塔里木河三源流区湿地演化特征遥感分析

以1975年MSS、2000年ETM和2007年CBERS-2三期卫星遥感数据为基础信息源,对塔里木河三源流区湿地演化特征进行了初步分析。研究结果表明:1)32年间,塔里木河三源流区湿地减少面积共计1790.73km2,天然湿地的严重退化是引起湿地面积锐减的主要原因。2)湿地景观斑块数和斑块平均面积均呈逐年减小的变化趋势,1975-2000年湿地变化以萎缩方式为主,2000-2007年小湿地斑块则出现了严重的消亡现象。3)湿地景观多样性指数和破碎化指数逐年减小,优势度指数则呈逐渐增加的变化趋势,表明塔里木河三源流区湿地景观多样性降低,各类型所占比例差异逐渐增大,湿地主导类型已由沼泽草甸湿地转变成了河流湿地。4)人类活动对湿地的破坏强度明显减弱。1975-2000年,塔里木河三源流区因"围湿造田"而直接占用的湿地面积达782.75km2,2000-2007年减少至606.48km2,尤以和田地区变化最为显著,因"围湿造田"占用的湿地面积由286.43km2减少至75.77km2。32年间,喀什地区"围湿造田"强度高居不下,是湿地退化人类活动影响强度最大的地区。     

江河源区生态环境演变的过程及主导因素确定研究

江河源区生态环境演变受自然因素和人文因素的共同作用,在自然和人文因素中究竟那些因素是该区生态环境演变的主导因素,对研究区域生态环境演变的机理和演变强度意义重大,本研究通过系统分析江河源区生态环境演变的过程,确立了影响江河源区生态环境演变的因素体系,建立了江河源区生态环境演变主导因素确定指标体系;全国范围内选择了40位在生态环境演变研究方面具有一定造诣的科学家进行了问卷调查和权重打分,用层次分析法(AHP)确定了温度、降水为主的自然因素和畜牧业为主的人文因素为江河源区生态环境演变的主导因素,并确定了各因素之间的排列顺序.     

三江平原土地利用/覆被动态变化对洪河保护区湿地植被退化的影响

基于遥感与地理信息技术,分析近30年来高强度人为干扰下三江平原东北部土地利用/覆被动态变化过程及其对内部洪河保护区湿地生态系统的影响,探讨了保护区湿地植被的退化过程与机理。结果表明:1976-2005年,研究区湿地被大范围的开垦为农田,沼泽和草甸的面积分别减少了457075hm2和326511hm2,而旱地和水田的面积各自增加了362984hm2和246086hm2。区域高强度的农业开发对内部洪河保护区的湿地生态系统产生了间接影响。自1997年有地下水观测资料以来,地下水水位持续下降,区域平均地下水位下降了3.66m。保护区已有759hm2的草甸和沼泽被林地入侵,湿地植被退化趋势明显。     

松嫩平原湿地生态环境退化机制探讨

随着人类活动对生态环境干扰的增强 ,生态环境的退化日益加剧。为避免人类活动的盲目性 ,有必要深入分析和研究生态环境的退化机制。本文界定了生态环境脆弱性的概念 ,探讨了松嫩平原湿地生态环境脆弱性的成因和湿地生态环境退化的机制 ,指出湿地退化的前提是湿地生态环境存在脆弱性 ,干扰因素是人类活动。研究结果可为人类活动提供指导 ,减少盲动性 ,以利于合理开发、利用湿地资源和保护湿地生态环境。     

嫩江中下游湿地生态水文功能及其退化机制与对策研究

嫩江中下游湿地是我国自然湿地主要集中分布区之一,是东北松嫩平原生态安全的重要保障。近50年来,在全球气候变化和高强度人类活动的作用下,湿地生态系统严重受损,生态水文功能急剧退化,抵御自然灾害的能力减弱或丧失。本文重点阐述了嫩江中下游湿地的主要生态水文功能,并系统地分析了湿地生态水文功能退化的自然因素与人为因素,认为全球气候变化导致的气温上升和降水量减少、中上游用水量增加与水利工程建设导致流域下游湿地水源补给量锐减、大规模的湿地农田化和过度放牧、农业非点源污染是湿地景观演变和生态水文功能退化的主要机制。根据统筹人与自然和谐的科学发展观,提出了恢复和重建嫩江中下游湿地生态系统的对策和措施,从而保证湿地生态水文功能的正常发挥,保障区域生态环境与社会经济协调、稳定与可持续发展。     

