开都河流域融雪径流模拟研究

高山融雪是塔里木河源流区重要的产流方式,4个山区流域具有面积大、测站稀少、降雨与融雪混合补给径流和显著局部降雨等特征.以开都河流域为研究区,分析流域特征对SRM融雪径流模型参变量的影响,确定相应选取策略以提高融雪径流模拟预报精度,为相似流域融雪径流模拟提供参考.研究结果表明:(i)气温输入控制模拟径流的整体趋势,对模拟精度起决定性作用.但测站日均气温数据通常不能代表流域同高程的平均水平,直接作为输入会导致很大误差.基于遥感积雪图和模拟结果分析,开都河流域选择0.5倍巴音布鲁克站日最大气温作为流域平均气温较为合理.(ii)由于雨量站稀少和局部降雨特征显著,计算各高程分带平均降水并不现实.将测站降雨乘以放大系数,并借助参数"降雨径流系数"进行校正,可以满足模型对降雨输入的需求.(iii)根据融雪和降雨位置变化,调整参数"滞时"取值对提高局部洪峰过程的模拟精度非常重要.(iv)随气温升高,降雨增多,未能被有限测站完全监测,导致模拟精度逐步降低.     

艾比湖生态环境恶化及防治对策

依据阿拉山口气象站与精河气象站1961－2000年大风天气资料、精河气象站1961－2000年沙尘天气资料，分析沙尘天气变化与大风日数、降水量、蒸发量及艾比湖入湖水量、艾比湖水面面积变化关系，并利用博乐市1997－2000年降尘资料重点分析近年沙尘天气变化与降水量、入湖水量之间的关系。分析结论：入湖水量与降水量减少直接导致风沙天气增加，由此艾比湖湿地生态环境日趋恶化，给博州乃至北疆地区社会、经济发展造成严重危害。本文详尽分析了艾比湖湿地生态恶化表现形态与博州社会经济各业遭受的巨大损失，并提出治理措施。     

干旱区内陆河漫溢型生态用水调控的模拟分析——以塔里木河干流灿木里克生态区为例

利用地理信息系统、洪水演进、遥感方法,通过对塔里木河干流灿木里克漫溢型生态用水调控的分析,建立了生态放水漫溢模型,动态模拟了生态放水的漫溢过程,分析了生态用水量与生态保护范围、放水淹没时间之间的定量关系,结果表明生态放水流量的大小和时间的长短对生态用水的效率影响很大,相同生态用水量按不同流量和时间供给其效果呈几何指数关系,地形起伏度在生态用水中也起到关键性作用,生态用水的调控不能等同于简单的农业灌溉系统,简单的放水会造成很大的浪费,且达不到预期的生态效应.优化放水可使生态用水的效率提高30%,这对于干旱缺水地区至关重要.     

MODIS数据在新疆生态环境建设中的应用

中国科学院新疆生态与地理研究所利用MODIS卫星接收站接收的MODIS数据进行了艾比湖湖水水面动态监测，并连续监测了湖面西北107km^2裸露湖底的水而恢复情况，佐证了覆盖该裸露区所需的理论入湖水量。结合塔里木河应急生态放水工程，利用归一化植被指数提取结果进行了生态放水引起的植被恢复状况监测，利用连续MODIS数据进行了台特玛湖水面变化的监测，证实了应急输水的生态保护效果是十分显著的。显示了中尺度分辨率MODIS数据在新疆生态环境建设中具有很强的应用前景。     

基于生态压力指数的新疆生态安全时空动态分析

通过计算2000-2007年新疆各地州(市)的生态足迹和生物承载力,选取生态压力指数(EPI)构建区域生态安全评价模型,对不同地区的生态安全状况进行了评价并分析其时空动态变化。结果表明:①2000-2007年新疆各地州(市)人均生态足迹均呈增长趋势,而生物承载力总体上呈减少趋势。②西部大开发战略实施以来,新疆经历了由生态安全向生态不安全演变的过程;各地州(市)生态不安全程度逐年增加,且增加幅度不等。③新疆生态安全程度的空间分布呈现一定的规律性,北部地区＞中部地区＞东、西部地区＞天山北坡地区。     

近40年和田河流域土地利用动态变化及其生态环境效应

通过对新疆和田河流域近40年来土地利用/覆被变化(LUCC)特点进行分析,研究其生态环境效应.通过对和田河流域上游、中游、下游土地利用变化的变化幅度、变化速度、综合动态度及区域差异分析,结果表明:(1)全流域、上游、中游和下游土地利用变化的幅度和速度均发生较大变化,全流域综合动态度为0.16,上游为0.08,中游为0.26,下游为0.16,并且存在明显的空间差异,上游相对变化率为0.5,中游为1.625,下游为1.0.(2)土地利用结构变化表现为林地、草地和水域明显减少,耕地、城镇用地和未利用地增加,反映出区域城镇化进程的加快和生态环境恶化的趋势.(3)上游山地生态系统冰川退缩、天然植被退化;中游绿洲生态系统耕地扩张迅速,土壤盐渍化,人工渠、水库增加显著;下游荒漠生态系统植被退化,水资源严重不足,土地沙化.     

