热红外遥感技术探测干旱区绿洲-荒漠交错带地下水分布的方法研究

利用遥感的热红外数据探测干旱区绿洲-荒漠交错带地下水地分布主要目的，以Landsat-7 ETM 的第6波段为数据源，结合实地考察获取地下水位、土壤温度和相关辅助资料的基础上，应用遥感-数学相结合的方法，建立了地表温度和地下水的相关方程，制定了反演地下水水位的定量模型。该模型在新疆于田绿洲——荒漠交错带试验结果表明，研究结果符合实际，实地测量值与模型反演值的相关系数为0．893。     

阜康绿洲-荒漠交错带荒漠植被群落稳定性

以阜康绿洲-荒漠交错带的荒漠植被为研究对象,利用样区内植被常规调查资料,改进了法国生态学家M.Godron从工业生产中发现并引入生态学研究中的稳定性测定方法,并将研究方法推广到植被群落的空间稳定性研究。根据这种方法,累积种类百分数与累积相对盖度比值越趋近于20/80群落就越稳定,在20/80这一点上是群落的稳定点。研究结果证实:从空间上看,绿洲-荒漠交错带不同植物群落稳定性不同;绿洲-荒漠交错带的荒漠植被群落稳定性受种间竞争、环境压力和干扰活动三个因素的影响,即使建群种相同的群落稳定性也会出现较大差异。     

干旱区典型绿洲地表温度与植被覆盖度相关性研究

 绿洲空间热环境的研究是深入了解绿洲-沙漠间,以及绿洲内部物质能量流动机理的重要手段。利用TM/ETM+遥感影像反演了于田地区地表温度以及植被覆盖度,在统计地表温度-植被覆盖度二维散点图的基础上,研究不同结构区域下绿洲地表温度与植被覆盖度的相关关系。结果表明:①于田地区地表温度与植被覆盖度呈显著负相关关系,相关系数在-0.79158和-0.48816范围之间。②从1991年到2002年,于田绿洲内部区域地表温度与植被覆盖度散点图上各点分布由密集到分散,表明原有相对整体的植被覆盖地块被打散,成为多种土地类型交错的破碎化地块。③外部荒漠带及绿洲与荒漠交错带区域地表温度与植被覆盖度散点图上各点分布由分散到集中,表明绿洲外部荒漠化程度的逐年加剧,导致了绿洲外围植被覆盖有所降低,植被物种单一,植被多样性也呈现下降趋势。     

新疆准噶尔盆地典型荒漠区不同景观植被对土壤养分的影响

在群落演替的不同阶段,土壤与植被之间存在不同的互动关系。在新疆准噶尔盆地南缘,选择荒漠-绿洲交错区、沙漠边缘、沙漠腹地典型景观类型取样,监测不同景观条件下土壤水分、土壤有机质、全氮、全磷和植被盖度。结果表明,不同景观植被盖度、土壤水分、土壤养分含量存在显著的差异性(P0.5)。土壤水分含量、植被盖度、土壤养分含量表现为荒漠-绿洲交错区沙漠边缘沙漠腹地的变化趋势;土壤含水量由荒漠-绿洲交错带10.4%递减到沙漠边缘5.8%、沙漠腹地3.5%;植被盖度、土壤养分含量随土壤类型由荒漠灰钙土向风沙土过渡,呈现显著的下降趋势。在相同土壤属性情况下,植被盖度与土壤有机质、土壤全氮之间存在显著的线性正相关关系,表明不同区域内植被在一定程度上影响土壤养分的积累。     

