新疆渭干河-库车河三角洲绿洲土地利用时空变化特征分析

基于GIS平台,以新疆各县市统计资料及Landsat TM影像解译得到的3期土地利用数据为基础,结合统计分析工作,对渭干河-库车河三角洲绿洲1996～2004年土地利用数量、类型及其变化进行了分析.分析得出,前后2个4年间,渭干河-库车河三角洲绿洲耕地为先增加后减少,园地和林地则是先减少后增加.在8年尺度上土地利用总的动态特征是,耕地、园地、林地、水域及建设用地面积增加,草地和未利用土地面积减少.8年尺度渭干河-库车河三角洲绿洲综合土地利用动态度为0.61.前4年综合土地利用动态度为0.55,耕地及建设用地的年变化率较大,园地和林地的年变化率较低.后4年渭干河-库车河三角洲绿洲综合土地利用动态度为0.38,园地与耕地的年变化率较大,水域和未利用土地的变化率较低,前4年变化程度比后4年明显.最后引入单一土地利用类型相对变化率反映出渭干河-库车河三角洲绿洲土地利用变化存在明显的区域差异.政策变动、经济发展、城市化水平、市场需求和人口增长是渭干河-库车河三角洲绿洲土地利用变化的主要原因.     

渭干河-库车河三角洲绿洲主要作物气候生产潜力分析

采用作物生长动态统计模型,对渭干河-库车河三角洲绿洲冬小麦、夏玉米和棉花种植的光合、光温、光温水、光温土和光温水土生产潜力进行计算和分析。分析结果显示:研究区冬小麦、夏玉米和棉花种植的光温生产潜力远大于实际生产力,分别实际生产力的161.06%,134.15%和196.71%,光热资源丰富;光温土生产潜力与实际生产力较接近,分别为冬小麦、夏玉米和棉花实际生产力的80.40%、66.97%和98.20%,土壤肥力限制因子很大;光温水和光温水土生产潜力都远小于实际生产力,分别为冬小麦、夏玉米和棉花实际生产力的10.36%和5.17%、8.63%和4.31%、12.68%和6.31%%,水是制约作物气候生产潜力的最关键因子,没有灌溉,颗粒无收。渭干河-库车河三角洲绿洲光热资源是作物气候生产力最突出的优势,土壤水肥条件是限制作物气候生产力的主要可控因子,改善土壤水肥条件是实现作物气候生产潜力的有效途径。     

渭干河-库车河三角洲绿洲棉花种植面积时空变化特征分析

利用研究区棉花种植面积和产量相关统计数据,探究研究区棉花种植面积和产量的时空变化特征及单产和面积作用对棉花产量的影响。研究结果表明：(1) 近62年来,研究区的棉花种植面积、棉花产量和单产均呈上升趋势,而且表现出明显的阶段性和波动性,1949—1985年间增长缓慢,1986—2011年增长迅速。(2) 就棉花总产波动来看, 单产的作用占42.04%,面积作用占50.96%,在1949—1985年间单产增加对棉花总产量提高的贡献较大,在1986—2011年间棉花种植面积扩大对棉花总产量提高的贡献较大。(3) 1985年前棉花种植面积较稳定,波动不大,主要靠挤占粮食作物面积来扩大,1986年之后棉花种植面积扩大迅速,主要途径为开荒造地。(4) 棉花市场价格的波动、生产成本的上升、产量的徘徊、生产环境的恶化和品种等直接影响着研究区棉花生产的竞争力和棉农增收。     

渭干河—库车河三角洲绿洲种植业需水分析

采用FAO-PM公式,参照毗邻地区的灌溉试验成果和当地群众的灌水经验,结合土壤供水量和不同作物对地下水的利用量,根据渭干河-库车河三角洲绿洲区域2005年的作物种植面积,计算该区农作物的总需水量.结果表明:渭干河-库车河三角洲绿洲农作物需水量总计8.01×108 m3,农作物需水量占河道来水量的28.49%.作物总需水中粮食作物需水量占37.22%,经济作物的占59.35%,饲料作物的占3.43%.粮食作物需水定顿较经济作物和饲料作物高,就具体作物而吉,水稻、蔬菜、冬小麦、棉花、苜蓿、油菜等需水定额较高,玉米、瓜类和薯类等较低.各县单位面积需水量差异不大,平均值为5 890.35 m3/hm2,库车县最高,为6 035.32 m3/hm2,沙雅县最低5 746.37 m3/hm2.农业需水量与作物结构密切相关.农业用水浪费严重,使渭干河-库车河三角洲绿洲农作物实际用水量远高于其需水量的理论计算值.     

