塔里木河流域绿洲耕地变化及其河流水文效应

根据塔里木河流域各地州的绿洲耕地数据和各主要水文站的实测数据,分析了建国以来流域耕地面积的总体变化趋势、变化速度、区域差异及其河流水文效应.结果表明:(1)近60年来塔里木河流域的耕地面积呈现波动增加的态势,年均增长率为2.37%,但人均耕地面积却经历了从增加到减少的变化过程,年均减少率为0.44%;耕地空间变化的区域差异明显,土地后备资源相对丰富的巴州耕地相对变化率最大,而和田地区耕地相对变化率最小.(2)绿洲灌溉耕地面积扩大引起的河流流程、径流量,洪水、水质、泥沙等水文效应较显著,尤其是对径流量的影响极为突出.目前,流域综合治理节水项目已初见成效,各源流向塔里木河干流下泄水量减少趋势得到初步遏制.为此保障流域的可持续协调发展,必须长期坚持流域的综合治理,建立流域水资源的统一管理体制,确保流域水资源的合理配置和利用.     

2013—2020年塔里木河流域胡杨林生态恢复成效评估

生态输水是塔里木河流域退化胡杨林生态恢复的主要措施,及时监测和准确评估其恢复成效是优化输水策略、完善胡杨林修复体系的关键。以2013年以来8个胡杨林区为研究对象,基于中高分辨率遥感数据监测不同胡杨林区生态输水前后植被面积、长势及植被覆盖度的时序变化,探讨胡杨林恢复与生态输水的关系。结果表明：（1） 2016年以来整个流域累计漫溢水面为2172.96 km²,占林区总面积的4.39%,主要分布在输水通道两侧及末端10 km范围内。（2） 输水前后林区植被整体呈现由退化到恢复的转变,林区生态恢复水平与年最大漫溢面积显著正相关。（3） 生态恢复成效评估表明,生态恢复最显著的区域是塔里木河中上游和叶尔羌河下游的夏马勒林场,但整个流域远离输水通道的胡杨林仍有退化趋势。合理规划输水通道建设,扩大胡杨林区的受水范围是退化胡杨林生态恢复的关键。     

塔里木河流域近期综合治理工程生态成效评估

基于源流下泄水量及生态输水变化、台特玛湖面积变化、土地覆被状况指数、植被净初级生产力等评价指标,对塔里木河流域近期综合治理规划工程生态成效及成因进行了评估。结果显示：塔里木河阿拉尔水文站年均径流量达45.76×10⁸ m³,台特玛湖水域面积2014年增加至415.67 km²,源流输水量及水流基本到达台特玛湖基本达到综合治理规划要求;整个流域耕地的增加对自然植被的影响较大,毁林开荒现象需要关注;源流区阿克苏河流域和叶尔羌河流域生态系统状况稳定性较好,和田河流域次之,开-孔河流域稳定性较差,开-孔河山区急需拟定应对生态状况变差的措施;塔里木河干流耕地增加较快,上游和中游生态系统结构在维持民生发展的前提下急需调整,下游生态系统结构好转。     

石羊河下游民勤绿洲生态安全时空变化分析

以生态安全面临着严重威胁的干旱区民勤绿洲为例，应用GIS、RS技术，从绿洲耕地风蚀潜在危险性、水资源利用与空间分布、作物安全生长格局与绿洲防护体系变化四个方面，对该绿洲近14a间生态安全状况进行了系统分析。研究结果表明：绿洲土壤风蚀潜在危险性逐年增大。地下水埋深持续下降，5～20m的地下水埋深区域面积比例由1987年的39．6％上升到2001年的62．1％。地下水矿化度在绿洲的北部表现为上升的发展趋势。作物安全生长格局变化显示春小麦与棉花的安全生长面积由1987年占绿洲总面积的63．8％和91．5％下降到2001年的56．2％和71．3％。由林地与荒草地组成的绿洲防护体系逐年被破坏。地表水资源的逐年减少是绿洲生态安全状况不断下降的主导因素，而人类不断扩大耕地面积，以及毁林、毁草开荒等行为进一步加剧了生态环境的恶化，使绿洲生态安全水平逐年减低。     

塔里木河流域水资源变化的特点与趋势

The Tarim RiverBasin islocated in NorthwestChina,which is known in the world forits rich natural resources and fragile eco-environment.W ater resource rational distribution and highly effective utilization isthe key pointsto solve the severe eco-environm …     

