塔里木河中游典型绿洲土地利用/覆被及水资源动态变化研究

运用3S技术，并采用最大似然法分别对1989年和2010年渭干河-库车河绿洲两期Landsat-TM影像数据进行分类统计，获得了该区域22年来土地利用/土地覆被变化矢量图和定量统计数据，并利用不同时期该流域地表径流和地下水资源开发利用程度、农业种植结构、城市用水、天然植被用水，分析该区域土地类型变化和水资源的关系。研究结果表明：该地区耕地面积逐年增加，22年来增加耕地面积141 573.4 hm²，平均每年增加6741.59 hm²；天然植被草地面积急剧减少，平均每年减少7 682.38 hm²，城市用水由0.41亿m³增加至4.26亿m³，加之机电井数量骤增导致地下水位下降了2.34 m；导致地下水位下降，水质矿化度增高，天然植被大量减少，流域下游生态问题极其脆弱。     

城市景观格局变化对城市热岛效应的影响--以乌鲁木齐市为例

利用遥感软件对1987年,1997年2期遥感影像进行监督分类,得到乌鲁木齐市的景观分类和景观格局变化图,并运用Fragstats软件对2期的景观格局做出定量评价,计算斑块数、斑块密度、平均斑块面积等景观指数;同时利用单窗体法提取各期LST(陆地表面温度),对两者进行比较分析发现:①城区面积的扩大使城市热岛效应在强度和面积上有加强的趋势;②尽管绿地面积变化不大,但其破碎度增加,使城区与绿地相混合程度提高,导致特高温区域面积减少;③由于水体斑块数的增加,使更大范围的城区在水体影响下局部温度降低,但由于自然水体面积有限,且总体呈减少趋势,使得郊区、水库区域明显增温,与城市中心区域温差逐渐缩小.由此,针对研究区的具体情况,提出改善城市热岛效应的对策.     

基于不同植被指数三角形法的蒸散指数研究

蒸散发的研究对于绿洲的生态安全、农业生产及水资源合理配置等问题具有重要意义。利用Landsat-8遥感影像获取于田绿洲2011年5月17日与2016年5月15日的地表温度和植被指数信息,根据地表能量平衡原理,构建三角形特征空间,基于一定的假设条件,并根据其"干边"和"湿边"方程系数计算研究区蒸散指数,同时采用MOD16-ET产品数据和研究区土壤含水量数据对地表温度与不三种不同植被指数计算出的蒸散指数进行对比分析。结果表明:基于三角形法的蒸散指数能够很好地估算陆面蒸散发,且与MOD16-ET产品的精度验证相关系数较高,R~2均大于0.7;而通过对比三种常用植被指数与地表温度计算的蒸散指数,采用ET-Ts/EVI计算出的蒸散指数精度较高,R~2大于0.8;同时,该方法与土壤含水量拟合结果同样,表现出ET-Ts/VI具有更高的精度(R~2大于0.7)。     

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.     

基于高光谱的ASTER影像土壤盐分模型校正及验证

快速准确地获取土壤盐分信息是监测和治理土壤盐渍化现象的重要前提.该文以新疆维吾尔自治区典型盐渍化区域——艾比湖流域为研究区,analytical spectral devices(ASD)光谱仪采集的土壤高光谱数据和advanced space borne thermal emission and reflection radiometer(ASTER)影像为数据源,结合实测土壤盐分含量信息,对遥感定量反演土壤盐渍化现象进行研究.再经过光谱反射率数学变换后,结合相关性分析,利用多元回归方法分别建立基于重采样后的高光谱和影像光谱的土壤含盐量估算模型,对遥感影像光谱盐分估算模型进行校正,以提高遥感定量监测盐渍化土壤的精度.结果表明:ASTER影像光谱反射率二阶导数变换和ASD重采样光谱的对数的二阶导数变换所建立的盐分估算模型最佳,决定系数R2分别为0.59和0.82.经ASD重采样光谱模型校正后的ASTER影像光谱的盐分估算模型精度R2为0.91,有效地提高大尺度条件下土壤盐渍化反演精度.研究为大尺度土壤盐分定量遥感监测提供了一种有效方法.     