塔里木盆地北缘绿洲土壤盐渍化特征分析——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

通过大量的野外调查以及实地测点,以新疆塔里木盆地北缘渭干河-库车河三角洲绿洲为典型区,研究该绿洲土壤特征(电导率、含盐量等)在空间的分布规律,运用相关分析和回归分析方法研究该绿洲土壤特征之间的耦合关系。分析结果表明:土壤含盐量、电导率和TDS在0-10 cm、10-30 cm、30-50 cm均有强变异性,pH值在各个土层均为弱变异性,而含水量则表现为中等变异性;含盐量与电导率、TDS之间正相关关系极显著,而与含水量有一定的正相关性,与pH值有一定的负相关性;通过回归分析发现,土壤溶液电导率和TDS的值可直接反映含盐量的大小,而土壤pH值和含水量则不能反映土壤盐渍化程度的高低。     

新疆渭干河——库车河三角洲绿洲天然植被生态需水研究

新疆渭干河—库车河三角洲绿洲深居内陆,属于典型的大陆性干旱气候区,水资源缺乏,生态与环境脆弱,平原非灌区天然植被主要依靠汲取浅层地下水来满足其对水分的需求。本文利用遥感技术、水文地质调查等手段查明了研究区内的浅层地下水埋深和天然植被分布面积,应用GIS技术划定计算单元,利用典型地下水均衡试验场潜水蒸发和蒸腾试验成果确定各计算单元的潜水蒸发系数和植被系数,进而计算出现状条件下研究区域天然植被生态需水量为5.37×108m3,其中林灌地生态需水量为0.95×108m3,占17.71%,草地生态需水量为4.42×108m3,占82.29%。     

渭干河——库车河三角洲绿洲盐渍化土壤特征研究

在野外考察、GPS定点和土壤采样分析的基础上,借助Statistics、Excel等软件对盐离子含量、电导率与离子含量的关系、土壤总碱度与离子含量的关系、土壤水溶液中总溶解固体(TDS)与离子之间的关系、土壤含盐量与电导率的关系、盐离子间相关性以及土壤含盐量与农业产量的关系作了探讨.得出:该绿洲土壤pH值的平均值为7.86,属于碱性土壤.土壤含盐量较高,0～10 cm土层中的含盐量最大,平均值达到4.68%.土壤阳离子主要以Na 、K 、Ca2 和Mg2 为主,各阴离子在土体中的含量为Cl-＞SO42-＞HCO3-,而CO32-离子在实验中未检测到.Na 与Cl-呈正相关,K 与HCO3-呈正相关,Ca2 与SO42-呈正相关.从而进一步说明,该绿洲盐渍化土壤为氯化物盐化土.     

渭干河—库车河三角洲绿洲灌区水盐均衡特征分析

依据实地考察实测资料,分析渭干河-库车河灌区的水量平衡、盐量平衡、引水和排水矿化度的变化特征、排盐效率及排水的主要盐分离子.结果显示: (1) 受灌区上游大型水库的调蓄作用,灌区引入地表水的年际变化不大,年内引水出现双峰,排灌比例在8.79%～18.65%,引水利用量为22.53～30.05亿m~3,主要用于农业灌溉用水,农田园林耗水量占总耗水量的75.26%. (2) 随着灌排系统的完善,渭干河-库车河灌区整体处于脱盐过程,年均脱盐量为86.64万t,灌区非盐化土地面积扩大,盐渍化土地面积缩小,灌区内耕地的土壤含盐量减少.(3) 由于大型水库的调蓄作用,灌区引入地表水的矿化度年变幅也较小,1993～1996年平均为0.38 g/L,1997～2001年平均为0.42 g/L,在年内洪水期水量大,矿化度相应偏小.年均排盐量为99.77～275.40万t,排水量和排盐量总体变化趋势相一致,呈略微上升趋势.排水盐分离子中,阴离子主要以Cl~-为主,其次是SO_4~(2-);阳离子主要以Na~+为主,Mg~(2+)出现的机会较小.保持灌区水盐持续均衡所需达到的水量排引比为0.09:1.     

