2000年来塔里木盆地南缘绿洲环境演变

塔里木盆地是中国最大的内陆盆地,其南缘是中国生态环境最脆弱的地区。考古资料、历史文献及古气候信息均表明,2 000 a来该区生态环境发生了巨大变化,这种变化以绿洲时空演变和沙漠面积扩张为主要特征,导致了历史上许多著名古城镇的废弃和'丝绸之路'南道的南移。本文分析了2 000 a来绿洲的分布与演化规律,并探讨了其自然及人为原因,指出20世纪以前绿洲的演变主要是在自然因素特别是气候干旱化影响下逐步形成的,而本世纪绿洲沙漠化和环境退化则主要是在干旱大背景下人类活动的结果。为防止本区现有绿洲进一步沙漠化及环境退化,应合理使用水土资源、调整大农业结构、开发优势资源、保护天然绿洲。     

塔里木盆地南缘策勒绿洲区地下水TDS空间变异及水化学特征分析

基于策勒绿洲78个取样点的地下水的观测资料,结合地理信息系统,运用地统计学方法和Sigmaplot10.0中的Piper模块,研究塔里木盆地南缘策勒绿洲区地下水TDS（Total Dissolved Solids）的时空变异,揭示地下水水化学特征及其演变的主要水化学过程。结果表明:①地下水TDS存在强烈的空间相关性,其空间相关距离为4.4 km,在步长为6 km范围之内,地下水TDS的空间变异是各向同性的,当步长大于6 km时,4个方向上的半变异函数发生了不同的变化;②绿洲南部区域为地下水TDS的低值区,最小值为551 mg·L-1,由南向北地下水TDS呈增加的趋势,在北部地下水埋深低值区的TDS最大值为7 192 mg·L-1;从地下水水流方向上看,即从绿洲西南的低值区向北,再转向东北区方向,地下水TDS逐渐增加,最大值为3 677 mg·L-1;③浅层地下水化学类型变化复杂,主要从Na-Ca—SO4-Cl-HCO3、Na-Ca—SO4-Cl型向Na—SO4-Cl-HCO3和Na—SO4-Cl型演化。     

塔里木盆地南缘2000-2013年人工绿洲扩张特点

利用2000、2005、2011、2013年4期MODIS13Q1、Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像,基于RS、GIS技术,分别提取土地利用/覆被类型信息,探讨塔里木盆地南缘人工绿洲扩张特点。结果表明:塔里木盆地南缘人工绿洲在2000-2013年不断扩张,各时段扩增来源中,天然绿洲比重不断减小,绿洲-沙漠过渡带比重逐步上升,荒漠比重快速增加。各流域人工绿洲扩张的阶段性与区域性差异明显,且扩增来源结构由于扩张的相对区位不同而异。人口增长、政策引导使人工绿洲不断扩张,并具有阶段性与区域差异性特点。人工绿洲扩张过程中,天然绿洲和绿洲-沙漠过渡带有明显退化现象,使其生态屏障功能下降,威胁到绿洲安全和经济社会的可持续发展。     

塔里木盆地南缘绿洲土地覆盖变化

绿洲土地覆盖变化信息的定量提取在干旱区生态环境演变研究中具有重要价值，选择塔里木盆地南部特有的干旱地区和田绿洲于田县为研究区，首先对土地覆盖变化信息提取方法作了对比论述，并对利用卫星遥感数据的空间结构信息以提高分类精度，进而提高分类后比较法的总体精度进行了研究；最终利用该方法做出的系列图件，总结了该地区近10年来的土地覆盖类型变化，并与实地考察结果及有关资料结合，分析了该地区近年来的环境变化及其影响因素，其方法和结论对塔里木盆地南缘绿洲地区未来的环境可持续发展研究具有一定参考价值。     

塔里木盆地南缘水资源开发与绿洲的生态环境效应

主要讨论塔里木盆地南缘的自然环境特点、水资源及其开发利用, 揭示在百年来气候变化和人类活动影响下, 特别是近50a来, 对沙漠南缘的生态脆弱带的绿洲产生明显的生态环境负效应, 引起的生态环境退化极不利于区域可持续发展。为此需要从区域生态环境战略考虑, 调整水资源配置和优化利用, 实施天然绿洲与人工绿洲相应的保护和并重发展, 逐步恢复天然绿洲的水分生态平衡。这样, 才能遏制住强劲的区域土地退化态势, 抵御沙漠化灾害, 并走向良性循环。     

