荒漠-绿洲边缘区研究

用景观生态学原理和方法研究荒漠—绿洲边缘区是一种新的探索。从景观生态学角度分析了绿洲—荒漠边缘区的概念与特点 ,讨论了绿洲—荒漠边缘区的特性和特征 ,并对其进行了初步分类。最后指出了荒漠—绿洲边缘区的最新研究趋势。     

黑河流域额济纳绿洲景观格局分析

黑河流域额济纳绿洲是我国西北干旱区典型的荒漠绿洲。干旱荒漠绿洲有其自身的景观生态特点。根据地貌、水文条件状况及区域土地利用格局等因素将额济纳绿洲划分为3个景观格局分析单元即古日乃拐子湖盆区、冲积平原区、马鬃山剥蚀低山残丘区,依据景观生态特点划分出10个景观嵌块体类型。利用景观空间格局指标分析了荒漠绿洲景观格局及其变化,得出额济纳荒漠绿洲景观空间格局的基本特征,说明额济纳荒漠绿洲区生态环境退化已十分严重,必须进行维护和保护。     

三工河流域绿洲景观格局的定量分析

荒漠绿州景观格局是不同类型、不同大小、不同形状和不同开发程度的地块（生态系统）在空间上构成的镶嵌体。景观镶嵌结构的差异反映出不同的功能，通过计算一些景观指数，对荒绿洲景观格局作出定量分析。人类活动强烈的景观要素或纯粹的人工景观中，表征复杂的景观指数往往高于人类活动较轻的景观要素，而表征稳定性的指数正好相反；处在干旱内陆荒漠中的绿洲景观，其抵抗外来干扰的能力低，恢复力弱，人类不合理的活动极易破坏其稳定状态，从而导致荒漠化发生。     

土壤特性的空间变异性与绿洲生态稳定性研究——以张掖绿洲为例

绿洲良性存续的核心是协调绿洲人地关系,维持绿洲稳定性.为从绿洲-荒漠过渡土壤空间变异的角度来探讨人类活动下绿洲生态空间稳定性问题,选择甘肃省张掖市龙渠乡的典型绿洲-荒漠过渡带作为试验区,运用地统计学方法对7种土壤特性值(土壤水分含量、水溶性盐分含量、pH值、机械组成、容重、速效磷含量、水解氮含量)在不同景观的空间变异程度进行分析.得出土壤特性值的空间变异同绿洲边缘不同利用程度下的生态稳定性紧密相关,其土壤特性值在不同景观表现出明显的分层规律,研究这一机理有助于人们更加科学地认识绿洲-荒漠过渡带生态保护问题.     

阿克苏-阿瓦提荒漠绿洲气候变化及其对生态环境的影响

通过对1961～2001年41年来阿克苏-阿瓦提荒漠绿洲的三个气象台站的气温、降水、沙尘天气、相对湿度资料的分析;同时选取1990年和2000年两景TM影像,采用遥感（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）技术相结合的手段,利用景观生态学相关理论对生成的景观类型图进行分析和统计。结果表明：阿克苏-阿瓦提荒漠绿洲气候变化表现为气温升高、降水增多、沙尘天气减少、相对湿度增加的变化趋势;同时表明,干旱气候的变化是造成阿克苏-阿瓦提荒漠绿洲水资源、草场及林地、土地荒漠化及盐碱化、湿地资源变化的重要因素。     

2013-2020年额济纳绿洲核心区景观稳定性动态及其驱动力

[目的] 探究2013-2020年额济纳绿洲核心区景观稳定性动态及其驱动机制，为荒漠绿洲的生态恢复与可持续发展提供科学依据。[方法] 基于高分一号遥感影像，借助景观格局指数、景观稳定性模型与地理探测器，研究额济纳绿洲核心区景观稳定性动态及影响因素。[结果] ①额济纳绿洲核心区景观类型以未利用地、林地和草地为主，2020年3者占总面积的90.98%；2013-2020年，研究区景观连通性、均匀度降低，聚集度、优势度增加，多样性、异质性增强，景观形状趋于简单化、规则化。②研究区景观稳定性呈“总体不稳，局部较稳”状态；2013-2020年景观稳定性变化呈“大部分不显著，局部有变动，冷点多于热点”趋势。③地下水埋深、供水量和植被变化对研究区景观稳定性变化的影响较大；气候变化、人类活动(城镇建设、耕地扩张、旅游活动干扰等)和人口增长是地下水埋深、供水量和植被变化的诱因，间接引起景观稳定性的变化；各驱动因子之间存在交互增强效应。[结论] 2013-2020年额济纳绿洲核心区景观稳定性整体较低且呈下降趋势，干旱的气候条件、耕种、旅游和城镇建设等因素及其交互作用是导致研究区景观稳定性降低的重要因素。     

