近50 a来民勤绿洲-荒漠过渡带气候变化及沙尘天气特征

 根据近50 a民勤绿洲-荒漠过渡带气象和风沙观测资料,对过渡带温度、降水、蒸发量、相对湿度、风沙活动等气候要素进行了系统的分析。结果表明,近50 a过渡带平均增温率为0.009 ℃·a-1,20世纪80年代后增温显著,增温率高达0.025 ℃·a-1,增温主要发生于冬、春两季; 降水呈波动上升趋势且年际稳定性增强,近8 a与60年代相比,增加幅度达27.45%,增加主要发生于春、秋两季; 蒸发量减少,相对湿度线性增加; 受气候变化,沙尘暴在近50 a持续减少,而扬沙和浮尘天气与人为干扰关系密切,存在波动和反弹; 气候变化对过渡带退化植被的恢复与重建以及沙漠化的逆转将起到正面作用。     

再议绿洲－沙漠过渡带——以策勒绿洲－沙漠过渡带为例

 被长期质疑的绿洲－荒漠过渡带在不断观测和丰富积累的基础上让我们有了一个完整的认识。以策勒绿洲为例对其进行剖析,作为绿洲－荒漠过渡带的一种典型类型,绿洲－沙漠过渡带可以界定为自绿洲边缘（人工防护体系或天然稀疏灌木林边界）到植被盖度为20%～25%的固定－半固定沙地为外缘边界（绿洲与流动沙漠之间）的荒漠地带。过渡带的内缘边界为绿洲外缘的人工防护体系,包括防风阻沙林带或天然稀疏灌木林。过渡带形成是因为从绿洲到外部荒漠存在水热环境因子的梯度变化,导致植被、土壤、地貌等综合景观展现出过渡特征,其组成与结构模式为：由绿洲向沙漠方向,稀疏灌木林（或边缘防护林体系）地－缓起伏灌草沉沙地－起伏灌丛沙堆和高起伏灌丛沙堆地。过渡带是乡土动植物重要的保留与保护地,是绿洲与沙漠间能流物流输送交换的缓冲带、绿洲的天然生态屏障,对地貌、土壤以及植被具有保护功能,且具有重要的固碳作用。     

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。     

TM影像目视解译显示尺度的选择及尺度效应分析——以内陆河流域绿洲-荒漠过渡带为例

选择干旱区对目视解译显示尺度敏感的绿洲—荒漠过渡带的TM影像,应用格局指数法和转移矩阵法,从受显示尺度影响明显的面积和斑块形状特征两方面进行尺度效应分析。将显示尺度划分为3个尺度区间:≥1∶7.5万,数据精确,信息丰富;1∶7.5万～1∶12.5万,尺度效应明显,细节信息大量丢失;≤1∶12.5万,细节信息较少,而形状复杂、面积较大的斑块出现尺度效应。研究结果表明,1∶7.5万是研究绿洲—荒漠过渡带景观的最小适宜尺度。     

绿洲-荒漠过渡带芨芨草地SPAC系统蒸散与多环境因子关系分析

利用波文比能量平衡法对天山北麓绿洲荒漠过渡带芨芨草地的夏季蒸散量进行测定,采用通径分析与相关分析相结合的方法探讨了蒸散与主要环境因子之间的关系,建立了适合该地区的蒸散预测模型。结果表明：（1）各种环境因子对蒸散影响的大小排序为：净辐射Rn）>土壤热通量（G）>空气温度（T_气）>空气相对湿度（RH）>5 cm土壤温度（T_{土-5 cm}）>实际水汽压（ea）>风速（V_wind）>5 cm土壤含水率（S_{土-5 cm}）;（2）各因子通过[Rn]对蒸散产生的间接作用都大于其自身直接作用,反映出净辐射是制约蒸散大小的主导因子,是决定干旱区蒸散量的关键;（3）土壤热通量对蒸散的直接负效应远小于通过其他因子的间接正效应,出现其直接负效应与综合效应相反的结果;（4）建立并经过检验的蒸散预测模型表明：与温暖湿润区蒸散依靠水、热并重情况不同的是,极端干旱区主要依靠热量因子强度的增加,才能有较大的蒸散量。     

塔里木河下游绿洲-荒漠过渡带植物多样性特征及优势种群分布格局

结合10个断面的30个样地野外调查结果,采用物种丰富度指数(R)、Shannon-Wiener指数(H)、Simpson优势度指数(D)、物种均匀度指数(JSW)、Whittaker指数、Cody指数、扩散系数(C)、负二项参数(K)、平均拥挤度(m*)、丛生指标(I)、聚块性指标(PI)、Green指数(CA)、Cassie指标(GI) 综合分析了塔里木河下游绿洲-荒漠过渡带植物群落多样性及优势种群的空间分布格局。结果表明:塔里木河下游绿洲-荒漠过渡带优势种群为胡杨(Populus euphratica)、柽柳(Tamarix spp.)、黑果枸杞(Lycium ruthenicum)、盐穗木(Halostachys caspica)、花花柴(Karelinia caspica)、芦苇(Phragmites communis)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)、甘草(Glycyrrhiza inflata)、罗布麻(Apocynum hendersonii),受生境中水分条件的影响,各种群均呈聚集分布格局;各群落α-多样性指数低,物种多样性呈梯度变化,受环境水土资源条件限制,物种丰富度变化为:绿洲内>交错区>荒漠区;受地下水埋深的影响,群落结构呈规律性变化:乔-灌-草结构—灌-草结构—单一灌木结构—灌-草结构—乔-灌-草结构;Whittaker指数、Cody指数显示群落β-多样性随着地下水埋深梯度发生变化,过渡带是绿洲和荒漠物种分布变化的分界地带。因此,地下水埋深是决定塔里木河下游绿洲-荒漠过渡带物种多样性和种群分布的决定因素。     

