基于参与式调查与主成分分析的金塔绿洲变化驱动力分析

内陆河流域绿洲变化驱动机制是旱区绿洲学研究的核心内容之一。利用1963~2010年的Keyhole存档相片、KATE-200卫星航片、Landsat遥感影像等多源数据,获取了金塔绿洲空间分布及面积变化信息。在此基础上,结合参与式调查和主成分分析方法定量分析绿洲变化的驱动机制。研究表明：近47 a来金塔绿洲总体呈现增长的趋势,绿洲规模不断扩大,至2010年绿洲面积高达539.47 km²。其主要原因是气候变化、人口增加、水资源的开发利用与科技进步、社会经济发展及政策等因子的相互交织作用。气候变化是背景因子,人文因子是绿洲变化的主成分因素,且在不同历史社会背景下,其主导人文因素也不同。     

河西走廊金塔绿洲农业生态系统资源环境效应综合评价

 运用能值分析理论,对金塔绿洲1969—2008年农业生态系统资源环境效应及其投入产出状况进行分析,研究系统组成要素之间的内在联系及外部环境要素对农业生态系统的影响。结果显示,近40 a来,金塔绿洲农业生态系统的总能值投入和总能值产出均呈增加趋势。能值投入以不可更新的工业辅助能值投入为主,化肥、农用机械和农用电力占主要部分。在农业生态系统能值产出中,种植业生产占绝对优势,畜牧业居次。各能值指标变化结果反映了绿洲农业生态系统在引进和利用外资、资源、技术和创新等方面存在的缺陷。同时也说明了系统所面临的环境压力在不断增大,可持续发展能力迅速下降,应该注意农业发展的持续性和健康性,在实现系统经济效益的同时,必须注重生态环境保护,提高生态效益。     

夏季不同土壤湿度和天气背景条件下绿洲土壤温湿特征的个例分析

 利用在甘肃省酒泉金塔地区开展的“绿洲沙漠能量和水分循环观测试验(JTEX)”获得的2005年5—7月的补充观测资料,分析了在不同土壤湿度和天气背景条件下的夏季绿洲农田土壤温、湿场特征。结果表明：一般来说,对于5—40 cm深度的土壤,随着深度的增加其湿度也随之增加。5 cm、10 cm的土壤湿度具有明显的日变化,且在中午时最为湿润;20 cm土壤湿度的日变化幅度小于上两层,变化趋势却与5 cm的相反;40 cm土壤湿度的日变化不明显。晴天浅层的土壤湿度日变化大于阴天。晴天个例中,土壤湿度较大时,5 cm土壤在白天比10 cm的湿润;当土壤较为干燥时,全天浅层土壤湿度都小于较深层的。各层土壤温度在一个中心值周围分布, 40 cm深度以上土壤温度均具有明显的日变化;土壤温度的极值出现时间滞后于地表温度,离地面的距离越大,峰值出现的时间比地表温度滞后的越长,且变化幅度越小。晴天的土壤湿度越小,浅层土壤湿度日变化幅度就越大,各层土壤温度也就越高。土壤深层基本不受天气情况的影响,但受灌溉的影响较大。     

绿洲与其外围区域地表温度差异的遥感分析

以外流河绿洲卫宁平原为例,基于MODIS和ETM+资料研究了绿洲与其外围区域的LST差异。结果显示:1)绿洲与其外围区域的LST差异具有明显的年内变化,该差异在1月最小,在7月上旬最大;2)绿洲与外围LST差异有明显的年际变化,降水越多的年份绿洲与外围的LST差异越小;3)20世纪70年代以来研究区低温斑块的面积明显增大,将来低温斑块有再扩张的可能;4)土地开发利用或保护恢复措施会影响绿洲的大小和形状,从而影响冷岛结构,所以认为土地利用规划和管理中应考虑不同利用方式对冷岛结构的影响。     

基于FSDAF模型的干旱区典型绿洲城市夏季地表热岛效应时空演变研究

全球城市化进程加快引起的干旱区绿洲城市热岛效应变化及其生态环境问题已成为当前国内外城市气候、环境和生态等领域的研究热点之一.基于遥感热红外通道反演的地表温度(Land surface temperature,LST)是开展城市地表热岛(Surface urban heat island,SUHI)效应监测研究的关键参数...     

