干旱区绿洲发展与环境协调研究

在分析绿洲形成演变规律和制约绿洲经济与环境协调发展因素的基础上,认为只有将绿洲与荒漠生态及水源区生态结合起来统一规划,形成大系统观,才能确保绿洲的持续生存与发展。在形成绿洲在系统观的基础上建立一咱与绿洲所处的干旱区环境特征相适应、以不断提高资源组合利用效益、促进绿洲经济长期稳定增长、促使生态良性化发展为目标的高效、和谐的绿洲生态经济体系是干旱区绿洲经济与环境协调发展的根本出路。     

干旱区绿洲化、荒漠化研究的进展与趋势

  干旱区绿洲化、荒漠化是两个反向发展而又相互联系的过程。近60 a来,我国绿洲化面积从20世纪50年代后期的2.5万km²扩大到10.4万km²,沙漠化土地面积由5.3万km²扩大到11.4万km²,受盐渍化危害的耕地面积达到1.5万km²,占总耕地面积的30%。绿洲化优化了局地生态环境,扩大了人类的生存空间,但绿洲低水平、无序的开发使绿洲稳定性下降,同时引发包括荒漠化在内的一系列生态环境问题。通过对绿洲化、荒漠化研究进展的综述,提出了围绕几个关键科学问题近期需要开展的主要研究内容和总体思路,努力在全面认知人类活动与气候变化作用下水、土、气、生过程及其相互作用的基础上,揭示绿洲化、荒漠化过程及其演变机理,为综合评价环境变化趋势和效应以及调控对策与管理模式的研究,提供科学依据。     

中亚干旱区马雷绿洲和于田绿洲LUCC演变对比研究

当前新疆与中亚国家的经济形势进入平稳发展的新时期,新疆在经济合作中的地位逐渐明晰,产业结构、资源条件等是开展合作的直接影响主因。利用遥感技术开展LUCC研究,可直观探讨自然和非自然因素对LUCC影响,为区域可持续发展提供决策依据。以土库曼斯坦马雷绿洲1976年、2001年、2010年和中国新疆于田绿洲1977年、2000年和2011年共6期TM和MSS影像为数据源,对中亚地区两个生态环境皆较脆弱的绿洲进行土地利用/覆被变化（LUCC）分析,对比研究干旱区绿洲LUCC,并分析其自然和非自然因素。在研究期间,马雷绿洲中轻度盐渍地变化最多,相对变化达到2.21,净变化速度为3.49%,面积下降最多的是沙漠类型,相对变化为-0.59,净变化速度为-2.60%;于田绿洲水体面积变化最多,相对变化为5.54,净变化速度达5.51%,沙漠面积也下降最多,相对变化为-0.97,净变化速度为-9.31%。结果表明：（1）马雷绿洲和于田绿洲具有相似的地类变化趋势：耕地、中轻度盐渍地、其它地类面积有所增加,而林地、重度盐渍地、沙漠面积减少;（2）LUCC是由自然因素和非自然因素共同作用引起的。     

新疆干旱区天然植被最低生态耗水量概念分析

干旱区天然植被的最低生态耗水量问题关系到该地区生态建设的标准问题，也是评价水资源生态承载力所必须考虑的指标。同时，天然植被的最低生态耗水量是制定绿洲农业用水和节水规划的依据之一。据不同的生态目标分析并提出了天然植被不同的最低生态耗水量的概念，指出植物的最低生态耗水量是最低生态效应下的植物的耗水量，而且不同生态区要求的生态效应不同，因此，植物在不同生态目标下会表现出的最低生态耗水量不同。进行天然植被最低生态耗水量评价时，首先要明确生态目标。另外，通过试验发现，天然植被存在着生态耗水效率的概念，水分的生态效应存在最优值。     

