新疆艾比湖流域植物区系研究

艾比湖流域目前生态环境问题很严重,突出表现在:盐尘暴天气增多、艾比湖湖面缩小、沙漠化、生物多样性降低、水资源利用不合理、水体污染等。这些对天山北坡经济带会产生威胁,所以对艾比湖流域进行生物多样性研究有重大意义,是非常必需的。对此我们在艾比湖流域进行野外调查,并整理和鉴定植物标本,艾比湖流域共有高等植物1178种,隶属79科440属,其中蕨类植物7科,9属,15种,裸子植物3科,4属,7种,被子植物69科,427属,1156种,其中有2个特有种:艾比湖桦(Betula ebinuricum),艾比湖沙拐枣(Calligonum ebi-nuricumIvanova)。对艾比湖流域的植被进行了地理区系成分分析,结果表明:艾比湖流域治污区系成分复杂,分属于20个类型,以中亚成分、欧亚成分和北温带成分占优势,表明新疆种子植物区系特征与本地区所处的气候带、地理位置及其地史变迁是一致的。这可为艾比湖流域生物多样性研究、生物资源的合理开发和流域生态环境治理提供参考依据。     

新疆艾比湖流域盐尘分析

通过对艾比湖流域的野外考察,以及沿途访问、咨询,分析了艾比湖流域盐尘的成因、加剧的原因、危害以及提出几点治理的办法。结果表明:艾比湖流域盐尘的成因主要是:阿拉山口强劲的大风;丰富的盐尘源;地表干燥、疏松,植被屏障衰退和丧失。近几年主要由于人类不合理的经济活动,使得盐尘源地扩大和地表状况恶劣,造成艾比湖流域盐尘加剧。盐尘的危害也越来越严重,不仅对工农业和人体造成了严重危害,而且已经危及到天山北坡经济带的持续发展,所以治理盐尘刻不容缓。由结果分析要治理艾比湖流域的盐尘,需要减少提供盐尘的源地,改变地表恶劣的状况。     

LUCC视角下的艾比湖流域典型区域景观格局时空变化研究

在RS和GIS技术的支持下,以艾比湖流域典型区域1990、1998、2011、2013年的四期Landsat影像为数据源,利用ENVI4.8得到艾比湖流域典型区域4个时期的土地利用/覆盖类型转移矩阵,并对土地利用面积变化量进行分析,利用土地资源数量变化指数单一土地利用类型动态度和区域土地利用综合动态度模型对土地利用问题进行信息的提取,借助景观生态学软件Fragstats3.3进行景观指数的计算,深入探讨了近20年来艾比湖流域典型区域景观格局的时空动态变化。从景观和斑块尺度上分析了1990~2013年艾比湖流域典型区域景观格局变化的整体特征和空间异质性。结果表明:从1990~2013年耕地面积不断增加且幅度最大,增加134354.07hm~2,其他地类的面积有所减少;各地类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;景观香农多样性指数在2011年出现最高值1.5173,景观丰富度在这一年最明显。该研究对艾比湖流域土地利用动态及环境演变等研究有着非常重要的意义。     

关中-天水经济区景观格局分析的尺度效应

以2010年TM影像为数据源,应用ArcGIS、Erdas软件对影像解译,把关中-天水经济区的土地利用景观分为6大景观类型。运用景观格局分析软件Fragstats 3.3,选择景观类型所占景观面积的比例、斑块个数、最大斑块指数、形状指数、平均分维数、连接度指数,从景观类型级别上探讨了景观格局指数的粒度效应,并对部分景观指数随粒度变化曲线进行了拟合。结果表明：在粒度为30～600 m,各景观类型的不同景观格局指数呈现出4种变化趋势: ① 指数值基本不变;② 指数值呈现有规律的上升或下降,有明显拐点;③ 指数值呈现有规律的上升或下降,但是拐点不明显;④ 指数无规律变化;部分景观指数随粒度变化曲线,可分别用三次函数和线性函数进行拟合;关中-天水经济区各景观类型景观指数计算的适宜粒度范围是耕地为120 m、林地为120～160 m、草地为90～130 m、水域为90～110 m、建设用地为90～130 m、未利用地为110～160 m。     

