MODS耦合关系的界面过程及其特征

干旱区山地—绿洲—荒漠系统(MODS)的耦合关系,通过系统之间以及要素之间界面的过程表现出来。系统界面上物质、能量与信息的分布特点、变化特征、作用方式与相互关系,直接制约着MODS的结构与功能。干旱区一定土地利用与覆盖变化条件下．SPAC中水分的变化与水热耦合关系,成为MODS时空特征与过程模拟研究的重要方向。山地一绿洲系统界面的特征,绿洲一荒漠过渡带的生态过程以及MODS综合体的界面过程,都离不开水分、土壤、空气等介质,而水是干旱区自然环境综合体中最活跃的因素,是自然界物质循环和能量转化以及信息传递的主要媒介。研究系统耦合及其界面过程对于生态系统的综合调控具有重要理论价值。     

新疆山地-绿洲-荒漠系统及其气候特征

在位于中国西北内陆干旱区的新疆,发育着大量的山地-绿洲-荒漠系统,山地系统是干旱区水资源的形成区,也是重要的矿质营养库和生物种质资源库,绿洲系统是生产力相对较高的区域和人类赖以生存和发展的中心,而荒漠系统则是干旱区面积广阔和环境相对恶劣的区域。地貌类型与气候特征决定耦合类型的基础和框架,水文特征决定耦合类型的空间格局,植被类型反应耦合类型的外貌。通过对新疆山地、绿洲、荒漠三个子系统结构与功能进行了分析,并结合新疆近40年气候变化的特点和规律,来探讨中亚干旱区山地-绿洲-荒漠系统的特征。     

哈密——一个典型的地下水补给型荒漠绿洲区

由绿洲及其所在荒漠盆地平原与周边山地共同构建的哈密盆地地域系统，是我国干旱区典型的以地下水资源为主，而发育和不断扩大的荒漠绿洲区。盆地内独具一格的水循环系统，表现出水资源在流域水循环过程中形成和转化。由于荒漠盆地平原系统不产生径流，从山地进入荒漠盆地平原的水流就成为难一的水源。在哈密盆地河水出口后，即进入透水性强，粗粒松散的冲洪积扇，成为盆地平原地下水的形成区。潜水在冲—洪积扇缘溢出地面形成泉水，进而构成泉水河。冲—洪积扇积缘地带、地表平缓，土层深厚，发育成绿洲。盆地绿洲资源沿冲—洪积扇绿呈一字线，分80多个小的个体，散布于盆地的中央，将盆地黑戈壁与灰荒漠分为两半。     

山地地理

P463.1,P931.32006010174新疆山地-绿洲-荒漠系统及其气候特征=Mountain-oasis-desert system and characteristics of cli mate in Xinjiang/孙洪波,王让会…∥干旱区地理.—2005,28(2).—199~204通过对新疆山地、绿洲、荒漠三个子系统结构与功能进行了分析,并结合新疆近40年气候变化的特点和规律,对比了中国新疆南北疆气候变化的差异,进而全面揭示干旱区山地-绿洲-荒漠系统的特征.图2表2参18(王彦)SDX171.12006010175天山北麓地下水与自然植被的空间变异及其分形特征=Spatial variability and fractal di mensions of groundwater and…     

中国绿洲化及其研究进展北大核心CSCD

绿洲化是干旱区人与自然因素共同作用下荒漠向绿洲转变的过程。中国绿洲面积从20世纪50年代初期的20 000km2扩展到2000年的86 000km2,扩大了3.3倍。绿洲化过程不仅伴随着景观格局的变化,而且会引发土壤、生物、气象和水文等要素的变化。分析了近2 000a来中国干旱区绿洲的演变过程,评述了绿洲化过程中景观变化、其对绿洲稳定性的影响及绿洲化过程中土壤要素、气象水文要素变化等诸多方面的研究进展,同时提出未来的研究中应加强绿洲化过程研究框架的建立、绿洲化过程中关键因素变化及绿洲化关键过程研究。     

