干旱区可持续土地利用模式——以天山北坡为例

Sustainable land use patterns are ecological and economic prerequisites of regional sustainable development. This is especially true for arid lands, where the environment is wholly fragile thanks to extremely limited precipitation, and where human activities have greatly transformed natural desert system by clearing natural vegetation, expanding oases and even building dams on inland rivers. However, the current studies on land use patterns are still characterized by field investigations and case studies, with almost no solid scientific basis. This paper holds that land types and their combination patterns are the principal basis for designing sustainable land use patterns, and that GIS and RS-based large-scale land type mapping and the study of their spatial combination structures should be coordinated with the demand of social development. The existing environmental problems induced by irrational land use mostly result from their deviation from the natural properties of land types. Taking the northern slope of the Tianshan Mountains (NSTM) as an example and considering land type patterns as the basis of land use patterns, this paper improves the vertical oasis- and-mid-mountain two-belts development model and the sustainable mountain land use model for arid lands put forward in recent years; and in terms of oases patterns, it outlines oasis development models, including intensive land use pattern in alluvial-diluvial fans, moderate agricultural development pattern in alluvial plains, and ecological land use pattern in river-end oases.     

内陆干旱区土地利用变化的景观格局特征分析——以新疆白杨河流域为例

基于GIS/RS环境对两期Landsat7-ETM 影像数据进行土地利用分类处理,运用景观生态学原理和数理统计分析方法,从区域整体景观格局水平和土地利用类型水平两个角度,选取景观多样性指数等5个指数描述白杨河流域土地利用变化的景观格局特征。结果表明:研究区各土地利用类型面积都有不同程度的变化,除草地和未利用土地有所减少,其他土地利用类型都有不同程度的增加。从景观水平上看,区域景观异质性在增大,景观斑块的连通性降低,表现为多样性指数和均匀度指数呈增加,优势度指数减小;从类型水平上看,5年间人类对景观的干预程度较大,对人工景观的干扰强于半自然景观,体现在半自然景观类型的分离度较小,而人工景观类型的分离度较大。同时,景观周长-面积分维度指数的增长趋势说明景观斑块的自我相似性减小,几何形状趋于复杂化。总体上,是人类活动加剧破坏了自然绿洲内部的整体性和完整性,并且人类活动干扰还在增加。     

天山北坡土地利用/覆被及生态系统服务功能变化

土地利用/覆被变化及其生态效应是生态环境演变最重要的因素之一,其研究对于促进区域生态经济协调发展有重要意义。以天山北坡土地利用/覆被数据为基础,分析了土地利用/覆被与生态系统服务功能的时空特征及其差异。结果表明:1989年到2000年研究区草地、未利用土地面积明显减少,其它类型土地面积在增加,奇台县土地利用变化动态度最高,乌鲁木齐最低;区域生态系统服务功能从1989年的31 993.31×106元增加到2000年的32 126.27×106元,增加量为132.96×106元,增长率为0.42%,其中,增长最多的是奇台县,下降最大的是玛纳斯县;山前倾斜平原圈是土地利用/覆被变化与生态系统服务功能价值变化的集中区域。天山北坡生态系统服务价值没有降低不能说明生态环境得到了良好的维护与保育,将来区域发展必须加强生态环境保护力度。     

天山北坡经济带城镇功能格局时空分异

工业化进程深刻影响着城镇功能格局的演变.利用区位熵法、集中度系数方法对2000-2006年期间天山北坡经济带行业产值数据进行分析,借此判断城镇功能格局的时空分异特征.结果表明:天山北坡经济带工业化进程加快,采矿业和制造业一直占有主导产业地位.2000年以来,过度集中于乌鲁木齐等少数城市的经济带功能格局呈现出分散化和相对...     

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。     

城市生态位测度研究——以天山北坡城市群为例

依据生态位理论,界定了城市生态位等相关概念。以天山北坡城市群为研究对象,选取1980-2010年人口、产业和投资等数据,根据城市生态位宽度模型、分异指数模型和重叠指数模型,分析了该城市群中各城市生态位空间宽度、生态位结构变化及其相互作用关系,为实现城市群的持续发展提供了新视角。结果表明：天山北坡城市群中,乌鲁木齐和石河子的人口生态位较大,而在经济生态位及资源生态位方面乌鲁木齐和克拉玛依位居前两位,说明城市生态位具有不连续性特征。天山北坡城市群中经济生态位宽度最大值的城市是最小值城市的32倍,说明天山北坡城市群中城市生态位宽度的差异悬殊。同时,天山北坡城市群的人口、经济及资源生态位分异指数均呈现下降趋势,人口与经济要素在空间上的不平衡得以改善,城市之间人口、经济发展的差距在逐渐缩小。天山北坡城市群正逐渐由“单中心”城市群向“多中心”城市群演进。在城市生态位重叠指数方面,城市之间的重叠指数呈现不断增大趋势,说明天山北坡城市之间的产业结构趋同性增强,同质竞争日趋激烈。针对天山北坡城市群城市生态位特征,按照专业化分工协作的要求,提出了城镇组团错位发展的设想。     

