新疆地质遗迹的分布特征与保护开发

国际、国内地质遗迹保护的发展反映出地质遗迹保护理念从单一保护到保护与开发相协调的演进,联合国教科文组织建立的地质公园将地质遗迹保护与促进地方经济可持续发展紧密结合起来,成为地质遗迹保护的最佳途径。新疆地质遗迹数量大、类型齐、等级优,复杂的地质地貌环境,造就和控制了新疆地质遗迹的类型和空间分布,主要类型为地质地貌景观和水体景观,空间分布可划分为阿尔泰、准噶尔、天山、塔里木、昆仑－阿尔金5个区,其中天山区和昆仑－阿尔金区是新疆最重要的地质遗迹区。基于首次全疆地质遗迹系统调研,指出新疆滞后的地质遗迹保护现状的根本致因是保护与开发协调性差,确定保护类型－形式－模式－级别－时序－分区六大保护步骤,提出地质公园和地质遗迹保护区及其他保护地相结合的复合型保护模式优选思路和5个优选模式,并据此建立针对新疆209个重要地质遗迹的保护开发备选名录。     

崆峒山地质遗迹资源保护区划研究

根据地质遗迹点的价值等级及空间分布特征,以点面相结合的方式,较系统地开展了崆峒山国家地质公园地质遗迹区划工作。以地质地貌背景及地质遗迹分布特征作为基础,进行自然区划;采用地质遗迹等级、保护现状及可保护性等因素进行保护区划,将崆峒山地质遗迹划分为2个大区7个集中区及1个特级保护区、1个重点保护区、5个一般保护区,并针对保护开发中存在问题,提出了相应的措施建议,为崆峒山国家地质公园未来的建设和发展提供了重要的依据。     

基于地理格网的新疆地貌区划方法与实现

利用遥感影像和Srtm-DEM等多源信息解译的新疆数字地貌图为基础数据源,运用地理格网方法对新疆地貌类型分布进行定性与定量分析,在此基础上,通过自下而上的合并与自上而下的划分相结合的系统聚类分析法,确定各级地貌区划单元及其区划界线,实现新疆地貌的智能化分区。将新疆地貌分为一级、二级和三级地貌区划。其中,一级为6个地貌区 ,二级为23个地貌区,三级为200个地貌区。研究结果表明,在所依据的地貌数据基础上,采用地理格网地貌区划方法,能够实现地貌区划的智能化分区。本研究中的地貌分区和区划等级合理,区划界线准确可靠,利用地理格网方法实现了区划的定量化和数字化。     

中国水资源对区域社会经济发展的支撑能力

综合考虑区域自产水和上游来水条件,构建了水资源支撑指数(WSPI),定量描述区域水资源短缺程度,表征水资源条件对区域社会经济发展的支撑能力。通过构建全国评价模型,计算了210 个水资源三级区以及省、县两级行政单元的WSPI。据此划分了水资源支撑能力等级,探讨了我国水资源支撑能力空间格局,分析了其与人口、GDP指标的关系,着重讨论了缺水区域空间分布及其缺水机理的差异性。该方法评价结果与我国实际水资源短缺问题基本一致,表现了较强的适用性,可以为水资源政策制定以及社会经济发展规划等宏观决策提供科学支撑。     

黄河流域甘肃段地质遗迹空间区划及可持续开发利用策略

地质遗迹是珍贵的且为不可再生的自然资源。对地质遗迹的保护性开发是其可持续开发利用的前提,也是生态文明建设、脱贫攻坚、乡村振兴战略不可或缺的组成部分。基于黄河流域甘肃段地质遗迹调查数据,采用最邻近点指数和GIS空间分析法,对该区域的地质遗迹空间分布特征进行评价,提出地质遗迹可持续开发利用建议。结果表明：（1） 黄河流域甘肃段地质遗迹调查共发现地质遗迹点1046处,其中具有重要价值的有153处。研究区地质遗迹空间分布广泛,类型多样,内涵独特,以碎屑岩地貌、地层剖面、古生物遗迹化石为主;其不均匀分布的特点,与当地气候分带、地貌分区、水系分布、地质构造发育等存在一定的相关性。（2） 根据赋存环境、发育特征等将研究区地质遗迹划分为2个地质遗迹区、6个分区和15个小区。（3） 以国家自然保护地整合优化为契机,建议通过地质公园、研学旅行基地、特色小镇、地质文化村建设等多层次、多样化的开发利用路径,推进黄河流域甘肃段地质遗迹的可持续开发利用。     

