近40 a新疆土地利用及其绿洲动态变化

利用1972-2015年Landsat MSS/TM/OLI以及CBERS遥感影像数据,得到近40 a新疆土地利用时空数据,综合分析新疆土地利用及其绿洲的动态变化与动因。结果表明：新疆土地不断开垦、耕地面积不断扩大,已达到了相当的数量规模;土地的开垦与撂荒成为新疆乃至我国西北干旱地区土地利用变化最重要的特征,耕地撂荒与土地开垦的比率逐期下降,土地利用效率不断提高;城镇居民建设用地持续扩大;近40 a里,绿洲面积逐步扩大,面积占比由8.18%上升到9.93%;人工绿洲面积及占比也逐步增大,目前一半以上的绿洲面积为人工绿洲。气候的暖湿变化,以及政策、人口、社会经济、科技等要素成为新疆土地利用变化的动因。本文还提出了在关注各类土地数量变化的同时进一步开展土地开发的质量变化与评估研究。     

近40年和田河流域土地利用动态变化及其生态环境效应

通过对新疆和田河流域近40年来土地利用/覆被变化(LUCC)特点进行分析,研究其生态环境效应.通过对和田河流域上游、中游、下游土地利用变化的变化幅度、变化速度、综合动态度及区域差异分析,结果表明:(1)全流域、上游、中游和下游土地利用变化的幅度和速度均发生较大变化,全流域综合动态度为0.16,上游为0.08,中游为0.26,下游为0.16,并且存在明显的空间差异,上游相对变化率为0.5,中游为1.625,下游为1.0.(2)土地利用结构变化表现为林地、草地和水域明显减少,耕地、城镇用地和未利用地增加,反映出区域城镇化进程的加快和生态环境恶化的趋势.(3)上游山地生态系统冰川退缩、天然植被退化;中游绿洲生态系统耕地扩张迅速,土壤盐渍化,人工渠、水库增加显著;下游荒漠生态系统植被退化,水资源严重不足,土地沙化.     

干旱区典型山地绿洲荒漠系统中绿洲土地利用/覆盖变化对生态系统服务价值的影响

研究土地利用/覆盖变化对区域生态系统服务价值的影响具有重要意义。对处于干旱区典型MODS（Mountain-Oasis-Desert System）系统中的新疆南部且末绿洲1989年Landsat TM 影像及2004年的CBERS遥感影像进行处理,分析且末绿洲15 a来的土地利用/覆盖变化。在此基础上,采用中国陆地生态系统服务价值的测算方法,评估且末绿洲土地利用/覆盖变化引起的生态系统服务价值的变化。结果表明,1989-2004年,且末绿洲减少的土地面积有林地、戈壁沙地和盐碱地,增加的土地面积有水域、建筑用地和耕地。林地减少了41.73％,耕地增加了58.04％。1989年且末绿洲生态系统服务价值总额为184 349.88万元,2004年为176 970.72万元,15 a间,生态系统服务价值损失了7 379.16万元。林地面积的减少是生态系统服务价值减少的主要原因。保护区域生态环境,恢复和提高区域生态系统服务功能是该区域生态环境建设的重要任务。     

灌区间盐分变迁与耕地安全特征——以三工河流域农业绿洲为例

针对目前绿洲内部土壤盐渍化问题,以新疆三工河流域农业绿洲为研究区,运用遥感、GIS和地统计学相结合的方法研究了0~20 cm土层盐分动态特征与发展趋势。结果表明:流域空间上土壤盐分的理论变异函数拟合符合指数模型,F检验达到极显著水平。Kriging差值及其与同期的土地利用类型图叠加运算表明,整个绿洲区南部阜康灌区耕地土壤盐化面积及盐渍化作用小于北部绿洲阜北灌区,耕地土壤盐分具有显著的局地地带性分布特征,随绿洲耕地南北方向距离的增加土壤盐渍化作用增强。另外南部绿洲耕地农业灌溉具有明显的脱盐作用,随时间尺度的延长,盐渍化作用减弱;而北部绿洲土壤盐渍化作用加强,表现为积盐作用。绿洲受盐害作用的区域主要为北部(阜北灌区)绿洲,通过空间概率模型预测,在长时间范围内,土壤盐渍化依旧是制约北部绿洲耕地生产力的主要因素。通过联合运用变异函数分析、线性回归分析和空间概率分析方法的优势,有效识别了三工河流域农业绿洲空间土壤盐渍化的变化特征与变化趋势,对于认识流域空间单元土壤盐分的变迁具有重要意义。     

