干旱区冷凉型绿洲景观格局变化分析

冷凉型绿洲是干旱区的主要景观类型之一,其景观结构的变化机制是理解干旱区生态环境变化的重要补充。位于祁连山北麓的冷凉绿洲（张掖市民乐县）是干旱区具有代表性的区域,在黑河流域具有重要的生态功能。据此,本文以1987、1995、2000、2005年的TM数据为信息源,采用景观结构的分析方法,分析了该绿洲1987—2005年间的景观变化。结果表明：在干旱区的冷凉型绿洲中,农田是景观优势斑块类型,斑块面积占研究区的比例为28.6%~34.6%。景观斑块类型的转化主要发生在农田和草地之间,1987—2005年间农田转换为草地的比例为43.6%,而草地转换为农田高达72.9%。与同期平原型绿洲景观变化特点相比较,冷凉型绿洲的农田面积扩增速度大于平原型绿洲。分布面积最小的水域和居工地斑块有最高的景观变化速率,说明该干旱区河流水文过程季节性变化和持续的城镇化过程对该类景观类型的影响显著。     

西北干旱区脆弱景观的生态整治对策

西北干旱区是中国景观脆弱性程度较高的地区，本文从自然背影和社会背影两个方面探讨了西北干旱区景观脆弱性的成因，并试图寻求景观整治的合理对策。研究结果表明，人类开发活动中的某些失误，包括对干旱区景观自然的规律性认识不足，绿洲开发有较大的不合理性；开发工作缺乏区域尺度的协调；荒漠景观破坏严重等     

TM影像目视解译显示尺度的选择及尺度效应分析——以内陆河流域绿洲-荒漠过渡带为例

选择干旱区对目视解译显示尺度敏感的绿洲—荒漠过渡带的TM影像,应用格局指数法和转移矩阵法,从受显示尺度影响明显的面积和斑块形状特征两方面进行尺度效应分析。将显示尺度划分为3个尺度区间:≥1∶7.5万,数据精确,信息丰富;1∶7.5万～1∶12.5万,尺度效应明显,细节信息大量丢失;≤1∶12.5万,细节信息较少,而形状复杂、面积较大的斑块出现尺度效应。研究结果表明,1∶7.5万是研究绿洲—荒漠过渡带景观的最小适宜尺度。     

干旱区生态学研究中若干问题的思考

在分析目前干旱区生态学研究存在的主要问题的基础上,对未来干旱区生态学研究的核心、尺度和研究手段选择等问题进行了探讨,最后就干旱区生态学研究几个值得关注的研究领域进行了阐述。作者认为,干旱区生态学研究的核心应该是绿洲,从管理实践的角度,干旱区的生态学研究尺度应该是湖泊流域,而非以前被广泛采纳的河流流域。在干旱区生态学研究的手段上,随着高清晰度商业化遥感卫星的应用,结合过去的传统方法,与GIS和RS相结合的遥感手段应该是今后生态学研究所依赖的主要手段。而早春短命植物层片与短命动物研究、干旱区的城市森林建设、干旱区民族生态学与人地关系研究、生态用水的深化研究、绿洲景观生态过程及其规划实践研究等,应该是在不偏废过去研究工作的基础上,值得在未来关注的研究领域。     

干旱区绿洲扩展过程中的景观变化分析

绿洲化过程中的景观变化和尺度效应是景观生态学研究的热点之一。针对这一目标以黑河中游张掖绿洲为研究区域,应用“3S”技术的缓冲分析方法,以绿洲标志景观类型农田、林地和湿地为核心,确定了不同时期绿洲范围并划分了老绿洲区和新增绿洲区。在此基础上,从景观组成动态和斑块连通度的尺度依赖特征两个方面分析了绿洲化过程中的景观变化机制和尺度效应。研究结果表明,绿洲化过程是以农田和建设用地斑块动态为主要特点。主要表现为：在不同的分区中,农田斑块以总面积和最大斑块指数增加为特点,说明农田斑块趋向集中连片分布;建设用地斑块总面积、斑块密度和最大斑块指数等3个指标都为增加,在景观上呈星点状扩张分布。老绿洲与新增绿洲的比较分析显示,新增绿洲的建设用地面积增加速率小于老绿洲,而农田面积的增加速率大于老绿洲。从景观斑块连通度的尺度依赖特点来看,在老绿洲中景观斑块类型的空间尺度依赖规律明显,但在时间尺度上的变化不显著;在新增绿洲内,林地、水域和建设用地的尺度依赖性比老绿洲高,其中林地、建设用地的空间变化规律明显,在时间尺度上无明显的差异;而水域斑块的尺度依赖性1985年高于2006年。     