塔里木河流域绿洲城镇发展与水土资源效益分析

通过Global Moran's I 指数和Getis-Ord Gi*指数并构建协调发展度模型对塔里木河流域绿洲城镇1995、2000、2005 和2008 年4 个时间点的城镇化水平、土地资源效益和水资源效益的集聚扩散状态及其冷热点空间格局演化与空间联动效应进行分析,得出结论：受塔河流域绿洲分布、气候条件及城镇发展基础等多种因素影响,城镇化和水土资源效益空间格局表现出不尽相同的状态。① 塔河流域城镇化与水土资源效益的集聚扩散状态不一致,城镇发展与自然条件相互作用的时间和力度不同决定了三者空间差异的必然性。② 受城镇化所处阶段、城镇职能与主导产业的影响,各县市水土资源开发的时序不同,城镇化和水土资源效益各自的热点演化格局明显不同,区域联动效应差异显著。③ 城镇化与水土资源效益冷热点区域的数量结构迥异。城镇不平衡发展仍然是主导趋势,土地资源效益滞后于城镇发展,水资源效益敏感性较强。④ 塔河流域范围广,自然条件复杂,各二级流域城镇化与水土资源效益的差异性显著。⑤ 城镇化与水土资源效益协调发展度的类型主要为发展水平低和较低两种,协调发展度的空间格局相比其冷热点区域的空间格局更具稳定性,三者差异显著是协调发展度低的重要原因。     

塔里木河流域生态功能区划研究

生态功能区划为流域生态保护与修复提供重要的科学参考。而塔里木河流域由于缺少生态功能区划导致目前生态修复工程缺乏针对性,生态引水工程布局欠佳,以及生态修复和水资源管理的成效低下。为此,在对区域生态环境特征分析的基础上,将流域内不同区域的水文过程与生态结构、服务功能及生态环境敏感性相结合,依据生态功能区划原则、方法和指标体系,形成了塔里木河流域生态功能区划方案,即将该流域分为2个生态大区、4个生态区、28个生态亚区。研究成果不仅为流域实现水资源的优化配置和生态环境保护提供参考依据,也可为相似流域的生态功能区划研究提供示范和借鉴。     

塔里木河流域生态系统碳储量的情景预测分析

土地利用方式是引起陆地生态系统碳储量变化的重要因素,对维持碳储量水平稳定有着关键作用。通过利用耦合的PLUS-InVEST模型评估与预测塔里木河流域1980—2020年土地利用与碳储量变化情况,设置自然发展、生态保护、耕地保护和城镇发展4种场景,分情景预测2030年研究区土地利用及碳储量的变化趋势,在此基础上探究土地利用变化对碳储量的影响。结果表明：(1)40 a间塔里木河流域耕地、建设用地与未利用地面积显著增加,林地、草地和水域面积减少。(2)40 a间1980—2020年碳储量总体呈上升趋势,总体增加了22.66×10⁶t,碳储量增加区域主要分布在塔里木河干流及其分支上。未利用地和草地是塔里木河流域主要的碳库,占碳储量总量的24.77%和19.37%。(3)情景预测发现2020年后碳储量流失量较大且流失速度逐渐较加快,碳储量减少区域主要分布在研究区的中西南部,未来草地向未利用地及林地向草地的转移均是碳储量流失主要原因,4种情景下分别减少了0.0475×10⁸t、0.0051×10⁸t、0.0285×10^8<...     

咸海流域陆地水储量时空变化研究

采用2002—2016年GRACE(Gravity recovery and climate experiment)重力卫星JPL-RL06M数据分析咸海流域陆地水储量变化(Terrestrial water storage change,TWSC)时空变化特征,并结合CRU TS4.03气象数据、GLDAS-Noah...     

