黑河下游额济纳绿洲现代荒漠化过程及其驱动机制

额济纳绿洲是发育在黑河下游内陆河三角洲上著名的天然绿洲。20世纪50年代以来,额济纳绿洲现代荒漠化过程加剧,绿洲萎缩,生态恶化。绿洲现代荒漠化过程是由水环境恶化过程、土壤干燥化过程、植被退化与生物多样性衰减过程、土地沙漠化过程和土壤盐碱化过程构成的地表动力学过程。导致额济纳绿洲荒漠化的驱动力是区域气候暖干化、强盛的风蚀侵蚀力、上中游过度开发水土资源的人为活动和额济纳绿洲内的“三滥”活动等。荒漠化驱动力的第一主成分与第二主成分的贡献率分别为59．276％和28．083％,反映出绿洲荒漠化驱动因子的多面性和综合性,绿洲内外过度的人为活动是其主导驱动因素。内在、外在驱动力在时间与空间上的耦合性是绿洲荒漠化的区域机制,驱动力因子团的互动-激发作用形成荒漠化的动力机制,驱动力与荒漠化土地间的响应形成正反馈机制,三种作用机制组合成绿洲现代荒漠化过程的复杂的驱动机制。     

黑河中游土地利用/覆盖变化驱动力的定量分析

以1981-2005年间近25年数据为基础,定量分析了绿洲区土地利用/覆盖变化的社会经济与自然驱动力。文中对指标进行了相关分析、主成分分析和回归分析,对社会经济和自然驱动力的10个指标综合分析和对比,确定绿洲区土地利用/覆盖变化的主要驱动因子,阐明干旱区绿洲土地利用/覆盖变化的驱动机制。结果表明:黑河中游土地利用/覆盖变化驱动力的第一主成分、第二主成分和第三主成分的贡献率分别为50.501%、17.819%和17.480%,反映出绿洲土地利用/覆盖变化驱动力因子的综合性与复杂性,其中,社会经济驱动力在黑河中游LUCC中起到主导作用,自然驱动力相对来说作用较小。     

1987-2008年额济纳绿洲土地覆被变化及其驱动机制

采用1987、1999年和2008年3期TM卫星数据, 对额济纳绿洲2000年黑河分水前后土地覆被变化进行了研究, 并分析了额济纳绿洲土地覆被变化的驱动因素。结果表明:(1)从不同覆盖等级的面积变化来看, 额济纳绿洲的主体是中植被覆盖区。1987-1999年额济纳绿洲的植被呈退化趋势。2000年黑河分水后至2008年, 额济纳绿洲植被退化的趋势已得到缓解。(2)从不同土地利用类型的面积变化来看, 额济纳绿洲的主体是戈壁。1987-1999年额济纳绿洲植被退化, 荒漠化趋势明显。2000年黑河分水后至2008年, 植被有所恢复, 退化趋势得到了遏制。(3)影响土地覆被变化的主要有3类因素。第一主成分与人为因素密切相关, 说明过去的十几年额济纳绿洲的土地覆被变化主要受到人类活动影响。第二主成分与地表径流量、年降水量、年均风速有较大的相关, 第三主成分与地下水埋深有较大的正相关, 表明气候因素对额济纳绿洲的土地覆被变化也有一定程度的影响。根据以上结果, 提出应对策略:(1)保证来自中上游的地表径流供给;(2)合理利用地下水资源;(3)增加技术支持, 实现宏观调控。     