渭干河-库车河三角洲绿洲土壤盐分对植被分布格局的影响

对渭干河-库车河三角洲绿洲盐生植被进行双向指示种分类和模糊数学排序,结果显示:以柽柳和芦苇为优势种的群落V具有最强的耐盐能力;以柽柳、盐穗木和盐节木为共优势种的群落Ⅲ耐盐能力次之;以梭梭为单优势种的群落Ⅳ耐盐能力相对较弱;其他植物群落则属于中间过渡类型.柽柳、盐穗木在高盐环境下,具有很强的种间竞争能力,是绿洲盐渍化环境...     

渭干河-库车河三角洲绿洲土地资源合理利用对策分析

本文对干旱区内陆河流域下游具有代表性的渭干河—库车河三角洲绿洲土地资源特征和存在的问题进行了详细的分析 ,分析表明 ,土地资源数量大、质量差、利用率低 ,土壤类型多 ;草场面积大、质量差 ;森林覆盖率低、疏林、灌木林比重大 ;土地利用中存在结构不合理 ,特别是林业、畜牧业比重偏低 ,绿肥和饲料作物面积过小 ;土壤次生盐渍化严重、土壤肥力下降 ,经营管理粗放、单产水平不高 ;草场面积锐减 ,森林资源破坏严重 ,保护绿洲的能力下降。在此基础上 ,提出了优化农业用地结构 ,提高土地利用综合效益 ;增加对农业用地开发利用的投入 ,促进农业用地由粗放型向集约型的转变 ;保护和更新胡杨林 ;保护和建设草场 ;大力治理盐碱 ;发展节水灌溉农业 ,提高水资源利用效益 ;扩大绿洲规模 ,加快城市化建设等持续合理利用土地资源的对策。     

渭干河-库车河三角洲绿洲表层土壤盐分空间异质性分析

以新疆塔里木盆地北缘典型盐渍化区-渭干河-库车河三角洲绿洲为例,基于野外实测数据,借助常规统计与地统计分析方法,对绿洲表层盐渍化土壤的空间分布特征进行定量研究。分析结果显示:该绿洲土壤盐类主要以氯化物为主,同时并伴有少量的硫酸盐-氯化物类;在空间变异性上,CO23-和HCO3-为中度变异性,土壤含盐量、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO24-以及K++Na+均具有较强的空间变异性;盐渍化土壤主要分布于渭干河、库车河的下游,塔里木河的北部,绿洲的东部、南部和东南部区域,表层土壤中Cl-和K++Na+含量较高。在绿洲西部和西北部,Cl-、Ca2+和K++Na+分布的含量则相对较低。此外,HCO3-、SO24-和Mg2+的含量在绿洲中部分布较高;而CO23-的含量在绿洲北部有较高水平的分布;从绿洲整体分布情况来看,盐渍化土壤主要呈大面积区域性分布于绿洲的外围和扇缘地带。     

渭干河—库车河三角洲生态系统服务功能及敏感性分析

本研究利用渭干河-库车河三角洲绿洲1989年、2001年和2007年的遥感影像数据,分析了1989～2007年间研究区生态系统服务功能价值变化和生态系统敏感性.结果发现:在整个研究期内,研究区生态系统服务总价值呈下降趋势,从1989年的115.49×108元,分别下降为2001年的106.83×108元和2007年的94.47×108元;在生态系统各单项服务功能价值中,各单项服务功能差异显著,生态服务功能总体呈下降趋势.18 a来,水源涵养功能缺失最为明显,服务价值减少了4.64×108元,而食物生产功能变化最小,其价值增长仅为0.60×108元;同时,通过各单项服务功能在各研究阶段的价值变化情况来看,食物生产功能的生态服务价值增幅明显,水源涵养功能价值下降显著,而娱乐文化功能的价值变化最小;通过对生态系统敏感性指数分析,发现各景观生态系统敏感性指数都小于1,说明研究区生态系统服务总价值对生态价值系数是不敏感的,缺乏弹性.     

渭干河-库车河三角洲绿洲景观格局动态变化及其对生态系统服务功能的影响

利用渭干河-库车河三角洲绿洲1989年、2001年和2007年的遥感影像数据,分析了1989～2007年间渭干河-库车河三角洲绿洲景观结构变化规律,并讨论了由此带来的生态系统服务价值的变化。结果发现:在1989年～2007年间,研究区林地、草地、盐碱地和水域在减少,其中林地减少最多,草地和盐碱地其次,水域面积减少最小。耕地、建设用地和沙砾在增加,耕地增加最多,建设用地其次,沙砾变化较小;在整个研究期内,研究区生态系统服务总价值呈下降趋势,从1989年的5744.1×106元,分别下降为2001年的5543.0×106元和2007年的4540.2×106元;在生态系统各单项服务功能价值中,气体调节、授粉、生物控制和食物生产所占比例在1989年～2007年间呈增长趋势,干扰调节、水分调节、营养循环和废物处理所占比例则在减少,气候调节、水分供应、侵蚀控制、原材料和休闲娱乐变化较小,土壤形成、栖息地、基因资源和文化服务所占比例则基本保持不变。     