干旱区土地利用的地下水水文效应分析--以黑河中游地区为例

土地利用变化的环境效应日益引起人们的关注,其中的水文效应已成为重点研究区域。随着社会经济的发展。土地利用对地下水系统的影响问题越来越受到人们的关注。地下水是西北干旱区的水资源的重要组成部分,对绿洲的土地利．咐有着制约作用。通过实地调查取得数据,并对历史文献进行追索,采用相关分析方法与定量计算方法相结合,分析黑河中游土地利用方式对地下水循环途径及水量、水质变化的影响。以及通过分析城镇化、农业及工业发展等土地利用方式变化对地下水的影响机制。得出以下结论：土地利用方式改变了地下水循环路径和水质,尤其是随着工业化和城镇化速度的加快、农业用水方式的变化,都改变了地下水系统的天然循环路径和方式;地下水位下降对绿洲周围荒漠植被产生巨大影响。是造成天然荒漠植被衰退的主要原因,绝大部分地区的地下水位普遍比20世纪50年代后期下降了3～5m;工业污染、农用杀虫剂及过量施用化肥是地下水最主要的污染源。针对干旱区内水文循环速度慢,对各种污染物的自净能力弱的特点,提出保护地下水资源是干旱区水资源合理开发的重要前提;同时应加强地下水资源的动态监测,加强污染土壤和地下水的调查及治理技术的开发,积极开展土地利用与地下水水文效应的模拟研究。     

干旱区绿洲荒漠带土壤水盐异质性及生态环境效应研究——以黑河中游张掖绿洲为例

对黑河中游地区典型绿洲的土壤含水量与含盐量分析表明,在无灌溉情况下,绿洲及绿洲边缘过渡带表层土壤含水量水平分异明显,由绿洲区的20%左右递减到绿洲荒漠生态过渡带的2.9%。绿洲荒漠带土壤水分变化反映了人类利用绿洲水资源的程度,在绿洲地下水资源开发过度和绿洲边缘人类活动剧烈的区域均存在着生态裂谷,对绿洲生态系统的稳定极为不利。绿洲荒漠带土壤可溶性盐分含量的水平分异表现为绿洲土壤可溶性盐分含量比绿洲荒漠生态过渡带和荒漠区低;绿洲界外区不同荒漠类型土壤含盐量变化不同,在绿洲外围沙质荒漠区,土壤含盐量较低,在绿洲外围砾质荒漠（戈壁）区,土壤含盐量明显高于绿洲区;荒漠区土壤含盐量的垂直变化表明,含盐量最高的聚集层一般不在表层,而在40～60 cm的亚表层。受土壤水盐分异的影响,绿洲外围荒漠植被类型出现分异,从高位绿洲到中位绿洲,外围区荒漠植被的耐旱性和耐盐性均增加。     

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…     

新疆植被覆盖度趋势演变实验性分析

基于MODIS-NDVI数据,提取新疆2005-2015年植被覆盖度（FVC）。通过依据海拔和植被覆盖度的指标划分出山地、绿洲、平原、荒漠等11个子系统。通过斜率、变异系数、线性回归模型等方法来对全疆和不同生态分区的现状和未来发展趋势进行分析,并用BP人工神经网络来预测新疆2016-2020年的植被覆盖度的时空变化和分析2005-2020年时空动态变化趋势。主要结论为：① 新疆植被覆盖度总体为上升趋势,从西北向东南逐渐下降;山地呈逐年上升趋势,荒漠呈不显著退化趋势。植被覆盖度的变化主要是由降水量的变化引起;② 在整个新疆的荒漠和绿洲边缘构成了一个“绿洲—荒漠改善过渡带”,绿洲呈明显的改善趋势;③ 2009年是研究期内多数分区植被覆盖度的历史最低点;④ 在山脉的冰川积雪、湖泊周围的变异性很大,范围在150%~316%之间,这主要是由于气候变化、冰川消融和湖泊水位的波动变化所致;⑤ 北疆生态明显好于东疆与南疆,其绿洲区域呈现明显的改善趋势。伊犁地区的植被覆盖度相比于其他3个分区的变幅很大,山地区域呈明显的逐年退化趋势。伊犁地区植被覆盖度的局部最低点是在2008年,比其他分区的2009年提前了一年,相应的存在“实时”（伊犁）和“滞后”（东疆、南疆和北疆）的效应,主要是由于降水量和气温的变化所致。     