绿洲荒漠过渡带夏季晴天地表辐射和能量平衡及小气候特征

利用张掖试验基地2006年6月24日至7月17日的加密观测资料,系统分析了夏季典型晴天张掖绿洲荒漠过渡带地表辐射收支和地表能量平衡特征及小气候特征。结果表明:夏季晴天绿洲荒漠过渡带总辐射值还是比较大的,并且净辐射值也很大,这说明绿洲荒漠过渡带地表具有比较充足的可利用热能,为加热大气和土壤提供了必要的热能条件。在地表能量分配中,晴天绿洲荒漠过渡区主要用于大气运动引起的感热交换,其次是土壤交换,用于水蒸发相变的能量相对较小。近地层空气温度和湿度的变化刚好相反。气温白天随高度的增加而递增,夜晚随高度的增加而递减。近地层大气温度变化要比地表温度缓慢。白天土壤辐射增温,越接近地表增温越快,夜间辐射冷却,地表温度下降最为明显。近地层水平风速在白天较大,夜间逐渐减小。在绿洲荒漠过渡带全天以上升气流为主,水平风速随高度增加明显递增。     

环境风场对绿洲冷岛效应影响的数值模拟研究

 利用中尺度数值模式MM5对模拟的金塔绿洲效应偏离进行了敏感性试验研究,发现环境场对造成绿洲冷岛、高湿中心的偏离的作用起着非常重要的作用,而同时绿洲的存在对于冷岛、高湿起决定作用。模拟结果显示风场风速越小,冷岛效应越显著;风速越强,偏离中心程度越大,但增大至一定量值后,冷中心将无法激发,即不再呈现出冷岛作用。     

基于遥感和GIS的干旱区绿洲景观破碎化分析--以金塔绿洲为例

以2个时期的遥感图像所解译的土地利用数据为基本信息源，基于GIS工具，选用斑块密度、廊道密度、斑块破碎度、分离度和斑块面积变异系数5个指标对金塔绿洲的破碎化程度进行了分析。结果表明：(1)1990～2000年，金塔绿洲总体的景观破碎化程度轻微地降低。(2)从景观类型上看，基质的破碎化程度增强；水浇地面积增大，趋于集中分布，破碎化程度降低；城镇用地破碎度增加，分离度减小。这些变化与人类开发利用活动的程度和方式有关，体现了荒漠基质受人类影响而逐步形成的典型农业型绿洲的特点。     

基于通径分析的酒金盆地绿洲化时空变化及影响因子研究

基于Landsat遥感影像和社会经济数据等,重建1963~2009年间西北干旱区酒泉金塔盆地(酒金盆地)绿洲空间分布图,采用转移矩阵、绿洲动态度和通径分析法等开展酒金盆地绿洲时空变化过程的区域差异和影响因子差异研究。结果表明：近50 a来,酒金盆地绿洲面积呈现增加趋势,表现为酒泉绿洲连续增长和金塔绿洲的波动式增长。酒泉绿洲扩张主要表现为绿洲边缘区的外延扩张,金塔绿洲主要表现为绿洲边缘区和季节性河道两侧绿洲波动变化。酒泉绿洲稳定性较金塔绿洲的高,水资源的持续供给与否决定着绿洲边缘稳定的关键,尤其在金塔绿洲。人类活动的区域差异和政策响应程度及经济水平的差异是造成2个绿洲时空变化差异的内在影响因子。     

