张掖市水环境演化对黑河下游绿洲生态的影响与对策

绿洲是干旱区特有的地理景观,有水成绿洲,无水变荒漠。黑河下游的额济纳绿洲极度干旱,黑河是其唯一的水源。然而由于中游张掖市人口的迅速增长和工农业大规模发展,加上对水资源的不合理开发利用,导致正义峡径流量日益减少,额济纳绿洲的生态环境急剧恶化。本文着重论述了黑河中游张掖市水环境的现状及其对下游额济纳绿洲生态的影响,并提出了相应的对策。     

黑河中游绿洲不同景观单元表层土壤水分空间变异性

了解黑河中游绿洲生态系统表层土壤水分空间分布规律可为绿洲生态系统水资源合理分配与利用提供参考。使用地统计学方法分析黑河中游绿洲8—10月戈壁、林地、农地3种典型景观单元表层土壤水分空间变异特征。结果表明：1）3种景观单元土壤含水量从8—10月有下降趋势,呈中等变异特征且土壤水分相对变异（变异系数）一般在干燥时较大,绝对变异（标准差）在湿润时较大;2）表层土壤水分具有明显空间结构及季节变化特征,呈明显斑块状分布,最优拟合模型均为指数模型;土壤水分基台值和变程的变化大致与土壤平均含水量的变化呈相同趋势,具有中等和强烈的空间相关性,且10月份的土壤水分空间自相关性明显大于8和9月,相似性质斑块空间尺度有缩小趋势;3）在黑河中游绿洲区景观类型、土壤平均含水量、土壤、地貌、气候条件及人为管理等因素是造成黑河中游荒漠绿洲区表层土壤水分呈现时间和空间上明显差异的主导因素,其中平均含水量起的主导作用是持续存在的。     

民勤绿洲地下水埋深影响因素分析及其变化趋势预测

水是民勤绿洲环境保护和经济发展的关键,对影响民勤绿洲地下水资源变化的主要因素及其未来变化趋势进行预测,可为绿洲地下水资源合理开发和利用提供科学依据。利用相关性分析法,找出与民勤绿洲地下水埋深观测值相关性较好的影响因素,然后运用主成分线性回归法确定地下水埋深观测值与其主要影响因素的定量关系,并利用灰色预测法对影响绿洲地下水埋深变化的主要因素（包括人口、粮食产量和上游来水量）及地下水埋深进行趋势预测。结果表明：民勤绿洲的人口、粮食产量、上游来水量、GDP、蒸发量和大牲畜存栏量与地下水位变化密切相关;人口和粮食产量的增加会导致地下水埋深的下降,且人口增加对地下水埋深的影响远大于粮食产量增加对地下水埋深的影响;未来6年中,民勤绿洲人口和粮食产量总体呈增长趋势,上游来水量呈逐年减少趋势,地下水埋深呈下降趋势。     

基于TM遥感图像的土地覆盖类型识别分析——以和田河两岸绿洲为例

土地利用/覆盖变化（Land Use/Cover Change,LUCC）是全球土地利用/覆盖研究的一个主要核心内容。和田河两岸绿洲的可持续发展对干旱半干旱地区具有理论与现实意义。以和田河两岸地区为研究对象,利用1994年和2008年的Landsat TM/ETM+遥感影像,结合GIS技术提取分析和田河两岸地区1994年和2008年间土地利用动态变化信息,为今后该研究区土地的可持续利用与城市发展规划提供参考。      

黑河流域金塔段降水量对当地气候变化的响应

为了得到金塔降水量对当地气候变化的响应特征,通过小波分析法等统计方法对降水量和相关气候要素资料进行分析研究。结果表明：（1）近年来金塔县降水量除秋季以外,年以及其他季节降水量均呈显著上升趋势;（2）通过对降水量的多时间尺度分析,发现42 年内存在15 年左右的尺度,1975—1982 年、1988—1996 年、2004—2014 为偏多期,1982—1988 年、1996—2004 年为偏少期;利用Mann-Kendall 法、T滑动检验发现,当地降水量在42 年内虽然出现波动,但并未出现突变;（3）在夏季,降水量与其他气象要素存在着明显的响应关系,为了找到这种关系,依次进行相关性分析发现,随着降水量的变化,气温、日照时数、地表温度均表现出增大的趋势,其中降水量和地表温度的相互关系表现最为紧密,相关系数也最高。     

甘肃金塔县种植业结构对气候变暖的响应

为了研究地处西北极端干旱区脆弱气候带的甘肃金塔种植业结构对气候变暖的响应,利用金塔气象站1971—2012 年地面气象观测资料,采用温度距平时间序列及线性趋势拟合等方法,对年平均气温、平均最高气温、平均最低气温和≥10℃积温变化趋势进行分析。结果表明,近42 年来金塔县年平均气温、平均最高气温、平均最低气温均呈波动上升趋势,≥10℃积温呈明显的增加趋势;金塔县种植业结构对气候变暖的响应明显：20 世纪70 年代中期—90 年代中期,当地主栽农作物以粮食作物为主,1998年粮食、棉花等经济作物种植结构发生了根本性变化,进入21 世纪以来,农作物种植面积的布局顺序改变为棉花等经济作物、粮食。由此可得：气候变暖对金塔种植业结构改变有重大影响。     