气候变化对玛纳斯河的径流量影响预测模拟分析

山区积雪和冰川融水径流是内陆干旱区的重要水资源, 研究全球变暖情景下温度对融雪径流的影响具有重要意义. 以典型的内陆河玛纳斯流域上游为例, 利用基于度-日因子算法的SRM(Snowmelt Runoff Model)融雪径流模型, 根据当前变化趋势和年内分配模拟出20种假定来模拟未来气候情景(气温上升1 ℃、 2 ℃、 3 ℃、 4 ℃和降水变化率为0、 ±10%、 ±20%的随机组合情况)下的河道径流量, 从而计算出径流量的变化率, 分析了温度和降水变化对径流量的影响. 结果表明: 对于以雪冰融水为主要补给的玛纳斯河, 随着温度和降水的增加, 径流量也会增加, 并会使融雪径流提前. 假定降水量不发生大的变化, 温度增高1 ℃, 径流量增大13%~16%; 在气温一定时, 降雨量增加10%, 径流量增加2%左右, 说明气温和降水都对干旱区内陆河山区径流形成具有重要影响. 该研究对制定气候变化情景下的水资源适应对策具有重要指导意义.     

基于多尺度遥感数据的塔里木河干流地区植被覆盖动态

利用地面观测数据,Landsat TM和MODIS数据,基于尺度上推的研究思路,采用修正的三波段最大梯度差模型反演植被覆盖度,分析了塔里木河干流地区2000-2013年植被覆盖度时空分布及其动态变化特征。结果表明：（1）地面观测数据、Landsat TM与MODIS数据相结合进行尺度上推,尺度转换相对误差控制在4%以内,可以实现分析大范围长时间序列植被变化;（2）塔里木河干流区域植被覆盖度年内最大值出现在7、8月,2000-2013年平均植被覆盖度变化整体上呈现增长的趋势,上游年均植被覆盖度18.67%~23.67%,中游10.6%~12.44%,下游4.7%~6%,但呈现两段式发展（2000-2006年显著提高,2006-2013年小伏波动变化）;（3）塔里木河干流区域植被覆盖度空间差异明显,上游植被覆盖度增长速率最高,中游次之,下游增长速率最小。上游植被覆盖度年增长速率为0.37%,且增长趋势显著;中游年增长速率为0.06%,没有显著的变化趋势;下游年增长速率为0.05%,增长变化显著区域位于河道或稍远离河道附近及台特玛湖附近。     

新疆天山北坡干旱区GDP时空模拟

针对资源环境研究领域对空间型社会经济数据的需求,本文以新疆天山北坡为试验区,在分析区域经济发展特征的基础上,根据分县控制、分产业建模的思路,建立基于土地利用的1 km栅格GDP空间化模型对统计型经济数据进行空间分布仿真模拟。对第一产业产值采用面积权重的方法进行拟合;对第二产业建立基于道路的反距离加权模型;第三产业则以城镇规模为基础,通过引入城市边缘距离概念建立多中心的距离衰减加幂指数模型。结果表明,天山北坡GDP空间分布模拟在分产业和分县水平上具有较高精度,模拟值与真实值间的相对误差均在1%以内。从研究区GDP的空间分布来看,高值区主要集中在米泉至沙湾一线,以乌鲁木齐市、石河子市以及克拉玛依市为核心向周围地区辐射;城市内部GDP密度由城市中心向外围递减,建成区GDP密度明显高于城郊及农村地区。1995、2000和2007年三期GDP模拟结果的对比较真实地反映了区域经济发展的历程,对准确把握区域经济动态具有一定的实用价值。     

融雪径流研究的理论与方法及其在干旱区的应用

融雪径流是干旱区河流的重要补给水源,融雪径流研究是干旱区水资源管理及分配的重要组成部分。基于国内外大量研究成果,本文从理论和方法入手对干旱区融雪径流研究现状进行分析和总结。理论研究是融雪径流发展及应用的基础,理论研究部分包括气候变化对融雪径流的影响、融雪径流水过程与物质迁移研究及融雪径流模拟研究;研究方法是融雪径流研究得以进行的数据和技术条件,研究方法部分包括基于站点数据和传统统计分析方法的融雪径流研究和站点数据与遥感数据相结合的分布式或半分布式融雪径流研究。最后,结合现有研究理论和研究方法,本文简要分析了干旱区融雪径流研究存在的主要的问题和展望融雪径流研究的趋势,包括融雪径流对气候变化的响应模式、积雪遥感监测和分布式融雪径流的模拟。