塔里木盆地绿洲形成与演变

塔里木盆地的绿洲按形成历史可划分为古绿洲、旧绿洲和新绿洲,它们分别代表绿洲发展演变的三个阶段。本文对绿洲未来演变趋势作了预测,探讨了盆地古绿洲衰亡原因、认为除了风沙、盐碱及河流改道等自然原因外,人类活动引起的地表水资源时空分配发生变化是主要原因。     

环塔里木盆地绿洲城市发展与水环境质量协调度

解决好新疆环塔里木盆地绿洲城市发展与水环境质量之间的关系,对"一带一路"倡议顺利实施及新疆社会稳定具有十分重要的作用。基于2004-2017年环塔里木盆地绿洲城市发展与水环境变化状况,构建城市发展与水环境质量的综合评价模型及二者的协调度模型,以探讨环塔里木盆地绿洲城市发展、水环境质量变化及二者的协调关系。结果表明：2004-2017年,（1）环塔里木盆地绿洲城市发展综合指数呈现出逐年稳定上升的趋势,经济发展和城镇空间规模扩大是环塔里木盆地绿洲城市发展的主要形式;（2）环塔里木盆地绿洲城市的水环境质量综合指数呈现出逐年降低的趋势,水环境质量形势严峻;（3）环塔里木盆地绿洲城市发展-水环境质量系统的协调度呈现倒U型的稳定发展趋势,但总体上两者的协调度较低,城市发展和水环境质量之间的矛盾日益突出。     

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。     

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。     

绿洲耕地变化趋势及其驱动力——塔里木盆地南部策勒绿洲为例

以多年的野外实地调查资料和统计资料,分析了塔里木盆地南部策勒绿洲50年以来耕地面积变化的总体趋势、空间差异和驱动因子。基于GPS现场定位,应用GIS进行空间分析,通过建立多元回归模型,最终对该绿洲2010年和2020年的耕地数量进行了初步的预测。分析结果表明社会经济发展动态、农业科技进步和水土资源的限制等3大类因素是影响耕地数量的3个主成分,其结果将为进一步研究整个塔里木盆地南部绿洲耕地变化提供借鉴,为合理利用和保护耕地、为干旱区可持续发展提供科学依据。     

塔里木盆地南缘2000-2013年人工绿洲扩张特点

利用2000、2005、2011、2013年4期MODIS13Q1、Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像,基于RS、GIS技术,分别提取土地利用/覆被类型信息,探讨塔里木盆地南缘人工绿洲扩张特点。结果表明:塔里木盆地南缘人工绿洲在2000-2013年不断扩张,各时段扩增来源中,天然绿洲比重不断减小,绿洲-沙漠过渡带比重逐步上升,荒漠比重快速增加。各流域人工绿洲扩张的阶段性与区域性差异明显,且扩增来源结构由于扩张的相对区位不同而异。人口增长、政策引导使人工绿洲不断扩张,并具有阶段性与区域差异性特点。人工绿洲扩张过程中,天然绿洲和绿洲-沙漠过渡带有明显退化现象,使其生态屏障功能下降,威胁到绿洲安全和经济社会的可持续发展。     

气候变化和人类活动对塔里木盆地绿洲演化的影响

通过对不同时间尺度下气候变化和人类活动对塔里木盆地绿洲形成与演化的影响分析。认为水文状况的变化是决定绿洲演化的首要因素,气候变化与人类活动也正是通过直接或间接地对绿洲水文状况产生影响而导致绿洲演化的。人类活动对绿洲演化的影响是局部的、阶段性的,而气候变化对绿洲演化的影响则是宏观的、连续性的。     

塔里木盆地绿洲参考作物蒸散量计算方法比较

应用FAO-56 Penman-Monteith、1972 Kimberly Penman、FAO PPP-17 Penman、FAO-24 Radiation、1985 Hargreaves、1948 Penman、Priestley-Taylor和1957 Makkink 8种公式计算了塔里木盆地绿洲棉区的参考作物蒸散量,并对8种方法的计算结果进行了比较,结果表明:1972 Kimberly Penman的计算结果与标准方法 FAO-56 Penman-Monteith的计算结果最接近,FAO-24 Radiation的计算结果与标准方法 FAO-56 Penman-Monteith的计算结果差异最大。在估算塔里木盆地绿洲棉区的参考作物蒸散量时,可选用1972 Kimberly Penman公式。     

