年的历史,自20世纪50年代以来已经逐渐变为一个人工绿洲。目前民勤绿洲面临极大的危机,水资源减少是关键原因。水资源危机主要表现为地下水位下降和地表入境水量减少。同时,人口和经济发展的压力也持续加大。民勤绿洲退化的自然因素:①气候变暖;②蒸发强烈。人为因素:①农业开发是引起水资源相对减少的关键;②国营农场、林场加重了流域内水土资源的负担;③人工渠系的建成减少了水资源的无效消耗,但影响了地下水位的可持续供给能力,从而导致绿洲生态系统的退化。民勤绿洲的退化给人们以诸多的启示。解决民勤绿洲危机的措施:①确立"以保护水资源为中心"的指导思想;②撤销石羊河流域的国营农场、林场;③对农业用水实行累计进价管理;④调整产业结构,推广节水技术,种植低耗水的作物。     

民勤绿洲水资源利用分析

民勤绿洲面临的生态危机已经受到人们的普遍关注.民勤绿洲出现生态危机的根源在于水资源危机,且危机还在进一步加剧.研究认为:民勤绿洲的地表来水量已经接近或达到最小极限,在今后的一段时间内将维持现有水平;地下水开采量超过原先的估计,但也会在较高的水平上保持稳定;地下水水质会进一步恶化,生态危机将会加剧.     

基于数字遥感图象的民勤绿洲20年变化研究

对1973年MSS、1987和1994年TM数字图象进行目视判读，以人机交互的方式勾绘了三个典型年代民勤石羊河下游的绿洲分布图，利用GIS软件进行了面积量算，并对三个年代的绿洲分布图进行迭加覆盖处理，获得绿洲分布变化图和面积变化数据。结果表明，20年来绿洲面积经历了选缩小后回升的变化过程；绿洲的空间分布有从下游向上游方向迁移的趋势；绿洲内部结构由受自然-人工渠（河）道控制向受人工渠道-井位控制转变；绿洲质量在下游明显恶化。     

民勤绿洲耕作土壤养分时空变异特征及其影响因素

参照1980年土壤普查样点布设图,利用GPS定位,2006年采集民勤绿洲耕地土样209个,应用传统统计学、地统计学和ArcGIS的空间分析模块,对民勤绿洲25年来土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾的时空变异特征及其影响因素进行了分析。结果表明:与1980年土壤普查结果比较,2006年土壤有机质、速效氮和速效磷含量平均分别增加了12%,4%和230%,而速效钾均值下降了26%;除有机质变异系数增加4%外,其余养分均表现为下降,且速效磷变异程度高于其他养分;1980-2006年各土壤养分块金值/基台值增加明显,在一定范围内空间相关性减弱,表明由随机部分引起的空间变异逐渐高于由自相关部分引起的空间变异。速效氮、速效磷在北偏东-南偏西方向均呈现出较强的向异性,前者主要受土壤类型影响,后者主要受石灰性土壤固磷作用的影响。土壤养分含量西南(昌宁、环河灌区)-东北(泉山、湖区)呈降低趋势,绿洲中部(坝区)呈增加趋势,表明土壤养分空间分布变化的过程主要是从西南-东北方向向中心递增,不同灌区化肥投入、种植结构的差异是引起这种空间分布特点的主要因素。