1975—2018年民勤绿洲沙漠化过程及其驱动机制

根据1975—2018年民勤绿洲土地沙漠化分类体系及遥感影像数据,探究了民勤绿洲沙漠化时空变化过程;选取影响绿洲沙漠化的自然与人为驱动因子,运用主成分分析方法定量评价了民勤绿洲沙漠化过程的主要驱动力。结果表明：1975—2018年沙漠化程度以重度沙漠化为主,轻度、中度、重度和严重沙漠化面积均呈减少趋势,以2000年为界表现为先发展后逆转趋势;1975—2000年,轻度、中度、重度沙漠化重心总体向东北方向迁移,严重沙漠化的重心向西迁移,沙漠化有向绿洲东北部和巴丹吉林沙漠发展的趋势;2000—2018年轻度沙漠化的重心向西北方向迁移,中度、重度和严重沙漠化重心相对稳定,绿洲沙漠化发展得到明显控制。在绿洲沙漠化过程中,人为因素贡献率为39.53%,自然与人为综合贡献率为26.58%,自然因素贡献率为10.77%,人为因素是民勤绿洲沙漠化的主要驱动力。水资源极度匮乏是绿洲沙漠化的决定因素,在以后的防沙治沙工作中,合理调控人类的生产经营活动,优化干旱区水资源配置,可从源头上治理民勤绿洲的沙漠化。     

基于参与式调查与主成分分析的金塔绿洲变化驱动力分析

内陆河流域绿洲变化驱动机制是旱区绿洲学研究的核心内容之一。利用1963~2010年的Keyhole存档相片、KATE-200卫星航片、Landsat遥感影像等多源数据,获取了金塔绿洲空间分布及面积变化信息。在此基础上,结合参与式调查和主成分分析方法定量分析绿洲变化的驱动机制。研究表明：近47 a来金塔绿洲总体呈现增长的趋势,绿洲规模不断扩大,至2010年绿洲面积高达539.47 km²。其主要原因是气候变化、人口增加、水资源的开发利用与科技进步、社会经济发展及政策等因子的相互交织作用。气候变化是背景因子,人文因子是绿洲变化的主成分因素,且在不同历史社会背景下,其主导人文因素也不同。     

胡杨(Populus euphratica)树轮记录的20世纪40年代前后黑河下游分水过程及其生态影响

黑河下游额济纳绿洲在20世纪40年代前后的东、西河分水是历史文献中记录的过去百年黑河流域人为分水的主要事件之一。在额济纳绿洲采集了覆盖绿洲范围的28个胡杨(Populus euphratica)样点,利用树轮学的方法,研究此次分水对河岸胡杨林径向生长的影响。结果表明:相较于1954—1989年的平均状况,1945—1950年东河附近径向生长量平均减少46%,西河附近平均增加16%。1948年为1900—1989年间绿洲内总体胡杨径向生长量最低的年份。所以,在额济纳绿洲内水量分配上,过于集中并不利于绿洲总体胡杨生长。由于受到人类活动的强烈影响及河岸林水分限制因子空间异质性的影响,绿洲内胡杨径向生长存在较大的空间异质性。     

黑河流域不同类型土地沙漠化驱动力分析

在分析黑河流域土地沙漠化历史和现状的基础上得出造成黑河流域土地沙漠化发生、发展的原因,除了该区脆弱的生态环境:蒸发量大,干旱多风,降水极少,地表组成物质疏松等自然因素外,主要是人类不合理的经济活动,导致流域内有限的水资源不能合理利用,从而使得中上游用水量大幅度增加,造成下游水资源的枯竭,致使地表植被因缺水、过度樵采和放牧而大量死亡,引起土地沙漠化的发生。同时,干旱区绿洲的地形地貌条件对于绿洲的兴衰和发展有重要影响,自然灾害是由于某种作用超出了人类所能承受的能力,对人类的生存与发展造成巨大的威胁和损害。河流改道是绿洲废弃的最直接原因之一。战争导致的农牧业更替也是绿洲演变的一个因素,同时战争对农田水利设施的破坏性也是巨大的。政策导向可以影响到绿洲人口的迁入和迁出,绿洲规模的扩大与缩小,绿洲内部结构、功能、性质的变化,以及对整个流域资源的管理和利用,对于绿洲的影响具有显著的时效性。总之,黑河沙漠化土地形成是在气候暖干化条件下,不合理的人为活动同脆弱的环境、贫乏的水、土、生物资源之间不相协调的产物,是涉及自然、社会、经济等多因子共同作用的综合过程。过度的人为活动是沙漠化的主导驱动因素。     