2000—2018年塔里木河流域植被覆盖时空格局

选取2000—2018年MODIS-NDVI数据,采用Sen+Mann-Kendall趋势分析、变异系数法、Hurst指数、偏相关分析及残差分析等方法,分析塔里木河流域植被覆盖时空格局及气候因子和人类活动对植被变化的影响。结果表明:(1)塔里木河流域植被覆盖总体呈明显增加趋势,以2008年为转折存在明显阶段变化。(2)植被分布存在明显地域差异,"北高南低,西高东低",植被覆盖高区分布于山体多的地带、绿洲及绿洲荒漠交错带。(3)全区植被覆盖趋势以基本不变居多。山体等植被覆盖高区,植被活动响应显著。全区大部分区域将保持现有的稳定趋势。(4)气温和降水量对NDVI的综合影响从东北向西南逐渐增强,且降水量对NDVI的影响更为明显。人类活动对植被变化产生积极影响的区域主要分布于绿洲、绿洲荒漠过渡带以及塔里木河下游附近。     

西气东输管道沿线河西走廊地区生态系统评价与生态安全保障体系建设

西气东输管道沿线河西走廊地区是典型的荒漠-绿洲-戈壁区．具有干湿交错带、农牧交错带、森林边缘带以及沙漠边缘带等多种环境脆弱带，管道施工造成地表土壤，植被的破坏，加剧荒漠化过程，还会诱发沙尘暴，使地区生态环境进一步恶化，直接影响到管道的安全运行，从区域生态安全和管道安全双重角度提出区域的生态安全保障体系具有重要意义。以西气东输管道沿线河西走廊地区为例，对管道沿线两侧各10km内进行了生态系统制图分析，识别出该区的主要生态系统类型，并对其中主要的3种生态系统进行了评价。在此基础上，针对几种典型生态系统区如裸地生态系统、绿洲生态系统、戈壁半灌木矮半灌木荒漠生态系统地区提出来了生态安全保障体系，具有保障区域生态安全和管道安全运行双重意义。     

地表蒸散遥感反演双层模型的研究方法综述

通过遥感方法反演表面温度来计算地表蒸散量是定量遥感的一个很有潜力的应用领域。这种方法已成功地应用于植被完全覆盖的地表蒸散的监测,然而对于植被稀疏的地区,利用该方法模拟通量和观测通量之间存在很人的差异。产生这种差异的原因是假设辐射表面温度可以用来代替空气动力学温度。在这种假设条件下,植被完全覆盖的地表的通量计算能够得到较为满意的结果,但对于稀疏植被地表却是不成立的。对此,国内外许多学者提出了将土壤和植被分开计算的双层模型以求得到更加准确的通量结果。介绍了当前国内外几种常用的地表蒸散遥感估算双层模型,讨论了这些模型的物理基础和假设并讨论了目前双层模型在计算通量时存在的一些问题和难点,并对今后的工作重点和研究方向提出了建议。     

三江平原季节性积水沼泽湿地能量平衡要素研究

2005年6月1日到8月30日,在中国科学院三江平原沼泽湿地生态试验站沼泽综合试验场季节性积水沼泽湿地,观测了净辐射和土壤热通量;利用Penman-Monteith公式和地表能量平衡方程式计算了潜热通量和感热通量;同时用SHAW模型对以上4个能量平衡要素进行了模拟研究,并用观测值以及模型效率、标准差和平均方差检验和评价了其模拟效果。结果表明,三江平原季节性积水沼泽湿地净辐射在6月末至7月初较大;潜热通量主要受净辐射的影响,与土壤水分关系不密切;沼泽湿地地表在6月初至8月中旬以吸收能量为主,8月末以后则开始释放能量;感热通量在植物生长季的初期和末期较大,在中期则比较小。SHAW模型能较好的模拟出沼泽湿地的净辐射、潜热通量和土壤热通量;该模型虽对感热通量的模拟结果并不理想,但能较好的模拟其变化趋势。这说明SHAW模型基本适用于对季节性浅积水沼泽湿地（水深小于10cm）能量平衡各要素的模拟。     

