基于NDVI的干旱区典型绿洲植被覆盖动态变化分析——以策勒绿洲为例

绿洲是干旱气候特有的产物,植被变化可以很好反映绿洲的展缩,而策勒绿洲是典型的干旱区绿洲。因此,文中选取策勒绿洲两个不同时期的TM影像,通过归一化植被指数和植被覆盖度像元分解模型,研究了1990~2000年策勒绿洲植被覆盖度的动态变化。研究表明:在此期间策勒绿洲植被呈退化、绿洲缩减、荒漠化加剧;最后结合自然与社会因素对植被覆盖变化原因进行详细分析,并提出相应对策。     

策勒绿洲边缘自然植被恢复重建的盖度指标

策勒绿洲位于塔克拉玛干沙漠南缘，绿洲边缘的自然植被带是保护绿洲的天然屏障，近50年来，绿洲边缘的自然植被带遭到严重破坏，绿洲生态系统受到沙漠化的严重威胁，恢复重建绿洲边缘自然植被带的限制因素是水，通过综合研究确定具备可靠防护功能的不同植被类型的盖度指标，是恢复重建绿洲边缘自然植被过程中节约用水的基础，本研究通过对策勒绿洲边缘沙物质的粒度分析，起动风速的风洞实验，绿洲边缘风速的长期测定以及不同植被类型防护效益的野外观测，确定策勒绿洲边缘不同植被类型的盖度指标为：●柽柳灌木群落盖度：≥20%；●骆驼刺草本植物群落盖度：≥30%；●花花柴草本植物群落盖度：≥30%；●芦苇草本植物群落盖度：≥30%。     

策勒绿洲外围的天然植被与土壤水分的关系

本文根据观测资料，分析提出了在塔克拉玛干沙漠南缘的绿洲外围，恢复和发展绿洲外围天然植被的关键问题，即利用夏季洪水灌溉，这在治理沙漠，保护生态环境方面具有巨大的作用。     

塔克拉玛干沙漠南缘绿洲外围的天然植被

塔克拉玛干沙漠南缘是一片极端士昌的荒漠，生态环境严酷，脆弱；植物区系组成贫乏。根据植被生存所需要的水分来源，本文将绿洲外围的天然植被粗略地划分为雨育植物群落，毛管水植物群落，以及主要靠大气降水，地表散流渗透和土壤包气带中的水汽维持生存的兼性植物群落，主要靠大气降水从沙层中吸收凝结水维持生命活动的兼性植物群落；上述各类天然植物群落是保护绿洲支持系统的有机组成，使绿洲免于减轻风沙流入侵。     

2001—2010年策勒绿洲-沙漠过渡带的变化及其成因

通过分析多年的NDVI,探讨策勒绿洲-沙漠过渡带的空间结构变化,并结合同期自然环境和人为活动情况进行讨论。结果表明：① 过渡带植被变化总体上受地下水位控制,植被由绿洲向沙漠梯度递减;其内部植被覆盖区域与裸沙地并存,植被分布呈斑块状。根据过渡带NDVI的变化,将过渡带分为单向渐变型、双向渐变型和突变型过渡带。② 2001—2010年策勒绿洲-沙漠过渡带边界变化剧烈,过渡带内边界主要受控于人为活动;过渡带外边界主要受控于自然因素。③ 虽然绿洲地下水受到持续过度开采,绿洲-沙漠过渡带不断被开垦成为耕地,但是由于封育保护,2001—2010年过渡带植被略有改善,基本上保持其自身的稳定。④ 策勒绿洲-沙漠过渡带NDVI变化趋势与年降水量的变化趋势相一致,但变化幅度相差较大。     

荒漠绿洲的形成条件和过程

绿洲分为天然绿洲和人工绿洲两大类型；绿洲的形成条件以水为基本、地形为制约、土壤为载体、植被为体现；天然绿洲的形成过程有沼泽化过程和草甸化过程，人工绿洲的形成过程有建立人工植被过程，培养优质高效农业过程及发展工业和城镇建设过程；绿洲的建设措施有：（１）巩固现有绿洲，保护山区水资源，内陆河流域上、中、下游合理分配用水，防治土壤次生盐渍化，防止土地风蚀沙化，（２）扩大和发展绿洲，根据现有水资源潜力扩大绿洲面积，外调水源发展新绿洲，加强绿洲工业和城镇建设。     

策勒河下游绿洲近五十年来土地沙漠化成因

策勒河下游绿洲近五十年来土地沙漠化成因李小明，张希明（中国科学院新疆生物土壤沙漠研究所，乌鲁木齐，８３００１１）策勒河下游绿洲（以下简称策勒绿洲）位于塔克拉玛干沙漠南缘策勒县境内，是一个小型的独立绿洲，行政区划包括策勒县的策勒乡和策勒镇，是策勒县人口...     

