石羊河流域荒漠化评价指标体系研究

石羊河流域作为西北干旱区内陆河流域生态退化的典型,因其特殊的地理位置,成为我国北方沙尘暴的重要源地之一,影响到整个北方地区的天气状况。本研究在建立解译标志的基础上,对1999年和2004年两期卫片进行比较,并到现场进行重点核实,首次建立了石羊河流域荒漠化评价指标体系,结果表明石羊河流域荒漠化面积呈发展趋势,而且从程度上来说,向两极发展,即极重度、轻度面积增加,中度和重度面积减少,这与有关专家的预测和实际情况基本一致。     

石羊河流域生态环境恶化原因及综合防治思路与措施

石羊河流域生态环境日益恶化，其主要特征是土地荒漠化，导致沙尘暴频繁发生。石羊河流域土地荒漠化的原因有自然因素和人为因素，由于自然因素和人为因素的共同作用，加剧了流域生态环境的进一步恶化。在分析原因的基础上，提出了合理利用和保护水资源；完善土地荒漠化防治的有关法规；制订优惠政策，鼓励全民进行综合防治；开展科学研究，探索科学合理的土地荒漠化防治模式的对策及建议。     

数字流域水资源环境监测评价指标体系及指标库研究

基于3S技术的数字流域水资源环境监测评价可以获取传统监测手段所无法取得的更多信息，已成为目前国内外水资源环境监测评价的重要技术手段。提出了基于3S技术与传统监测手段综合集成的数字流域水资源环境监测评价信息处理基本模式，对数字流域水资源环境监测评价指标体系建立的理论基础、基本原则进行了探讨，以西北干旱区内陆河流域石羊河为例，建立了石羊河流域水资源环境监测评价指标体系。提出指标库管理的思想，并用VC＋＋6．0为开发工具，初步实现了石羊河流域水资源环境监测评价指标库系统。     

石羊河流域出山口河流流量的变化趋势及特性分析

根据相关水文气象台站的降水、蒸发、气温和流量观测资料,分析了石羊河流域年平均流量的变化特征及原因。研究表明:45a来,石羊河流域年平均流量总体呈略减少趋势,流域东、中部年平均流量呈减少趋势,流域东部减少幅度最大,流域西部年平均流量呈略增加趋势。石羊河流域年平均流量的年内分配因受补给条件的影响四季分明,四季流量大小依次为夏季、秋季、春季、冬季。流域四季年平均流量都呈减少趋势,变幅最大的是夏季,冬季最小。石羊河流域在不同时段不同区域年平均流量都存在6～7a和9～10a的长周期和2～3a的短周期。石羊河流域年平均流量各年代平水出现的几率最大。相关系数法分析表明,石羊河流域流量与区域气候变化存在很好的相关,流量变化与区域降水量之间存在显著正相关,与蒸发量之间为显著的负相关关系,区域降水量和蒸发量对径流变化起主控作用。最高气温也是流量变化的主要因子,区域平均气温和最低气温变化对径流量也有不同程度的影响,区域气候因子的综合作用是石羊河流域流量变化的根本原因。     

新疆艾比湖地区土地荒漠化时空格局的变化

新疆艾比湖地区在我国内陆荒漠自然生态系统中具有典型性和较高研究价值。利用RS及GIS手段对新疆艾比湖地区不同时期的卫星数据进行分析处理,提取各类土地荒漠化类型的时空分布特征信息。结果表明：艾比湖地区的荒漠化土地以盐渍荒漠化和风蚀荒漠化2大类型占绝对优势,按2000年分析结果,风蚀荒漠化土地面积占32．35％,盐渍荒漠化土地面积占54．49％,复合荒漠化土地面积占12．68％,水蚀荒漠化土地面积占0．48％;2000--2005年,艾比湖地区的总土地荒漠化面积减少了4．5％,其中,风蚀荒漠化土地面积减少了41．58％,盐渍荒漠化土地面积减少了2．85％,而复合荒漠化土地面积增加了82．9％;新疆艾比湖地区土地荒漠化的时空格局变化特征是,风蚀、盐渍化土地面积减少,复合荒漠化土地面积增加;土地荒漠化程度加重,复合荒漠化类型土地增加并向其他土地类型扩展。     

