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。     

荒漠绿洲植被变化与景观格局耦合关系的研究--以新疆三工河流域为例

以三工河流域为例,讨论了荒漠绿洲植被变化与景观格局的耦合关系.结果表明:(1)荒漠绿洲景观格局最明显的特征是植被变化,其通过地貌、水资源利用、河流廊道或排碱渠等景观要素的变化对植被产生影响;随着景观格局的变化,流域内的植丛高度、盖度及生物量均表现出较大变异性.(2)以河流廊道为核心,通常荒漠绿洲景观格局呈带状分布且由内向外,随水热条件的改变,植被类型由乔灌木林依次向灌丛草甸、盐化草甸、荒漠化草甸和荒漠层次结构过渡.(3)人类活动影响强烈的景观要素,其缀块多样性、破碎度、分离度和缀块密度等指数的值较高,而人类活动影响较小的,其优势度和均匀度较高.(4)各景观要素的稳定性不同,通常自然缀块的稳定性高于人工缀块,其排序为:荒漠>砾石地、沙地>城镇工矿用地>水体>灌溉水田>牧草地>菜地>林地>农村居民点>盐碱地>荒草地>水浇地>果园.     

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。     

阜康绿洲-荒漠交错带荒漠植被群落稳定性

以阜康绿洲-荒漠交错带的荒漠植被为研究对象,利用样区内植被常规调查资料,改进了法国生态学家M.Godron从工业生产中发现并引入生态学研究中的稳定性测定方法,并将研究方法推广到植被群落的空间稳定性研究。根据这种方法,累积种类百分数与累积相对盖度比值越趋近于20/80群落就越稳定,在20/80这一点上是群落的稳定点。研究结果证实:从空间上看,绿洲-荒漠交错带不同植物群落稳定性不同;绿洲-荒漠交错带的荒漠植被群落稳定性受种间竞争、环境压力和干扰活动三个因素的影响,即使建群种相同的群落稳定性也会出现较大差异。     

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。     

人工绿洲防护林体系稳定性评价——以景泰县引黄灌区绿洲防护林体系为例

通过引水灌溉发展起来的人工绿洲是干旱区社会经济发展的主要依托。稳定的人工绿洲防护林体系是绿洲稳定的前提条件。根据人工绿洲防护林体系稳定性的含义和实质,构建评价其稳定性的指标体系,该指标体系由4个层次19个评估因子组成;通过分级量化指标;用层次分析法对指标进行权重分析;提出了人工绿洲防护林体系稳定性评判标准和具体的评判方法。以甘肃景泰县引黄灌区人工绿洲为例,对其防护林体系稳定性进行评判,结果与实际基本相符,说明本评价方法具有应用价值。     

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。     

绿洲荒漠过渡带生态环境变化预警线提取与分析研究以新疆和田绿洲为例

运用MODIS时间序列数据,以干旱区和田绿洲为例,在对2002年、2004年SMVC-NDVI（Seasonal Maximum Value Composite NDVI）图进行分类后,通过对土地覆盖变化类型多度、重要度和评价等级的计算,将干旱区绿洲的生态环境强烈变化区定位于低草和中草的界限,并以此提取了过渡带生态环境变化的预警线。结果表明：从2002—2004年,预警线呈现整体缩小趋势,说明绿洲整体的生态环境在这3 a内有所退化,向恶性发展。通过对以气候因子为主的自然和人类活动因素定量分析后,认为预警线对干旱区荒漠绿洲脆弱生态环境的连续实时监测和可持续性发展研究具有很好的指示作用。     

荒漠绿洲防风固沙林体系的模糊综合评判——以高台县为例

运用模糊数学方法,以植物生长状况及固沙效果、土壤机械组成和土壤含水量3类指标对高台沙区现存的、定植20 a后的7种防风固沙林配置类型综合评判后,认为花棒+柠条锦鸡儿+梭梭（6 m×3 m）的隔带混交类型、梭梭+花棒（4.5 m×3 m）的隔带混交类型及柠条锦鸡儿(6 m×5 m)为生态健康,综合效益好,可以在高台沙区推广应用。     

绿洲景观生态规划研究--以新疆石河子垦区150团场为例

以新疆石河子１５０团场为例,利用线性规划方法,在以水定地、以林护田、维持土壤生态平衡、适地适种、草田轮作、满足社会需求、最大经济效益原则下,对该团种植业内部主要优势作物小麦、玉米、棉花、甜菜进行了优化分析,最终形成了两套优化方案。     

土地利用结构的景观生态学分析——以甘肃省为例

采用景观生态学中“斑块—廊道—基质”模式和景观指数对甘肃省土地利用结构进行了研究。结果表明:①土地利用结构根据基质的土地利用类型可以分为4种类型:天水市、定西市、平凉市、临夏州以耕地为基质;陇南市以林地为基质;兰州市、白银市、张掖市、庆阳市、甘南州以牧草地为基质;嘉峪关市,金昌市,酒泉市,武威市则以未利用地为基质。②在自然地理分异背景的控制下,土地利用结构类型在空间分布上具有明显的差异性。③土地利用结构的异质性既具有均质化方向上的,也具有异质化方向的,但总体上变化不大。④虽然最大斑块在空间上差异明显,但时间上的变化不显著。⑤土地利用结构中最小斑块均为园地,除了平凉市和天水市的变化明显且呈递增的趋势外,其他市(州)增长比例都较小。⑥林地在空间上和时间上都是变化最大的斑块,其次为耕地和牧草地。     