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。     

干旱区典型绿洲盐渍化土壤空间信息研究

对提取干旱区盐渍化信息的若干方法进行了评述,并且选取位于干旱区地带的盐渍化典型区域——阿克苏地区的库车、新和、沙雅县(渭-库绿洲)以及和田地区的于田县(于田绿洲)作为研究区进行实证分析。采用同一时相的ETM 数据,运用K-T变换、比值变换以及通过NDVI指数和分类来提取信息,效果明显。通过实证分析发现:虽然研究区都地处塔里木盆地周边地区,一个是塔北绿洲,另一个是塔南绿洲。但由于水文(盐渍化形成的关键)、气候(形成盐渍化土壤的驱动力)、地形(盐渍化土壤分布及差异的主要因素)、人类活动(盐渍化土壤形成的重要因素)等因素差异的存在,导致了盐渍化情况的差异。再利用Surfer软件绘制盐渍化出土壤特征(电导率)的等值线图,发现渭-库绿洲和于田绿洲表层土壤电导率的空间分布状况的差异。     

干旱区绿洲土壤盐渍化分析评价

内蒙古阿拉善左旗贺兰山西侧是我国典型的干旱区,土壤盐渍化现象严重.因此,本次研究对该区存在的土壤盐渍化生态环境地质问题进行评价,分析了土壤盐渍化影响因素,提出了盐渍化防治措施.结果表明:(1)研究区内盐渍化土壤占全区面积的32%,且pH值高,碱化度大,具有盐化与碱化同时进行的双重特性;(2)土壤可溶性离子组成以Na+和SO42-、Cl-离子为主,Na2SO4和NaCl是造成该土壤碱化和性质恶化的主要因素;(3)土壤盐分季节变化明显;(4)土壤盐渍化的形成原因主要是残余积盐和灌溉的影响;(5)在改良利用方面,应在综合规划与合理布局的基础上.因地制宜的发展农林牧业,尽快停止使用不符合标准的水进行灌溉,防止生态环境遭受破坏与盐溃化加剧,已垦的盐渍土耕地,尤应重视土壤培肥.     

干旱区绿洲的成因类型及演变

绿洲是伴随干旱区荒漠环境的形成而形成的。天然绿洲形成与水、土条件关系密切,人工绿洲形成则与水土及矿产资源开发有关。荒漠区绿洲受水、土条件的限制,具有沿河流冲积平原呈带状,在河流出山口呈扇状或点状分布的特点。绿洲分布模式主要有沿河道线状分布、沿河谷阶地层状分布、沿山麓平原片状分布、沿断层或洼地泉水出露地点零星点状分布等4种。基于绿洲形成与水、土关系密切,而地貌及其过程对水、土条件有制约作用的事实,考虑绿洲成因类型及其演变过程,以绿洲“状态成因”为分类原则,选取(1)绿洲的地名;(2)绿洲形成的地貌形态成因类型;(3)天然植被类型与人工绿洲形成结果等为指标,进行绿洲成因类型的划分。各绿洲成因类型的特点不同。在人为与自然因素的综合作用下,绿洲类型常发生由天然绿洲→人工绿洲、绿洲→荒漠或荒漠→人工绿洲演变,其演变模式主要有6种。     

干旱区典型绿洲耕地扩张及其人文驱动研究——以新疆且末绿洲为例

近年来,在全国耕地面积持续减少的背景下,西北干旱区耕地呈扩张趋势,现有研究关注其自然因素驱动力,对人文因素驱动力,特别是灌溉设施和方式、政策、经济利益和市场导向等因素关注较少。选取干旱区典型绿洲——且末绿洲,采用最大似然法和人机交互式分类相结合的方法从1972,1990,2001,2011年影像中提取耕地信息,结合统计学方法分析且末绿洲耕地变化的时空趋势、耕地复种指数的动态变化;在充分考虑人口因素的前提下,增加灌溉设施和方式、政策、经济利益和市场导向等因素,探讨了绿洲耕地扩张的人文驱动力。研究结果表明:1970年以来,且末绿洲耕地面积时增时减,总体呈增长趋势;耕地复种指数波动上升;人口增长、灌溉设施和方式、政策、经济利益和市场等因素在不同阶段以不同方式影响着该绿洲耕地面积的扩张。政策、经济利益和市场因素是近10年绿洲耕地迅速扩张的主要驱动因素。     