石羊河流域冬季冻土深度变化趋势及原因

利用1961~2007年石羊河流域上游、中游、下游当地气象站的冬季最大冻土深度、气温、地温、日照时数、降水量、相对湿度、蒸发、积雪资料,分析了近47 a石羊河流域冬季最大冻土深度的空间分布以及时间变化特征,进而采用相关系数法进一步探讨了冬季最大冻土深度变化的原因。结果表明:在空间分布上,石羊河流域冬季最大冻土深度分布与本地地理位置、土壤类型和海拔高度密切相关。石羊河流域冬季最大冻土深度梯度呈南—北走向,最大值出现在南部古浪,最小值出现在北部民勤。时间变化上,近47 a,石羊河流域以及流域上、中游冬季最大冻土深度呈下降趋势,而下游民勤冬季最大冻土深度则呈上升趋势,石羊河流域冬季最大冻土深度在不同时段内存在明显的6~7 a和9~10 a的周期反映,除下游民勤外在20世纪90年代都发生了突变。相关系数法分析表明,影响石羊河流域冬季最大冻土深度的气象因子是主要是热力因子,热力因子中关联最强的是极端最低地温和气温;水分因子中蒸发和冬季最大冻土深度的关联最明显。     

石羊河流域中下游浅层地温变化特征及其对气温变化的响应

为了合理指导农业生产、保护生态环境以及揭示地温对气候变化的响应程度。利用石羊河流域中游（武威）和下游（民勤）气象站1961～2013年日浅层地温（0 cm、5 cm、10 cm、15 cm、20 cm）及年气温观测资料,采用气候统计学分析方法,对石羊河流域中、下游浅层地温时间演变和极值特征以及其与气温的关系进行了系统分析。结果表明：石羊河流域中、下游年代、年浅层地温呈显著上升趋势,气候倾向率均通过了α=0.01显著性水平检验。年浅层地温的时间序列均存在着4～6 a的准周期变化,并发生了突变。各季节浅层地温也呈上升趋势,气候倾向率为：春季＞夏季＞秋季＞冬季,浅层地温的月变化比较一致,7月为一个明显高峰,1月为一个明显低谷。石羊河流域中、下游年平均气温呈显著升高趋势,年浅层地温与年气温呈极显著正相关,其相关系数均通过了α=0.001显著性水平检验。中、下游年气温与年浅层地温具有相同的周期变化,气温的年变化对浅层地温的年变化具有显著正作用,浅层地温的升高可能是对气温升高的响应。     

黄土丘陵沟壑区小叶杨林生长的空间差异分析--以吴旗县为例

对延河流域降水、径流和泥沙等水文要素从20世纪中叶到21世纪初的年内分配及年际变化进行了时变过程分析。以探求区域植被重建对流域水文过程的影响情况。结果表明,三个水文基本要素都有不同程度的年内分布趋于均匀和年际变化趋缓的趋势。20世纪70-90年代比60年代流域平均面雨量分别减少了10．5％,11．7％和14．0％,年径流量分别减少了19．0％,12．9％和22．6％,年输沙量分别减少了21．1％．46．2％和41．7％。     

政策驱动下石羊河流域生态效应变化分析

生态政策对于区域的生态健康与可持续发展具有深刻的影响。以石羊河流域为研究对象，借助遥感信息从地表植被动态变化、土地利用、生态系统服务价值3个角度对《石羊河重点治理规划》实施的生态效应进行分析。遥感数据选用了2000—2018年MODIS-NDVI数据及中国多时期土地利用/土地覆被遥感监测数据集（CNLUCC）。通过分析政策实施前后植被覆盖变化趋势、土地利用类型转换、生态系统服务价值变化等信息，获得了政策驱动下石羊河流域生态效应变化趋势。结果表明：2000—2018年间，石羊河流域植被覆盖情况明显改善。2007年《石羊河流域重点治理规划》实施后，流域NDVI明显增加，区域比例从27.41%增加到41.44%，严重退化区域从37.86%下降为12.14%；流域内水域、耕地和城乡工矿居民用地明显增加，林地、草地面积略有下降；19年间流域生态系统服务价值从232.82亿元增加到236.89亿元，其中2015—2018年间的增长趋势最为显著。研究成果对于衡量生态保护政策对石羊河流域生态系统恢复的促进作用提供了参考依据。     