沙漠绿洲不同下垫面夏季能量收支对比分析

利用"绿洲系统能量与水分循环过程观测试验"2005年在甘肃金塔不同下垫面的观测资料,对绿洲、戈壁和沙漠不同下垫面夏季辐射和地表能量收支及闭合特征进行了全面的时空对比分析,结果表明:(1)不同下垫面太阳向下短波辐射没有明显差距,地面短波向上辐射差别较大,大气长波向下辐射变化较小,地表长波辐射差异显著.另外,地表吸收辐射戈壁沙漠日变化较绿洲显著.(2)沙漠与戈壁各通量特征相似,而与绿洲上的有很大差异.(3)能量通量测量存在明显的不确定性:影响能量通量不闭合的原因,主要是超声和土壤热通量的测量误差.     

干旱区绿洲LUCC马尔柯夫过程分析——以新疆于田绿洲为例

土地利用/覆盖变化(LUCC)在干旱区环境变化及生态监测中具有重要意义。本文选取塔里木盆地南缘典型绿洲于田县,利用TM遥感影像,基于Markov模型预测了于田绿洲未来的发展趋势,得出绿洲将向良性方向发展的结论。通过对Markov模型中不同步长收敛结果的讨论,可以看出间隔10 a1、2 a步长的马尔柯夫过程与间隔两年的马尔柯夫过程有着明显的不同,短时间序列(两年)具有很大的随机特性,说明马尔柯夫模型中时间尺度是一个重要环节。由本文研究可以看出,基于遥感的Markov模型可以分析绿洲的变化趋势,在干旱区绿洲LUCC及其环境动态监测中具有重要的实用意义。     

新疆墨玉绿洲耕地变化及人地关系演进驱动力研究

以新疆墨玉绿洲为例,借助土地利用遥感数据和社会经济统计资料,结合多年实地调查,利用分形理论,计算了墨玉绿洲1989,1999和2006年耕地资源的分维值D、稳定性指数SI和分维变△D,并根据其值的物理意义,对耕地的动态变化进行了定量和定性分析。进而利用典型性相关分析方法,从社会经济因素进行墨玉绿洲耕地变化趋势和驱动力的研究。结果表明:人口的增长和农业生产的发展是影响耕地变化的主要经济因素;一些政策因素,如土地限制性开发、退耕还林政策等对耕地变化影响也很大。最后引进经济密度的概念,进一步验证上述结论。     

干旱区绿洲景观尺度稳定性初步分析

在景观尺度上,从绿洲景观多样性、景观廊道的复杂性以及土地利用及其生态环境效应等方面探讨了绿洲景观稳定性的内涵,并对新疆三工河流域绿洲进行实例分析和应用。结果表明：(1)人工绿洲景观的稳定需要绿洲景观的多样性逐渐降低和景观廊道的复杂性增加;但天然绿洲的稳定需要增加景观的多样性和景观廊道的复杂性。(2)人工绿洲景观稳定性还可从绿洲土地利用变化方面分析,绿洲土地利用变化是人类投入大量负熵的结果,投入的负熵越多,绿洲土地利用程度越高,越有利于绿洲从低级的亚稳定状态不断向高级稳定态发展,从而实现绿洲可持续发展。但人类的投入并不总是有利于绿洲的稳定,可用土地废弃比例的变化,说明人类投入对绿洲生态环境和稳定性造成的影响,土地废弃的比例越高,绿洲生态环境的质量也就越低,绿洲的稳定性也就越低。(3)通过绿洲景观多样性、景观廊道的复杂性和土地利用状况综合评判,1978～1998期间三工河流域绿洲景观及其各部分的稳定性逐步提高。     