对塔里木盆地南缘绿洲可持续发展的思考与建议

基于策勒国家野外站长期监测与研究成果,以塔里木盆地南缘绿洲可持续发展为主题,总结分析指出,当前绿洲可持续发展的核心还是以水资源为主线的绿洲适宜规模开发。在认识论层面,需要对绿洲化进行再认识,强调荒漠化与绿洲化的本质统一,即在极端干旱背景下,荒漠化或风沙危害加剧的深层原因还是绿洲"入侵"的不合理性。在方法论层面,需要重视绿洲规模不确定性的本质特征,并在充分考虑自然与社会各模块基础上,提出绿洲适宜规模不确定性的概念模型。最后,强调多学科交叉、长期监测网络在绿洲研究中的重要性。总之,解决新疆极端干旱背景下风沙危害治理、实现绿洲生态稳定与可持续发展的核心问题是探寻绿洲与荒漠共存的平衡点(阈),进而对绿洲持续利用与保护提供理论依据和决策支持     

塔里木盆地南缘水资源开发与绿洲的生态环境效应

主要讨论塔里木盆地南缘的自然环境特点、水资源及其开发利用, 揭示在百年来气候变化和人类活动影响下, 特别是近50a来, 对沙漠南缘的生态脆弱带的绿洲产生明显的生态环境负效应, 引起的生态环境退化极不利于区域可持续发展。为此需要从区域生态环境战略考虑, 调整水资源配置和优化利用, 实施天然绿洲与人工绿洲相应的保护和并重发展, 逐步恢复天然绿洲的水分生态平衡。这样, 才能遏制住强劲的区域土地退化态势, 抵御沙漠化灾害, 并走向良性循环。     

2000年来塔里木盆地南缘绿洲环境演变

塔里木盆地是中国最大的内陆盆地,其南缘是中国生态环境最脆弱的地区。考古资料、历史文献及古气候信息均表明,2 000 a来该区生态环境发生了巨大变化,这种变化以绿洲时空演变和沙漠面积扩张为主要特征,导致了历史上许多著名古城镇的废弃和'丝绸之路'南道的南移。本文分析了2 000 a来绿洲的分布与演化规律,并探讨了其自然及人为原因,指出20世纪以前绿洲的演变主要是在自然因素特别是气候干旱化影响下逐步形成的,而本世纪绿洲沙漠化和环境退化则主要是在干旱大背景下人类活动的结果。为防止本区现有绿洲进一步沙漠化及环境退化,应合理使用水土资源、调整大农业结构、开发优势资源、保护天然绿洲。     

塔里木盆地地貌过程对绿洲形成演变的影响

第三纪末以来，天山、昆仑山强烈隆起使塔里木盆地相对下沉，山盆高差悬殊大，白山顶至盆地腹部地貌外力作用过程依次由冰川作用→冰缘作用→流水作用→干燥作用→冲→洪积作用→湖积作用→风沙作用过渡。在山区河谷平原、平原区冲积扇、冲积平原、湖积平原等地方形成条带状、串珠状、扇形状绿洲，绿洲平面几何形状与适宜绿洲形成与发展的地貌类型空间分布基本吻合。绿洲荒漠化和荒漠绿洲化与地貌过程的关系密切。纵观区内地貌过程发展趋势可预测，区内流水、风沙和人类活动三大地貌过程将有增无减，流水侵蚀与风蚀风积作用将对绿洲产生不良作用。山区流水侵蚀过程加强导致山麓地带绿洲山洪泥石流危害加重。平原河流下游地区流水作用减弱，风蚀风积过程加剧，由绿洲→荒漠演变，而人类活动可分建设作用与破坏作用两方面，前者可稳定绿洲乃至促进荒漠绿洲化而后者则导致绿洲荒漠化。因此，改善山区、山麓地带，特别是盆地南缘与塔河中、下游等重要地区地貌过程并防止绿洲荒漠化，是保障区域可持续发展的有效途径。     

塔里木盆地南缘古绿洲分布与河流、冰川的关系

依据野外实地考察和考古资料对塔里木盆地南缘河流与其流域内的古绿洲分布情况进行了研究,着重探讨了历史时期以来古绿洲分布规律、迁移过程与河流、冰川特点之间的耦合关系。研究表明,盆地南缘东侧的且末、若羌地区河流及冰川规模小,数量少;其中下游形成的绿洲小,且从汉代至今都在河流出山口处分布,变化不大,而西侧的和田地区反之,河流下游的沙漠中分布着数量较多的大规模古绿洲;汉代的古绿洲多分布在冲积平原下部的沙漠中心,中部则是以唐代古绿洲遗址为主,上部沙漠边缘多为近代和现代绿洲;古绿洲迁移最大距离可达200 km左右;河流年径流量与古绿洲在沙漠分布的距离呈正相关关系。     