基于RS与GIS的干旱区绿洲景观格局变化研究——以金塔绿洲为例

景观生态学是宏观生态研究的一个新领域。景观格局变化研究,是目前景观生态学的研究热点。利用遥感的手段获取试验区1990和2000年景观格局的基础数据,并利用GIS做分析的工具,计算出6个指标值,采用格网化的方法,将研究区域的景观斑块转化成5m×5m的格网,进行空间分析,计算得出了景观斑块的转移矩阵,为景观格局在空间上的变化分析打下基础。分析显示:①多样性、均匀性、优势度3个指标数值上有很大的相关性,只需考虑多样性;②绿洲景观格局的变化与水资源的变化密切相关;③绿洲有沙漠化的威胁;④城镇居民点用地扩展迅速,主要在未利用土地上发展,金塔绿洲内城镇居民区有城市化的趋势;⑤城镇居民点破碎化指标值未能真正体现其景观特性,当不考虑少数几个大的斑块时,能够得到较为理想的结果。     

The progress and prospects of nebkhas in arid areas

Nebkhas are often extensively distributed in arid and semi-arid areas, and play an important role in the stabilization of ecological environment in these areas. This paper reviews the following aspects, including formation and succession, spatial distribution, shape and surface airflow characteristics, balance between erosion and deposition, ecological and physiological characteristics of vegetation, response to precipitation and groundwater, soil properties as well as the protection measures. We found that nebkhas were studied without differentiation of succession periods, and shape characteristics, surface airflow, soil properties as well as vegetation dynamics in different succession periods were not fully understood, which made it difficult to explain the succession dynamics of nebkhas and its affecting factors. Previous studies of nebkhas were over-emphasized for its role as an indicator of land degradation, while its ecological functions in degraded ecosystems were neglected, which was unfavorable for the ecological restorations in arid and semi-arid areas. Future studies should pay more attention to the variation of vegetation, soil as well as hydrological process in the succession of nebkhas and its interaction between different influencing factors. In addition, positive role of nebkhas in degraded ecosystems in arid and semi-arid areas should be fully discussed. According to the data got from the above, effective protection measures of nebkhas should be explored.     

The progress and prospects of nebkhas in arid areas

Nebkhas are often extensively distributed in arid and semi-arid areas, and play an important role in the stabilization of ecological environment in these areas. This paper reviews the following aspects, including formation and succession, spatial distribution, shape and surface airflow characteristics, balance between erosion and deposition, ecological and physiological characteristics of vegetation, response to precipitation and groundwater, soil properties as well as the protection measures. We found that nebkhas were studied without differentiation of succession periods, and shape characteristics, surface airflow, soil properties as well as vegetation dynamics in different succession periods were not fully understood, which made it difficult to explain the succession dynamics of nebkhas and its affecting factors. Previous studies of nebkhas were over-emphasized for its role as an indicator of land degradation, while its ecological functions in degraded ecosystems were neglected, which was unfavorable for the ecological restorations in arid and semi-arid areas. Future studies should pay more attention to the variation of vegetation, soil as well as hydrological process in the succession of nebkhas and its interaction between different influencing factors. In addition, positive role of nebkhas in degraded ecosystems in arid and semi-arid areas should be fully discussed. According to the data got from the above, effective protection measures of nebkhas should be explored.     

On coordinated development of oasis and environment in arid area

1 Formation and evolution of oasisBoth physical environment and human activities influence the formation and evolution of oasis. Natural oasis is a kind of ecological landscape formed mainly by water without human intervention. Its prosperity and adversity primarily depends on the flow direction and discharge of a river. With the increment of intensity of human activities, however, great changes have taken place in oasis in arid area. The evolution of oasis has been transformed from the contr…     

On coordinated development of oasis and environment in arid area

Based upon the formation and evolution of oasis and the factors restricting the coordinated development of oasis economy and environment, this paper presents a goal of the development in coordination. It suggests that the sustainable survival and development of oasis could be ensured only if the oasis-desert and water source ecology are managed in a combined way to form a macro system. In light with the above mentioned, the approach to the development of economy and environment of oasis in arid area should depend upon the establishment of an oasis ecological and economic system, which suits the arid environment and promotes the efficiency of resource configuration, stabilizes economic increment and benefits ecological development.     