塔里木河流域生态经济系统耦合态势分析

在过去50 a里,在资源开发和社会经济发展的同时,塔里木河流域生态环境发生了显著变化,生态与经济的矛盾日益突出。基于系统论视角与生态经济学原理,构建评价指标体系,用宏观流域尺度运用耦合态势定量评价模型对塔里木河流域生态经济系统耦合态势进行了评判。研究结果表明,2001—2005年间,在流域生态经济系统内部,生态环境子系统与社会经济子系统综合指数基本呈同步上升趋势;生态环境子系统的演化速度呈上升趋势,但是一直低于呈下降趋势的社会经济子系统的演化速度;生态经济系统耦合态势由2001—2003年的强烈开发不协调状态逐步调整为2004—2005年的协调发展型。     

塔里木河下游垦区绿洲景观格局变化分析

以塔里木河下游垦区为研究区,对其1986～2000年的景观变化进行了研究。结果表明,景观变化主要体现在：(1)随着人类土地开发利用的程度提高,区域景观趋于多样化和均匀化,主要是以人类活动造成的灌木疏林地、低质草地和草地的退化为主;其次,人工绿洲的开垦多在这三类用地上;此外,水库蓄水面积的增大,淹没了部分这类用地。(2)从斑块的绝对面积来看,始终是以荒地和低质草地为主,且荒地、水浇地、水田、水域和沼泽在两个灌区都是逐步增加的,荒地面积的增加反映了研究区生态退化趋势较为严重。(3)从斑块转移概率来看,研究区居民地、荒地、低质草地以及水浇地至少有94％以上的面积是保持其原来状况的;而沼泽的转移概率达到84％以上,主要转移为水域。反映了区域绿洲景观的主体仍然是以荒漠为背景的强烈人为干扰的人工绿洲景观．以及人工绿洲对水资源的依赖。     

塔里木河流域生态地下水位及其合理深度确定

通过对塔里木河流域的地下水、土壤水和植被状况相互关系的研究,把地下水埋深与生态环境状况相联系,划分为沼泽化水位、盐渍化水位、适宜生态水位、植物胁迫水位及荒漠化水位五种类型．并确定其相应埋藏深度。根据潜水蒸发与土壤盐渍化与荒漠化的关系,把适宜生态水位确定在2～4m,即潜水强烈蒸发深度以下与蒸发极限深度之上的区间。地下水位的划分,适宜地下水位的确定为估算生态用水、防治土地盐渍化和荒漠化提供了重要科学依据。     

塔里木河流域土地开发的生态响应研究

60 a来塔里木河流域耕地面积净增100×10⁴ hm²,在流域内部形成众多生态环境安全问题。通过选取水资源生态环境指数、社会生态环境指数和生态环境压力指数,运用ESDA空间分析方法和GWR模型对塔里木河流域35 a间土地开发与生态时空演变特征和空间响应关系进行研究,构建"土地开发-生态风险预警"模型,得出以下结论：1980-2015年克孜勒苏州和喀什地区生态等级正向转移比例较大,有84.86%的比例由较低等级（I）正向转移为低等级（Ⅱ）;和田地区的克里雅河流域,阿克苏北部区域以及塔里木河末端且末县等级退化严重,负向转移比例23.46%。和田、阿克苏、喀什地区每增加1.0×10⁴ hm²未利用地开垦规模,综合生态环境分值下降0.60到0.35,而克孜勒苏州则上升1.3~2.1;上游喀什与中游阿克苏两地区每1.0×10⁴ hm²生态退耕,每年将分别化解32.06×10⁴ t和15.60×10⁴ t化肥污染压力。阿克苏地区与巴音郭楞州土地开发生态风险达到环境资源承载力指数的75%以上,预警程度超过Ⅱ级,而克孜勒苏州土地开发处于生态安全范围。每1.0×10⁴ hm²未利用土地开发,全流域风险指数增长均值为0.003 4,下游巴音郭楞州在增加15×10⁴~20×10⁴ hm²耕地后,生态风险将逼近并超过环境预警界限,上游克孜勒苏州将在15 a之后进入中度警告阶段。     

塔里木河流域阿拉尔站生态综合监测分析

塔里木河阿拉尔生态系统综合监测站位于阿克苏河、叶尔羌河、和田河三条源流和塔里木河干流起点肖夹克交汇处,是上游平原区河流重要的区域代表站.该区又是塔里木河源流与干流连接的关键区,人工绿洲和天然绿洲交叉,地表水与地下水转化频繁,其生态环境直接关系着干流上、中、下游的可持续发展.根据这一区域的水资源与生态环境具有呈上启下的基...     