甘肃河西绿洲农业区生态足迹动态研究

本文研究了甘肃河西绿洲农业区1949—2000年生态足迹、生态承载力和生态盈余／赤字的动态变化。结果表明：河西全区的人均生态足迹1949—2000年呈递增趋势,从0．426hm^3增加到2．158hm^3。1949—1970年平均为0．693hm^2,1975—1980年平均为1．029hm^2,1985—2000年平均为2．288hm^2;人均生态承载力由1949年的0．550hm^2增加到2000年的1．762hm^2,与人均生态足迹相比,增幅较小,增速亦慢。1949—1970年平均为0．782hm^2,1975—2000年平均为1．715hm^2;1949—1975年为生态盈余阶段,平均盈余为0．088hm^2,1980年首次出现赤字,1985年又恢复盈余,到1991年后持续出现生态赤字,且赤字程度呈加速度负增长,1991—2000年平均赤字为0．258hm^2。由此不难得出结论：河西区域发展正朝远离可持续的方向延展。     

Impacts of water resource planning on regional water consumption pattern: A case study in Dunhuang Oasis,China

Water resources are critical for the existence and development of oases in endorheic basins. Thus, to enable sustainable development, it is fundamentally important to understand how to allocate and use these resources in a reasonable way. We therefore simulated and analyzed changes in water consumption pattern within the Dunhuang Oasis of China under three scenarios using a system dynamic model that corresponds to different water consumption pattern. This was done to assess the impacts of regional water resource planning (comprehensive planning of the rational use of water resource and protection of ecosystem services in the Dunhuang Basin) on water consumption pattern within the Dunhuang Oasis. The first of these, Scenario 1, is a baseline in which the status quo is maintained, while Scenario 2 incorporates the comprehensive effects of agricultural water-saving irrigation measures with an inter-basin water diversion project, and Scenario 3 focuses on ecological rehabilitation. In the baseline Scenario 1, the total water consumption within the Dunhuang Oasis increased progressively while agricultural water consumption remained extremely high and threatened overall ecological security. In contrast, Scenario 2 would decrease agricultural water consumption by almost 5.30×10⁷ m³ following the implementation of water-saving practices. The additional water allocated from an inter-basin water diversion project would play an important role in alleviating ecological strain on the oasis. Finally, in Scenario 3, the total irrigated land must be decreased to 20.6×10³ hm² by 2025 assuming that water supply for ecosystem restoration would be at least 50% of the total consumption. Although water resource planning plays a very important role in alleviating the ecological water crisis within the oasis, it is necessary to consider the suitable scale of oasis with regard to current water consumption pattern.     

1988-2018年哈密绿洲植被覆盖度时空变化及其驱动力

[目的] 对近30 a来哈密绿洲植被覆盖度时空变化及驱动力进行分析,为该地区绿洲持续健康发展提供理论借鉴。[方法] 以1988,1998,2008及2018年4期影像为基础数据,利用像元二分模型计算了基于AFRI_SWIR2指数提取的植被覆盖度,利用动态度指数与植被覆盖度转移矩阵分析哈密绿洲植被覆盖度动态变化;再通过地理探测器对8个影响因子进行探测,探寻哈密绿洲植被覆盖度的驱动因子。[结果] 近30 a来哈密绿洲面积从1988年的214 km²增长到2018年的632.1 km²,增幅达195%,但绿洲内植被覆盖度等级却较低,同时哈密绿洲面积主要扩展的区域在西北部和东南部区域;哈密绿洲的发展阶段可分为3个阶段：1988-1998年为低强度稳定期,1998-2008年为极度扩张期,2008-2018年为高强度稳定期。[结论] 土地利用类型变化是造成哈密绿洲植被覆盖度变化的直接原因,同时在近30 a内,人为因素对哈密绿洲植被覆盖状况的影响远高于自然因素。     

干旱区绿洲土地利用变化的生态系统服务价值响应——以甘肃省金塔县为例

通过运用土地利用类型动态度、土地利用程度模型、生态系统服务价值估算模型和土地利用调查和变更数据等,分析1990年、2000年和2008年金塔县土地利用变化及其生态系统服务价值变化特征。结果表明:(1)1990—2008年间,耕地、园地、林地、建设用地和水域呈现增加趋势,牧草地和未利用地面积表现为减少趋势,总体土地利用程度为中下水平,处于发展阶段。(2)研究期间生态系统服务总价值呈现上升趋势,从1990年的47.238亿元增加到2008年的48.228亿元(+0.989 9亿元)。水域在研究区生态系统服务总价值中所占份额最大,草地生态服务功能的下降对生态系统服务总价值有明显的负贡献。(3)研究区各类生态系统的生物多样性保护、水源涵养和废物处理等服务性功能价值远大于其粮食生产和原材料等生产性功能价值。因此,该区域水土资源的合理利用与有效管理是实现生态系统服务功能维持和可持续发展的根本。