新疆策勒"双株双层"栽培棉田小气候特征

对策勒“双株双层”特高产栽培棉田小气候观测表明：棉田地温条件良好，有利于苗期棉花的生长。绿洲边缘较绿洲内部更有利于棉花生长的小气候条件。温度状况表现为：蕾期绿洲外围超过35℃高温天气减少；花铃期绿洲外围温度条件与绿洲内部相差不大；吐絮期绿洲内部的温度条件较绿洲外围好。湿度状况表现为：灌溉后，土壤含水量增加，棉田蒸发和蒸腾作用强烈，冠层和近冠层的湿度相对增加；高温晴天，整个大气湿度降低，也使棉田湿度降低；阴天时，湿度相对增加；极少量降水，对棉田湿度仅有短期影响。风速状况表现为：蕾期风力较大，常有灾害性大风；花铃期平均风速最小，偶有灾害性大风；吐絮期的平均风速较花铃期大，但没有灾害性大风。     

绿洲外围植被防护生态效益的研究

ｋ－ε紊流数学模型是模拟风通过绿洲外围植被区流场细节的有效手段，由此可找出风流通过植被区，在顺风方向及随植被盖度变化的递变规律，并可定量地反映绿洲外围植被降低风速、降低进入绿洲沙流量的生态效益。试验表明，顺风方向２ｋｍ的植被盖度由０增至１５％－２０％，可降低风速３７％－４０％；增至３５％－４０％，可降低４８％左右；增至５５％，可降低５４％左右。植被盖度由０％增至１５％，３５％，５０％，在地面上以０     

策勒绿洲生态系统的可持续发展对策

绿洲生态系统是一类独特的生态系统,具有独特的结构和功能。本文分析了策勒绿洲生态系统的特点及其可持续发展对策,以利于策绿洲经营方式的转变,促进策勒经济的稳步发展。     

塔里木河流域环境问题及其治理途径的探讨

随着人类活动的加剧,塔里木河流域人工绿洲的面积不断扩大,天然绿洲相应减少,水资源问题突出。与此同时,沿岸湿地萎缩退化,天然林草植被减少,绿洲外围的荒漠地带不断在扩展,土地沙化严重,下游绿色走廊垂危。为维护塔河流域的持续发展,必须挖掘上游节水潜力,合理利用水资源,充分认识沿岸绿洲和湿地的耦合关系,尊重自然规律,合理应用现代科学技术,坚持“调整控制上游,保护培育中游,恢复重建下游”的原则促进塔河流域的持续发展。     

策勒沙漠-绿洲过渡带不同下垫面的输沙通量及粒度差异特征

沙漠-绿洲过渡带天然植被具有良好的防风阻沙效益,对绿洲内部农田起到重要保护作用。在策勒4个不同下垫面风动力条件研究基础上,结合地表和BSNE积沙仪沙样粒度进行分析,探讨不同下垫面水平输沙通量差异及沙物质粒度特征及形成原因。结果表明:平均风速及地表输沙率从流沙前沿经半固定沙地、固定沙地、进入绿洲后大幅度减少。沿主风向随着与流沙前沿距离的增加和搬运高度的增加,地表裸平沙地和输沙沙粒平均粒径都有变细的趋势,流沙前沿和绿洲边缘地表沙粒平均粒径相差30μm,BSNE跃移输沙沙粒粒级分布范围比过渡带平沙地地表沙粒粒级分布范围较窄。     

策勒绿洲塔格勒剖面孢粉分析的初步结果

根据位于策勒绿洲与荒漠交错带的塔格勒剖面孢粉记录的初步研究表明,近７００ａＢ,Ｐ,来此地区气候的干旱状况持续未变,但期间仍有几次相对湿润期,即在剖面距顶２．７－２．０ｍ段,１．８－１．９ｍ段和０．８－０．６ｍ段孢粉组合特征显示出当时植被生长条件较好,生长环境相对湿润的特征,地层沉积物特征也有相应体现。     

塔克拉玛干沙漠南缘生态环境的特点及治理问题

本文根据实地考察，概述了新疆维吾尔自治区南部的塔克拉玛干沙漠南缘生态环境问题。塔克拉玛干沙漠属极旱荒漠地区，生态环境十分严酷，干旱和风沙为害是最主要的生态环境问题。防止和减少有害物质侵入人工绿洲，关键是有效地保护和恢复绿洲及其外围的植被，进一步加强防沙生物工程的建设。     