荒漠-绿洲区土壤性质过渡特征

荒漠-绿洲区是干旱区地表景观格局变化最频繁的地区,深入研究荒漠-绿洲区不同景观格局土壤环境的差异对揭示干旱区生态系统过程至关重要。本研究通过采集石羊河流域荒漠、过渡带和绿洲土壤样品,综合运用多种分析方法,研究荒漠-绿洲区不同景观格局土壤理化属性的差异及其相互作用关系。结果表明：从荒漠、过渡带到绿洲景观,土壤质地和持水性能在不断好转,酸碱度和盐分状况变化不大,养分状况则表现为荒漠和过渡带具有近乎相同的有机碳和全氮含量,绿洲具有显著增加的有机碳、全氮和全磷含量。在不同深度上,荒漠景观土壤理化属性几乎没有变化;过渡带土壤质地由表层至深层不断改善,含水量逐层增大,全磷含量缓慢增加,C∶N和C∶P的值波动减小;绿洲景观土壤含水量由表层至深层显著增加,养分含量显著降低,C∶N和C∶P的值显著减小。总体而言,荒漠景观土壤理化属性的分异程度最小,绿洲景观分异程度最大,过渡带景观在土壤质地和含水量方面的分异程度较大,在土壤养分方面的分异程度较小。此外,过渡带景观土壤理化属性的自相关程度最高,且土壤质地是引起其他土壤理化属性分异的主要原因。     

荒漠绿洲土壤优先流研究进展

荒漠绿洲土壤受干湿交替、冻融作用和土壤特性等非生物因素和动物洞穴、植物根系生物因素影响,存在大孔隙。水分和溶质优先沿着相互连通的大孔隙快速补充到土壤深层或浅层地下水,引起绿洲农田水分、养分损失;大孔隙存在,增强了土壤通气性,促进农田地力提升。荒漠绿洲土壤优先流的发生,减少地表径流及其侵蚀,促进水分入渗,影响着干旱区植被恢复和地下水补给。重点分析影响荒漠绿洲土壤优先流的非生物和生物因素,综述优先流对该区土壤性质和水文要素的影响。未来该区研究应重视以下几个方面：（1）加强大孔隙三维空间构型的研究,分析大孔隙结构与土壤优先流发生的内在机制;（2）开展不同景观类型土壤优先流的野外监测,认识土壤优先流的运动规律,揭示荒漠绿洲土壤优先流与植被互馈机制;（3）发展并构建荒漠绿洲土壤优先流运动的动力学模型。     

中国绿洲化及其研究进展

绿洲化是干旱区人与自然因素共同作用下荒漠向绿洲转变的过程。中国绿洲面积从20世纪50年代初期的20 000 km²扩展到2000年的86 000 km²,扩大了3.3倍。绿洲化过程不仅伴随着景观格局的变化,而且会引发土壤、生物、气象和水文等要素的变化。分析了近2 000 a来中国干旱区绿洲的演变过程,评述了绿洲化过程中景观变化,其对绿洲稳定性的影响及绿洲化过程中土壤要素、气象水文要素变化等诸多方面的研究进展,同时提出未来的研究中应加强绿洲化过程研究框架的建立、绿洲化过程中关键因素变化及绿洲化关键过程研究。     

天山北麓山地-绿洲-荒漠生态系统净初级生产力空间分布格局及其季节变化

以天山北麓总面积达93 936 km~2的山地-绿洲-荒漠生态样带为例,利用生态-遥感光能利用率模型NPP-PEM,使用1 km分辨率SPOT/VEGETATION遥感等数据资料,估算了生态样带净初级生产力(NPP)空间分布及其季节变化.结果表明山地-绿洲-荒漠生态样带平均NPP为161.06 g C·m~(-2)·a~(-1),样带陆地生态系统年总碳吸收量或年总NPP累积量为15.081 Tg C(1Tg=10~(12)g),其中绿洲农田、山地草甸草原、平原荒漠草原和山地森林对的碳吸收贡献率分别为32.67%、28.16%、12.41%和9.15%.夏季是各类生态系统NPP增加量最大的季节,而沙漠由于早春短命植被覆盖而具有生长双峰现象.样带NPP空间分布及其季相变化特征是自然环境、地貌、气候以及人类生产活动长期共同作用和影响的结果,其中水热条件和基质是控制干旱区陆地生态系统NPP空间格局的决定因子.结果检验表明模拟效果较为合理,证明NPP-PEM模型在干旱生态系统的应用是可行的.研究为干旱区陆地生态系统碳循环研究开辟了途径,可为干旱区生态系统评估、监测和管理提供研究方法和参考依据.     