新疆阿尔泰碧玺(电气石)成矿区域地质条件综述

本文主要对新疆阿尔泰碧玺(电气石)矿的成矿地质条件进行总结和综述,包括区域地质特征、矿区及矿体地质特征等。归纳了新疆阿尔泰碧玺矿体的形成和分布,受区内地层、岩浆、构造等多种因素和条件限制。为进一步开发利用新疆其他产地碧玺(电气石)具有指导意义,为新疆阿尔泰碧玺包裹体及微形貌特征研究提供借鉴。     

基于GIS、RS的四川省地貌区划

采用数字高程模型(DEM)数据,基于地理信息系统(GIS)空间分析和消融方法、遥感(RS)中主成分变换和非监督分类方法,得到地貌类型矢量边界,建立了四川省地貌分类系统并完成区划。主要结论如下:(1)运用均值变点法,求出适用于四川省地貌要素计算的最佳统计单元为1.82 km2;(2)利用离散分析和相关性分析的定量循环体系,实现四川省地貌要素集的有效选取;(3)根据以上方法,四川省划分出川西北高原区(Ⅰ)、川西山地区(Ⅱ)及四川盆地区(Ⅲ)。结果经验证表明,选取的地貌要素有效体现四川省地貌特征,区划结果细致反映出四川省地貌格局及差异、改进了传统数字地貌区划栅格状、琐碎化的不足。     

新疆沙漠化防治区划及分区防治技术与模式

按照区划的原则、依据和方法,将新疆的沙漠化防治区划分为2个一级区、7个二级区和22个三级区。其中,一级区北疆温带干旱半干旱沙漠化和潜在沙漠化防治区划分了准噶尔盆地亚区、阿尔泰山及准东丘陵亚区、准噶尔西部山地亚区、天山北坡亚区共4个二级区,一级区南疆暖温带极端干旱沙漠化和潜在沙漠化防治区划分了塔里木盆地亚区、天山南坡亚区、昆仑-阿尔金山亚区共3个二级区。针对各区的沙漠化特点,分别提出了沙漠化防治策略及防治技术与模式。     

新疆地貌区划的一个新方案

在分析总结和借鉴继承前人地貌区划工作的基础上,开展新疆地貌区划研究.首先认为地貌区划既是对地貌划分的结果,也是地貌划分的方法与过程,同时还是认识地貌特征和发现地貌规律的一种科学方法.第二,确定新疆地貌区划的主要原则为区域性原则和等级系统原则,选择自下而上的类型合并与自上而下的区域分割相结合,协调使用的区划方法.第三,在区划原则和区划方法的指导下,对新疆地貌类型分布规律进行定性与定量研究,提出基于遥感和GIS技术的新疆地貌区划新方案,将新疆分为6个地貌区、23个地貌亚区和195个地貌小区.结果表明,该地貌区划方案能够体现出新疆各地貌类型及其分布格局,并具有区划等级的系统性,地貌分区的完整性,以及区划界线的准确性等特点.     