基于分形理论的干旱区绿洲耕地动态变化及驱动力研究

以干旱区典型绿洲新疆于田县为研究区，利用遥感、地理信息系统和全球定位系统(3S技术)相结合的方法，在分形理论的基础上，计算了于田县1976、1989、1999和2001年耕地资源的分维值D、稳定性指数SI和分维变ΔD，并根据其值的物理意义，对耕地的动态变化进行了定性分析。同时根据历年统计数据，运用主成分分析法对引起绿洲耕地数量时空变化的11个驱动因子进行了定量分析。结果表明：社会经济发展水平、人口增长、农业科技进步和水土资源限制是影响耕地数量26年动态变化的主成分，其研究对干旱区农业绿洲耕地的合理利用和可持续性发展具有重要意义。     

基于遥感影像的马雷绿洲空间热环境分布特征研究

绿洲空间热环境的研究是深入了解绿洲沙漠化变化机理的重要手段。以土库曼斯坦马雷绿洲为例,将Landsat TM/ETM+作为基础数据源,基于定量遥感分析方法,进行马雷绿洲地表温度以及植被覆盖度的反演,在统计地表温度—植被覆盖度二维散点图的基础上,研究地表温度与植被覆盖度的相关关系。结果表明:土地利用类型是影响地表温度的显著因素,基本决定地表温度的总体分布的是土地利用类型的分布;通过对地表温度以及植被覆盖度相关性的研究,得到2001及2010年的相关系数分别为0.677 8、0.665 0。     

干旱区绿洲土壤盐渍化动态变化及其影响因子分析研究—以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

[目的]土地盐渍化是干旱、半干旱地区由于人类不合理的开发土地资源活动和脆弱的生态环境相互影响而引起的土地退化问题,它严重威胁着干旱区绿洲生态环境的稳定性,约束着社会经济的可持续发展.因此,监测盐渍地的分布范围及其盐渍化程度,分析其成因对绿洲生态环境和社会经济可持续发展有着重要的意义.[方法]以塔里木盆地北缘盐渍地普遍发育区域渭干河-库车河三角洲绿洲为例,利用 1989年TM,2001年ETM +和2007年ALOS 3个时期的遥感影像数据,在野外调查的基础上,采用监督分类方法,进行了盐渍地动态变化分析研究.[结果]1989～2007年的19 a中,重度盐渍地面积从1 177.78 km2增加到1 192.33 km2,中度盐渍地面积增加了1 353.25 km2,轻度盐渍地面积减少了3.40;,总盐渍地面积呈增加趋势,增加面积为981.30 km2.[结论]盐渍化影响因子中人为因素占主导地位.对水和土地资源需求的增加以及不合理利用导致了该区域生态环境的恶化,进一步加重了盐渍化问题.     

不同季节渭干河-库车河典型三角洲绿洲土壤盐分离子空间变异特征研究

[目的]对渭干河-库车河典型绿洲范围内的土壤盐分离子空间变异进行研究,以期了解该三角洲土壤离子的空间相关性,揭示季节变化对土壤8大离子分布的影响。[方法]针对目前存在的土壤盐渍化问题,以渭干河-库车和典型三角洲绿洲为研究区,运用经典统计学和地统计学相结合的方法研究了表层土壤8大离子含量的时空变异特征,绘制了土壤盐分离子的随机性和结构性的空间分布图。[结果]在研究区中所有盐分离子含量数据经K-S检验均符合正态分布,不同季节的盐分离子含量变异性不同,10月的变异性高于4月,这可能是是由于10月降雨量小于4月,盐分离子随着强蒸发被带到土壤表面,盐分离子含量高;半方差分析得出盐分离子均表现为高强度的空间自相关性,但程度有所差异;空间分布特征表明,大部分盐分离子的空间结构性都较好,但2010年4月采集土样的Ca2+和Mg2+以及2010年10月份采集土样的Mg2+均适合线性模型,所以空间结构性较差,同时也表现出研究区特有的土壤盐分分布特征,这与研究区盐渍化主要是氯化物-硫酸盐型相一致。[结论]该研究结果为渭干河-库车河三角洲盐渍化土壤的分区、改良和利用提供了理论基础。     

艾比湖区域生态脆弱性评估与保护

[目的]选取新疆西部生态环境问题突出的艾比湖区域为研究区,正确认识和评价艾比湖区域生态环境脆弱性本质,监测生态环境演变的规律并加以恢复和重建,为干旱区生态脆弱性评价提供示范性案例.[方法]采用区域综合生态脆弱度模型评价艾比湖区域生态脆弱性.[结果]研究区的生态环境具有较强的脆弱性,而且局部区域的脆弱程度在不断加强.[结论]根据对艾比湖区域生态脆弱性评价的结果,说明在人类与自然的交互作用下,艾比湖区域生态环境脆弱性总体上随时间的推移由低脆弱度向高脆弱度演进.提出研究区生态脆弱性分区恢复与保护的对策,其目的是防止生态系统进一步退化,使其朝着可持续的方向发展.