石羊河中下游荒漠景观生态变化及调控机制研究

根据1987年、1994年、1998年和2005年的TM影像数据,分析了石羊河中下游近20 a来的荒漠化土地景观生态变化;并结合实地调查,分析了荒漠化过程中植物种的变化;提出了调控机制措施。结果表明,荒漠化土地面积呈减少趋势,重度荒漠化所占比重有所下降,新开垦荒地增加;坝区植物种消失严重,泉山区植物种增多减少;针对石羊河流域用水紧缺的矛盾提出了综合的调控、节水措施。     

荒漠绿洲区农业特征及其可持续发展策略

荒漠绿洲是干旱区人类生存的主要场所,地域内蕴藏着大量的自然资源。在工业化社会日益发展的时代,众多国内外学者对干旱区荒漠绿洲的自然资源、环境及开发利用进行了大量的研究。本文在对西北荒漠绿洲的生态环境,如气候条件、植被分布特征、土壤特征、水文特征分析的基础上,进一步对荒漠绿洲农业特征进行了剖析,提出了荒漠绿洲农业可持续发展的对策,即:充分利用资源优势,发展特色产业,合理分配水资源,构建可持续发展模式。     

沙漠增温效应特征及绿洲农业热量资源分异规律的研究

为了进一步认识绿洲高效农业特殊的热量资源，通过研究沙漠增温效应特征表明：沙漠增温效应强弱随距离沙漠远近而不同，100km范围内沙漠对绿洲的平均增温为1．76℃；另外增温效应导致绿洲日、年温差大、干热风及冷害等气候特征；由于沙漠的面积、地貌特点等的差异，使增温效应产生原因及作用程度不尽相同，表现出绿洲农业资源分异规律，并将西北干旱区绿洲分为5个类型区。     

库姆塔格沙漠地区景观格局与动态研究

在景观分类与制图基础上分析了库姆塔格沙漠地区的景观格局与20世纪70年代以来的景观动态。库姆塔格沙漠地区以干燥的石质山地、干旱的沙漠、戈壁和盐化荒漠为景观主体,人工和天然绿洲面积很小;分布有3种景观要素组合模式,即库姆塔格沙漠西部地区的山地-洪积扇-湖盆模式、西湖地区的湖盆-戈壁荒漠模式和敦煌洪积扇上的人工绿洲发育模式。近30多年来景观总体上变化不大,人工绿洲面积增加了1倍多,盐生草甸有比较明显的减少。沙漠表现出比较明显扩展趋势的区域,一是沙漠东南部边缘部分,有向东、向南扩展的迹象;二是沙漠南部边缘部分,在强烈的东北风作用下有向阿尔金山上扩展的迹象。人类的社会经济活动是库姆塔格沙漠地区景观变化的主要驱动力。     

艾比湖流域绿洲化与荒漠化过程时空演变研究

艾比湖流域生态格局是绿洲化过程和荒漠化过程相互作用的结果,以1990、2000年和2005年的遥感数据作为数据源,进行景观分类与制图,利用ArcGIS提取了艾比湖流域的绿洲和荒漠景观,基于占补平衡原理和变化检测,对比分析了绿洲退缩区和扩张区的数量特征和空间格局,并利用重心迁移模型得出绿洲和荒漠重心的变化趋势。结果表明：①1990-2005年间,研究区绿洲面积有所增加,荒漠面积呈减少趋势,绿洲退缩区的面积为1 853.75 km2,而绿洲扩张区的面积达到了1 912.13 km2。②研究时段内,绿洲的空间变化较大,其扩张区多位于艾比湖湖区周围以及艾比湖湖区西部以耕地为主的区域,绿洲退缩区主要位于研究区的东北部。③绿洲的重心向西南方向迁移了3.4196 km,同时,荒漠的重心向东北迁移,迁移距离为6.9999 km。     

沙漠绿洲-高山冰雪气候带的垂直变化特征研究

气候变化在垂直方向上的分布规律是气候变化研究的一个重要方面。利用在天山北坡中部径向剖面上的6个不同海拔高度的气象站的气象资料,研究了沙漠绿洲-高山冰雪气候带在冬季、夏季和年度的年际气候变化对高度的响应,指出20世纪90年代(1991-2000)与前30 a(1961-1990)相比,平均气温、年降水量增加幅度随高度呈现非线性变化,不论在哪个高度上,冬季的增温幅度都要大于夏季;在最靠近沙漠的低海拔地区,年降水量增加幅度并不是最大的,而在海拔较高的山前绿洲地带和在3 500 m的高山区降水量增幅相对较大。此外,对气温、降水、相对湿度、蒸发等气候因子的变化趋势倾向率进行了分析,比较了不同高度的线性倾向率,揭示了沙漠绿洲边缘至高山冰雪带的气候变化在垂直方向上的分布特征,表明不论在哪个高度上,冬季、夏季和年度的平均气温变化都具有上升趋势;在山前地带和高海拔山区,降水增加趋势相对明显;蒸发能力减弱,相对湿度增加。     

大尺度景观结构指数的因子分析

基于遥感和GIS技术,尝试对大尺度下陆地景观结构指数进行因子分析。根据生态区划计算描述中国陆地景观结构的13种景观结构指数,包括斑块密度、最大斑块指数、边界密度、面积加权斑块形状指数、面积加权斑块分维度、平均最近斑块距离、最近斑块距离的标准差、最近斑块距离的相异系数、蔓延度、分布邻接指数、结合度、香农多样性指数、辛普森多样性指数。在相关分析的基础上,对其中12种指数进行因子分析,并采用前3个公因子分析中国陆地景观结构,3个公因子的方差累积贡献率达88.8%,分别定义为斑块多样性因子、斑块形状复杂性因子和斑块分布均匀性因子。计算表明,在人类活动影响强烈的生态区,这3个公因子取值都比较小,反映斑块类型多样性减少、形状复杂性降低、分布趋于均匀。