纵向岭谷区怒江流域生态变化之驱动力分析

利用纵向岭谷区怒江流域主要县市农业发展统计资料、森林资源调查数据、干流道街坝水文站径流量与输沙量数据和国土资源遥感综合调查成果等,采用趋势分析、主成分分析(SPSS)等方法综合分析了近40 a间流域及上下游的生态变化,并揭示其主要驱动因子.结果表明:(1)国家和云南省林业和农业等相关政策是影响流域及上下游生态变化的丰驱动力,它们控制着流域内森林资源、土地利用以及水土流失的,变化趋势;(2)人口增长是影响流域土地利用变化的第二驱动力,其影响力表现为上游大于下游;(3)1968～2000年间由河道输沙量来看,流域内水土流失呈增长趋势,1999～2004年间从流域十壤侵蚀面积和侵蚀量上看,水土流失状况呈减少趋势;(4)流域水土流失加剧与自然因素、人为活动有密切相关关系;在影响程度上,自然要素的控制力大于人为活动.     

额济纳绿洲生态环境的历史演变及其受损因素分析

额济纳平原广大的戈壁滩植被极为稀少,绿洲主要分布在东、西两河的沿河地带以及古日乃湖盆地区,典型的干旱荒漠气候及地质地貌条件是额济纳平原绿洲生态环境退化的动力条件和物质基础。人为的破坏自然植被,减少河流来水量,是额济纳平原环境退化的根本原因。自本世纪六十年代以来,由于黑河进入额济纳平原区水量的不断减少,导致西居延海、东居延海相继干涸,绿洲面积不断减少,植被退化严重,从而引起生态环境的日趋恶化,产生和加剧了一系列的生态环境问题。概括起来,额济纳平原绿洲生态环境问题主要是:湿地减少、植被退化、土壤盐渍化以及土地沙化和荒漠化等。     

景观格局变化驱动力研究进展

景观格局变化驱动力研究是理解人类活动与景观格局演化关系的基础。本文概述了驱动因子的分类, 分析了主导驱动因子的时间尺度效应、空间尺度效应和主题尺度效应, 并介绍了驱动因子的相互作用、驱动机制识别、驱动系统自适应等的研究进展。驱动力识别方法正经历从简单定性分析向定量、半定量分析转变的过程, 数据获取手段也随着遥感技术等的进步得到快速发展, 多学科手段综合是景观格局驱动力研究的必然趋势。但由于驱动力研究的问题导向型特征, 目前尚缺乏对某一类景观格局变化驱动力的归纳及跨时空、多尺度对比。对景观格局变化的跨界研究, 可以加深对制度、文化等驱动力的驱动机制的理解。     

西藏"一江两河"中部流域地区土地沙漠化变化的驱动因素分析

土地利用/覆盖变化及其驱动力是当前研究的热点问题,现代土地沙漠化变化的机制及其驱动因素的研究更倍受关注。选择西藏"一江两河"中部流域地区为研究区域,依据该区1991年与1997年的两期土地沙漠化类型与面积数据,利用定量方法分析了同期土地沙漠化的发展变化与区内各种自然与人文因子间的数量关系,以定量辩识其变化的驱动因素。分析结果表明,该区近期土地沙漠化的变化是在多种气候因子、社会因子与经济因子共同驱动下自然变化过程与人为变化过程相互影响的结果,其中,自然驱动因素主要是风力与干旱程度,人为驱动因素主要是农作物播种面积与牲畜(超载)数量,但比较之下自然驱动因素的作用相对稍重,具有相对主导性。     