石羊河流域中下游浅层地温变化及其对气温变化的响应

为合理指导农业生产、保护生态环境以及揭示地温对气候变化的响应程度。利用石羊河流域中游(武威)和下游(民勤)气象站1961—2013年日浅层地温(0、5、10、15、20 cm)及年气温观测资料,采用气候统计学分析方法,对石羊河流域中、下游浅层地温时间演变和极值特征以及其与气温的关系进行了系统分析。结果表明:石羊河流域中、下游年代、年浅层地温呈显著上升趋势,气候倾向率均通过了α=0.01显著性水平检验。年浅层地温的时间序列均存在着4~6 a的准周期变化,并发生了突变。各季节浅层地温也呈上升趋势,气候倾向率为:春季夏季秋季冬季,浅层地温的月变化比较一致,7月为一个明显高峰,1月为一个明显低谷。石羊河流域中、下游年平均气温呈显著升高趋势,年浅层地温与年气温呈极显著正相关,其相关系数均通过了α=0.001显著性水平检验。中、下游年气温与年浅层地温具有相同的周期变化,气温的年变化对浅层地温的年变化具有显著正作用,浅层地温的升高可能是对气温升高的响应。     

基于区统计方法的石羊河流域土地生态敏感性评价

以石羊河流域为研究区,以遥感数据为基础数据源,采用ArcGIS区统计方法进行土地生态敏感性评价,通过构建石羊河流域水土流失、土壤盐渍化、土壤沙漠化、生物多样性四个定量评价指标,利用栅格叠置分析方法定量研究了石羊河流域土地敏感性特征,生态敏感性等级及影响因素。研究结果表明,极敏感和高敏感区占到了全流域总面积的74.68%,低度敏感区和不敏感区分别占石羊河流域总面积的10.59%和0.88%。最后,针对石羊河流域土地生态敏感性分区的特点,通过综合研究结果和相关资料提出了环境保护和生态建设的相关对策,为指导石羊河流域生态治理提供科学依据。     

塔里木河下游沙漠化土地时空变化遥感分析

为对应急输水工程实施前后塔里木河下游地区沙漠化土地的变化状况进行监测,选择研究区1999年TM、2002年ETM+和2004年ASTER遥感影像及基础地理数据,通过沙漠化土地分类体系划分、信息提取模型构建及动态变化类型建立等方法,对研究区沙漠化土地的时空变化趋势进行了定性定量分析。结果表明：应急输水工程实施后,研究区内非、轻沙漠化面积逐年增加,分别由1999年的14 768.33、153 261.03 hm2增加至2004年的19 994.23、159 953.76 hm2;中度沙漠化面积年均减少2 981.58 hm2;强度沙漠化面积仅增加1.07 hm2。研究期间,部分沙漠化土地发生了较为明显的逆转,土地持续退化局面有所遏制和缓解,但由于来水量有限及采用线性输水等原因,远离河道区域的生态环境依然恶劣,流域整体生态环境仍不容乐观。     

1998-2005年石羊河流域土地利用/覆盖变化及其分析

根据1998年和2005年两期影像数据,利用RS和GIS技术,分析了近7 a来石羊河流域土地利用/土地覆盖的数量、结构、类型和空间分布上的变化情况,并对土地利用/土地覆盖变化的驱动力作了探讨.研究结果表明,7 a间石羊河流域草地、戈壁、沙地、林地、旱地和盐碱地面积呈减少趋势;高山、居民点、水浇地呈增加趋势;水浇地增加幅度最大,增幅为89 485.22 hm2,主要是由林地、盐碱地、居民点、沙地和戈壁转变而来;人工林地、重轻度盐碱地和水浇地的土地利用动态度明显,依次为4.14%,3.48%,2.23%和2.56%;人口压力、经济因素、生态政策是影响该流域土地利用/土地覆盖变化的主要驱动力.     

石羊河下游防风固沙体系建设模式

由于对水土资源的长期不合理利用，导致石羊河下游地区脆弱的生态环境不断遭到破坏，由此引起防沙固沙林衰败死亡，沙漠化扩张速度加快，使得该区域成为我国当前荒漠化危害最为严重的区域。通过对石羊河下游民勤县的防风固沙体系建设发展历史、体系现状以及存在问题的研究，针对新的生态环境条件，提出了防风固沙体系建设的免灌模式和灌溉模式。     