帕默尔干旱指数在天山北坡典型绿洲干旱特征分析中的适用性

以天山北坡为实验区,采用2002-2008年精河、乌苏、石河子、蔡家湖4个气象站的气象数据,进行月的水分平衡及其各分量的多年平均值计算,然后计算各气候常数;基于气候常数计算气候适宜蒸散量、气候适宜补水、气候适宜径流量、气候适宜失水量,确定月正常气候所需的水量,即气候适宜降水量;进而计算水分距平,最终确定研究区的帕默尔干旱指数.对帕默尔干旱指数与本地的历史文献记录的实际干旱情况进行对比,验证了帕默尔干旱指数模式的可应用性,并得出了研究区内4站点的帕默尔干旱指数计算公式,根据该指数计算的结果与实际的旱情记录相符合.     

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。     

新疆天山北坡经济带土地利用时空变化特征研究

基于GIS平台,以新疆各县市统计资料及Landsat TM 影像解译得到的三期土地利用数据为基础,对天山北坡经济带1996-2004年土地利用数量、类型及其变化进行了分析.结果得出,前后2个4年间,天山北坡经济带林地和未利用土地是先增加后减少.在8年尺度上土地利用总的动态特征是,耕地、园地、林地、水域、建设用地及未利用土地面积增加,草地面积减少.8年尺度天山北坡经济带综合土地利用动态度为12.95%.前4年综合土地利用动态度为12.83%,园地、水域及未利用土地的年变化率较大,林地的年变化率较小.后4年天山北坡经济带综合土地利用动态度为1.58%,建设用地与园地的年变化率较大,草地及耕地的变化率较小,前4年变化程度比后4年明显.最后,引入单一土地利用类型相对变化率反映出天山北坡经济带土地利用变化存在明显的区域差异.政策变动、经济发展、城市化水平、市场需求和人口增长是天山北坡经济带土地利用变化的主要原因.     

新疆天山北坡日照时数变化特征——以玛纳斯-石河子-沙湾线为例

运用线性趋势估计、距平与累积距平、滑动t检验、小波分析、灰色预测等方法,对天山北坡中部日照时数的变化趋势、周期特征、突变特征及未来趋势进行了分析。结果表明:1.近47年来,天山北坡一线日照时数呈减少的趋势,其变化倾向率为21.6 h/(10 a),相关系数为0.26。累积距平曲线的变化趋势显示,年日照时数以1986年为转折点,前期偏多,后期偏少。2.年日照时数在1986年发生了由多到少的突变,其突变类型比较复杂,是均值突变和转折突变两种突变类型的组合。3.日照时数在近47 a的时间序列中存在8 a和19 a的周期。在8 a的时间尺度上,年日数序列经历了7个偏多期和6个偏少期;在19 a的时间尺度上,经历了2个偏少期和2个偏多期。4.利用建立的灰色预测GM(1,1)模型对天山北坡的日照时数进行了预测,发现模型的可靠性高,预测结果准确,年日照时数在2010年达到2 970.8 h,为近10年来的最高值。     

Sustainable land-use patterns for arid lands:A case study in the northern slope areas of the Tianshan Mountains

Sustainable land use patterns are ecological and economic prerequisites of regional sustainable development. This is especially true for arid lands, where the environment is wholly fragile thanks to extremely limited precipitation, and where human activities have greatly transformed natural desert system by clearing natural vegetation, expanding oases and even building dams on inland rivers. However, the current studies on land use patterns are still characterized by field investigations and case studies, with almost no solid scientific basis. This paper holds that land types and their combination patterns are the principal basis for designing sustainable land use patterns, and that GIS and RS-based large-scale land type mapping and the study of their spatial combination structures should be coordinated with the demand of social development. The existing environmental problems induced by irrational land use mostly result from their deviation from the natural properties of land types. Taking the northern slope of the Tianshan Mountains (NSTM) as an example and considering land type patterns as the basis of land use patterns, this paper improves the vertical oasis- and-mid-mountain two-belts development model and the sustainable mountain land use model for arid lands put forward in recent years; and in terms of oases patterns, it outlines oasis development models, including intensive land use pattern in alluvial-diluvial fans, moderate agricultural development pattern in alluvial plains, and ecological land use pattern in river-end oases.     

基于MODIS数据的雪深反演--以天山北坡经济带为例

应用中分辨率成像光谱仪（MODIS）数据进行雪深遥感反演理论和方法的研究.利用全波 段地物光谱仪对不同深度的积雪进行反射光谱值野外量测且同步测定雪深,通过分析雪深和 反射光谱值的关系确定反演雪深的MODIS最佳观测通道,应用新疆地区冬季MODIS 1B数据, 以天山北坡经济带为实验区,结合该区域同期气象台地面雪深观测记录数据建立雪深遥感反 演数学公式.雪深反演结果与实测值对比表明,应用MODIS数据进行大区域雪深反演时 ,其结果具有分辨率高、监测范围广的特点,可以清楚反映积雪覆盖范围和雪深空间分布特征,对地表径流量计算、农业开发等具有应用价值.     