基于地理探测器的干旱区内陆河流域产水量驱动力分析 ——以疏勒河流域为例

明确干旱区产水量的驱动因素，能为区域水资源优化和可持续发展提供科学依据。基于 MODIS 植被指数、HWSD 的土壤数据集以及气象要素数据，采用 InVEST 模型和地理探测器探究疏 勒河流域多年平均产水量的空间分布，揭示不同空间尺度上产水量的单因子及双因子交互驱动机 制。结果表明：疏勒河流域多年平均产水量呈现南部>北部>中部。流域尺度上，产水量空间格局 的主导驱动力为降水，坡度与降水交互驱动作用最为显著。区域尺度上，南部山区、北部马鬃山地 区和中部平原区的主导驱动力各不相同，分别为日照时数、人为干扰强度、降水，双因子交互作用 显示人为干扰强度与其它因子的交互最为显著。不同土地利用类型中，耕地产水量的主导驱动力 为坡度，而其它地类产水量的主要影响因子为降水。各地类中降水与其他因子的交互均大大增强 了单因子驱动力。因此，干旱区产水量多尺度驱动机制研究对区域水资源可持续管理至关重要。     

额济纳绿洲不同植被覆盖下土壤特性的时空变化

额济纳绿洲地处干旱内陆河地区。在分析额济纳绿洲土壤特性的基础上,以不同植被类型下的土壤作为分析对象,根据观测的土壤含水量数据及环境因子的观测数据,研究了额济纳绿洲土壤水分的时空变化规律,分析了土壤水分变化与环境因子之间的关系,建立了土壤含水量与环境因子之间的回归模型。研究结果表明,土壤剖面土壤类型及结构差异较大,土壤类型的差异主要受成土条件的制约和外部自然环境的影响,戈壁地区与其他几种植被类型下的土壤差异最为显著;土壤类型及结构的差异,土壤容重变化的特性及土壤水势、土壤含水量的变化,直接影响着植被的生长和分布;额济纳绿洲不同植被类型下的土壤含水量变化差异显著;土壤含水量的季节变化分析表明,土壤剖面中不同层的土壤含水量变化也存在着一定的差异,可以分成不同的稳定变化层,急剧变化层和相对稳定层;土壤含水量的日变化受环境因子的影响较为明显,空气温湿度、土壤温度及地下水水位埋深是影响土壤含水量最为显著的因素。     

我国绿洲化及其研究的若干问题初探

绿洲化是干旱区由于人与自然因素共同作用所导致的由荒漠向绿洲转变的过程。我国干旱区绿洲化面积从20世纪50年代后期的2.5万km2扩大到10.4万km2,绿洲化主要是改变了水循环,也就可以改善局部或更大范围的生态环境,提高生产力。可以说,绿洲化是一个将自然生态系统通过人类活动提升至人工生态系统的过程。但绿洲低水平、无序的开发也可以使绿洲稳定性下降和绿洲退化,在降低或丧失绿洲土地生产力的同时,还引发一系列生态环境问题,如河道断流、湖泊萎缩、植被退化、土壤侵蚀等。因此,需要开展系统的研究,在全面认知人类活动与气候变化作用下水、土、气、生过程及其相互作用的基础上,揭示绿洲化特征及其时空格局演化、过程、驱动机制,为建立绿洲化的调控与管理模式提供科学依据。     

基于统计动力反演的东亚亚热带季风变化驱动机制研究

利用观测数据,运用非线性统计-动力学方法,反演系统各因子之间的相互关系,建立了东亚亚热带季风变化的动力方程,为研究东亚亚热带季风的驱动机制提供了量化参考。研究发现：过去2 000 a东亚亚热带季风是多因子通过反馈机制相互作用影响且具有耦合效应的复杂非线性动力系统,其驱动力主要来源于普若岗日冰芯δ¹⁸О代表的青藏高原热力作用强迫、太阳黑子活动、ENSO、温室气体单因子CO₂和CH₄浓度、北极温度和CH₄及北极温度与7月太阳辐射的耦合作用机制;反馈调节作用主要源于7月太阳辐射与太阳黑子活动、CH₄浓度、中国陆地地表温、CH₄与7月太阳辐射以及CO₂和CH₄的耦合调节作用。并通过动力反演机制推论热带西太平洋对亚热带季风有一定驱动作用,但并不是主要驱动力,即驱动亚热带季风变化的主源地并不在热带西太平洋海区,石笋δ¹⁸О指代的也主要是夏季风信息。     