塔里木盆地南缘4 ka B.P.以来气候环境演化与古城镇废弃事件关系研究

策勒绿洲沉积地层及地球化学元素的研究表明,虽然近４ ｋａ Ｂ．Ｐ．来本地区气候环境的干旱状况持续未变,但期间仍有若干次相对湿润与干旱化加剧时期的波动。结合年代学的研究,以约２ ０００ ａＢ．Ｐ．为界,其以前气候以相对湿润为主,而此以后,则以持续干旱为主要特征,且揭示出４ 次具有突变性质的气候转干时期,即自约１ ５００ａ Ｂ．Ｐ．开始,类似本地区现今气候环境特征已经出现,自约１ ２００ ａ Ｂ．Ｐ．至１ ０００ ａ Ｂ．Ｐ．、１ ０００ ａ Ｂ．Ｐ．至６３０ ａＢ．Ｐ．期间和２００ ａ Ｂ．Ｐ．以后,策勒地区沙漠化进程急剧加强。本研究揭示了４ ｋａ Ｂ．Ｐ．来本地区持续干旱化的特征,并有后期加剧的趋势,而上述气候的转干事件与塔里木盆地古城废弃事件之间具有良好的吻合关系,表明气候环境的自然演化是影响人地关系的重要因素之一。     

塔里木盆地南缘古绿洲分布与河流、冰川的关系

依据野外实地考察和考古资料对塔里木盆地南缘河流与其流域内的古绿洲分布情况进行了研究,着重探讨了历史时期以来古绿洲分布规律、迁移过程与河流、冰川特点之间的耦合关系。研究表明,盆地南缘东侧的且末、若羌地区河流及冰川规模小,数量少;其中下游形成的绿洲小,且从汉代至今都在河流出山口处分布,变化不大,而西侧的和田地区反之,河流下游的沙漠中分布着数量较多的大规模古绿洲;汉代的古绿洲多分布在冲积平原下部的沙漠中心,中部则是以唐代古绿洲遗址为主,上部沙漠边缘多为近代和现代绿洲;古绿洲迁移最大距离可达200 km左右;河流年径流量与古绿洲在沙漠分布的距离呈正相关关系。     

塔克拉玛干沙漠南缘小绿洲近50a来气候变化特征

干旱区的绿洲明显影响着绿洲局地气候。研究表明:近52 a来,策勒绿洲和安迪尔绿洲气候变化的总体趋势基本一致,两处绿洲的气温均呈现上升趋势,其中最低气温上升明显,但最高气温没有显著变化,气温年较差减少;降水增加,并且均存在降水异常年份,其中安迪尔绿洲降水增加趋势显著,并且存在突变;两处绿洲总体相对湿度呈现轻微下降趋势,但逐年变化幅度不大。塔里木盆地南缘绿洲降水存在从西向东倾向率逐渐增加的趋势;绿洲的"冷岛效应"与绿洲面积有关,面积较大的绿洲气温倾向率较小。     

塔里木盆地南缘策勒典型下垫面水的湍流特征

基于2010年3月28日天气过程在策勒地区实测风速数据,分析戈壁、绿洲农田、灌木林三种典型下垫面3 m高度水平风速的最大脉动风速、湍流强度、阵风因子等湍流特征,结果显示:(1)近地层湍流在时间序列上具有多尺度复杂性,湍流强度、阵风因子均随分析时距增大呈对数增长;(2)以10 min为分析时距获得的各项参数都显示绿洲植被...     

塔里木盆地南缘和田绿洲中全新世以来气候环境变化与人类活动

塔里木盆地南缘和田绿洲约特干遗址剖面多指标综合地记录到了近6.7 ka BP以来的环境变化。考虑到此地区人类活动的历史,各指标的变化记录了自6.7—4.0 ka BP期间环境变化的自然过程,揭示出6.5—6.7 ka BP期间的显著湿润期以及出现于4.0 ka BP之后的转干和3.0 ka BP前后的相对冷湿期。自2.0 ka BP开始,人类活动的影响渐趋于显著。     