荒漠绿洲区农业特征及其可持续发展策略

荒漠绿洲是干旱区人类生存的主要场所,地域内蕴藏着大量的自然资源。在工业化社会日益发展的时代,众多国内外学者对干旱区荒漠绿洲的自然资源、环境及开发利用进行了大量的研究。本文在对西北荒漠绿洲的生态环境,如气候条件、植被分布特征、土壤特征、水文特征分析的基础上,进一步对荒漠绿洲农业特征进行了剖析,提出了荒漠绿洲农业可持续发展的对策,即:充分利用资源优势,发展特色产业,合理分配水资源,构建可持续发展模式。     

三工河流域山地—绿洲—荒漠系统降水空间变异性研究

山地—绿洲—沙漠系统（MODS）是中国内陆干旱区最基本、也最典型的地理景观格局,以天山北麓中段、准噶尔盆地南缘的三工河流域为典型区,设置降雨量监测网,获取2007-2014年5-8月份降雨量数据,利用（旋转）经验正交函数分解（REOF/EOF）、分形理论及克里金法（Kriging）等方法探讨流域尺度干旱内陆区MODS多地貌单元复合情况下降水的空间结构型及异质性特征,为深入了解MODS生态系统植被演变规律及其恢复提供借鉴。主要结论为：依据第一特征向量（对总体方差贡献82.4%）0~30 km、30~70 km及70~150 km的3个荷载区段,将研究区划分为山地区、绿洲区及沙漠区;其夏季降水场以“整体一致”型为主,表现为降水一致全流域整体增加,且增幅自山地—绿洲—荒漠依次减小。山地区半变异函数曲线符合高斯模型,绿洲区符合球状模型变程为15.3 km,荒漠区5月、6月及其它时段分别符合高斯模型、指数模型及球状模型,变程58.6 km比山地和绿洲大。随机因素引起的空间异质性占0.01%~9.57%;绿洲区降水空间变异性最大,山地次之沙漠区最小;6月份降水空间异质性最显著,8月最小;在南北方向（0°）和东南—西北方向（135°）变异性最强。     

南迦巴瓦峰与托木尔峰山地垂直自然带的比较

南迦巴瓦峰地处喜马拉雅山脉东端雅鲁藏布江大拐弯的内侧，托木尔峰地处天山山脉的西端，二者独特的自然地理特征及其高大的山体为山地垂直自然带谱的形成和发展提从了十分有利的自然环境，发育了相当完整的山地垂直系列。比较二者的垂直带谱，可以发现无论在垂直带谱的形成条件，基带，性质和结构类型，还是景观特征，垂直分异影响因素及南北坡差异程度等方面，都存在着较大的差异。南峰垂直带谱为以森林－草原－荒漠土壤系列为特征的季风性湿润，法湿润带谱系统，垂直分异的主导因素为温度；托峰垂直带谱为以荒漠－－草原－荒漠土壤系列为特征的大陆性干旱带谱系统，垂直分异的主导因素为湿度。不同的垂直自然带特征决定了不同的资源开发利用和保护措施。     

石羊河流域绿洲城市水土资源利用生态风险评价——以武威市为例

石羊河流域是西北内陆典型缺水区,水土资源是相互制约相互影响的有机整体,其供需状况成为决定该流域社会、经济与环境协调发展的生命主线。以武威市为例,基于各区县1987和2010年土地利用数据以及2003-2009年石羊河水资源公报基础数据,选取水土资源利用效应相关指数,根据各指标所反映的风险内涵,将计算结果加权或分级组合,独立构建水、土资源利用生态风险评估及对策体系,分析研究各区县水土资源生态风险动态及空间变化,最后依据流域位置对评价结果进行综合等级划分。研究结果表明：（1）研究期内武威市各区县土地利用综合风险指数均有所增加,土地利用格局的变化产生了一定的生态风险;（2）2003-2009年武威市水资源利用生态风险等级明显增加,不同地区需要结合自身条件,采取相应措施,应对水资源生态风险的变化;（3）武威市各区县水土组合生态风险在空间上表现出一定差异性：中下游地区综合生态风险总体大于上游地区。     

Quantifying landscape structure of the Heihe River Basin, north-west China using FRAGSTATS

We have compiled landscape map of the Heihe River Basin based on the land-use map using geographic information systems. A total of six ecoregions was delineated. Various landscape metrics of each zone, including area, patch density and size, edge, shape, nearest-neighbor, diversity, and contagion and interspersion metrics were calculated using the landscape structure analysis program FRAGSTATS. The results indicated that the landscape pattern of the Heihe River Basin is mainly controlled by the distribution of water resources. The landscape structure in the mountainous area of the Heihe River Basin shows a high continuity and complex patch shapes. The landscape structure of the oasis area shows the most complex landscape structure, the richest patch types, and the highest diversity. The oases are distributed along rivers and artificial channels, and are heterogeneous mosaics embedded in the desert landscape matrix. The landscape structures of oases in different zones vary greatly. In the oasis zone in the Hexi Corridor, the artificial oasis, dominated by irrigated farmland, is one of the most important landscape elements. Conversely, in the Ruoshui River Delta zone, the patches are fragmented and the landscape is easily disturbed. In the transitional belt between oasis and desert, the patch types are meadow, salinized meadow, salt desert, and marsh, which are fragmented and distributed in clusters. These patch types reflect the biodiversity in the arid region and play an important role in resisting the desertification in the area, suggesting they must be protected carefully. In the desert area, such as the northern Alxa High Plain, the bare gobi is a landscape matrix with absolute dominance and very high contagion, while other landscape types in the zone are heterogeneous mosaics embedded in the matrix with very small percentage.     