科尔沁地区现代沙漠化过程的驱动因素分析

基于近50a科尔沁地区沙漠化土地发展-再发展-逆转的时空变化的研究结果, 以气候波动和人类活动变化作为主驱动因子, 探讨现代沙漠化过程的驱动因素的作用。近40多年气候的波动在一定程度上直接地通过不同时期的降水-温度组合影响着沙漠化的进程, 间接地通过人类对气候波动的响应而产生的经济活动来加速沙漠化的进程。尽管科尔沁地区的气候驱动因子呈现出有利于沙漠化发展过程的趋势, 但在近10多年来, 这种驱动力的作用被有利于沙漠化逆转过程的驱动力所抵消。人类活动是研究区沙漠化过程中更加活跃的驱动因子, 体现在土地利用方式的转变和强度的增加, 以及由此而产生的对自然植被群落毁灭性的破坏而加速了沙漠化的进程。以土壤风蚀为例, 这种加速可以是自然条件下的4~10倍; 随着沙漠化程度的加剧, 所产生的在土壤养分、生物多样性和生物生产量等方面退化的加速也与自然条件下的情况相差3~10倍以上。同样是人类活动, 在合理的土地利用、采取各种沙漠化防治措施的情况下, 又可使沙漠化过程逆转。从这一点上来说, 人为驱动因素应是起绝对主导作用的。     

广东梅州地区建设用地变化及其驱动力研究

利用梅州市1996-2007年土地利用变更调查统计数据,对梅州市建设用地变化特征进行分析,应用主成分分析法DPS软件探讨建设用地增长的驱动机制.研究结果表明:梅州市建设用地总体呈逐年上升趋势,建设用地结构增长与空间差异显著,其中交通运输用地增长最快,居民点及独立工矿用地增长次之,水利设施用地出现负增长.兴宁市建设用地相对变化率最大,为2.21:梅县和丰顺县建设用地相对变化率>1;蕉岭、大埔、梅江区、五华及平远县建设用地相对变化率<1;梅州市建设用地变化驱动力主要为经济发展、基础设施建设、人口增长与城镇化进程三大推进因子.同时,对梅州市建设用地驱动因子提出相应的调控措施与建议.     

黑河额济纳绿洲灌溉模式研究

通过对20世纪50年代以来额济纳绿洲来水条件、绿洲演变过程及绿洲灌溉方式研究后认为, 额济纳天然绿洲灌溉应结合水源条件、地形条件及绿洲分布情况, 宜以埂坝灌溉和浸润灌溉方式为主, 沟灌、畦灌等多种灌溉方式并举的绿洲灌溉模式, 并对进入额济纳绿洲的来水进行了配置。     

河西地区土地利用/覆盖变化驱动力研究

河西地区的土地利用／覆盖格局2000多年来发生了很大的变化。参考大量的数据与资料分析了河西地区土地利用覆盖变化的驱动力,结果表明,自然机制与人为机制同时改变着该地区的土地利用／覆盖状况,自然机制的驱动是缓慢的,长期的,而人为机制的驱动,尤其到了近现代,则是剧烈的,集中的,人口变化是驱动土地利用／覆盖变化的非常活跃的因素。     

黑河下游额济纳绿洲环境退化及综合治理＊

黑河下游的额济纳绿洲是内蒙西部阿拉善高原的主要天然绿洲。近半个世纪特别是近１０年来,由于不合理人类活动和自然因素的双重作用,黑河下泄水量不断减少,生态环境恶化,严重影响到本地区乃至周围广大地区的持续发展。通过分析生态环境恶化的现状和原因,提出了生态环境的治理必须以水为中心,加快中游地区节水农业的发展步伐,保证下游一定量的供水,并严格控制不合理的人为活动,力争在１０～１５年内实现生态环境的良性循环。