新疆艾比湖流域生态环境空间分异特征研究

本文着重从地质地貌、气候、植被、土壤及水环境等方面对艾比湖流域生态环境空间分异规律以及相互之间的联系,将有助于深刻了解该流域生态环境形成和演化的自然背景和各种资源组合的规律,这是解决艾比湖流域生态环境恶化问题关键出发点。综合分析艾比湖流域生态环境空间分异的气候、地质构造和地貌演化、地表水和地下水水文化学性质、土壤性状和水资源供应状况等自然地理要素,为该流域合理开发和配置各种资源提供理论依据,以保证该流域各种资源的可持续利用和生态环境的改善。     

新疆艾比湖流域水资源供需关系预测分析

本文以2000年艾比湖流域的水资源利用现状为基础,建立了流域水资源供需系统的动力学模型,并结合流域的人口和经济发展状况,计算预测模拟了流域未来30年的可供水量、人口、工业产值、农业产值、生活用水、工业用水、农业用水、生态环境用水等主要8个指标的变化趋势及供需水平衡分析。根据预测结果,对目前和将来用水中可能出现的问题,提出了流域水资源供需水平衡协调的对策。     

新疆艾比湖流域近40年来气候变化特征分析

本文通过艾比湖流域分布的5个气象台站有关气温、降水、蒸发的多年数据,分析了近40a来艾比湖流域的气候变化特征。结果表明:近40a来年平均气温及春、夏、秋、冬四季气温均呈上升趋势,其中以冬季最为明显;年平均降水量及春、夏、冬季降水自90年代后出现增加趋势;年及四季蒸发量呈上升趋势,但90年代的年及各季蒸发量较80年代呈减少趋势,其中以夏季最为明显。该地区近10多年来气候发生了明显的变化,主要表现在气温升高,降水增多,蒸发量却有减少的趋势。     

新疆艾比湖流域平原区土壤螨类群落特征

为了解艾比湖流域平原区土壤螨类群落特征及其变化动态,2012年4、7、9、11月中旬对该流域七种生境土壤螨类进行了取样调查。结果显示:1)共捕获螨类11 697只,隶属于4目56科75属,其中甲螨目为9445只44属30科、革螨目为1785只12属10科、辐螨目为385只16属14科、粉螨目为82只3属2科。其中尖棱甲螨属Ceratozetes和广缝甲螨属Cosmochthonius为优势类群,古甲螨属、礼服甲螨属、盖头甲螨属等14属为常见类群,三皱甲螨属、直卷甲螨属、三甲螨属等59属为稀有类群,各类群所占的比例分别为18.98%、39.1%及41.92%。2)七种生境土壤螨类群落时空分布均存在显著差异(P<0.01),其中个体数水平分布依次为防护林>草地>耕地>灌木林>枸杞园>盐碱地>胡杨林。垂直分布表现出明显的表聚性,各层个体数比例分别为54.84%、30.23%、10.9%及4.1%,而季节变化表现为秋季>春季>夏季>冬季。3)不同生境植被类型、湿度、有机质含量及人为干扰程度是影响该流域土壤螨类群落特征的主要因素。     

艾比湖流域景观结构及其与环境因子关系分析

以艾比湖流域为研究对象,采用Fragstats3.3的标准法和移动视窗法先后分析了流域景观结构及其空间分布特征;然后,针对流域本身自然地理环境特点,分别设置了两条样带,获得了景观指数沿两个样带方向的变化数据;最后,以高程、降水、气温、地温、人口和GDP为环境因子,以景观指数值为目标物种,利用去趋势典范对应分析方法研究了景观结构与环境因子的关系。结果表明:艾比湖流域景观结构简单,景观类型所占比例较为均衡,斑块多以相邻大斑块拼接而成,破碎化程度低,荒漠作为基质在景观类型中占据着优势地位,景观指数变化较大的地区多处于两种不同景观类型之间的过渡地带,自然环境对景观结构的影响比社会环境影响更大。     