黑河下游典型植被下垫面与大气间能量传输模拟研究

在分析过去地-气间相互作用的物理过程、研究进展基础上,探讨了土壤、植被、大气系统中水分与能量的传输过程在模型中不同的计算方法。同时对不同计算方法进行对比,确定了分析土壤、植被、大气系统中水分和能量传输方法的优缺点。利用黑河下游额济纳地区绿洲试验区2003年9月的大气资料作为陆面模式的强迫场,研究陆面过程模式（LSM）在极端干旱地区的模拟能力。模拟结果表明,在观测资料的强迫下,LSM能够较好地模拟出地表特征量的变化趋势。根据实际情况,定义额济纳地区绿洲的植被覆盖率为0.7, 叶冠高度为1.5 m,位移高度为0.64 h,Karman常数取0.4。通过对比试验发现,采用LSM模型模拟的空气温度和地面蒸发比实际蒸发少,但地表潜热通量、辐射和土壤热通量的模拟结果与实测值的比较吻合。如果地表和植被的参数选择较好,采用LSM模型模拟本地区的陆面过程将有较好的结果。     

沙漠人工植被和流动沙丘的小气候特征观测研究

本文利用１９９２年８月在中国科学院沙坡头治沙试验研究站沙漠人工植被防护体系和流动沙丘下垫面近地面层的微气象观测资料，分析了其小气候特征，效应的物理机制及实际和理论意义。     

基于LUCC的新疆沙尘源空间格局及转化机理分析

我国北方地区春夏季节沙尘天气频发,精准识别沙尘源区对于沙尘天气预报及区域生态环境治理意义重大。以新疆为典型研究区,采用2000、2005年和2010年3期土地利用/土地覆被数据,分析了新疆沙尘源的空间分布格局,并基于土地类型转移矩阵分析了不同类型沙尘源的转化情况。结果显示：新疆沙尘源的正、逆向转化主要跟人类活动相关。（1）沙漠/沙地转化敏感区主要分布于塔克拉玛干沙漠的西北边缘地区;转化为裸土类型沙尘源最主要的土地类型为河流/湖泊和草地,其中河流/湖泊的转化主要受自然条件影响,而草地的转化则是由过度放牧所导致。（2）岳普湖、伽师和巴楚等县区存在过度放牧现象;塔里木盆地北部以及准噶尔盆地内部等绿洲-荒漠交错带及人口聚集区域,存在大面积的垦荒现象。（3）新疆地区绿洲-荒漠交错带面积广阔,但其生态系统脆弱,为潜在的沙尘源区,应科学划定生态保护区,禁止过度放牧和无序垦荒。本文研究结果有望为区域生态环境治理及农牧业发展提供科学依据。     

基于遥感-生态过程的绿洲-荒漠生态系统净初级生产力估算

针对干旱区特有的气候-植被特征,利用卫星遥感混合像元分解技术对干旱区植被进行了光合作用植被和非光合作用植被区分和组分解析,尝试通过对于旱覆被植被灌层结构进行解析而解决因植被光能吸收的估算问题,并参考国际上遥感-生态模型GLO-PEM和CASA,借助遥感生态反演的物理分析,初步构建起基于遥感与生态过程的干旱区适用的光能利用率模型NPP-PEM,并以ERDAS IMAGINE为平台,实现了模型可视化模型界面,可用于中国西部干旱区山地-绿洲-荒漠生态系统年净第一性生产力的估算.由于考虑了干旱植被生理特征和灌层结构的光能利用模型,模拟结构与原理更加合理完善,为引入其他生态模型应用或移植到干旱区提供借鉴,从而为中国干旱区陆地生态系统碳循环研究开辟了途径.     