20世纪80年代末以来中国土地利用变化的基本特征与空间格局

土地利用/土地覆被变化（LUCC）是人类活动与自然环境相互作用最直接的表现形式,本文采用相同空间分辨率的卫星遥感信息源和相同的技术方法,对中国1980 年代末到2010 年土地利用变化数据进行定期更新。在此基础上,提出并发展土地利用动态区划的方法,研究土地利用变化的空间格局与时空特征。我们发现：1990-2010 年的20 年间,中国土地利用变化表现出明显的时空差异。“南减北增,总量基本持衡,新增耕地的重心逐步由东北向西北移动”是耕地变化的基本特征;“扩展提速,东部为重心,向中西部蔓延”是城乡建设用地变化的基本特征;“林地前减后增,荒漠前增后减,草地持续减少”是非人工土地利用类型变化的主要特征。20 世纪末与21 世纪初两个10 年相比,中国土地利用变化空间格局出现了一些新特征,原有的13 个土地利用变化区划单元演变为15 个单元,且部分区划单元边界发生变化。主要变化格局特征为黄淮海地区、东南部沿海地区、长江中游地区和四川盆地城镇工矿用地呈现明显的加速扩张态势;北方地区耕地开垦重心由东北地区和内蒙古东部转向西北绿洲农业区;东北地区旱作耕地持续转变为水田;内蒙古农牧交错带南部、黄土高原和西南山地退耕还林还草效果初显。近20 年间,尽管气候变化对北方地区的耕地变化有一定的影响,但政策调控和经济驱动仍然是导致我国土地利用变化及其时空差异的主要原因。2000 年后的第一个10 年,土地利用格局变化的人为驱动因素已由单向国土开发为主,转变为开发与保护并重。在空间格局变化的分析方法方面,应用“动态区划法”开展世纪之交两个10 年中国LUCC空间格局变化的分析,有效揭示了20 年来中国LUCC“格局的变化过程”,即动态区划边界的推移、区划单元内部特征的变化与单元的消长等;以及“变化过程的格局”,即土地利用变化过程与特征的分阶段区域差异,清晰刻画了LUCC动态区划中区划单元的消长,单元边界的变动,以及前后10 年的变化强度特征,揭示了土地利用“格局”与“过程”之间的交替转化规律,以及不同类型和区域的变化原因,证明了该分析方法的有效性。     

The geological heritages in Xinjiang, China: Its features and protection

The geological heritage protection and its development at home and abroad reflect the progress in the aspect from the single protection to the coordination between protection and exploitation. The geopark established by UNESCO has closely combined the protection of geological heritages with the promotion of sustainable development of local economy, which has become the best way to protect geological heritages. The geological heritages in Xinjiang, China, are characterized by their large quantity, rich variety and high grade. The complicated geologic-geomorphic environment in Xinjiang contributes to the creation of various geological heritage types and their spatial distribution, and at the same time makes them under control. The main types of the geological heritages in Xinjiang are the geologic- geomorphic landscapes and the water landscapes. The spatial distribution can be divided into five geological heritage districts: Altay, Junggar, Tianshan, Tarim and Kunlun-Altun, among which Tianshan and Kunlun-Altun are most important. Based on the first systematic investigation of the geological heritages in Xinjiang, it is confirmed that the insufficient coordination between protection and exploitation is the primary cause for the backward situation in the geological heritage protection. To solve the problem, this paper proposes 6 major protection steps—from determining the protection types, the protection forms, the protection modes, the protection grades, the protection sequences to determining the protection zones, brings forward the idea of optimal-selection which integrates geoparks with geological heritage protection areas and other protection areas as well as 5 corresponding modes, and makes a protection and exploitation reserve list for 209 important geological heritages in Xinjiang.     

新疆地区表土孢粉空间分布规律研究

中国新疆地区表土花粉研究结果展示了干旱区主要孢粉的空间分布规律,大部分表土花粉属种的地理空间分布与含量与相应植物的分布区域基本一致,藜科、蒿属、麻黄属及木本植物云杉属、桦木属等花粉普遍呈超代表性,柽柳属花粉呈低代表性。干旱区主要草灌木表土花粉数据的聚类分析结果可以基本反映本区植物群落的主要生态组合类型。主成分分析进一步表明该区草本和灌木花粉分布主要受水文和湿度等因素控制。     

新疆黄土分布规律及粉尘来源

通过新疆不同区域地形、黄土时空分布规律、物质组成等资料的对比,结合区域环流形势和沙尘天气的综合分析提出:不同黄土分布亚区,受不同的大气环流、局地环流和地形的作用,具有不同粉尘来源。南亚区主要来自塔克拉玛干沙漠,北亚区主要来自古尔班通古特沙漠,而形成西亚区黄土的粉尘主要来自中亚荒漠。     