塔里木盆地南缘绿洲化进程中不同利用强度农田对土壤环境的影响研究取得新进展

绿洲化作为干旱区一种基本的地理过程,对土壤环境有重要的影响,目前正逐渐引起更多关注。中国科学院新疆生态与地理所桂东伟博士及其所在团队选取新疆绿洲广泛分布区域——塔里木盆地南缘绿洲为典型研究区,基于绿洲化进程中农田为主要土地利用方式这一现状,抽象出当地绿洲农田垦殖后典型的不同利用强度(传统耕作方式、高投入利用方式、临时耕作方式,并同时设置用     

塔里木盆地南缘于田绿洲近50a来气候变化特征分析

基于于田气象站48 a(1960—2007年)逐月平均气温和降水量数据,借助小波分析、人工神经网络等方法研究了塔里木盆地南缘于田绿洲近50 a来在全球气候变暖的背景下气候变化的特征和总体趋势。结果表明,二维小波系数图可以清楚地显示出气候变化在不同时间尺度上的演变特征,并能对未来的气候演变趋势做出定性估计。小波方差图显示于田绿洲逐月平均气温存在4 a为主的短周期和以11~13 a为主的长周期;逐月降水存在以7 a为主的短周期和以准12 a、27 a左右为主的长周期。RBFN(Radial Basis Function Network)模型预测的结果显示,该区2008—2012年降水量的变化处于相对高值期,气温变化处于相对低值期。近50 a于田绿洲气候总体趋于暖湿。     

南疆克里雅河绿洲发育和演化过程研究

文章以塔里木盆地中克里雅河绿洲为典型例子，分析现代绿洲发育与演变的证据，并以绿洲沉积物的绝对年龄数据作对照，演绎出绿洲演变的序列与过程，并就影响绿洲演变的三种因素，气候（温度为主）新构造性质和人类活动作出分析，三种因素在不同时期的耦合决定绿洲的性质和发展过程。     

塔里木盆地南缘策勒绿洲近4000年来的环境变化

根据位于塔里木盆地南缘的策勒绿洲两个剖面的孢粉和化学元素的古气候意义的研究,恢复了近4.0 ka B.P.以来此地区环境变化的历史,揭示出了4个相对湿润期,分别发生于约4.0～2.0 ka B.P.、约2.0～1.0 ka B.P.、550～300 a B.P.、100 a B.P.前后.研究还揭示了1 500 a B.P.、1 000 aB.P.和200 a B.P.前后可能是此地区环境变化的重要时间界线.塔里木盆地古城废弃事件与环境变化记录之间的耦合表明,环境变化对此地区人地关系的内容及其演化具有重要的内在影响.     

中国科学院新疆生态与地理研究所研究表明过去50a可能过高地估计了塔里木盆地的升温趋势

<正>准确评估西北干旱区气温变化趋势,面临许多挑战。其中,干旱区的绿洲冷岛效应对观测气温的干扰是最主要的问题之一。以塔里木盆地为例,现有气象站点基本分布在绿洲区域。据统计,塔里木盆地的43个气象站点,仅有3个站点位于山区,1个站点位于沙漠腹地,而其余的39个站点都位于绿洲内部。显然,站点分布的空间局限性使观测数据很难代表整个区域。绿洲冷岛效应的存在,显著干扰了观测效果。针对上述问题,中国科学院新疆生态与地理研究所郝兴明博士等以塔里木盆地为典型研     

塔里木盆地南缘策勒绿洲区地下水TDS空间变异及水化学特征分析

基于策勒绿洲78个取样点的地下水的观测资料,结合地理信息系统,运用地统计学方法和Sigmaplot10.0中的Piper模块,研究塔里木盆地南缘策勒绿洲区地下水TDS（Total Dissolved Solids）的时空变异,揭示地下水水化学特征及其演变的主要水化学过程。结果表明:①地下水TDS存在强烈的空间相关性,其空间相关距离为4.4 km,在步长为6 km范围之内,地下水TDS的空间变异是各向同性的,当步长大于6 km时,4个方向上的半变异函数发生了不同的变化;②绿洲南部区域为地下水TDS的低值区,最小值为551 mg·L-1,由南向北地下水TDS呈增加的趋势,在北部地下水埋深低值区的TDS最大值为7 192 mg·L-1;从地下水水流方向上看,即从绿洲西南的低值区向北,再转向东北区方向,地下水TDS逐渐增加,最大值为3 677 mg·L-1;③浅层地下水化学类型变化复杂,主要从Na-Ca—SO4-Cl-HCO3、Na-Ca—SO4-Cl型向Na—SO4-Cl-HCO3和Na—SO4-Cl型演化。     

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。