基于PSR模型的民勤县绿洲-荒漠交错带生态系统健康评价

生态系统健康评价是目前生态系统管理和宏观生态学研究的热点问题之一,是区域生态系统能否可持续发展的关键。以民勤县绿洲—荒漠交错带为例,构建生态系统健康评价体系,运用熵值法、极差标准化法及多因素综合评价法来评价民勤县绿洲—荒漠交错带生态系统健康程度。研究结果表明:利用PSR模型的评价结果与研究区的生态系统实际情况相符,民勤县绿洲—荒漠交错带生态系统健康综合指数处于较健康状态,健康状况不断上升。民勤县绿洲—荒漠交错带生态环境整体良好,同时为其他绿洲—荒漠交错带生态系统健康评价提供了参考依据。     

玛纳斯河流域景观分异特征及其水文生态效应研究

土地利用及景观变化是全球变化研究的核心议题。玛纳斯河流域是干旱区典型的山地—绿洲—荒漠生态系统,在3S技术下,采用定量分析方法,研究玛纳斯河流域的景观分异特征,并进一步分析所带来的水文生态效应,结果表明:(1)玛纳斯河流域土地利用的人工化和集约化趋势明显,生态景观持续弱化;(2)特殊的山地—绿洲—荒漠生态系统使得土地利用变化存在着区域差异,表现在绿洲区土地利用趋向高度人工化和结构稳定性,绿洲区外围则趋向高度敏感化与生态脆弱性;(3)山地区、绿洲区和荒漠区呈现出不同的景观分异特征。在山地区,洪积扇上部的开发导致了景观多样性的增加。在绿洲区,斑块的分布更加邻近且趋向简单化和归一化。荒漠区的景观变化较为复杂,以水域的连通性和优势度降低,未利用地的破碎化加大为主;(4)玛纳斯河流域的景观变化扰乱了上游水文循环、弱化了下游水资源分配。     

新疆于田绿洲-荒漠脆弱带时空演变及其调控方法研究

绿洲-荒漠生态脆弱带(ECOTONE)介于绿洲和荒漠之间,对绿洲起着屏障作用,它在维护干旱区生态系统的平衡方面起着重要作用,深入研究这一特殊地带的环境演变过程、特征及形成机制对于揭示其生态学实质、维护和发展绿洲具有重要的实践意义.选择于田绿洲为研究区,以遥感技术为依托,对2个时相的陆地卫星数据及相关统计资料进行了处理.利用得到的土地覆盖差值图像,定量分析评价了该地区生态脆弱带1989-2003年间的变化趋势.在此基础上,根据该地区生态环境特点提出了若干有效生态保护及复原措施.为西部干旱地区合理开发绿洲、可持续发展绿洲资源及改善绿洲生态环境等提供新的研究方法和科学依据.     

三工河流域景观格局的形成与环境分异特征

景观格局是地貌格局、土壤格局、水资源格局、植物分布格局及生产力格局等的综合。从景观生态学的角度分析了三工河流域景观格局的形成、分布及其环境分异特征 ,讨论了景观格局与环境分异的相互关系 ,最后阐明了三工河流域山地、绿洲和荒漠景观格局的形成及所处的环境特征。     

荒漠绿洲过渡带农业绿洲土地退化动态特征

为量化荒漠-绿洲过渡带农业绿洲土地退化动态，运用遥感与GIS技术，结合地统计学理论，对研究区自1960年土地开垦以来，耕地开发利用的结构变化以及1983～2005年土地利用类型与表层土壤(0～20 cm)土地退化时空变异规律关系分析研究。结果表明：农业绿洲经历4个阶段：过渡垦荒阶段、适度土地利用阶段、土地撂荒阶段、土地利用综合治理阶段。23年间农业绿洲景观改变的人为影响程度加剧是造成景观多样性和景观破碎化的主要动因。从1983～2005年，沿沙漠区向农业绿洲内部土地退化的程度降低，灰漠土退化面积明显高于盐     