2000—2019年新疆积雪终日时空变化特征

基于Google Earth Engine（GEE）遥感云平台,利用2000—2019年MODIS积雪产品资料提取和计算新疆积雪终日信息,利用趋势分析,变异系数等方法分析了新疆积雪终日时空变化特征和变化趋势。结果表明：（1） 新疆积雪终日以天山为界,天山以北长于南部,山区为积雪终日的高值区,盆地为积雪终日的低值区。北疆准噶尔盆地和伊犁河谷积雪终日在75~114 d之间,南疆塔里木盆地在0~31 d之间属于低值区。阿尔泰山脉、天山山脉和昆仑山脉区域在224~365 d之间属于高值区。（2） 南疆和北疆积雪终日有明显的时空差异,2000—2019年北疆准噶尔盆地和高海拔山脉地区积雪终日有明显的推迟趋势,推迟幅度达到14 d,占新疆总面积的8%。南疆塔里木盆地和东疆区域有明显的提前趋势,提前幅度达到16 d约占新疆总面积的44%。塔里木盆地和准噶尔盆地具有相反的变化趋势。（3） 新疆积雪终日年际变化差异显著,天山中段和北疆积雪终日出现不稳定状况,天山中段2002—2009年总体上呈现“M”型的特点,即多年积雪消融日年均值中出现明显的波峰和波谷,北疆2009—2019年积雪终日有较大的年际变化呈现出不稳定状况,出现明显的波峰和波谷,年际变化较大。     

天山山区与南、北疆近40a来的年温度变化特征比较研究

分析天山山区近40 a来年温度变化的基本特征,并与南疆、北疆进行比较,其结果是:(1)天山山区年平均温度在冷暖变化阶段上与北疆的相似性强于南疆。(2)新疆三大区域年平均温度的最主要空间分布特征均是同步变化,但同步性的程度北疆较好,南疆及天山山区较差;而空间分布的反向变化性,南疆及天山山区较好,北疆较差。(3)三大区域年平均温度的年代际变化趋势是不同的,但均以20世纪90年代为最暖。(4)近40 a的显著线性增温趋势以年平均最低温度及年平均温度表现得空间范围最广,年平均最高温度最差;年平均温度的长期增温率以北疆最大,天山山区和南疆较小;年平均最低温度的10 a增温率变化在0.34~0.37℃之间。(5)三大区域最佳升温趋势出现的时段比较一致,增温率以北疆为最大,天山山区和南疆相同。(6)北疆与南疆年平均温度分别在1960年和1978年发生了由低向高的突变。     

旧石器时期以来新疆文化遗址分布特征及驱动因素

运用最近邻指数和耦合分析方法,研究了旧石器时期至近现代新疆432处文化遗址时空分布特征及驱动因素。结果表明：（1）新疆文化遗址属于聚集分布模式,集中分布在以12个聚集区为主的丝绸之路南道、中道、北道和塔城-阿勒泰地区4个带。中道和北道的遗址数量约占总量的80.11%。（2）新疆文化遗址可划分为旧石器-商朝、西周-秦朝、汉代-南北朝、隋唐-五代、宋元明、清朝-近现代6个时期,不同时期遗址分布重心经历了塔城-阿勒泰→丝绸之路南道和中道→丝绸之路中道和北道→丝绸之路中道的演变。（3）文化遗址的格局演化与历史时期新疆自然和人文因素等有很好的耦合关系,文化遗址的快速发展期（如西汉、隋唐）与气候的相对凉湿期、中原政权的强盛、屯垦的高潮期、丝绸之路的繁荣期相对应。（4）文化遗址空间分布主要受控于自然因素,而时间变迁更多的是受人文因素的影响。早期自然因素的影响大,而后期人文力量起主导作用,是新疆文化遗址变迁与自然和人文耦合关系的总规律。     