基于RS与GIS的湿地保护有效性分析——以向海自然保护区为例

向海自然保护区是以保护丹顶鹤等珍稀水禽和蒙古黄榆为主的国家级湿地自然保护区,具有重要的国际地位与作用。但是,湿地资源的退化现状使得人们对于保护区的有效性产生了疑问。本研究借助RS与GIS技术,利用1954年、1986年和2004年的土地利用数据,对比分析了向海自然保护区建立前后、保护区内各功能区、保护区及其周边区域的湿地资源动态变化,另外,结合保护区野外调查资料,探讨了湿地生境退化对鹤类等珍稀水禽迁徙及繁殖数量变化的影响。结果表明:保护区建立后湿地损失速度有所减缓,但仍保持减少的趋势;核心区内湿地得到了较好的保护,对实验区与缓冲区的保护作用较弱;与其周边区域相比,保护区内湿地资源的时空动态变化显著;鹤类等珍稀水禽种群数量随着湿地面积的萎缩而迅速减少。区域气候环境变化是导致湿地退化的主要原因,人为活动干扰以及保护区自身建设与管理中存在的问题是影响保护区对湿地资源发挥有效保护作用的主导因素。     

水分对尕海湿地退化演替土壤氮矿化的影响

水分是湿地土壤氮矿化过程的主要调控因子,对于湿地土壤中氮素循环过程具有重要作用.以甘南尕海湿地为研究对象,设置4个退化程度(未退化UD、轻度退化LD、中度退化MD和重度退化HD)和4个田间持水量(20％ FC、40％ FC、60％ FC和80％ FC),通过室内49 d的好气培养,测定各处理条件下湿地土壤在0～10 c...     

江河源区沙漠化研究进展与展望

在全球气候变暖的影响下,青藏高原作为气候变化的敏感区,受到人们越来越多的重视。江河源区是我国长江和黄河以及国际河流澜沧江的发源地,同时它又是高原的重要组成部分。近几十年来,沙漠化现象在该地区的快速发展蔓延已经引起社会和学术界的广泛关注。本文从沙漠化的发展态势、沙漠化的驱动因子、沙漠化的治理措施等方面的研究现状出发,对江河源区的沙漠化研究状况进行了综述,并对研究中存在的不足和未来的研究重点进行了分析。     

湿地生态系统服务功能变化的驱动力分析

从驱动力划分着手,以小三江平原为案例研究区,将该区湿地生态系统服务功能变化的驱动力分为自然和人为2类,更加深入分析,认为湿地生态系统服务功能(生物多样性、净化和生产功能)受损主要是由自然驱动(气温、降水)和人为驱动(土地利用/覆被变化、排水/灌溉工程发展和人口增长)综合作用所带来的叠加效果导致的。同时,针对湿地逐渐被农田分割的现状,提出了今后应重点加强的研究领域,为预防湿地萎缩和服务功能退化提供了有力支撑。     

干旱区退化湿地恢复过程中的土壤呼吸特征研究

精河入湖口湿地是典型干旱区湖泊湿地艾比湖湿地的重要组成部分。本研究采用空间序列代替时间序列的方法分析了艾比湖精河入湖口退化湿地恢复中土壤呼吸的变化特征。结果表明:(1)随着恢复期的延长,土壤CO2通量的日变化有由单峰型向双峰型转变的趋势;(2)恢复期较短的湿地(1 a),季节变化具有单峰型特点,峰值在秋季,恢复期较长的湿地(3~5 a),季节变化呈现双峰型,且春季高于秋季;(3)退化湿地在植被恢复过程中土壤呼吸速率逐渐增强;(4)在退化湿地的不同恢复阶段,近地面10 cm土壤温度与土壤CO2通量的关系最密切。因此,只要水源充足,精河入湖口退化湿地在恢复过程中土壤呼吸速率随恢复时间延长而逐渐提高,经4~5 a即可恢复到未退化状态。     