荒漠绿洲交错区景观稳定性与维持机制

景观稳定性与维持机制是景观生态学理论的重要基础。由于人类活动干扰和景观斑块自然属性及资源条件约束,荒漠绿洲交错区景观稳定性研究成为干旱区生态学研究热点。选取描述景观斑块大小（MPA）、数量（PD）、大斑块优势度（LPI）和斑块空间关系（ENN）等4个指数,采用统计学中的变异系数和景观稳定性指数分析了荒漠绿洲交错区不同景观水平稳定性。从景观指数稳定性来看,无论是景观或斑块类型水平,斑块间平均距离指数稳定性最高,平均斑块面积指数次之,斑块密度指数居第三,大斑块优势度指数最低。景观与斑块类型水平比较而言,景观尺度同类指数稳定性都高于斑块类型尺度。从景观稳定性时间尺度依赖特征来看,线性趋势分析表明景观水平尺度依赖特征达到了显著水平（P=0.003）,低于斑块类型水平的沙质荒漠（P<0.001）与砾质荒漠（P<0.001）。从景观稳定性维持机制来看,Pearson相关分析显示人类活动导致的绿洲化和地下水埋深是影响荒漠绿洲交错区景观稳定性的主要原因（双侧检查都为P<0.01）;沙漠化过程（0.01 < P < 0.05）和相邻斑块属性等自然现状是次要原因。     

三工河流域新老绿洲发育度的比较

绿洲是干旱区最重要的景观单元之一。人工绿洲是在干旱条件下经长期人类活动改造而形成的特殊景观。随着人类对绿洲水土资源开发利用程度的不断加强,绿洲呈现出不同的发展阶段。从天然绿洲到人工绿洲,是人类适应和改造干旱区自然环境的历程。在这一人地相互作用的过程中,绿洲显示出明显的发育演化特征。从多学科综合的角度,提出绿洲发育度的概念,并从灌溉体系的建设状况、水资源的利用水平、植被与生态建设、农业发展程度、社会经济水平和绿洲景观结构等7个方面提出了绿洲发育度的评价指标体系,以天山北坡2个人工绿洲为例,从空间上定量比较2个绿洲的发育程度,其中阜康市绿洲发育度高于222团绿洲(阜北农场)。     

中国绿洲化及其研究进展北大核心CSCD

绿洲化是干旱区人与自然因素共同作用下荒漠向绿洲转变的过程。中国绿洲面积从20世纪50年代初期的20 000km2扩展到2000年的86 000km2,扩大了3.3倍。绿洲化过程不仅伴随着景观格局的变化,而且会引发土壤、生物、气象和水文等要素的变化。分析了近2 000a来中国干旱区绿洲的演变过程,评述了绿洲化过程中景观变化、其对绿洲稳定性的影响及绿洲化过程中土壤要素、气象水文要素变化等诸多方面的研究进展,同时提出未来的研究中应加强绿洲化过程研究框架的建立、绿洲化过程中关键因素变化及绿洲化关键过程研究。     