新疆20世纪80年代末以来耕地与建设用地扩张分析

基于20世纪80年代末、2000年、2005年、2010年、2015年5期中国土地利用数据集（NLUD）中的新疆部分,以耕地与建设用地（城乡、工矿、居民用地）为对象,从土地利用动态数据中提取其扩张图斑,分析了近30 a来新疆耕地与建设用地扩张的时空特征。结果表明：（1）南北疆耕地及建设用地扩张具有明显的时空差异。持续增长、南快北缓、重心南移是新疆耕地扩张呈现的总体特征;提速增长、南缓北快、城市扩张为主是建设用地扩张的基本特征。南北疆耕地面积差距逐渐缩小,建设用地面积差异加大。（2）对比近30 a来不同绿洲区内耕地与建设用地的扩张数量及趋势,可将耕地的扩张模式归纳为双峰型、减速型及阶段增长型,将建设用地的扩张模式归纳为指数增长型、双峰型、缓降型及缓降陡增型。（3）各绿洲区耕地及建设用的扩张特征十分显著。北疆耕地除阿勒泰绿洲区依然保持加速扩张外,其余绿洲区耕地扩张规模均出现下降,而北疆各绿洲区建设用地均呈持续加速扩张趋势,其中天山北坡城市扩张尤为突出;南疆各绿洲区耕地扩张均呈加速态势,建设用地扩张规模相对较小。     

新疆雪灾的时空分布特征及其等级划分

利用新疆1954—2018年雪灾资料分析其灾害时空特征，时间上雪灾灾损强度在90年代后出现明显加大，2010年出现跃增特点，空间上雪灾灾损强度新疆西部多于东部，北部多于南部，山区多于盆地或平原。用雪灾出现次数、房屋倒塌间数、牲畜棚圈倒塌间数、损坏大棚数、死亡牲畜数、受灾面积、经济损失等多指标综合分析法来客观构建灾损指数，符合Γ分布的灾损指数结合F分布函数能客观的描绘出雪灾等级，分为一般、较重、严重、特重4个等级。根据构建的雪灾等级，发现新疆雪灾特重灾区集中在天山山区及其以北地区，南疆仅有喀什地区为特重灾区。     

IPCCSRES情景下新疆未来气候变化格局分析

全球气候模型（GCM）提供了有效的方法来评估全球气候变化的过程,并可预估包括人类活动因素驱动在内的未来气候变化情景。然而其较低的分辨率并不能捕捉到那些地表特性复杂区域的气候变化特性。因此,使用包括区域气候模型（RcM）、偏差校正法和统计方法等方法在内的降尺度方法来处理GCM的原始数据以达到评估区域的气候变化的目的。本研究应用使用偏差校正法中的delta方法将24个GCM在IPCC三种气候变化情景下的月尺度数据水平分辨率降尺度到0．5℃,进而用于分析新疆未来气候变化格局。基于降尺度后的计算结果与GCM模型原始数据比较表明：降尺度方法可以改善复杂地表和地形的区域气候变化预估特征,并降低GCM生成的气候数据在新疆地区的不确定性。结果表明：AIB、A2和B1三种情景模式下年均气温和年降水量在21世纪早期具有相似的空间格局与变化趋势,到21世纪中期会产生波动变化。年平均气温在A1B,A2和B1三种情景下到21世纪末将分别达到10℃,11．1℃和8．5℃;与此同时,年降水量将会有波动性的增加趋势。在2020—2070年间,AIB情景下区域年平均气温大于其他两个情景。A1B情景下的年降水量在2020-2040年间也大于其他两个情景。然而,在不同的情境下年平均气温与年降水存在很大的不确定性。不同情景下年平均气温的差异达6℃,而年平均降水差异大约200mm。在区域气候变化格局方面,到21世纪末,在天山中部、伊犁河流域、天山南部和塔里木河下游的年平均气温的增长要比准噶尔盆地、帕米尔高原和昆仑上北坡的小。年降水量在南疆西部呈现出轻微的下降趋势,但是在昌吉,吐鲁番,哈密和阿尔金山北部呈现出增长趋势。