民勤绿洲荒漠交错带不同土地覆被下土壤养分分布特征

以西北干旱区民勤绿洲荒漠交错带为例,选取民勤沙生植物园、东坝镇、苏武山等8个样带221个样点开展不同土地覆被类型下的土壤养分含量及土壤肥力综合评价研究.结果表明:(1)土壤有机质含量表现为绿洲区＞绿洲荒漠过渡带＞荒漠区的梯度变化;受人类活动影响和荒漠景观特征的影响,不同样带内土壤养分含量离散程度较大,变异系数为16.67％～410.68％,且土壤养分样带内变异程度基本呈现出沿荒漠—绿洲荒漠交错带—绿洲逐渐增加的趋势.(2)荒草地、灌木林地、乔木林地和裸地的土壤N,P,K含量主要受土壤质地和植被类型的影响而呈现出差异.(3)不同土地覆被下土壤肥力质量指数大小为草地(0.552)＞灌木地(0.057)＞乔木地(-0.642)＞裸地(-0.677),草本和灌木具有良好的土壤培肥作用.     

荒漠-绿洲边缘区生态过渡带的土壤颗粒分形特征

通过实地采样和实验室分析,测定了黑河中游荒漠绿洲边缘区生态过渡带的土壤粒级分布、有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、速效氮(AN)和速效磷(AP)的含量,并采用1993年杨培岭等提出的用粒径的重量分布代替数量分布的土壤分形模型,计算了土壤颗粒分形维数;最后利用统计分析法,研究了颗粒分形维数与土壤粒级分布及各养分指标的关系.结果表明:从荒漠边缘向绿洲延伸的过渡带,土壤中砂粒含量占绝对优势,粉粒居中,黏粒最少,采样区土壤质地较粗;土壤颗粒分形维数在2.105～2.609之间变动,处于极低水平,与土壤各养分指标具有相似的变化趋势,除靠近绿洲区存在一个"生态裂谷"外,整体呈上升趋势;利用相关分析法得出,土壤颗粒分形维数与砂粒含量呈显著负相关,与黏粉粒及各养分指标均呈显著的正相关;利用回归分析法进行定量分析,砂粒含量每增加1g/kg,颗粒分形维数D降低0.0019个单位;粉粒和黏粒含量每增加1g/kg,颗粒分形维数D分别增加0.002和0,023个单位,对土壤颗粒分形维数变化幅度的影响依次为黏粒>粉粒>砂粒,分形维数对黏粒含量的变化最为敏感.因此,可以将土壤颗粒分形维数作为衡量荒漠-绿洲边缘区土壤养分变化状况的指标之一,用于反映荒漠绿洲区土壤的退化状况.     

渭-库绿洲多尺度景观格局与盐度关系

中国盐渍化土壤面积大,分布广,对区域农业发展构成了严重的威胁。探索土壤景观格局与盐度的关系将有助于盐渍化监测和评估。该研究选择渭-库绿洲GF-1影像为数据源,结合研究区同期38个样点不同剖面土壤盐度数据,对样点缓冲区景观格局与土壤盐度做Pearson相关分析和逐步回归分析,揭示土壤盐度空间分布格局,探讨景观格局与盐度的定量关系。结果表明:1)水平方向上,土壤盐分高值区主要集中分布在绿洲东部荒漠地带和绿洲西部农牧交错区;垂直方向上,渭-库绿洲表层土壤盐渍化现象最为严重,其他各层土壤盐渍化情况相对较轻,盐渍化程度随着深度下降呈降低趋势;2)绿洲区域易受人类活动影响,景观破碎化程度高,而同一区域不同梯度下,随着缓冲距离的增加,区域景观类型增多、均质性降低、多样性增强;3)耕地利用数量指标能较好指示土壤盐度状况,而水体面积、盐渍地面积、其他用地面积、最大斑块指数(largest patch index,LPI)、蔓延度(contagion index,CONTAG)和分维数(perimeter-area fractal dimension,PAFRAC)对盐度影响相对较弱;4)除0~10 cm层外,自10~20 cm至80~100 cm层逐步回归方程的自变量中,耕地面积、水体面积和最大斑块指数LPI为负效应,而盐渍地面积、其他用地面积、CONTAG和PAFRAC为正效应,最优回归方程决定系数为0.537。该研究确定了渭-库绿洲土壤盐度的分异规律,以及不同盐度对绿洲景观格局的影响程度。研究结果可为西北干旱区绿洲土壤盐度预警提供理论依据,同时为干旱区景观格局研究提供一定的参考价值。     