塔里木盆地南缘沉积物磁化率变化与历史时期环境演化

磁化率作为一种重要的环境指标，在恢复气候环境演变方面得到了较为广泛的应用。本研究表明，塔克拉玛干沙漠南缘沉积物的低频磁化率对于本地区环境的演变反映较为敏感，因此本文以低频磁化率为主导指标，结合其它地质记录，对尼雅地区的古气候环境进行了恢复，研究结果表明：近4000年来尼雅地区的气候环境以干旱化为主，但期间仍有几次相对干湿的波动，共经历了3次相对湿润期和3次相对干旱期。据此恢复出的古气候环境与其它环境指标恢复出的结果具有较好的吻合性，不仅具有鲜明的区域性特征，同时也具全球性的一致性。     

塔里木盆地南缘历史时期气候环境变化的过程与特征

根据塔里木盆地南缘具较高分辨率的湖沼相沉积物碳酸盐δ^13C和粒度等记录，恢复出2162-850BC期间为一相对稳定的温暖干旱时期，之后迅速转冷湿，湿润程度呈持续、阶段式增加，50 BC至500 AD期间呈现的显著冷湿特征于550 AD之后突变转暖干而结束。550 AD和1000 AD前后的具突变性质的气候事件在南疆地区近2．0ka的气候变化中具有重要意义，反映气候状况有过重大调整。850—1300AD期间(相当于中世纪温暖期)冷暖、干湿多变，但温暖特征并不明显。特别是1100—1200AD期间气候快速、频繁变化之后，奠定了本地区现代稳定干旱环境特征。区域对比表明，尼雅剖面记录的气候变化具有广泛的区域一致性。     

塔里木盆地地貌过程对绿洲形成演变的影响

第三纪末以来，天山、昆仑山强烈隆起使塔里木盆地相对下沉，山盆高差悬殊大，白山顶至盆地腹部地貌外力作用过程依次由冰川作用→冰缘作用→流水作用→干燥作用→冲→洪积作用→湖积作用→风沙作用过渡。在山区河谷平原、平原区冲积扇、冲积平原、湖积平原等地方形成条带状、串珠状、扇形状绿洲，绿洲平面几何形状与适宜绿洲形成与发展的地貌类型空间分布基本吻合。绿洲荒漠化和荒漠绿洲化与地貌过程的关系密切。纵观区内地貌过程发展趋势可预测，区内流水、风沙和人类活动三大地貌过程将有增无减，流水侵蚀与风蚀风积作用将对绿洲产生不良作用。山区流水侵蚀过程加强导致山麓地带绿洲山洪泥石流危害加重。平原河流下游地区流水作用减弱，风蚀风积过程加剧，由绿洲→荒漠演变，而人类活动可分建设作用与破坏作用两方面，前者可稳定绿洲乃至促进荒漠绿洲化而后者则导致绿洲荒漠化。因此，改善山区、山麓地带，特别是盆地南缘与塔河中、下游等重要地区地貌过程并防止绿洲荒漠化，是保障区域可持续发展的有效途径。     

策勒绿洲沙漠过渡带小气候的空间差异

对策勒2011年1—12月4个不同下垫面的风速、温度、湿度、光合有效辐射的月差异进行分析,同时选取夏季晴天天气作为背景,比较沙尘暴、扬沙、浮尘、阴雨天时4个下垫面气象要素的差异。结果标明:与流沙地相比,绿洲-沙漠过渡带半固定沙地、固定沙地、绿洲内部2.0 m高处的6月平均风速依次减少了25.22%、27.93%、65.27%,12月绿洲内部0.5 m高处平均气温分别高于流沙地、半固定沙地、固定沙地1.39 ℃、1.21 ℃、2.70 ℃。5—10月4个下垫面之间温、湿度差异较春、冬季显著,7月流沙前沿2.0 m高处平均气温分别比半固定沙地、固定沙地、绿洲内部高0.35 ℃、1.61 ℃、3.75 ℃。沙尘暴天气下4个下垫面之间的风速差值依次小于扬沙、浮尘、阴雨、晴天天气下;在浮尘和晴天天气下,气温从流沙前沿到绿洲内部逐渐减低,相对湿度逐渐增加;沙尘暴和阴雨天气下各下垫面的气温和相对湿度无明显差异,扬沙天气下各下垫面之间温、湿度差异大于阴天天气,但小于浮尘和晴天天气;4个下垫面之间的光合有效辐射（PAR）在沙尘暴天气下差异最为明显,浮尘和阴雨天气下4个下垫面之间的PAR接近,晴天天气下各点PAR明显大于扬沙天气下,且各下垫面之间差异大于扬沙天气下的差异。