石羊河流域土地利用结构合理性评价

[目的]评价石羊河流域土地利用结构,为石羊河流域土地利用总体规划的修编、土地利用机构的优化以及土地资源的可持续利用提供依据。[方法]利用解译的石羊河流域5期(1980,1995,2000,2006,2012年)土地利用数据,基于TOPSIS方法,采用熵值法确定指标权重,结合灰色关联度分析,对石羊河流域土地利用结构的合理性进行综合评价。[结果](1)5期石羊河流域土地利用结构合理度总体上较高,均在75%以上,在时间上总体呈波动上升趋势。其中,2006到2012年上升19.54%,增幅最大;(2)不同土地利用类型变化对土地利用结构的合理性影响不同,其土地利用结构合理性关联度依次为:未利用土地(0.973 8)林地(0.961 1)草地(0.950 4)耕地(0.935 2)居民用地(0.757 6)水域(0.709 0);以石羊河流域耕地为参考数列,对影响耕地的其他土地利用结构进行了灰色关联度分析,发现对耕地影响最大的是林地(0.938 5)和未利用地(0.935 0),其次是草地(0.902 1),再次是居民用地(0.797 7)和水域(0.722 9)。[结论]限制石羊河流域未利用土地的开发,保护林地,调整草地和耕地比例,控制居民地的过快增长和严格保护水域,对优化石羊河流域土地利用结构具有决定性的作用。     

共和盆地近50年来草地荒漠化驱动因素定量研究

共和盆地是黄河上游土地沙漠化严重地区,土地沙漠化已经成为共和盆地生态环境恶化的主要问题。选取青海共和盆地从1953-2008年共56 a的农牧业人口数量、牲畜数量、耕地面积、粮食总产量、年平均气温、年降水量、年大风日数、年蒸发量8个社会经济和自然因素数据进行分析,运用因子分析法研究了盆地草地荒漠化的驱动因素。结果表明:共和盆地1953-2008年这个时间段人类活动对草地荒漠化的贡献率为53.75%;自然因素对草地荒漠化的贡献率为38.25%,超过1/3;人为因子和自然因素的综合影响,其贡献率仅为7.99%。说明人类活动对共和盆地生态环境的影响大于自然因素,是影响共和盆地草地荒漠化的主体因素。     

石羊河流域植被生态系统生态风险评价研究

区域生态风险评价涉及到多风险因子、多风险受体、多评价终点,强调不确定因素以及空间异质性的特点.以石羊河流域植被生态系统为例,以区域生态系统类型为着手点,计算不同生态系统类型的生态指数、脆弱度和生态损失度,根据不同种类和级别生态风险源的综合风险权重,利用ArcGIS 9.3软件进行叠加分析,形成不同的生态风险区.结果表明,石羊河流域植被生态风险空间差异性较为明显,其中1级风险区主要分布在石羊河流域上游,占全区面积的3.87％,以肃南和天祝2个县最为集中,植被类型多为有林地;2级生态风险区分布多与1级风险区相连,占全区面积的4.38％,植被类型多为灌木林;3级和低风险区主要分布在下游和中游地区,植被类型为草地和耕地.对石羊河开发利用时应当避免在1级和2级风险区进行大规模的土地开发利用,在3级和低风险区进行土地利用时应注意对土地进行保护利用.     

内蒙古西辽河流域荒漠化分析研究

内蒙古西辽河流域生态环境脆弱,土地利用类型复杂多样。近年来,随着社会经济的进一步发展,导致了西辽河流域严重的荒漠化,极大地制约着该区域社会经济的稳定、持续发展。通过利用该区域20世纪80年代末和2000年两期TM影像数据为信息源,在提取两期沙质荒漠化数据的基础上,深入分析了2000年西辽河流域沙质荒漠化状况,同时统计计算了该区十年内各沙质类荒漠化土地之间的转换面积,采用转移矩阵法和数学模型法,建立了20世纪80年代末到2000年沙质荒漠化土地转移矩阵和动态度。结果表明:风蚀荒漠化基本得到了控制,水蚀荒漠化土地增加了近1.5个百分点,盐渍化土地略有减少,但减少幅度不大。     

黑河流域中下游地区土地沙漠化现状及其原因分析

利用最新的土地沙漠化遥感监测数据(2000年),研究分析了黑河流域中下游地区的土地沙漠化现状及土地沙漠化发展的原因,并提出了其土地沙漠化防治的具体对策和措施。结果表明,2000年黑河流域中下游地区共有沙漠化土地13508.4km2,土地沙漠化类型包括耕地、草场、砾质沙漠化以及沙丘活化4种,总面积占监测土地面积(114446km2)的11.8%,其中轻度沙漠化土地27.4km2,占沙漠化土地总面积的0.2%,中度沙漠化土地1321.4km2,占9.8%,重度沙漠化土地2274.3km2,占16.8%,严重沙漠化土地9885.3km2,占73.2%,区内土地沙漠化形势严峻,以严重沙漠化土地类型占优势,特别是在黑河流域下游地区。黑河流域中下游地区土地沙漠化的发生和发展是自然和人为因素共同作用的结果,其中人类对流域内水资源的不合理利用是其主要驱动力。