干旱区绿洲城市城镇化发展状况及协调性浅析——以吐鲁番地区为例

城镇化是一个国家或地区经济发展的必经途径,同时也是衡量某地区经济发展水平的重要标志之一。城镇化进程不仅关系到区域人口、经济和环境的可持续发展,还关系到区域平衡与区域生产效率,以致关系到区域的综合竞争力。利用2001—2011年吐鲁番地区人口、经济、社会和生态方面的相关数据,剖析吐鲁番地区城镇化系统,选出并构建吐鲁番地区人口、经济、社会和生态4个城镇化系统的6个评价指标体系,对指标进行定量分析;计算城镇化4个系统以及城镇化发展水平的综合评价指数及其各系统的协调度,根据各子系统评价指数建立数学模型,分析吐鲁番地区城镇化驱动因子以及制约该地区城镇化进程的影响因素;并推算出吐鲁番地区城镇化的变化和发展趋势。     

塔里木河下游生态输水后植被景观格局动态变化研究

2000-2005年, 塔里木河流域管理局先后7次向塔里木河下游断流区进行了生态输水, 输水河道两岸的植被得到了一定的恢复. 以2000-2005的中巴资源卫星CCD影像为主要数据源, 获得了6 a的植被/非植被二值图, 并计算各年的景观格局指数, 分析了6 a植被景观格局的变化. 结果表明: 植被景观动态度在第四时段(2003-2004年)最大, 为47.83%; 在第三时段(2002-2003年)最小, 为-1.39%; 2000-2005年植被景观的动态变化呈正向趋势. 2000-2005年, 植被景观斑块个数与景观形状指数增加, 蔓延度指数下降了36.9, 斑块结合度指数均高于99, 表明研究区的植被景观破碎化程度、分离程度增加, 而景观类型联通性较高. 植被斑块面积均处于增加趋势且远离河道植被恢复率越小, 但植被景观的比重仍小于50%, 说明非植被类型是研究区的基质类型, 组成了景观的最大斑块. 针对缓冲区Zone 1, 植被景观的平均分维数处于减小趋势且2005年的斑块个数最小, 斑块结合度指数处于增加趋势, 表明近河道区域植被较为稳定, 受生态输水的干扰度较小, 植被景观斑块之间越来越聚集. 6 a间Zone 1的植被最大斑块指数均大于10%, 远高于其它5个缓冲带, 表明离河道越近植被景观的优势度最大.     

基于多时相CBERS/CCD数据的塔里木河下游植被变化

自2000年实施生态输水以后,塔里木河下游断流区沿岸自然植被得到了不同程度的恢复。根据逐年中等分辨率遥感数据,利用时间轨迹分析方法,对植被变化的过程和趋势进行分析。选择2000-2005年各年的最佳CBERS/CCD图像,根据土壤调整植被指数值,将各年土地覆被分为植被和非植被;基于分类结果逐像元构建土地覆被变化轨迹;并按照过程和趋势特征将变化轨迹划分为恒定非植被、恒定植被、转变为植被、转变为非植被和非稳定变化5种变化类型。通过分析植被面积变化与生态输水之间的关系、以及不同趋势类型的数量、空间特征,并结合输水资料和地面调查结果,了解各种变化趋势的变化过程、植被结构和变化原因。结果表明:植被面积随生态输水的进行呈逐年增加趋势;输水过程中,7.94%的区域呈现转变为植被的趋势,主要是草本植物恢复和灌木丛的复苏所致;同时仅有2.66%的像元转变为非植被;由于生态脆弱性较高,尚有10.43%的像元表现为非稳定变化。变化轨迹所揭示的过程特征显示,由非植被向植被转变的变化主要出现在2003年最大规模输水以后;在河水漫溢区尤为明显。实践还表明,干旱区植被变化波动频繁,时间轨迹分析方法有利于揭示植被的变化过程和趋势;而CBERS/CCD数据的免费使用,为利用中等空间分辨率遥感数据进行时间轨迹分析节约了成本。     

基于TM图像的塔盆周边地区主要地物亮度值分析

居民点、水体、植被、早地是组成干旱区的主要地物，在遥感图像上反射差异比较大，易于判读；研究这些地物在遥感影像上的亮度值变化规律，对于干旱区遥感监测分析，信息提取过程具有重要意义。利用5景南疆地区5市1县陆地卫星TM影像图，选择出能代表该地区水体、植被、居民地和早地等主要地物的720个样点，分析干旱区4种主要地物在TM影像不同波段上的变化规律以及产生辐射绝对亮度值（R）变化的地物光学性质和状态；揭示干旱区主要地物在TM影像中的亮度值变化的光学特征。研究表明，这种光学特征对水体来说遵循TM1〉TM2〉TM3〉TM4〉TM5〉TM7的规律，对植被来说，遵循TM4〉TM5〉TM1〉TM2〉TM7〉TM3的规律，对居民地来说，遵循TM5〉TM3〉TM1〉TM4〉TM2〉TM7的规律，对早地来说，遵循TM5〉TM3〉TM7〉TM1〉TM4〉TM2的变化规律。     

基于变化轨迹探测的植被景观格局动态分析——以塔里木河下游生态输水区域为例

 在遥感与GIS技术支持下,以2006、2007、2009、2010年Landsat-5/TM影像与2008年的CBERS/CCD影像为主要数据源,获得5 a的植被/非植被类型图。在此基础上,提取并归纳5 a间的植被变化轨迹:恒定植被、恒定非植被、转变为植被、转变为非植被、非稳定变化。利用景观格局分析软件FRAGSTATS 3.3计算了变化轨迹景观格局的3种景观指标。结果表明,2006—2010年植被面积减小,主要因为生态输水量减小、输水间隔较大,导致草本植被、乔灌木幼苗死亡;恒定非植被的比重最大,表明非植被类型是研究区的基质,其次是转变为非植被的比重,说明5 a间植被的衰退程度要强于恢复程度;转变为植被与非稳定变化两种类型属于过渡性植被变化类型,受生态输水量、分布的制约严重;各种变化轨迹类型的形状规则较为稳定,其中以恒定非植被类型最稳定而非稳定变化类型最不稳定。     