新疆艾比湖流域平原区不同生境中小型土壤动物群落特征

为了解艾比湖流域平原区不同生境中小型土壤动物群落特征及其变化动态,2012年4月、7月、9月和11月中旬分别对该流域的灌木林、盐碱地、草地、自然林、果园、防护林及耕地等7种不同生境中小型土壤动物群落特征进行了取样调查。结果表明:共获得中小型土壤动物18971只,分别属于3门、12纲、29目(30类);其中甲螨亚目、弹尾目和垫刃目为优势类群,占总个体数的72.1%;中气门亚目、蛭态目、前气门亚目、茅线目、鞘翅目幼虫、膜翅目和线蚓目等7类为常见类群,占总个体数的19.9%。其余的20类为稀有类群,占总数的8.0%。在7种不同生境中小型土壤动物类群和个体数之间存在明显的差异(p0.05),其个体数水平分布依次为防护林耕地草地灌木林果园自然林盐碱地,而类群数顺序为防护林草地耕地果园灌木林自然林盐碱地。在垂直分布表现为明显的表聚性特征,即从地表向下,随着深度的加深其类群和个体数量逐渐减少,并各层间具有显著性差异(p0.01),即0~5 cm5~10 cm10~15 cm15~20cm。个体数的季节动态变化依次为秋季最多,其次为春季和冬季,而夏季最少。     

开都河流域下游绿洲景观格局变化分析

以开都河下游绿洲为研究区,利用1990年、2000年、2011年三个不同时期遥感影像数据,运用RS与GIS技术,采用景观格局指数,分析开都河下游绿洲近30a的景观格局动态变化特征。研究结果表明:研究区景观多样性指数由1.41下降到1.39,优势度指数由0.13下降到0.03,景观破碎度指数由0.0034下降到0.0023,数值变化虽然不大,但均呈下降趋势,特别是破碎度指数只有0.0034、0.0024、0.0023,均接近于0,表明研究区景观破碎化程度相对较低,景观结构较为简单,异质性较低。从1990年以来,研究区的景观格局一直向破碎化与退化方向发展,其原因主要与土地利用类型的变化有关;虽然景观格局破碎化与退化的速度较慢,但是干旱荒漠地带绿洲生态系统的变化必须引起重视。     

艾比湖流域生态环境质量评价

艾比湖流域是我国西北内陆干旱区生态退化最严重的区域之一,上世纪50年代以来,随着流域的开发和气候变迁,湖泊水域面积剧减,湖周平原区呈现了沙漠化扩展、次生盐渍化严重和自然植被大量衰败等生态环境问题。研究分析认为,形成这些问题的根源(驱动力)是:1)持续的干旱和大风等气候特征控制了生态环境的总体面貌;2)地质地貌控制了生态环境的空间格局;3)水文状态特别是地下水控制了生态环境系统的演化方向和生态结构与功能,地表水、地下水、土壤水和大气降水均以各自的方式影响着流域的植被和生态;4)人类水资源利用和土地开发影响了生态环境的规模和稳定性。以此为基础,用各自的表征指标构成基于驱动力的生态环境质量评价指标体系。利用Matlab中的径向基神经网络模型定量评价了流域的生态环境质量,结果表明流域生态环境从山地向平原到湖泊逐渐变差,最差的地段是艾比湖湖滨的盐土平原、沼泽湿地,这说明保护艾比湖是该地区生态环境的核心问题,要实现流域协调发展必须保证足够的入湖水量。     

艾比湖流域绿洲稳定性研究

20世纪50年代以来,艾比湖流域绿洲荒漠化过程加剧,绿洲萎缩,稳定性严重失衡。由于绿洲是一个典型的灰色系统。因此,文章在探讨了基于水资源、土壤资源和植被资源表征下艾比湖流域绿洲稳定性变化机理的基础上,利用灰色系统理论的方法对绿洲稳定性的驱动机制进行了研究,诊断并分析了各影响因子在不同表征下对绿洲稳定性的贡献作用大小。结果表明:绿洲内外过度的人为活动是稳定性变化的主导驱动因素,为拓展绿洲学研究的新思路提供了有益的探索。     

新疆艾比湖流域平原区不同生境中小型土壤动物群落多样性与相似性

2012年4、7、9和11月中旬分别对艾比湖流域平原区的灌木林、盐碱地、草地、胡杨林、枸杞园、防护林及农田7种生境下中小型土壤动物群落多样性进行了取样调查.结果表明:获得中小型土壤动物共18971只,隶属于3门12纲29目(30类).不同生境中小型土壤动物群落多样性指标之间差异显著(p＜0.05),其中:Shannon-Wiener多样性指数(H)依次为胡杨林＞草地＞盐碱地＞农田＞枸杞园＞灌木林＞防护林;Margalef(M)丰富度指数依次为防护林＞胡杨林＞枸杞园＞农田＞草地＞灌木林＞盐碱地;Simpson优势度指数(C)依次为防护林＞灌木林＞草地＞农田＞枸杞园＞胡杨林＞盐碱地.不同生境中小型土壤动物群落的Jaccard相似性主要为中等相似(处于0.50 ～0.75).群落欧氏聚类和MDS排序分析结果表现为以灌木林、盐碱地及胡杨林为一组的自然荒漠环境类型、以农田和枸杞园为一组的耕作干扰环境类型、草地环境类型和防护林环境类型.研究结果表明,微环境植被类型、土壤环境条件和人为干扰差异是影响该流域中小型土壤动物群落多样性和相似性变化的主要因素.     