黄河源区土地利用和景观格局变化及其生态环境效应

基于TM/ETM卫星遥感数据,运用ArcInfo软件和景观生态学方法,对黄河源区1986～2000年土地利用和景观结构的时空变化特征进行了研究。结果表明:源区林地、湿地、草地和冰川面积减少,建设用地、耕地和未利用土地面积显著增加,土地综合利用程度下降。景观破碎化程度加剧,分维数和多样性指数增加,优势度提高,景观异质性增强。黄河源区脆弱的生态体系对土地利用变化响应强烈,造成水土流失与沙漠化程度加剧,导致大范围高寒草甸、草原植被退化,湿地萎缩。区域气候变化及其引起的冻土环境退化,以及所叠加的不合理的人类经济活动和较为严重的鼠虫害是黄河源区生态环境急剧恶化的主要成因。     

1990-2010年新疆额尔齐斯河流域湿地景观动态变化

利用1990 年、2000 年、2010 年3期TM遥感影像,运用GIS 和FRAGSTATS景观分析软件,从景观和斑块尺度上分析了1990-2010年新疆额尔齐斯河流域湿地景观格局变化的整体特征和空间异质性。结果表明：从1990-2010年各类湿地型景观斑块数持续增加,斑块形状趋于不规则化,整体景观趋于破碎化。湿地总面积呈增加趋势,这主要与20世纪80年代以来该流域降水量的增加有关。湿地空间分布上的破碎化主要是人类活动影响的结果。总之,湿地斑块破碎化严重、空间异质性增强,受人类活动的影响随着时间的推移越来越大。     

黄河源区气候变化及人为扰动的生态响应

利用黄河源区1959-1999年的气象和水文资料,分析了该区气温、蒸发量、风速、降水量、径流量以及多年冻土的演变规律,揭示了源区对气候变化和人为扰动的生态响应趋势。研究表明:近40年黄河源区气温升温趋势明显,源区升温高达0.58℃/10 a,成为全国升温最高的地区,但气温的升高并没有引起蒸发量的总体上升,反而有所下降,蒸发量下降可能与风速下降有关;气温的升高导致多年冻土层变薄植被失去保护,地表蒸发增强,同时冻土层上限下移,径流量也受到影响;降水有所减少,但其变化趋势并不是十分明显,这与西北地区整体的降水规律有着较为明显的不同,显示出黄河源区的独特的地域性;降雨量与径流量的变化趋势基本一致。气候变化和人为扰动共同造成了草原退化、水土流失加剧、自然灾害频发、冰川萎缩、冻土退化、水体减少等生态问题,气候变化是造成黄河源区生态退化和破坏的根本原因,大规模生态移民可能是保护黄河源区生态的根本办法。     

Assessment of wetland fragmentation in the middle reaches of the Heihe River by the type change tracker model

The quantitative research of wetland landscape fragmentation in the middle reaches of the Heihe River is important for the wetland and oasis sustainable development in the Hexi Corridor. Based on the data of remote sensing and GIS, we constructed the type change tracker model with sliding window technique and spatially morphological rule. The suitable scale and optimum scale of the fragmentation model of wetland landscape in the middle reaches of the Heihe River were determined by the area frequency statistics method, Chi-square distribution normalized scale variance, fractal dimension and diversity index. By integrating type change tracker model and the optimum scale with GIS spatial analysis, the spatial distribution characteristics of wetland landscape fragmentation in different periods and the related spatial-temporal change process were clarified. The results showed that(1) the type change tracker model, which analyzes the spatial pattern of wetland fragmentation on the pixel level, is better than the traditional wetland fragmentation analysis on the landscape and patch levels;(2) The suitable scale for the wetland fragmentation ranged from 150 m×150 m to 450 m×450 m and the optimum scale was 250 m×250 m in the middle reaches of the Heihe River; and(3) In the past 35 years, the total wetland area decreased by 23.2% and the fragmentation of wetland markedly increased in the middle reaches of the Heihe River. The areas of core wetlands reduced by 12.8% and the areas of perforated, edge and patch wetlands increased by 0.8%, 3.1% and 8.9%, respectively. The process of wetland fragmentation in the research region showed the order of core wetland, perforated or edge wetland, patch wetland or non-wetland. The results of this study would provide a reference for the protection, utilization and restoration of limited wetland resources and for the sustainable development of the regional eco-environment in the Heihe River Basin.     