干旱区人工绿洲经济系统可持续发展水平测度

利用自然资源与环境经济学的生产理论构建了由劳动、资本、水资源、土地资源要素组成的干旱区人工绿洲的一般生产函数.参照供给弹性和规模经济等经济学理论与可持续发展理论,制定了人工绿洲经济系统可持续发展的测度方法与测度标准,并以天山北坡东部奇台人工绿洲为例进行实证分析.研究表明,1995-2006年,这一时期的经济增长主要是由土地资源投入、劳动投入和水资源投入所致,其配置均不合理,主要投向生产率最低的第一产业中,使奇台人工绿洲经济系统成为典型的资源耗费型粗放经营系统.同期,奇台人工绿洲景观系统稳定水平呈降低趋势,不利于经济系统的可持续发展.因此,转换产业结构,向集约型农业经济发展,调整人工绿洲用地结构,增强景观系统稳定性,是奇台人工绿洲经济系统持续稳定发展的主要途径.     

干旱绿洲农业区水资源优化利用研究

针对干旱绿洲农业区水资源利用中存在的问题,采用多目标模型方法建立数学模型,并以张掖绿洲为研究背景,结合经济目标、生态环境目标和社会目标,进行水资源优化利用实例研究。结论表明,采用多目标模型方法研究干旱绿洲农业水资源优化利用可以促进该地区经济、环境和社会的协调发展,以经济发展为主,进一步加强环境的保护,提高生态环境效益在整个国民生产总值中的比例,在发展经济的同时,取得较好的生态环境和社会效益。     

内陆干旱区土地利用变化的景观格局特征分析——以新疆白杨河流域为例

基于GIS/RS环境对两期Landsat7-ETM 影像数据进行土地利用分类处理,运用景观生态学原理和数理统计分析方法,从区域整体景观格局水平和土地利用类型水平两个角度,选取景观多样性指数等5个指数描述白杨河流域土地利用变化的景观格局特征。结果表明:研究区各土地利用类型面积都有不同程度的变化,除草地和未利用土地有所减少,其他土地利用类型都有不同程度的增加。从景观水平上看,区域景观异质性在增大,景观斑块的连通性降低,表现为多样性指数和均匀度指数呈增加,优势度指数减小;从类型水平上看,5年间人类对景观的干预程度较大,对人工景观的干扰强于半自然景观,体现在半自然景观类型的分离度较小,而人工景观类型的分离度较大。同时,景观周长-面积分维度指数的增长趋势说明景观斑块的自我相似性减小,几何形状趋于复杂化。总体上,是人类活动加剧破坏了自然绿洲内部的整体性和完整性,并且人类活动干扰还在增加。     

绿洲灌淤土重金属复合污染的生物有效性

以干旱区绿洲土壤为供试材料,通过盆栽实验探讨了Cd-Zn-Pb复合污染条件下,土壤重金属在油菜中的分布、累积和迁移情况。研究结果表明,复合污染对油菜生物量的负面影响不明显,甚至还存在一定的促进作用;不同处理下,油菜根部Zn的含量略高于地上部,Cd为油菜地上部含量远高于根部,Pb则主要积累在油菜的根部;Cd、Zn、Pb在油菜体内的累积除了受土壤中本元素浓度的影响外,共存元素对油菜中重金属的累积也有一定的影响。随着外源重金属添加量的增加,土壤中可交换态Cd、Zn、Pb的分配系数均呈增加趋势,且随浓度的增加而增幅变大;碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态的分配系数均为先增加后变化不明显或略有下降;残渣态的分配系数则均呈现出下降趋势,且在浓度较低时的下降态势比较明显。对油菜重金属吸收量影响比较显著的形态为Cd的可交换态、Zn的可交换态和碳酸盐结合态以及Pb的可交换态和碳酸盐结合态。油菜对Cd、Pb、Zn的富集系数和转运系数及富集量系数和转运量系数的关系均为Cd>Zn>Pb。