民勤绿洲一荒漠过渡带植物物种多样性及其优势种群空间分布格局研究

以民勤绿洲-荒漠过渡带为研究对象,采用样方调查法,通过计算各类型区域内物种的重要值、丰富度指数(R)、Shannon-Winer指数(H′)、Simpson优势度指数(D)、物种均匀度指数(Jsw)、扩散系数(C)、负二项参数(K)、平均拥挤度(m*)、丛生指标(I)、聚块性指标(PI)、Green指数(GI)、Cassie指标(CA)、扩散性指数(Iδ),研究了绿洲-荒漠水平距离8 km区域内的物种多样性及其优势种群的空间分布格局。结果表明:绿洲-荒漠过渡带优势种种群为沙拐枣、唐古特白刺、梭梭,伴生物种有刺沙蓬、雾冰藜、芦苇、沙蓬等。受生境和沙丘类型的影响,各种群均呈聚集分布格局,但聚集程度有一定差异性;物种多样性、丰富度随绿洲-荒漠梯度而呈规律性变化,总体表现为减小趋势。该区域生境和沙丘类型是民勤绿洲-荒漠过渡带物种多样性及种群分布格局的决定性因素。     

艾比湖流域气溶胶光学厚度与土地覆被景观格局关联分析

土地覆被-景观格局直接或间接影响大气环境,了解大气环境对土地覆被-景观格局的响应,对维护和改善生态环境具有重要的意义。该研究基于环境一号卫星HJ-1B CCD数据,研究艾比湖流域土地覆被-景观格局与气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)的关联关系,首先通过CCD数据反演AOD,然后利用分维数分析和贡献分析方法,定量分析土地覆被-景观格局对AOD的影响。结果表明:1)研究区AOD主要集中于绿洲及人口集聚区,从绿洲的中心到绿洲边缘气溶胶光学厚度逐渐降低,且在南部山区集聚呈带状;2)流域平均AOD与景观指数PD、ED、LSI和AI之间均存在着高度相关性,且景观的组成和空间结构都影响着流域AOD的空间分布;3)通过分维数分析,可知耕地和盐渍地的AOD密度从高值中心到外边界下降,但在其他的土地覆被类型上变化相反,盐渍地和耕地是流域主要空气污染的贡献者;4)应用贡献分析法进一步阐明了耕地和盐渍地可以增加空气污染,而林草地的效果相反。土地覆被变化和人类活动是影响艾比湖流域AOD空间分布主要原因,对AOD与土地覆被-景观格局变化的定量研究可以使研究者更好地了解AOD与土地覆被-景观格局的关系,进一步为土地政策的制定和土地利用规划提供参考。     

农田-防护林-荒漠复合系统土壤水盐运移规律及耦合模型建立

为探讨节水灌溉条件下干旱内陆区不同景观单元土壤水盐动态规律及水盐通量变化特征,以新疆三工河流域绿洲-荒漠过渡带典型景观格局农田-防护林-荒漠为研究对象,利用2018年4月—9月连续定位观测数据资料,分析各景观单元作物生育期(4月1日—6月28日)和非生育期(6月29日—9月15日)土壤水盐动态规律及其变异性、土壤水盐通量变化特征及影响因素,构建农田-防护林-荒漠复合系统BP神经网络土壤水盐耦合模型,并对所建模型参数敏感性及应用可行性进行探讨。结果表明,各景观单元作物生育期和非生育期土壤含水率、电导率均具有较明显的垂直分层、水平递变和季节波动特征;按变异性可划分为3个典型土层:活跃层(0～40 cm)、次活跃层(40～140 cm)和相对稳定层(140cm);距防护林越近,农田土壤含水率和电导率分别呈降低和升高趋势,荒漠均呈升高趋势;单次降水和灌溉事件后各景观单元各典型土层土壤含水率和电导率随时间分别均呈负指数函数和三次函数变化趋势。土壤控制体(单位面积深140 cm土柱)内,生育期农田和防护林均为向下水分通量,非生育期均为向上水分通量,荒漠两时期均为向下水分通量;农田和防护林土壤贮水量与土壤积盐量随地下水位下降、蒸散发量增大均呈递减趋势;荒漠土壤水盐通量对各因素及其交互效应响应较微弱;生育期最后1次充分灌溉的淋洗作用可使该系统土壤积盐量趋于平衡状态。拓扑结构为32-36-6的BP神经网络土壤水盐耦合模型具有较高的模拟精度;灌溉和地下水位是影响该系统土壤水盐动态的关键因素。研究结果可为节水灌溉条件下绿洲-荒漠共生系统寻求生产和生态之间的平衡机制提供理论依据。     