基于MODIS/NDVI的塔里木河流域植被覆盖变化驱动因素相对作用分析

塔里木河流域是我国生态较为脆弱的地区,过去几十年不合理的开发,导致植被覆盖遭到严重破坏。2001年以后,随着"塔里木河流域近期综合治理项目"等系列生态工程的实施,流域环境得到初步改善,植被覆盖日益好转。利用2001—2013年逐旬MODIS/NDVI数据和气象数据,通过分离气候变化对塔里木河流域植被覆盖的影响,对气候变化和人类活动对植被覆盖变化的相对作用进行定量分析。研究表明:(1)2001—2013年塔里木河流域植被覆盖总体呈增长趋势;植被覆盖呈改善趋势的区域占流域总面积的28.02%,呈退化趋势的区域占10.99%,其他区域则基本不变。(2)采用相关分析与残差法分析了气候变化和人类活动对植被覆盖变化的影响,结果表明植被覆盖变化与气候因子显著相关;人类活动对植被覆盖变化起积极作用的面积占流域总面积的61.8%,起消极作用的占38.2%。(3)通过对植被覆盖变化驱动因素进行相对作用分析,可以得出在植被改善区和植被退化区,人类活动的作用相对于气候因素更大,是植被覆盖变化的主要驱动因素。     

Study of the intensity and driving factors of land use/cover change in the Yarlung Zangbo River,Nyang Qu River,and Lhasa River region,Qinghai-Tibet Plateau of China

Land use/land cover (LULC) is an important part of exploring the interaction between natural environment and human activities and achieving regional sustainable development. Based on the data of LULC types (cropland, forest land, grassland, built-up land, and unused land) from 1990 to 2015, we analysed the intensity and driving factors of land use/cover change (LUCC) in the Yarlung Zangbo River, Nyang Qu River, and Lhasa River (YNL) region, Qinghai-Tibet Plateau of China, using intensity analysis method, cross-linking table method, and spatial econometric model. The results showed that LUCC in the YNL region was nonstationary from 1990 to 2015, showing a change pattern with "fast-slow-fast" and "U-shaped". Built-up land showed a steady increase pattern, while cropland showed a steady decrease pattern. The gain of built-up land mainly came from the loss of cropland. The transition pattern of LUCC in the YNL region was relatively single and stable during 1990-2015. The transition pattern from cropland and forest land to built-up land was a systematic change process of tendency and the transition pattern from grassland and unused land to cropland was a systematic change process of avoidance. The transition process of LUCC was the result of the combined effect of natural environment and social economic development in the YNL region. This study reveals the impact of ecological environment problems caused by human activities on the land resource system and provides scientific support for the study of ecological environment change and sustainable development of the Qinghai-Tibet Plateau.     

Desertification dynamic and the relative roles of climate change and human activities in desertification in the Heihe River Basin based on NPP

Relative roles of climate change and human activities in desertification are the hotspot of research on desertification dynamic and its driving mechanism.To overcome the shortcomings of existing studies,this paper selected net primary productivity(NPP) as an indicator to analyze desertification dynamic and its impact factors.In addition,the change trends of actual NPP,potential NPP and HNPP(human appropriation of NPP,the difference between potential NPP and actual NPP) were used to analyze the desertification dynamic and calculate the relative roles of climate change,human activities and a combination of the two factors in desertification.In this study,the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS)-Normalised Difference Vegetation Index(NDVI) and meteorological data were utilized to drive the Carnegie-Ames-Stanford Approach(CASA) model to calculate the actual NPP from 2001 to 2010 in the Heihe River Basin.Potential NPP was estimated using the Thornthwaite Memorial model.Results showed that 61% of the whole basin area underwent land degradation,of which 90.5% was caused by human activities,8.6% by climate change,and 0.9% by a combination of the two factors.On the contrary,1.5% of desertification reversion area was caused by human activities and 90.7% by climate change,the rest 7.8% by a combination of the two factors.Moreover,it was demonstrated that 95.9% of the total actual NPP decrease was induced by human activities,while 69.3% of the total actual NPP increase was caused by climate change.The results revealed that climate change dominated desertification reversion,while human activities dominated desertification expansion.Moreover,the relative roles of both climate change and human activities in desertification possessed great spatial heterogeneity.Additionally,ecological protection policies should be enhanced in the Heihe River Basin to prevent desertification expansion under the condition of climate change.