干旱区盐渍地遥感动态监测及其驱动力研究——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

土壤盐渍化作为主要的土地退化形式之一,已成为一个全球性问题.盐渍地的时空动态变化特征分析研究,是发展研究盐渍地动态监测与预报技术的重要基础工作之一,对于及时掌握盐渍化程度与分布,合理制定土地利用政策与生态改良措施,实现区域可持续发展等方面具有重要作用.针对目前塔里木盆地北缘地区广泛存在的土壤盐渍化问题,基于GIS和遥感变化检测方法,对渭-库绿洲1989、2001、2007年三个时期的盐渍地时空动态变化特征及其驱动力进行了分析.研究结果表明:1989-2007年间重度盐渍地的变化程度剧烈,呈剧烈增加态势;中轻度盐渍地面积减少,主要向重度盐渍地和非盐渍地转化;非盐渍地有所减少,主要向中轻度盐渍地和重度盐渍地转化;绿洲内部盐渍化程度有所降低,而绿洲外围盐渍化程度加剧;盐渍地重心具有向绿洲外围东南方向转移的趋势;通过分析盐渍地时空动态变化特征,表明盐渍地时空变化是一个极其复杂的过程,同时受到自然和人文两大系统的驱动,人为不合理的灌溉是促使土壤盐渍化的主要驱动力.研究为盐渍地时空动态分析与评价提供了普适性较强的实现方法,为构建盐渍地定量监测模型提供了一定科学依据.     

基于元胞自动机民勤绿洲湖区荒漠化演化预测

民勤湖区是民勤绿洲中生态环境最为恶劣的地区,土地荒漠化问题十分突出。以民勤绿洲湖区为例,解译1992年、1998年、2002年和2006年TM卫星影像,分析其荒漠化动态变化情况,利用ArcObjects模块结合地理元胞自动机理论构造荒漠化动态模拟模型,通过对比2006年的预测数据与实际数据,对模型进行参数调整和预测检验。预测结果表明,模型预测的准确性达到90%。最后对2012年该区土地利用状况做出预测,进而对荒漠化的发展趋势进行预测分析。     

Cropland cover change in Northeast China during the past 300 years

Land use/cover change induced by human activities has emerged as a “global” phenomenon with Earth system consequences. Northeast China is an area where the largest land cultivation activities by migrants have happened in China during the past 300 years. In this paper, methods including documentary data calibration and multi-sourced data conversion model are used to reconstruct historical cropland cover change in Northeast China during the past 300 years. It is concluded that human beings have remarkably changed the natural landscape of the region by land cultivation in the past 300 years. Cropland area has increased almost exponentially during the past 300 years, especially during the past 100 years when the ratio of cropland cover changed from 10% to 20%. Until the middle of the 19th century, the agricultural area was still mainly restricted in Liaoning Province. From the late 19th century to the early 20th century, dramatic changes took place when the northern boundary of cultivation had extended to the middle of Heilongjiang Province. During the 20th century, three agricultural regions with high ratio of cropland cover were formed after the two phases of spatial expansion of cropland area in 1900s–1930s and 1950s–1980s. Since 1930s–1940s, the expansion of new cultivated area have invaded the forest lands especially in Jilin and Heilongjiang Provinces. Supported by National Natural Science Foundation of China (Grant No. 40571165) and Innovation Foundation of Chinese Academy of Sciences (Grant No. KZCX2-YW-315)     

自然与人文交互作用下的干旱区典型绿洲耕地动态变化驱动力分析——以新疆于田绿洲为例

 绿洲是干旱区独特的自然景观,是人们生产生活的载体。如何在保持经济发展、提高人民生活水平的基础上保护有限的耕地资源,是关系到干旱区绿洲和谐以及可持续发展的重要问题。选取干旱区典型绿洲——于田县1949\_2004年的自然与人文统计资料,首先分析了五十余年来该县耕地变化的情况。然后从自然与人文两个角度对影响耕地面积变化的因子进行分析,结果表明,自然因素往往构成一定区域绿洲发展的基本限制,人为因素在短时期内,对耕地的变化起着决定性作用,这种作用如果顺应自然因素的限制,则对绿洲发展有利,绿洲稳定性增强;反之,绿洲稳定性减弱,由于新疆绿洲外围多为戈壁及沙漠,因此,对绿洲的利用要遵循自然规律,以保护绿洲为前提,合理利用水等自然资源,否则绿洲的面积随时都有可能缩小。     