西北地区生态修复的若干基本问题探讨

综合已有的研究成果,对西北地区缺水类型,生态修复的终极目标和绿洲规模的确定基本问题进行了探讨。西北地区缺水类型分析结果表明,不同区域缺水类型组合不同,西北地区潜在景观具有多样性的特点,原生景观具有复杂性的特点,这在黄土高原表现得尤为突出,西北地区生态修复的终极目标是：从潜在景观到原生景观。通过景观研究可指导水资源胁迫下的西北地区生态修复的景观配置与建设;第一,西北地区西部干旱环境形成年代久远,在其长期进化过程中,形成了适宜干旱环境生长的植被类型和种类,这是西北地区生态修复应首选的类型和种类,真正做到宜林则林、宜灌宜灌、宜草则草、宜沙漠戈壁。第二,西部地区干旱环境形成东西部有别,东部时进时退,因此,荒漠化防治的重点在东部,确定绿洲适宜规模的基本原理是以水定规模,基本方法有两种：一是水热平衡法,二是水量供需平衡法,二者从本质上说是相同的,不同方法确定的同一区域绿洲适宜规模所指导区域绿州调整方向一致,但规模有大小之别,而原因在于一些参数的差异,因此,加强调查和试验研究,准确率定参数,是合理确定绿州适宜面积的努力方向。     

基于GIS的黄土高原不同植被区土壤侵蚀研究

在对黄土高原植被进行分区的基础上,利用地理信息系统技术和景观生态学方法对黄土高原植被区空间数据和土壤侵蚀空间数据进行了空间叠加分析。结果表明,黄土高原被划分为森林植被区、森林草原植被区、温性草原植被区和荒漠半荒漠植被区。在森林植被区,黄土高原土壤侵蚀主要以水蚀为主,轻度以上的侵蚀百分比为41.92%,水蚀土壤侵蚀指数比温性草原植被区和荒漠半荒漠植被区的水蚀土壤侵蚀指数大,为346.90。在森林草原植被区,黄土高原土壤侵蚀主要以水蚀为主,轻度以上的侵蚀百分比为70.45%,水蚀土壤侵蚀指数均比其他植被区的水蚀土壤侵蚀指数大,为449.40,水蚀最为严重。在温性草原植被区,黄土高原土壤侵蚀主要以水-风混合侵蚀为主,风蚀微度-水蚀剧烈的百分比最大,为33.01%,水-风混合侵蚀土壤侵蚀指数均比其他植被区的水-风混合侵蚀土壤侵蚀指数大,为633.45,水-风混合侵蚀最为严重。在荒漠半荒漠植被区,黄土高原土壤侵蚀主要以风蚀为主,轻度以上的侵蚀百分比为99.65%,风蚀土壤侵蚀指数均比其他植被区的风蚀土壤侵蚀指数大,为589.78,风蚀最为严重。黄土高原的土壤侵蚀表现出明显的地带性分异规律。     

近期藏北地区草地景观结构及其变化特征分析

根据1990年和2000年的两期Landsat-TM数据,应用景观类型斑块等级结构和景观空间格局指数等景观生态学指标,选择藏北地区为研究区,进行景观结构及其变化研究。结果表明：1）高寒草原与高寒草甸是该地区主体景观类型;2）高寒荒漠大幅度扩展,高寒草甸、高寒草原和冰川与雪山等景观类型的减少,使区域生态环境趋于恶化;同时也增大了水域分布面积,一定程度上缓解了生态环境的恶化,但也引起了洪涝灾害,减少了草地面积;3）景观破碎化明显增强,景观异质性在不断降低。