甘肃民勤绿洲土地空间结构动态变化及其灰色预测

根据分形理论,不仅揭示了民勤绿洲不同时期土地空间分形结构,而且计算了民勤绿洲土地空间结构分维与稳定性指数,并分析了二者的动态变化趋势;进而根据灰色系统理论建立了民勤绿洲土地空间结构分维非等间距预测模型。所得结论对于民勤绿洲生态环境建设具有积极意义。     

绿洲空间结构多目标决策的密切值分析研究

本文以黑河中游绿洲为例,采用多目标决策方案优选的密切值法,从若干个参与优化的绿洲空间结构备选方案中,求解出了空间结构优化的最满意方案。     

基于分形理论的新疆干旱区绿洲城镇体系研究

城镇体系具有自分形性。运用分形理论,对新疆干旱区绿洲城镇体系等级规模与空间结构进行了分析,验证了新疆绿洲城镇体系的规模分布和空间布局均符合分形的特征,得出以下结论:第一,新疆绿洲城镇体系的分形结构在空间上是从核心城市向边缘地区扩散发育的分形结构;第二,新疆绿洲城镇体系空间城镇分布情况只在局部空间存在分形,空间结构虚有框架但缺乏内部联动,整体结构不佳;第三,新疆绿洲城镇体系等级结构较为松散,首位度过高,人口金字塔呈"倒三角"结构,城镇体系发育不成熟,交通可达性对分形具有缓冲的效果;最后在上述分析的基础上,结合近来主体功能区思想,对城镇体系结构优化提出建议。     

绿洲开发的时空转换过程分析

通过对绿洲时空开发过程的考察，首次就绿洲开发的质量特征将其划分成３个不同的时期。与３个时期相适应，绿洲地域的空间结构亦随着不断演替，从而提示了绿洲开发过程中质的要求不断提高，有序性不断增强这样一个由低级到高级，由封闭到开放的区域发展趋势。     

天山北坡经济带“组团”点轴城镇空间结构研究

以1990-2007年天山北坡城镇GDP、土地、人口、交通数据为资料,根据城镇空间分布“最近邻点指数”理论,空间相互作用和分形理论,分析了天山北坡城镇空间分布特征,构建了绿洲城镇相互作用强度判断模型,提出并论证了“组团”点-轴空间结构模式优越性。研究发现:①天山北坡经济带城镇人口规模和经济规模在空间结构呈现3个城镇高密集区,两个城镇稀疏区特征;②传统绿洲城镇空间结构下,城镇接受中心城市辐射差异很大,不利于城镇整体发展;③以“乌鲁木齐都市圈”为点的“组团”点-轴空间结构模式,有利于中心组团城镇对其他城镇的辐射;④以“５组团”为点的点-轴模式有利于组团之间的相互作用,有利于城镇发展;⑤天山北坡经济带向伊犁河谷延伸有利于中心组团城镇对其他组团城镇的辐射。     

天山北坡城市群点-轴结构分形与干旱区绿洲城市群发展特征

针对中国西北区域的城市群发展问题,从干旱区绿洲空间碎片化结构特征及其对城镇空间的约束性出发,论证天山北坡城市群点-轴结构"多中心组群"式发展的自然客观性特征。通过构建城镇群点-轴结构位序-规模等级维数、空间关联维数和空间聚集维数表征的分形研究模型,解析了以天山北坡城市群13个建制市为样本的点-轴结构分形特征,推证了天山北坡城市群点-轴结构"多中心组群"式发展的绿洲空间结构特征、发展基础与优势,提出了绿洲区域层级性的城镇组群发展对策与建议。     