渭干河-库车河三角洲绿洲近10年地下水位及水质时空变化特征

利用渭干河-库车河三角洲绿洲30个观测井近10a的统计资料,分析了该三角洲地下水位和水质的时空变化特征及其成因。结果显示:(1)地下水埋深的基本规律是西部灌区、渭干河古河带和冲积扇上部地下水位较深,东部灌区、农牧交错带和冲积扇下部地下水位较浅;研究区地下水海拔高程自南向北升高;地下水埋深受制于局部地形和土地利用方式,与区域地势关系不大。(2)近10 a来,研究区地下水位下降了1.00 m,西部灌区下降了1.34 m,农牧交错带下降了0.41 m;矿化度平均降低了0.54 g/L,农牧交错带降低了1.36 g/L,渭干河古河带矿化度升高了0.43 g/L。(3)研究区年内最高地下水位和最低水位平均相差0.84 m,冲积扇中部相差1.04 m,冲积扇上部相差0.73 m,2月出现最低水位,4月出现最高水位;地下水质年内最高和最低矿化度季节相差0.21 g/L,冲积扇下部0.51 g/L,中部为0.17 g/L。(4)人类农业生产活动和蒸发作用是地下水埋深及水质时空变化的主要原因;研究区骨干排水沟渠的开通运行,降低了相应地域的地下水位和矿化度。     

近20年渭干河流域土地利用与生态系统服务价值时空变化

基于遥感与GIS技术,选择地处天山山脉中段南麓塔里木盆地北部的渭干河流域为研究区,以新疆1990、2000、2008年遥感影像和地面实测数据为主要数据源,利用GIS空间分析、数学统计分析方法提取渭干河流域近20年各种土地利用类型的面积变化、净变化速度等动态变化信息;在总结生态系统服务价值国内外研究进展的基础上,参照谢高地等人的中国陆地生态系统单位面积服务价值系数和Costanza等的生态系统服务价值计算公式,结合当地粮食产量和粮食平均收购价格,分析渭干河流域生态服务价值的时空变化特征,揭示渭干河流域生态系统服务价值和时空分布的不平衡状态.结果如下:(1)草地和未利用地所占比重超过70％,其他土地利用类型所占比重不到20％,各种土地利用类型分布和面积变化存在时空差异.(2) 1990-2008年研究区的生态系统服务价值总量减少了59 633万元,其主要原因是草地、林地和沼泽面积的减少.流域生态系统服务价值结构变化较大,其提供的支持服务功能最强,供给服务功能相对较弱.(3)下游的单位面积生态系统服务价值大于中上游地区,研究期内流域中、下游生态系统服务价值减少较大,上游地区的生态系统服务价值略有增加.     

渭干河—库车河三角洲绿洲主要作物不同生育期需水量估算

采用联合国粮农组织最新推荐的模型方法(FAO56),参照毗邻地区的灌溉试验成果和当地群众的灌水经验.对渭干河--库车河三角洲绿洲冬小麦、夏玉米和棉花等作物不同生育期的需水量及需水规律进行了分析.结果表明:①作物各生育期需水量的多少,取决于生育期的长短和需水强度;②作物需水量自西向东、自南向北增加,其空间波动与气温、风速和湿度息息相关;③若根据目前渭干河一库车河三角洲绿洲农业用水所占总水量的实际比例计算,地表水供给量完全满足作物对需水的要求.如果按国际上发展经济用水占河流总水量的比例计算,河道有效来水量只能满足作物的需水要求.若要全部考虑城镇工业用水、生活用水及农业用水,加上地表水资源的利用率较低、季节变化大,则不能完全满足作物灌溉用水,导致挤占生态用水.     

渭干河灌区潜水蒸发规律实验分析

依据渭干河灌区潜水蒸发实验场观测资料 ,分析了潜水蒸发随埋深、土质及气象条件下的变化规律 ,对潜水蒸发量进行了公式拟合。结果表明 ,对于壤土类 ,幂函数型和清华公式拟合较好。对于砾石和细砂 ,阿氏公式和清华公式拟合较好。研究结果在生产应用中有一定的实用价值。