基于RS和GIS的绿洲土地利用变化动态监测研究--以香日德绿洲为例

绿洲是干旱荒漠地带一种独特的地理景观,也是干旱区人类经济活动最为集中频繁的区域,对该区域土地利用变化实施动态监测有着重大的意义。通过选取位于柴达木盆地东端都兰县境内的香日德绿洲为研究区,分别利用1987年和1999年覆盖该研究区的TM和ETM遥感影像,进行了基于RS和GIS的土地利用变化动态监测,并结合当地的文献记载,分析、总结了土地利用时空变化特征和驱动力。研究发现,在1987-1999年问,面积变化最大的是土地利用类型是荒漠草场和高寒干旱草场,沙地面积仅增加了5．29km^2。     

基于多重时空数据的新疆绿洲研究

绿洲是在特定的气候、地貌、水文、土壤、植被、动物等因素相互作用以及人类活动共同影响下而形成的自然综合体。即是在干旱区或荒漠背景下,由自然及人类共同作用,有利于人类及其他生物生存,且生产力明显高于周边的地域。利用近期新疆地区地形、降水、植被、草地、土壤等空间数据,以及2010年度新疆地区土地利用数据,应用GIS软件进行综合空间分析,获取了新疆地区干旱荒漠及绿洲区域的界线。2010年度新疆绿洲面积约占全疆总面积的9.54%,包括了天然绿洲与人工绿洲,两部分面积几乎各占一半。新疆地区绿洲的土地利用类型包括了各类林地、中高覆盖度草地、除冰川和永久积雪地的各类水域,沼泽地、城镇工矿居民点建设用地,以及各类灌溉耕地。     

典型干旱区土地利用变化的生态环境外部性分析——以策勒绿洲为例

策勒绿洲深处封闭环境之中，是典型的极端干旱区，属于独特的荒漠——绿洲型生态系统，通过对绿洲生态系统的圈层结构及其绿洲化与荒漠化的反馈关系直观的反映出干旱区的生态特征和生态环境的脆弱性。土地利用变化引起的生态环境的影响具有明显的外部性，具体包括外部经济性和外部不经济性两种，通过对策勒绿洲土地利用变化对生态环境影响的正外部性和负外部性的表现进行介绍，并提出相应的对策和建议即建立环境友好型的土地利用模式。     

克拉玛依市土地利用规划实施的生态效果研究

对土地利用规划实施带来的环境影响的评价属于战略环境评价范畴的回顾性评价,借助反映生态效应的生态系统服务价值的变化可以定量描述土地利用规划通过土地利用对环境带来的影响。论文采用干旱区生态资产价值核算技术和方法,估算了规划基期、近期和规划实施评价期的生态资产价值,不同时期生态资产价值的变动趋势表明区域环境因规划实施得到改善。本文最后讨论了利用生态资产价值核算技术筛选环境可行的规划备选方案的局限性和存在的问题。     

干旱区绿洲发展与环境协调研究

在分析绿洲形成演变规律和制约绿洲经济与环境协调发展因素的基础上,认为只有将绿洲与荒漠生态及水源区生态结合起来统一规划,形成大系统观,才能确保绿洲的持续生存与发展。在形成绿洲在系统观的基础上建立一咱与绿洲所处的干旱区环境特征相适应、以不断提高资源组合利用效益、促进绿洲经济长期稳定增长、促使生态良性化发展为目标的高效、和谐的绿洲生态经济体系是干旱区绿洲经济与环境协调发展的根本出路。     

2000—2015年中国荒漠化土地识别和监测

荒漠化是生态退化的极端表现形式,包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱区的土地退化。快速和准确地识别中国荒漠化地区,是防范和治理荒漠化的关键。针对2000-2015年我国陆地生态系统NPP的变化趋势、稳定性和荒漠化敏感性进行了综合分析,构建了识别荒漠化土地的技术方法。结果表明：（1）近16 a以来,我国内蒙古阴山以南、新疆天山以北、西藏阿里地区、长江以南大部地区,植被净初级生产力均出现了不同程度的下降趋势,且一半以上的区域处于植被生态系统不稳定状况;在全国56.2%的国土属于荒漠化敏感区内,上述区域容易受气候、自然条件、人为干扰等影响而发生荒漠化。（2）2000年以来,我国土地荒漠化退化区域面积约20.74×10⁴ km²,占国土总面积的2.16%。主要为五大分布区域,即内蒙古高原中部的典型草原和荒漠化草原区、新疆天山-阿尔泰山山地草原区、新疆塔里木河下游的温带荒漠和绿洲区、青藏高原的阿里-昆仑山高寒荒漠区、青海省的青南山高寒草原区。（3）荒漠化进程伴随有生产力下降、植被盖度降低和地表温度不断攀升的地表关键参数演变特征,荒漠化的形成受气候影响显著,降雨的减少是造成土地荒漠化进程突出的主要因素;人类活动、不合理的种植业、畜牧业等在一定程度上对土地荒漠化起到推动作用。     