干旱区可持续土地利用模式分析——以天山北坡为例

可持续土地利用模式是土地生态经济可持续发展的必然要求,但目前对可持续土地利用模式的科学基础研究较为薄弱。可持续土地利用模式的科学基础是土地类型及其空间组合结构,利用遥感和地理信息系统等新技术、基于社会发展需求的小尺度、大比例尺土地类型制图及其空间结构研究将是今后土地分类学的重要研究方向之一。目前土地利用中存在的与环境相关的问题,多数源自于违背土地类型自然属性的客观要求。退耕还草还林政策的实施,体现了土地利用需要遵循土地类型自然属性的客观要求。以天山北坡为例,在可持续土地利用模式的科学基础分析的基础上,根据土地类型及其空间组合结构,进一步完善和提升了近年提出的干旱区绿洲－中山带立体双带模式和干旱区山地利用模式;并基于典型的干旱区绿洲格局提出了冲洪积扇绿洲集约利用模式、冲积平原绿洲农业规模经营模式以及河流尾闾三角洲绿洲生态利用模式。     

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。     

三工河流域山地—绿洲—荒漠系统降水空间变异性研究

山地—绿洲—沙漠系统（MODS）是中国内陆干旱区最基本、也最典型的地理景观格局,以天山北麓中段、准噶尔盆地南缘的三工河流域为典型区,设置降雨量监测网,获取2007-2014年5-8月份降雨量数据,利用（旋转）经验正交函数分解（REOF/EOF）、分形理论及克里金法（Kriging）等方法探讨流域尺度干旱内陆区MODS多地貌单元复合情况下降水的空间结构型及异质性特征,为深入了解MODS生态系统植被演变规律及其恢复提供借鉴。主要结论为：依据第一特征向量（对总体方差贡献82.4%）0~30 km、30~70 km及70~150 km的3个荷载区段,将研究区划分为山地区、绿洲区及沙漠区;其夏季降水场以“整体一致”型为主,表现为降水一致全流域整体增加,且增幅自山地—绿洲—荒漠依次减小。山地区半变异函数曲线符合高斯模型,绿洲区符合球状模型变程为15.3 km,荒漠区5月、6月及其它时段分别符合高斯模型、指数模型及球状模型,变程58.6 km比山地和绿洲大。随机因素引起的空间异质性占0.01%~9.57%;绿洲区降水空间变异性最大,山地次之沙漠区最小;6月份降水空间异质性最显著,8月最小;在南北方向（0°）和东南—西北方向（135°）变异性最强。     

绿洲的地理特征、演化和类型

本文在对绿洲定义提出修正意见的基础上,进一步探讨了绿洲的特征、演化和类型。1.绿洲主要地理特征包括其形成、植被、大小和分布。绿洲的形成取决于水源,据此可分成河水绿洲、泉水绿洲、湖水绿洲和输水绿洲,植被是天然、农牧绿洲的显著景观表征,植被对工矿绿洲而言只具有象征性意义。根据面积和空间关系将绿洲分为复式绿洲包括绿洲带和组合绿洲,与单一绿洲包括大型,中型和小型绿洲。绿洲的分布受线状和点状水系支配而有带状分布和散点状分布。2.自然因素和人类活动引起了绿洲的扩展与萎缩,即绿洲化与沙漠化,绿洲的演化历程可分为 四个阶段。3 长期演化使不同的绿洲产生了经济和景观上的显著差异,据此将绿洲分成四种经济类型:天然绿洲、牧场绿洲、农田绿洲和工矿绿洲。     

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。     

黑河中游绿洲及绿洲-荒漠生态脆弱带土壤含水量空间分异研究

以黑河中游平川绿洲和六坝绿洲为例,对绿洲及绿洲-荒漠生态过渡带土壤含水量空间分异进行了分析研究。结果表明:在无灌溉条件下绿洲及绿洲-荒漠生态过渡带的土壤含水量水平分异明显,绿洲土壤含水量高于绿洲-荒漠生态过渡带和荒漠地区土壤含水量,并出现从绿洲到绿洲-荒漠过渡带和荒漠依次递减的趋势,主要受土壤性状、土壤水分水平运动和绿洲-荒漠局地大气环流影响;绿洲活动层土壤含水量垂直分异上表现为从表层向下逐渐增加,而过渡带和荒漠区活动层土壤含水量垂直分异则是表层和底层比20~30cm处低,可能与荒漠土壤凝结水的形成与运动有关。受绿洲地下水过度开采和绿洲边缘人类活动影响,在绿洲-荒漠过渡带形成了生态裂谷,对绿洲生态系统的安全构成威胁。     