策勒达木沟剖面年代学研究及意义

根据位于策勒绿洲与荒漠交错带的达木沟剖面的年代学及剖面沉积特征研究表明，虽然近四千年来气候的干旱状况持续未交，但期间仍有若干次相对湿润与干旱化的加剧时期的波动。但距今约１０００年以来，策勒绿洲边缘沙漠化进程急剧加强，明显地反映了近四千年来本地区持续干旱化的特征，且有后期加剧的趋势。     

策勒试验区的饲料类型及其生产力

策勒绿洲脆弱带试验区是塔克拉玛干沙漠南缘绿洲脆弱带的典型地区之一。这里家畜饲料来源于２０多种植物和农副产品。可分为粗饲料、青绿饲料，能量饲料和蛋白质饲料等４个饲料类型。每年总生产量６９４３ｔ，每年每公顷土地饲料生产量３３７７．２ｋｇ。农田的饲料生产量比天然群落的生产量高４８％。此带饲料植物光能利用率０．１２７％－０．７７％之间，饲料的理论家畜饲料量６７９９只羊单位／年。目前实际饲养量为４８８０只羊     

乌兰布和东北部荒漠-绿洲生态交错带植被特征及其群落多样性研究

以2009年9月乌兰布和沙区植物群落样方调查资料为基础,对其农牧交错带内不同生境的植被特征及其物种多样性进行研究。结果表明：在区域干旱气候的共同背景下,由于受人工绿洲灌溉水分水平运动影响的强度不同,导致该生态交错带内山前洪积扇、人工绿洲周边、绿洲外围植被的组成及其群落多样性差异显著,水平空间尺度上群落变异性大,构成群落...     

塔里木盆地南缘绿洲土地覆盖变化及驱动力

以塔里木盆地南缘的策勒绿洲为研究区,基于4期土地利用和遥感影像、以及气象、水文和社会经济数据,分析了1990—2018年策勒绿洲土地利用/覆被变化特征。结果表明:(1)策勒绿洲各土地利用类型发生明显转变,农田面积向四周扩增,林地分布区域发生大幅度转移,不同覆盖程度的草地之间转化频繁。(2)绿洲共有138.41km2的面积发生转变,占总面积的53.85%,各类型的单一动态度依次为:高覆盖草地农田低覆盖草地建设用地中覆盖草地未利用土地林地,双向动态度依次为:高覆盖草地农田低覆盖草地建设用地林地中覆盖草地未利用土地。(3)绿洲林草植被指数低于0,表明林地和草地一直处于退化的状态;绿洲土地利用变化驱动力主要为人口、降水以及径流量。     

疏勒河中游绿洲生态环境需水研究——Ⅰ.方法与参数选取

干旱内陆河流域绿洲生态环境需水研究是内陆河流域水资源综合管理和优化配置、保护和恢复生态环境中最为关键的科学问题之一,本研究针对疏勒河中游绿洲生态环境现状以及天然植被、河流湖泊等生态需水特征,建立了基于天然植被、河流、湿地和防治耕地盐碱化的疏勒河中游绿洲生态环境需水定量化模型,以期为干旱内陆河流域绿洲生态环境需水研究提供一种可借鉴方法。模型计算结果表明,疏勒河中游绿洲2013年天然植被、河流基本生态、河流输沙、河流渗漏补给、水面蒸发和湿地生态环境需水量分别为1.90×108m3、1.00×108m3、1.11×108m3、0.83×108m3、0.68×108m3、2.70×108m3。根据目前疏勒河流域中游绿洲水资源与生态环境现状,应加强水资源的综合管理,协调农业用水与生态用水关系以及不同区域和不同部门间水资源配置量,提高水资源综合利用效率;进一步制定中游绿洲近期和远期生态保护和生态恢复目标,确定生态综合治理重点区,准确计算基于生态保护目标的流域中游绿洲生态需水量及阈值。     

西北干旱地区水资源系统开发对植被的影响

水资源条件的变化对环境的影响突出反映在干旱区环境生态脆弱地带,并以地下水或地表水变化对环境中的植物因素产生影响。它们主要表现为:人工林退化、荒漠河岸林衰退,绿洲外围天然灌丛的衰败、草甸植被的变化等方面。而这种影响因其方式、数量和作用方向不同而异。植被保护和干旱区生态环境的改善已是十分迫切的问题。由于水资源系统与植被间有着复杂的物质循环、能量流动和信息传递的关系,因此应把水资源看作生物圈的组成部分,实行环境综合管理。依据干旱区土地生态系统构成的原理和结构,协调好水资源系统开发和植被保护的关系。