中国绿洲化及其研究进展

绿洲化是干旱区人与自然因素共同作用下荒漠向绿洲转变的过程。中国绿洲面积从20世纪50年代初期的20 000 km²扩展到2000年的86 000 km²,扩大了3.3倍。绿洲化过程不仅伴随着景观格局的变化,而且会引发土壤、生物、气象和水文等要素的变化。分析了近2 000 a来中国干旱区绿洲的演变过程,评述了绿洲化过程中景观变化,其对绿洲稳定性的影响及绿洲化过程中土壤要素、气象水文要素变化等诸多方面的研究进展,同时提出未来的研究中应加强绿洲化过程研究框架的建立、绿洲化过程中关键因素变化及绿洲化关键过程研究。     

干旱区生态用水的概念和分类：以新疆为例

绿洲是干旱区人类活动的主体区域,亦是干旱区的精华所在。本文以此为出发点,探讨了干旱区生态用水的概念,认为：凡是对绿洲景观的生态与发展及环境质量维持与改善起支撑作用的系统所消耗的水份即为生态用水。同时以新疆为例,从绿洲与其内、外部环境的依赖性出发,把绿洲生态用水分为：人工绿洲生态用水、荒漠河岸林生态用水、河谷林生态用水、低水平地草甸生态用水、城市生态用水、河湖生态用水、荒漠植被生态用水等七大类,每类     

干旱区生态用水的概念和分类─—以新疆为例

绿洲是干旱区人类活动的主体区域,亦是干旱区的精华所在。本文以此为出发点,探讨了干旱区生态用水的概念,认为：凡是对绿洲景观的生态与发展及环境质量维持与改善起支撑作用的系统所消耗的水份即为生态用水。同时以新疆为例,从绿洲与其内、外部环境的依赖性出发,把绿洲生态用水分为：人工绿洲生态用水、荒漠河岸林生态用水、河谷材生态用水、低平地草甸生态用水、城市生态用水、河湖生态用水、荒漠植被生态用水等七大类,每类之下又划分了若干小类。     

不同气候区灌丛沙堆形态及土壤养分积累特征

灌丛沙堆是干旱、半干旱区绿洲边缘常见景观类型,在绿洲风沙防护及生物多样性保护方面有重要意义.本文对中国西北干旱区不同气候区常见的柽柳(Tamarix chinensis)、泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)和柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)灌丛沙堆形态和养分积累特征进行了对比研究...     

和田绿洲景观破碎化特征及驱动因素

景观破碎化改变着区域景观结构的完整性和系统的连通性,对景观的稳定性和可持续发展具有重要影响。选取新疆和田绿洲为研究区,以1970年新疆考察数据与MSS影像,1990、2000、2013、2018年4期Landsat TM/ETM+同月相数据为主要数据源,采用景观指数法、移动窗口法、梯度分析及归因分析等方法开展绿洲景观破碎化的时空格局变化及驱动因素的研究。结果表明：近50年来,景观分裂指数（DIVISION）由0.94减少到0.89,香浓多样性指数（SHDI）从1.44减少到1.28,绿洲景观破碎化整体呈现减缓趋势。其中,城市景观破碎化程度最低,沿破碎化梯度从城市中心向外围呈现出先上升后下降的趋势。此外,景观破碎化程度与农业的发展呈倒“U”型函数关系,当农业扩张在绿洲面积的40%—50%时,景观破碎化程度达到峰值。人口增长,农业扩张与社会经济发展共同影响着绿洲破碎化的时空格局。本研究不仅为干旱区绿洲景观破碎化格局的空间变化分析及驱动因素研究提供科学依据,也对绿洲生态景观的规划与可持续管理具有重要的意义。     