民勤绿洲青土湖植被优势种地上生物量估算

青土湖区域属于绿洲—荒漠过渡带,生态系统脆弱,极易发展为荒漠。梭梭、白刺和芦苇为青土湖区域的植被优势种,对其生态系统稳定与健康发展起着关键作用。以青土湖区域梭梭、白刺和芦苇为研究对象,利用空间分辨率为0.5 m的高分辨率遥感影像Worldview-2,采用辅以纹理特征的面向对象分类方法,提取梭梭和白刺的冠幅面积以及芦苇的分布面积;根据野外试验数据,建立梭梭和白刺地上生物量与冠幅面积、芦苇地上生物量与分布面积关系模型。利用关系模型、冠幅面积以及分布面积对青土湖区域植被优势种地上生物量进行了估算,实现了植被优势种地上生物量估算由"点"到"面"的转换。结果表明:(1)采取辅以纹理特征的面向对象分类方法取得了较高的分类精度,总体Kappa系数为87.9%,总体精度达到91.3%。(2)研究区植被优势种地上生物量总量为3.17×10³ t,其中梭梭地上生物量为0.54×10³ t,白刺地上生物量为0.90×10³ t,芦苇地上生物量为1.73×10³ t,地上生物量芦苇>白刺>梭梭。该研究可以为深...     

山地绿洲边界层特征的数值模拟

使用美国NCAR新版MM5V35非静力平衡模式, 采用三重嵌套的降尺度方法, 通过设计理想的地形和山地绿洲, 模拟研究了山地绿洲环流及边界层特征。山地绿洲的地面感热通量和潜热通量与周围沙漠差异较大, 对形成沙漠绿洲环流有明显贡献。在无山地绿洲的情况下, 地形仅对感热通量有影响, 对潜热通量影响不大。山地绿洲可以使绿洲上空的干冷气流通过下沉气流向下层输送, 在山地绿洲上空形成下沉干冷气流的边界层特征, 它可以抑制由地形形成的向上输送的暖湿气流, 改变地形形成的边界层特征。地形引起的环流是低层复合, 高空辐散。绿洲引起的环流是低空辐散, 高空复合。两种环流呈完全相反的情况。山地绿洲的气候效应可以抑制山地地形的气候效应。     

新疆策勒沙漠—绿洲过渡带水平输沙通量

新疆策勒沙漠-绿洲过渡带的天然植被对绿洲内部的农田起到了很好的保护作用,具有良好的防风阻沙效益。对策勒沙漠-绿洲过渡带的流沙地、半固定沙地、固定沙地的水平输沙通量和风速进行了分析。结果表明：（1）近地表的输沙通量和平均风速从流沙地至半固定、固定沙地大幅度地减少。在0～202.5 cm高度范围,半固定沙地、固定沙地水平输沙通量相比流沙地分别少了56.91%、90.23%;在0～70 cm高度范围内,输沙通量分别少了85.31%、99.55%;（2）平均风速越大,半固定沙地、固定沙地相比流沙地的输沙通量减少得愈多,流沙地、半固定沙地、固定沙地近地表输沙通量与平均风速分别服从指数、线性和多项式函数关系;（3）策勒沙漠-绿洲过渡带的有效宽度不小于1.74 km,才能保护绿洲免受风沙危害。     

Permafrost distribution and temperature in the Elkon Horst,Russia

The Elkon Horst is a geological structure that consists of heterogeneous strata with highly variable geocryological and temperature conditions. Gaining accurate knowledge of permafrost distribution patterns within this structure is of both scientific and practical importance. In mountainous terrain, the ground thermal regime is controlled by both surface and subsurface conditions. Surface conditions include snow cover characteristics, the presence or absence of vegetation, vegetation density, etc.. In contrast, subsurface conditions involve rock lithology or petrography, density, quantity and depth of fissures, groundwater, etc.. This article examines ground thermal regimes in various geomorphological settings based on temperature measurement data from geotechnical boreholes. The occurrence and extent of permafrost were evaluated for the entire horst area using direct and indirect methods. The maximum permafrost thickness measured in the Elkon Horst is 330 m, and the estimated maximum is 450 m at higher elevations. Thermophysical properties were determined for the major rock types, and the geothermal heat flux was estimated for the study area. The thermal conductivities were found to vary from 1.47 to 4.20 W/(m·K), and the dry bulk densities to range between 2,236 kg/m~3 and 3,235 kg/m~3. The average geothermal heat flux was estimated to be 44 mW/m~2.