近代天山北麓人口迁移形成的地名景观

清代以来,新疆天山北麓地区出现了大规模的人口迁移活动,外来人口逐渐占据了当地人口的主体。迁入人口对当地大多数县以下的地名进行了重新命名,使新的地名孕育了移民者本身的文化内涵．具体表现在地名命名方式的差异上,汉语地名多以姓氏、宗教信仰等文化因素命名,蒙古语、哈萨克语地名多重视地理环境因素。在语言上．新地名分别属于汉藏语系和阿尔泰语系,其中,以农业生产为主的汉语地名主要分布在天山北麓东段地区和平原绿洲地带,以游牧业为主的蒙古语、哈萨克语等地名主要分布在天山北麓的西部及适宜于游牧的山区地带。     

天山北麓经济发展与绿洲扩张

借助地学信息图谱技术，以不同时相、不同尺度的图像数据源为基础，编制出1949年以来天山北麓绿洲分布图4幅，绿洲演化规律为：1949－1967年为绿洲迅速扩张阶段，耕地面积急剧增加，1967－2000年绿洲扩张速度减缓，耕地面积总量基本保持平衡，城市化进程加快，分析了天山北绿洲经济带发展现状，论述了北麓经济带，城市群和主导产业分布格局，讨论了绿洲扩张过程中水资源利用变化以及生态环境问题，这些对研究50年来北麓绿洲经济带的变化具有重要意义，也对未来北麓绿洲经济带的发展具有指导作用。     

河北太行山区土地利用/覆被变化及其环境效应

根据1996-2001年土地调查数据，分析太行山区土地利用变化特征。阐述城乡建设用地增加、土地过度垦殖、林草覆盖减少导致水土流失加剧、耕层土壤遭到破坏、水利设施受损、水旱灾害频繁等不良后果。对不同土地覆被盖度下的减灾效应进行比较，提出发展生态农业的对策与建议。     

干旱区绿洲不同土地利用方式和强度对土壤粒度分布的影响

以干旱区三工河流域下游绿洲作为研究区,应用SPSS数理统计软件,选择12种土地利用系统,采集上层（0～20cm）和下层土壤（20-40cm）样品,分析出不同土地利用系统对土壤粒度分布的影响。研究结果表明：（1）研究区土壤主要由砂和粉砂组成,土地利用系统对砂、粉砂和粘土粒度分布的影响显著,无论上层还是下层,不同土地利用系统土壤砂、粉砂和粘土含量差异明显。（2）绿洲土壤砂含量随着土地种植年限增加有降低的趋势,而粉砂和粘土含量有增加的趋势。在不同的土地利用强度下土壤粒度分布表现出了不同的特征。土地利用强度大的一年生作物和多年生作物土壤粉砂和粘土含量较高。土壤质量得到了逐步改善;而受人类活动干扰较小的土地利用系统土壤砂和粉砂含量高,土壤质地差。说明干旱区绿洲的人类农业活动基本趋于合理。绿洲生态环境正逐步得到改善并持续发展。     

天山北坡经济带可持续发展能力的综合评价

通过选取经济、社会、生态环境三方面24个与天山北坡经济带11个市县可持续发展密切相关的原始指标．通过因子分析对原始指标进行两级降维处理,最后得到3个综合指标。根据综合得分的数值对天山北坡经济带可持续发展能力进行排序,从高到低依次为：克拉玛依市、乌鲁木齐市、石河子市、乌苏市、奎屯市、米泉市、沙湾县、昌青市、阜康市、玛纳斯县、呼图壁县。结合地域特征划分出3类可持续发展类型区：（1）综合经济实力型和工业经济主导型“强”可持续发展地区;（2）工业经济与农业经济均衡型“中”可持续发展地区;（3）农业经济主导型“弱”可持续发展地区。并对各类型区可持续发展能力的构成因素进行了分析。同时对天山北坡经济带的可持续发展提出了一些建议。     

贵州喀斯特山区乡村景观生态优化模式研究

根据贵州喀斯特地貌发育广泛,农村生态环境脆弱和经济、社会发展落后的特点,指出贵州喀斯特乡村景观优化的意义,提出喀斯特地区乡村景观优化的"景观异质性与多样性、尺度性、因地制宜、特色突出和持续性原则",并将景观优化与农业生产、旅游开发、山地开发和石漠化治理相结合,设计出了城郊旅游农业模式、丘陵山地农业旅游优化模式、水域渔业旅游模式和小流域石漠化治理生态农业模式4种贵州喀斯特山区乡村景观优化模式.