荒漠-绿洲区土壤性质过渡特征

荒漠-绿洲区是干旱区地表景观格局变化最频繁的地区,深入研究荒漠-绿洲区不同景观格局土壤环境的差异对揭示干旱区生态系统过程至关重要。本研究通过采集石羊河流域荒漠、过渡带和绿洲土壤样品,综合运用多种分析方法,研究荒漠-绿洲区不同景观格局土壤理化属性的差异及其相互作用关系。结果表明：从荒漠、过渡带到绿洲景观,土壤质地和持水性能在不断好转,酸碱度和盐分状况变化不大,养分状况则表现为荒漠和过渡带具有近乎相同的有机碳和全氮含量,绿洲具有显著增加的有机碳、全氮和全磷含量。在不同深度上,荒漠景观土壤理化属性几乎没有变化;过渡带土壤质地由表层至深层不断改善,含水量逐层增大,全磷含量缓慢增加,C∶N和C∶P的值波动减小;绿洲景观土壤含水量由表层至深层显著增加,养分含量显著降低,C∶N和C∶P的值显著减小。总体而言,荒漠景观土壤理化属性的分异程度最小,绿洲景观分异程度最大,过渡带景观在土壤质地和含水量方面的分异程度较大,在土壤养分方面的分异程度较小。此外,过渡带景观土壤理化属性的自相关程度最高,且土壤质地是引起其他土壤理化属性分异的主要原因。     

河西走廊酒泉绿洲农田防护林格局与结构

绿洲农田防护林可以有效保护绿洲免遭风沙危害,但规格过高的防护林体系不仅消耗水资源,而且有胁地和减产等负面作用,因此在景观尺度上研究农田防护林空间格局、带斑比及其结构是建立节水型绿洲的基础。酒泉绿洲位于讨赖河流域中游、河西走廊西段,是典型的干旱区绿洲。本文选择酒泉绿洲为研究对象,围绕基于遥感数据提取绿洲防护体系的数据源选择与提取方法、绿洲农田防护林体系格局及其尺度依赖性、农田防护林结构等科学问题,探讨了利用遥感数据提取农田防护林属性的方法、分析讨赖河中游农田防护林的空间格局和结构。研究表明：（1）使用哨兵-2A遥感影像,利用防护林与农作物生长的物候差异,选择合适时间的遥感数据,可以有效提取农田防护林信息,能够真实全面地反映绿洲农田防护林网的带斑比及其分布状况,计算结果与实地调查相符;（2）讨赖河中游酒泉绿洲农田防护林以新疆杨为主,农田中超过80%的林网带斑比为2.50%～7.50%,具有明显的随尺度变化特征,表现为0.1～10 km内尺度效应明显,10～20 km内随幅度增加尺度效应减弱,当幅度大于20 km时尺度效应逐渐消失;（3）农田防护林平均树高17.5 m,平均胸径25.7 cm...     

我国干旱区绿洲城市研究进展

绿洲城市是干旱区内部人类活动最为集中、人地关系最为敏感的区域,绿洲城市研究具有积极的理论和实践意义。本文在回顾绿洲城市研究历程和不同时期研究重点的基础上,分析总结我国干旱区绿洲城市研究中的代表性论题及其主要结论,对绿洲城市不同空间尺度的组织结构特色、绿洲城市化影响因素和机制、绿洲城市发展扩张的区域环境响应以及在水资源约束下绿洲城市发展等方面的理论和实证研究进行了概括评述。今后绿洲城市研究面临良好机遇,通过研究内容扩展、学科交叉综合、新技术方法应用等途径能够得到进一步的发展和深入。     

干旱区绿洲景观尺度稳定性初步分析

在景观尺度上,从绿洲景观多样性、景观廊道的复杂性以及土地利用及其生态环境效应等方面探讨了绿洲景观稳定性的内涵,并对新疆三工河流域绿洲进行实例分析和应用。结果表明：(1)人工绿洲景观的稳定需要绿洲景观的多样性逐渐降低和景观廊道的复杂性增加;但天然绿洲的稳定需要增加景观的多样性和景观廊道的复杂性。(2)人工绿洲景观稳定性还可从绿洲土地利用变化方面分析,绿洲土地利用变化是人类投入大量负熵的结果,投入的负熵越多,绿洲土地利用程度越高,越有利于绿洲从低级的亚稳定状态不断向高级稳定态发展,从而实现绿洲可持续发展。但人类的投入并不总是有利于绿洲的稳定,可用土地废弃比例的变化,说明人类投入对绿洲生态环境和稳定性造成的影响,土地废弃的比例越高,绿洲生态环境的质量也就越低,绿洲的稳定性也就越低。(3)通过绿洲景观多样性、景观廊道的复杂性和土地利用状况综合评判,1978～1998期间三工河流域绿洲景观及其各部分的稳定性逐步提高。     