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。     

中国绿洲分区及其基本类型

根据我国绿洲分布区域地理环境的差异性,地理位置和地势,大气环流与气候以及绿液演变和人类活动影响,将我国绿洲划分为三大区：东部河套平原绿洲区,西北干旱内陆绿洲区和柴达木高原绿洲区。首先,在学习、综合分析前人对绿洲的基础上,对绿洲赋予新的定义：干旱荒漠中有稳定水源,植物繁茂,生物活跃,具有一定的空间规模,且明显高出周边环境的高效生态地理景观区。最后,依据绿洲发生的水、土基本因素,将我国绿液分为四大基本类型,即沿河两岸阶地型绿洲、扇形地型绿洲、冲积平原型绿洲和三角洲型绿洲。     

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。     

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。     

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。     

末次冰盛期以来塔里木盆地绿洲演化研究进展与问题

塔里木盆地绿洲是中亚干旱区历史时期和现代人类生产和生活的重要场所,也是古丝绸之路和现代丝绸之路经济带的重要节点。对此区域绿洲沉积记录进行研究,可以了解绿洲演化过程,从而进一步对绿洲演化的机制进行分析。由于塔里木盆地周边绿洲人类活动剧烈,导致连续完整的绿洲沉积记录较为缺乏;而且此区域环境变化敏感复杂,沉积记录存在‘同期异相’等特性,限制了对绿洲演化过程和影响机制的探讨。因此,对塔里木盆地绿洲沉积物与绿洲演化过程研究进行系统总结非常必要。通过梳理目前对绿洲和绿洲沉积物的分类与定义,认为除了地貌与沉积相,还需结合表征绿洲沉积阶段的指标体系才能更好地厘清绿洲演化过程。筛选了记录塔里木盆地末次冰盛期以来的24篇绿洲沉积序列的文献,对文献中232个绿洲沉积发育年代和其中的120个河湖相沉积发育年代数据分别进行概率密度统计。总体来看,绿洲沉积与河湖相沉积发育年龄具有较好的一致性,暗示绿洲发育与盆地内部水文过程密切相关。同时,6 ka之前,绿洲发育概率密度与古里雅冰芯δ¹⁸O记录的温度具有相同变化趋势,盆地周边高山地区冰川融水可能是绿洲发育的主控因素;6 ka之后,绿洲发育与天山鹿角湾黄土-古土壤序列记录的湿度变化较为一致,绿洲发育可能主要响应于山地降水变化。进一步对塔里木盆地不同区域绿洲发育概率与古环境演化记录进行对比,发现不同区域绿洲发育与古环境记录存在着不一致性。在未来研究中,应该对塔里木盆地各区域大范围不连续的绿洲沉积进行集成研究,构建区域绿洲演化过程和年代框架,在此基础上对控制各区域绿洲发育的因素进行深入探讨。     

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)。     

绿洲沉积特征及沉积模式

绿洲沉积是指在绿洲生物发育、演化的环境中无机和有机物在地表和近地表层的沉积或沉淀作用。绿洲沉积是绿洲物质循环过程的重要环节,其沉积物不仅记录了物源组成、介质性质、能量状态及动力特征等,还记录了绿洲环境变化的大量信息。沉积物的颜色、组构、组成等方面表明绿洲沉积是可识别的。通过研究绿洲沉积,可以揭示绿洲物质循环、认识绿洲环境演变、解析绿洲对全球变化的响应,为绿洲低耗、高效、可持续发展理论模式的构建和技术创新提供科学依据。