乌兰布和沙漠人工绿洲沙害综合控制技术体系

将乌兰布和沙漠绿洲分为绿洲生态经济核心区、绿洲-荒漠生态缓冲区和自然荒漠生态恢复区3个功能区,基于各功能区的地貌、植被、土壤及沙害特征与沙源,立足因地制宜规划、因害设防整治的设计思想,提出“流沙固阻带、封沙育草带、防风阻沙带、绿洲防护林网”四带一体的综合防治体系防御流沙入侵,采用工程、农艺等应急措施体系控制绿洲内土壤风蚀和零星流沙的危害,为人工绿洲沙害的综合控制提供了科学依据。     

中国区域PRED系统研究进展

在对区域PRED系统内涵理解的基础上,比较了它与区域可持续发展的异同。区域PRED系统是以区域人口、资源、环境和发展四个子系统的协调发展为目标,可持续发展是一个宏观的概念,区域PRED系统的协调发展是可持续发展的前提条件．而可持续发展是区域PRFD系统的协调发展最终目标。在对比分析了前人研究区域PRED系统的指标体系和量化方法,结合新疆的实际,对原先较适用于工业发达、环境污染严重的大中型城市的可持续度模型进行了改进。针对西部干旱区特殊的地理环境和农牧业为主体的经济结构,将水资源总量和生态环境因子引入可持续度模型,分别替代模型中原有的资源消耗因子和环境质量因子。水资源总量是制约以农牧业为主的干旱区中小绿洲经济协调发展的重要因子．对于以农牧业为基础产业的干旱区域来说能源的需求远不及对水资源的需求．将水资源总量作为一个指标引入评价模型。同时生态环境变化引起的区域协调发展问题对干旱区尤为重要,西部地区生态环境的脆弱性成为制约经济协调发展的重要因子,是将生态环境引入可持续度模型中的原因。结果表明改进后的可持续度模型用于评价工业不发达、生态环境脆弱的西部干旱区所得结果与该地区的现实基本相符。     

基于SWAT模型的乌鲁木齐河流域径流模拟

为了更好地研究西北干旱区高山河流对气候变化的响应,在新疆乌鲁木齐河上游汇水区构建SWAT分布式水文模型,结合Sufi-2算法对模型进行参数率定、敏感性分析以及不确定性分析,对乌鲁木齐河英雄桥水文站以上2000-2011年日径流进行模拟。结果表明:(1)河岸调蓄的基流α因子、土壤饱和导水率、地下水的时间延迟、气温降水垂直变率以及相关融雪参数比较敏感。(2)模型模拟结果与观测流量过程线拟合程度较好,日值模拟结果Ens>0.75,PBIAS介于±25%,R²达到0.8以上。(3)较高的P-factor及较低的R-factor显示模型不确定性较小。总体来说,SWAT模型在乌鲁木齐河上游区的适用性比较理想。     

Vulnerability and adaptation of an oasis social–ecological system affected by glacier change in an arid region of northwestern China

The Hexi Inland River Basin in an arid region of northwestern China was chosen as the study area for this research. The authors define the vulnerability of an oasis social-ecological system to glacier change; select 16 indicators from natural and socioeconomic systems according to exposure, sensitivity, and adaptive capacity; and construct a vulnerability-assessment indicator system aimed at an inland river basin in the arid region of Northwestern China. Vulnerability of the oasis socialecological system affected by glacier change in the study area is evaluated by Spatial Principal Component Analysis(SPCA) under the circumstance of glacier change. The key factors affecting the vulnerability are analyzed. The vulnerability of the oasis social-ecological system in the Hexi Inland River Basin affected by glacier change is of more than medium grade, accounting for about 48.0% of the total number of counties in the study area. In terms of the spatial pattern of the vulnerability, the oasis economic belt is the most vulnerable. With the rapid development of the area's society and economy, the exposure of the system to glacial changes is significantly increased; and an increase in glacial meltwater is not enough to overcome the impact of increased exposure, which is the main reason for the high vulnerability. Based on the result of the vulnerability analysis and combined with the present industrial structure in the Hexi Inland River Basin, near-,medium-, and long-term adaptation initiatives are put forward in the article.