胡杨树干液流日变化及其与气象因素的相关关系

选取塔里木河中游胡杨林自然保护区内不同长势和直径的六棵胡杨（Populus euphratica Oliv.）样木,利用热比率树干液流仪（SFM1）进行树干液流测定,并分析其日变化规律;同步监测各样地的气象因子,建立气象因子与树干液流速率日变化之间的逐步回归方程（Stepwise Regression Equation）,分析气象因子对胡杨树干液流的影响。研究结果如下：（1）不同长势和直径的胡杨树干液流速率差异很大,但其整个日变化过程类似,均有明显的昼夜变化规律。旺盛胡杨树干液流日变化特征呈单峰曲线,而衰弱胡杨呈双峰曲线。（2）大直径胡杨树干液流速率和日累计液流量大于小直径胡杨;长势旺盛的胡杨树干液流速率和日累计液流量均大于衰弱胡杨。各胡杨样木日累计液流量的大小排序为：旺盛大直径胡杨 > 旺盛中直径胡杨 > 衰弱大直径胡杨 > 旺盛小直径胡杨 > 衰弱中直径胡杨 > 衰弱小直径胡杨。（3）虽然胡杨各样树在长势和直径结构上有差异,但其树干液流速率日变化与气象因子的关系大致相同,均与太阳辐射、气温、风速和土壤温度呈显著正相关（P<0.05）,而与空气湿度呈显著负相关。（4）在诸多气象因子中,气温、太阳辐射和空气湿度是影响树干液流速率的主要因子。     

新疆绿洲系统自组织演化与机理

应用自组织理论为指导思想,从绿洲的系统性、整体性、复杂性角度出发,以新疆为例进行实证分析,深入研究绿洲系统的发展特征与演化机制.分析结果表明:[1]自组织理论在解释绿洲复杂系统的发生、发展、演化过程方面是一种非常强大而有效的理论依据;[2]绿洲系统的发展是由干旱环境背景下的特殊自然地理要素的自发演化所构成的自组织与由人为进行的规划与干预所构成的他组织的复合发展过程;[3])绿洲系统具有开放性、非平衡性、非线性、涨落等明显的自组织特征,有着从非组织到组织、从组织程度低到组织程度高、复杂度不断增长等自组织演化过程;[4])绿洲系统中自组织与他组织的相互影响机制决定着绿洲系统运行态势及其特征.新疆绿洲系统发展的特征分析充分揭示并验证了绿洲系统的自组织与他组织特征与演化过程,充实了绿洲研究的理论体系及其内容,为提高我们对绿洲发展规律的认识、科学实施他组织、有效长期的组织绿洲,为正确引导绿洲系统发展过程与方向提供了科学的理论依据.     

新疆特色林果业种植对气候变化的响应

利用全疆54个气象站点的52年气象资料,运用一元回归线性倾向率、Mann-Kendall突变检验及反距离加权空间差值法,分析全疆及四大林果基地的年平均气温、≥10oC降水及4-10月气温和降水的时空变化规律,结合指数平滑时间序列分析法、变异系数和线性倾向率,分析了苹果、葡萄、梨等几种常见特色林果产品产量、种植面积对气候变化的响应。结果表明:全疆和四大林果基地1960-2011年的气温、降水呈现线性增长的趋势,全疆整体上在20世纪80年代中后期增温增湿现象明显,进入2000年后气候暖湿化趋势更加显著,而四大林果基地气温、降水因地理位置差异而导致不同的气候变化趋势和时空分布,其中伊犁河谷林果基地气温、降水线性倾向率最大并且降水最多,吐哈盆地林果基地降水线性倾向率最小、气温线性倾向率较大并且温度最高,天山北坡和环塔里木盆地林果基地气温、降水线性倾向率基本相同,并且都在2000年以后增温、增湿趋势显著;全疆气候暖湿化的变化趋势有利于林果产品产量的提高,特别是在增温、增湿显著发生的年份后,对产量的提高作用更明显,另外增温也促进了喜温林果产品种植面积的扩大,并且由温度高的区域向温度低的区域扩展,林果产品空间种植分布趋势与自治区政府提出的四大林果基地建设布局相吻合;但是温度过高、降水过多,特别是气温、降水出现急剧增温、增湿和减温、减湿异常变化的年份对林果产品的种植影响较大,因此今后应做好极端气候变化对特色林果产品影响的预防措施。     

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。     

新疆人口分布与经济发展不一致性时空演变分析

利用人口分布与经济发展的不一致性指数和空间自相关模型,从时空角度出发,对1993,2003,2014年新疆人口分布与经济发展的不一致性现象的空间分布及地域关联性进行分析。结果表明:1 1993—2014年新疆人口分布与经济发展呈现严重的不平衡,二者之间存在错位现象,人口集聚高于经济集聚成为主要特征。人口的空间分布与区域经济之间关系有所协调,但仍具有不均衡性。2新疆人口经济不一致性地域分异明显,各类型区在空间分布上存在集聚性。3新疆人口分布与经济发展的不一致性存在正的、显著的空间自相关性,且这种相关性有增强的趋势。局部空间自相关分析下,全疆人口分布与经济发展的不一致性从东到西形成了"低-低""不显著""高-高"平行分布的集聚格局,且"低-低"与"高-高"的分布格局具有背向性,新疆人口经济不一致性的现状正在逐步改善。