甘肃临泽绿洲北部沙漠化防治的探讨

临泽绿洲位于河西走廊中部,沿黑河冲积平原呈西北-东南向分布,东西长约100公里,南北宽8-30公里。该绿洲北部及其边缘分布着一条面积约70多平方公里的流沙带(图1)。在西北向主风的作用下,流动沙丘不断侵入绿洲,危害极大。     

干旱区绿洲城市土地利用效益研究——以乌鲁木齐为例

对绿洲城市土地利用效益进行评价和研究有助于衡量绿洲城市土地利用水平,实现绿洲城市土地的高效协调利用.选取典型干旱区绿洲城市乌鲁木齐,利用多时相TM影像数据,对乌鲁木齐1990-2005年土地利用的基本特征进行分析,在此基础上采用综合指标评价法、灰色关联度和相关数学方法从土地利用的经济、社会和生态效益三方面对1990-2...     

新疆焉耆县土地盐渍化遥感监测

土地盐渍化不仅会造成地表土壤资源的破坏和农业生产的巨大损失,而且对干旱区绿洲的生态安全也构成了极大威胁,已成为一个全球性的环境(土地)退化问题。研究土地盐渍化动态演化过程及其空间分布特征,有助于了解土地盐渍化变化规律与发展趋势,对于干旱区的粮食生产安全及经济发展无疑具有重要意义。利用遥感和GIS技术,以新疆焉耆县为例,基于土地利用现状图和1976、1994和2009年的MSS、TM、ETM遥感影像,系统分析了区域土地盐渍化的动态演化过程和空间分布特征。研究结果表明,1976-2009年间,尽管焉耆县的土地利用类型未发生显著变化,但土地盐碱化的面积却呈现显著增长趋势,并已达到研究区面积的8.85%;研究时段内,盐碱化持续加重区域的面积比例相对较高,盐碱沼泽和重度盐碱土地在研究区所占面积比例分别增加了2.97%和1.31%,这表明焉耆县土地盐碱化程度发展较快,今后需改善灌溉及排水方式,合理利用地下水。     

河西走廊绿洲面积动态及其驱动因素

绿洲是干旱区脆弱生态体系中由人类活动与自然因素综合作用形成的、能够为人类生存与发展提供物源基础和生态服务功能的重要地理单元,其动态变化能够反映区域内生态、经济以及社会的演替方向。以第四次和第五次全国荒漠化和沙化监测数据为基础,结合同期气象与人类活动数据,应用转移矩阵与灰色关联度分析法,分析了河西走廊绿洲土地利用类型的转移规律和环境因素对绿洲动态变化的影响程度。结果表明:(1)研究时段内,河西走廊绿洲内部土地利用类型动态转移明显,相互间转化剧烈的地类包括耕地、居民工矿交通用地、有林地、灌木林地和草地;(2)河西走廊5个地级行政区绿洲面积均呈增加趋势,增加幅度最大的为嘉峪关市(51.97%),最小的为武威市(3.68%);(3)驱动河西走廊5个地级行政区绿洲面积动态变化的主导因子与农耕产业关系密切,预示河西走廊水资源利用与农业生产效率仍需提高。     

新疆于田景观特征变化的遥感分析

以4期Landsat遥感影像为基础,结合两期土地利用图及历年实地考察资料,分析了1977—2002年间新疆于田的景观变化特征。研究发现,于田平原与荒漠区环境退化严重,荒漠增加而交错带减少,高生态级别的高覆盖度草地锐减;绿洲在稳定增长,以绿洲为中心的核心区生态环境质量却明显退化,但天然绿洲整体变化不明显,波动小且变化恢复较快;生态的主要退化期为20世纪70—80年代,此后趋于好转,1999年以后好转明显;人工绿洲的开发只是明显影响了绿洲近缘景观,对远缘影响较弱。