绿洲生态预警信息系统初步设计

绿洲生态预警信息系统是实现绿洲区域生态环境评价、预警及动态监测的先进手段．将为绿洲区域可持续发展提供辅助决策信息。论文对系统的网络拓扑结构、系统总体逻辑结构、系统功能、分级权限等进行了初步设计,以期为绿洲生态保护与社会可持续发展提供一个可行的辅助决策系统实现方案。     

基于物元模型的民勤绿洲土地生态安全评价

针对生态脆弱区民勤绿洲土地与生态环境系统的特点,运用“经济-环境-社会”模式和层次分析法构建了该区域土地生态安全评价的指标体系和权重,基于物元理论建立了土地生态安全的复合物元模型,对民勤绿洲土地生态安全进行了研究。结果表明:①2005-2007年民勤绿洲土地生态安全整体上呈现出“不安全-较不安全”的上升趋势,并有向更好等级发展的动向,说明近年民勤绿洲环境保护投入和治理绩效明显。②各单项指标存在明显的分异。人均水资源、化肥施用量、森林覆盖率、荒漠化程度、工业废水排放达标率、贫困人口比例和能耗成为制约该区域土地生态安全水平提升的重要因素,也反映了该区域土地生态系统环境容量低,极其脆弱。     

干旱区绿洲生态研究及其进展

随着干旱区绿洲生态研究的进展,对绿洲内涵的认识和理解也不断得以深入和完善.在归纳总结了众多学者对干旱区域绿洲生态研究状况的基础上,从绿洲的定义、生态系统结构以及绿洲生态研究的主要方向进行了较为详尽的阐述.     

塔里木河流域TRMM降水数据精度评估

利用塔里木河流域24个气象站降水数据,分析了2000-2013年TRMM多卫星降水数据(TRMM 3B43 v7)在塔里木河流域的适用性。检验结果表明:全年来看,TRMM数据对研究区所有站点的年均降水量拟合较好(R²=0.8846),流域内24个站点平均年降水量相对偏差为19.02%,其中60%的站点表现为TRMM年降水量高于地面实测年降水量;月降水方面,除个别站点(于田、且末、乌恰)较差外,大部分站点的拟合度都较好;就季节而言:春季拟合效果最好,夏、秋季的TRMM数据存在低估问题,而冬季则偏高估;流域降水量由东南向西北递增,并在西北部边缘地区增加较显著,形成一个相对丰水带;而向沙漠腹地方向延伸的降水量则呈减少趋势。同时流域最大降水区域在一年中变化存在一定的规律。     

科技支撑新疆塔里木河流域生态修复及可持续管理

塔里木河流域地处我国西北新疆,面积约102×10⁴ km²,是我国丝绸之路经济带建设的核心区。在过去50 a里,塔里木河流域经历了大规模的水土资源开发,经济社会发展的同时,河道断流,湖泊干涸,沙漠化加剧,生物多样性受损,生态隐忧日益加剧,已威胁塔里木河流域绿洲经济发展和社会稳定,严重影响国家"丝绸之路经济带"建设。荒漠与绿洲生态国家重点实验室针对塔里木河流域的生态环境问题,开展了长期的生态监测与科学研究,基于多年监测调查数据,解析了塔里木河荒漠河岸林植被与地下水的关系,揭示了生态系统退化过程和机理,提出了塔里木河下游合理/胁迫/临界地下水位与流域生态需水量,研发提出的退化生态系统修复重建关键技术得到推广应用;提出的重点生态工程建设方案,被纳入《南疆水利规划》;提出的流域水资源管理建议被国家采纳并实施。科技支撑塔里木河流域生态修复及可持续管理,为丝绸之路经济带生态文明建设提供了重要科学依据和示范样板。     

西北干旱地区绿洲城市土地生态安全动态评价——以新疆库尔勒市为例

土地生态安全是一个地区生存和发展的核心。以新疆第二大城市库尔勒市为研究靶区,运用三角模型,建立评价指标体系,通过熵权法计算各指标的权重,分别计算得到EI、NSI、NREI三组综合指数,在此基础上计算出各指标的影响度。从时间序列上对“十二五”规划期间内库尔勒市土地生态安全状况进行评价,并对其主要影响因子进行分析。结果表明：（1）库尔勒市土地生态安全综合指数呈现极不安全-较不安全的趋势。（2）影响库尔勒市土地生态安全的限制性因子主要是人口城市化水平、一般工业固体废物产生量以及排水管道密度。综上所述,库尔勒市土地生态安全现状极不安全,此研究将为改善生态状况提供科学依据。