阿克苏河地表径流过程与绿洲耗水分析

塔里木河流域近期综合治理,使流域灌溉条件和生态环境得到了初步改善.由于全球气候变暖,一方面冰川消融增强,雪线升高和冰储量减少,尽管冰川融水量近期有所增加,但长期会造成对河川径流调节能力减弱;加上对降水影响,使河流洪枯水量悬殊,可利用水资源量减少.另一方面使平原地区干旱加剧、消耗水量增加;同时,社会经济发展对水资源需求量不断增加,水资源供需矛盾及水质恶化的问题,是制约流域社会发展的瓶颈.因此,为了保障流域的可持续协调发展,必须长期坚持对塔里木河流域以节约、保护、合理配置水资源和盐碱化防治为主的综合治理.     

金塔绿洲风场与温湿场特征的数值模拟

使用美国NCAR新版MM5V3.6非静力平衡模式,采用三重嵌套的降尺度方法,模拟研究了甘肃河西走廊金塔绿洲风场与温湿场特征。结果表明:由于绿洲的存在,绿洲沙漠系统产生的次级环流对局地环流有一定影响;平流作用将沙漠中的干热空气送向绿洲,绿洲近地层会出现逆温,感热向地表输送;沙漠上由于临近绿洲的水汽平流作用,上层大气湿度比低层更大,这就是逆湿现象。     

额济纳绿洲柽柳群落蒸散特征的初步分析

利用波文比能量平衡法对额济纳绿洲柽柳群落蒸散进行研究, 发现柽柳蒸散速率日变化成双峰形, 各月出现峰值和低谷值的时间各不相同, 8月最迟; 平均蒸散速率值8月>7月>6月>9月; 各月蒸散总量大小依次为126.9mm(8月)>93.85mm(7月)>77.3mm(6月)>65.2mm(9月)。整个生长季蒸散总量为363.35mm。蒸散速率的变化受植物自生生理特性及气候因子和下垫面条件影响, 其中净辐射起主导作用; 蒸散速率与地下水位变化成反相关关系, 地下水位的大幅度下降可能致使柽柳死亡。     

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。     

新疆绿洲系统自组织演化与机理

应用自组织理论为指导思想,从绿洲的系统性、整体性、复杂性角度出发,以新疆为例进行实证分析,深入研究绿洲系统的发展特征与演化机制.分析结果表明:[1]自组织理论在解释绿洲复杂系统的发生、发展、演化过程方面是一种非常强大而有效的理论依据;[2]绿洲系统的发展是由干旱环境背景下的特殊自然地理要素的自发演化所构成的自组织与由人为进行的规划与干预所构成的他组织的复合发展过程;[3])绿洲系统具有开放性、非平衡性、非线性、涨落等明显的自组织特征,有着从非组织到组织、从组织程度低到组织程度高、复杂度不断增长等自组织演化过程;[4])绿洲系统中自组织与他组织的相互影响机制决定着绿洲系统运行态势及其特征.新疆绿洲系统发展的特征分析充分揭示并验证了绿洲系统的自组织与他组织特征与演化过程,充实了绿洲研究的理论体系及其内容,为提高我们对绿洲发展规律的认识、科学实施他组织、有效长期的组织绿洲,为正确引导绿洲系统发展过程与方向提供了科学的理论依据.     

绿洲棉田非饱和土壤导水率的野外试验研究

非饱和土壤导水率是研究土壤水盐运动的重要参数之一,其测定方法很多。根据Libardi等人提出的野外测定非饱和土壤导水率的θ法,通过在阿克苏水平衡试验站棉田的试验,求得了该站绿洲棉田的非饱和土壤导水率,建立了计算非饱和土壤导水率的经验公式,将θ法与毛细管模型确定的非饱和土壤导水率与土壤含水率的关系进行了比较,并分析了θ法的误差来源。研究结果表明:θ法简单实用,是一种野外测定非层状土壤非饱和导水率的行之有效方法。