荒漠-过渡带-绿洲界定——以石羊河流域为例

中国西北干旱区发源于山地的河流为中下游地区带来了丰富的水土资源,在荒漠中孕育出绿洲,过渡带位于其间,构成荒漠-过渡带-绿洲地理景观单元。界定荒漠、过渡带、绿洲的空间分布,可为干旱区生态系统格局、过程和服务方面的精确认知评价提供空间参考。以石羊河流域为例,选取训练样本,利用常用遥感指标和景观格局指数,通过判别分析方法,对荒漠、过渡带和绿洲空间范围进行界定。结果表明:采用通过逐步判别分析筛选出的6项遥感指标和2项景观指数构建的判别函数,与单独利用遥感指标或景观指数构建的判别函数,计算出训练样本的判别准确率分别为92.4%、84.0%、70.2%。采用遥感指标结合景观指数的综合判别分析,比单独利用遥感指标或景观指数判别准确率分别提高了8.4%\,22.2%。经综合指标判别分析,得出除主要山地外的石羊河流域荒漠、过渡带和绿洲面积分别为133万、49万、58万hm²。     

干旱区气候变化及其对山地森林生态系统稳定性和水文过程影响研究进展

在干旱区,水是形成绿洲的根本要素。干旱区高寒山地是维系西北干旱区绿洲存在、是当地国民经济持续发展和生态环境稳定的水源地,山地森林生态系统具有重要的涵养水源功能,有“绿色水库”之称。气候变化将改变山地生态系统结构、组成和水循环,加剧水资源短缺,威胁干旱区绿洲安全。回顾并综述了干旱区气候变化及其对干旱区山地森林生态系统稳定性和水文过程的影响研究进展,指出了研究中存在的问题,并提出未来在干旱区山地仍需要评估优于1 km空间分辨率的气候变化趋势,从多尺度、多界面、多学科、多方法开展气候变化对干旱区山地森林生态系统稳定性和水文过程影响的综合研究,以促进干旱区山地生态学的发展,为干旱区管理部门提供适应和缓解气候变化、科学的制定气候变化条件下水资源管理方案、实现水资源的有效管理奠定理论基础,促进干旱区气候变化条件下的环境和社会经济可持续性发展。     

河西走廊城乡居民点空间分异特征及绿洲孕育度分析

绿洲和绿洲所孕育的城镇与乡村聚落是西北干旱区人类生产、生活和生态的核心,探究绿洲与居民点的关系对干旱区新型城镇化建设与乡村振兴意义重大。研究通过Google Earth目视解译,识别提取河西走廊全域绿洲和城乡居民点空间特征信息,运用GIS空间分析、景观格局指数,系统地对河西走廊2016年城乡居民点的规模、形态结构与类型特征进行分析,并首次提出了干旱区居民点的绿洲孕育指数,进一步分析了城乡居民点的绿洲孕育程度。结果表明：（1） 河西走廊居民点规模与密度分异特征显著,居民点用地规模普遍偏小,平均规模仅为0.05 km²。居民点分布呈现高密度小规模和低密度大规模集聚分布的特征,居民点密度和集聚度均以城市为中心呈距离衰减规律。“热点”探测发现,山丹县以东是河西走廊地区居民点分布的热点区。（2） 居民点形态结构分析表明乡村聚落的连接性和稳定性自东向西逐渐减弱,居民点面积差异性从城市“中心—边缘”在逐渐的缩小,其中瓜州县、玉门市和金塔县等区域居民点的平均形状指数和平均分维数耦合度高,自然分布态势强,斑块形状复杂。（3） 绿洲孕育指数较高的嘉峪关“人—地”关系矛盾突出,城乡发展极大受绿洲规模限制;而凉州区、民勤县等绿洲腹地空间宽广有利于城乡居民点发展。