白洋淀流域景观空间格局随高程分异研究

在ERDASIMAGE中对白洋淀流域2000年的TM数据解译处理,并在ARCGIS和景观结构分析软件FRACSTATS软件的支持下,计算出不同高程带下景观格局指数,并做进一步的分析,结果表明:白洋淀流域景观格局受高程影响显著,分别表现在景观水平和景观要素类型上,空间格局特征随高程呈有规律的分异,但是人为景观类型耕地和居民点表现出与自然景观草地和林地随高程变化不同的分异特征。同时,白洋淀流域东部的人为景观与西部的自然景观也表现出不同的景观格局特征。耕地作为白洋淀流域的主要景观类型,对各个高程带的总体景观格局影响很大。而丘陵区由于其位于农牧和林牧交错带,也表现出与其它高程带不一致的格局特征。     

近20多年来石羊河流域景观格局演变特征

在RS和GIS的支持下,应用景观生态学理论和方法,通过对1986,1994,2000和2006年四期遥感影像,采用景观空间格局指标定量分析20多年来石羊河流域景观规模和空间格局演变。结果表明:在全流域草地和沙地占据优势,而武威绿洲以耕地占绝对优势,民勤绿洲则以耕地和沙地共同占主导地位,主要景观的变化则以民勤绿洲耕地、沙地的增加和林地、草地的减少最为显著;流域整体景观结构较为稳定,但流域小区域内,景观演变较为突出;流域景观变化主要发生在中下游的武威和民勤绿洲区,而各景观结构的变化主要集中在荒漠和绿洲的交错地带。尤其从2000年到2006年6年时间里,绿洲化趋势在武威绿洲发展明显,耕地增加显著,沙地大量减少。而在民勤绿洲,耕地虽有所增加,但沙漠化进程大于绿洲和农业化进程。     

艾比湖流域风沙土盐分特征分析

以艾比湖流域风沙土土壤为研究对象,对不同植被类型覆盖条件下土壤总盐含量、可溶性离子等指标进行测定,通过相关性分析以及主成分分析,确定土壤盐分特征。结果表明：研究区不同植被覆盖下的风沙土土壤盐分含量较高,差异较大,总盐含量呈现强烈的空间变异特征;土壤中总盐含量与Cl-、K＋＋Na＋及SO42-含量之间存在极显著的正相关关系,总盐含量与HCO3-的相关性最弱;土壤中阴离子以Cl-,SO42-为主,阳离子以K＋＋Na＋为主,据主成分分析结果将其确定为盐渍化的特征因子。研究区风沙土盐渍化类型以氯化物-硫酸盐型和硫酸盐型为主,判断该区域风沙土的盐渍化类型为盐土。     

新疆艾比湖湖面面积变化分析

利用遥感资料和文献,研究艾比湖湖面面积的年际和月际变化。利用最小二乘法求参数,进行线性回归,寻求湖面变化和降水因子的相关性,得出降水量和湖面面积的相关系数为0.706 43,经显著性检验,并用大量的数据及事实分析了湖面面积和其他自然因素及人类活动因子的相关性。根据以上研究可以大致预测艾比湖湖面的变化趋势,为决策层制定防治对策提供科学依据。     

艾比湖流域水资源变化与区域响应

艾比湖流域地处干旱的北疆地区,人类活动中最突出的建设水利设施和土地开发利用,加之全球变化的影响,改变了艾比湖及其水系原生自然生态系统,水资源和水环境发生了很大的变化。在综合研究流域内水资源变化成因的基础上,提出通过开源和节流并举,保证生态用水量,调整产业结构,依靠工程性和非工程性措施响应水资源变化,降低脆弱性,实现流域效益的最大化。     

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。