额济纳绿洲主要植物的水势与环境因子的关系

通过对额济纳绿洲几种植物的水势分析,结果表明,水势从小到大排序为:红砂 < 柽柳、苏枸杞、苦豆子 < 胡杨、梭梭、骆驼蓬 < 花花柴 < 沙拐枣。胡杨和柽柳水势日变化在5月和7月大体呈"V"型;9月份日变化大体呈直线型。不同植物对环境条件反应不同,乔木、灌木的水势与深层土壤中含水量密切相关,而草本对较浅层的土壤含水量相关。阔叶植物对大气中的水分相关性更强。植物水势与大气温度相关性最差。     

甘肃民勤绿洲近年来生态治理政策在农户中的响应

采用访谈式的环境社会学的研究方法,于2003年秋季对民勤县农户的生态治理行为进行了典型抽样调查,对目前正在实施的"退耕还林、围栏封育、禁牧休牧、舍饲圈养、结构调整、移民搬迁"等政策在农户中的响应以及农户的生态环境治理意愿,进行了详细的调查和数据收集,在统计分析的基础上发现目前正在实施的生态政策对农户的响应有很大的差异,甚至在农户经营行为方面与生态保护之间存在着矛盾。通过分析得出进一步推动生态治理的结论一是退耕还林用水的费用应该由国家全部承担;二是建立阶梯式的生态补偿机制;三是加强流域水资源管理,实行用水权可交易的许可证制度。     

干旱风沙区绿洲森林覆盖率的非线性生态模型

以甘肃河西走廊绿洲为例,就干旱风沙区绿洲森林覆盖率进行了研究。研究结果表明：①影响干旱风沙区绿洲森林覆盖率高低的因素,主要与最大风速(V)和主林带的有效防护距离(L)有关,有效防护距离又受主林带平均高度和有效防护系数(r,或宽度)的影响。②经反复试算,最大风速和主林带有效防护距离的比值(V/L)大小与森林覆盖率(F)高低之间存在着相一致的规律性,不同比值代表着不同主林带平均高度(i)降低最大风速20%以上所需的最佳防护效益森林覆盖率,依此建立了干旱风沙区绿洲森林覆盖率的非线性生态模型：F=V/L×100%=V/(ri×i)×100%。③用1979—1994年在乌兰布和沙漠东北缘新建防护林体系森林覆盖率的实验数据对模型的预报结果进行适合性检验,结果表明,η=5.2466＜X2 0.05(5)=11.070,差异不显著,因此应用F=V/(ri×i)×100%预报干旱风沙区绿洲的森林覆盖率是可行的。     

黑河下游绿洲地表辐射平衡及小气候特征分析

利用额济纳绿洲2004年5~10月微气象站观测资料,分析了该地区地表能量平衡及小气候特征.结果表明:在绿洲内太阳总辐射、光合有效辐射、净辐射有明显的季节变化及日变化,日峰值及月总量在7月份达到最高.地表能量平衡季节变化显著,5、8、9、10月份,地面能量交换基本以感热通量为主,Bowen比值在日间>4;6、7月份,潜热蒸发是能量平衡的主要部分,Bowen比基本<1.5~10月土壤热通量值始终较小,约占净辐射的15%~20%.绿洲内近地层风速基本在0~5 m·s^-1之间,夜间风速变化很小,日间风速较大.随着土壤深度的增加,土壤温度变化趋势越来越缓慢,地表温度波动变化最大,而在40 cm深处土壤温度日变化很小.     

民勤绿洲水资源利用与生态系统退化分析

石羊河流域生态平衡失调,生态系统退化在我国干旱、半干旱地区内陆河流域中具有典型的代表性。通过对石羊河流域近代地表水资源开发及其绿洲变迁,近年来流域用水量分配,降水特征及其对植被的影响,流域下游民勤绿洲地下水位、水质的变化等因素多年来观测研究,认为：降水量对天然植被的生长没有大的作用;由于人口的增加,流域地表水资源分配不均,水资源开发过度,地下水位急剧下降,造成流域生态系统退化。流域经济因素促进社会因素的变化,社会因素的变化导致自然环境的变迁,社会、经济、自然诸因素相互作用,通过水资源的变化驱动石羊河流域生态系统的变化。     

沙漠绿洲多功能高分子植物生长调节剂籽瓜增产和品质改善研究

选择适合当地土壤和生态环境特点的优质高产籽瓜品种——新籽瓜1号,进行甘肃省武威市民勤沙漠绿洲多功能高分子植物生长调节剂籽瓜根部追施增产和品质改善试验研究。结果显示,施用产品不但有利于籽瓜的营养和生殖生长,增加瓜径3%~5%、提高产量11.5%,而且显著改善籽瓜的品质,提高其粗蛋白和维生素B1、B2含量,分别比对照增加1.80%和29.41%、14.29%,因而产生较好的经济效益,净增产值358.95~580.95元·hm-2。