气象因子对黑河中游荒漠-绿洲过渡带斑块植被区风沙活动的影响

气候变化对荒漠-绿洲过渡带斑块植被区的风沙活动影响巨大,对该区植被的演化趋势有着重要作用。利用2012-2013年的气象资料,结合植被区255个样点的风蚀积沙量野外观测资料,分析了甘肃临泽县荒漠-绿洲过渡带气候变化特征及其对地表风沙活动的影响。结果表明:(1)2012年和2013年平均气温、积温(≥10 ℃)变化均呈单峰型,平均温度影响近地面空气对流运动,积温(≥10 ℃)影响植被的生长,两者间接地影响风沙运动;(2)2012年和2013年降水差异显著,空气相对湿度呈双谷型变化,降水和空气湿度对地表下垫面的影响十分复杂,对风沙活动的影响较为复杂;(3)2012年和2013年起沙风频率变化呈三峰型,全年输沙势分别为412.21VU、375.41VU,分别属于高风能环境、中风能环境,方向变率指数0.31~0.78,以中变率为主;(4)2012年和2013年输沙率同输沙势或合成输沙势均呈非线性相关且强弱不同,2012年在小变率条件下输沙率受输沙势的影响较大,受合成输沙势的影响较小;2013年在中变率条件下输沙率受合成输沙势的影响较小,受输沙势的影响较大。     

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.     

黑河中游荒漠-绿洲过渡带斑块植被区风沙蚀积强度特征

荒漠-绿洲过渡带对风沙防治具有重要作用。对黑河中游荒漠-绿洲过渡带斑块植被区2012-2015年风沙蚀积状况进行了连续观测,并选用风沙蚀积强度R_e为评价指标对风沙蚀积状况进行了半变异函数及空间格局分析。结果表明：观测期间,风沙活动由风蚀向风积方向转变,但具体日期不能仅由风沙蚀积强度R_e的频率和平均值做出判断。风沙蚀积强度R_e的半变异函数理论拟合模型均为Linear模型,块金系数0.8508~0.9616,为强变异,变异主要由风、降水、动物活动、人为扰动等随机性因素引起。风沙蚀积强度R_e的空间分布格局显示研究区以轻度和微度风蚀风积为主,且风蚀面积下降而风积面积增加,风沙蚀积强度的空间格局变化与区域地形、植被盖度、气象因素等有关。     

民勤荒漠绿洲过渡带白刺灌丛沙堆演化阶段及其空间格局

通过野外调查,分析了民勤荒漠绿洲过渡带不同地下水位埋深的3个白刺灌丛沙堆样方内灌丛沙堆水平投影面积与高度的关系、灌丛沙堆的空间分布及空间自相关关系,确定各个样方白刺灌丛沙堆的演化阶段,并分析了地下水位、沙源及植被生长对灌丛沙堆发展的影响。结果表明,白刺灌丛发育阶段灌丛沙堆的水平投影面积和高度之间为线性关系;稳定阶段白刺灌丛沙堆高度与水平投影面积为幂函数关系;退化阶段白刺灌丛沙堆高度和水平投影面积为二次函数关系。不同演化阶段白刺灌丛沙堆的空间自相关尺度为5 m,且3个样方之间自相关尺度没有显著差异。     

A new method for comprehensive division of mountainous area: taking Huaihua City as an example

This paper summarizes principles and measures of comprehensive division of mountainous areas, as well as clarifies meaning, structure, function and path established for the map and file information visibility system (MFIVS). And then, taking Huaihua City of Hunan Province as an example, and based on the MFIVS means, concrete attempts on regionalization are carried out. The result is relatively objective and accurate, which illuminates that the method is a comprehensive one with the characteristics of concision, applicability and effectiveness.     

A new method for comprehensive division of mountainous area: taking Huaihua City as an example

1 IntroductionAs human society has entered the 21st century, knowledge-based economy and "Digital Earth" project are paid much attention to. Studies on regional sustainable development come into the manipulating stage. Thus, traditional division needs to be reconsidered[1]. In new era, division work should be both in conformity with rationality of eco-environment, and be beneficial to socio-economic development, i.e., eco-economic comprehensive division should be taken into account[2,3]. As …     

The morphological characteristics of glacial deposits during the Last Glaciation, taking the Parlung Zangbo River Basin as an example

Moraine morphology is a valuable indicator of climate change. The glacial deposits of ten valleys were selected in the Parlung Zangbo River Basin, southeastern Tibetan Plateau, to study the glacial characteristics of the Last Glaciation and the climate change processes as revealed by these moraines. Investigation revealed that a huge moraine ridge was formed by ancient glacier in the Marine Isotope Stage 2 （MIS2）, and this main moraine ridge indicates the longest sustained and stable climate. There are at least two smaller moraine ridges that are external extensions of or located at the bottom of the main moraine ridge, indicating that the climate of the glacial stage before MIS2 was severer but the duration was relatively shorter. This distribution may reflect the climate of MIS4 or MIS3b. The glacial valleys show multi-channel, small-scale moraine ridges between the contemporary glacial tongue and the main moraine ridge. Some of these multi-channel mo- raine ridges might be recessional moraine, indicating the significant glacial advance during the Younger Dryas or the Heinrich event. The moraine ridges of the Neoglaciation and the Little Ice Age are near the ends of the contemporary glaciers. Using high-precision system dating, we can fairly well reconstruct the pattern of climate change by studying the shape, extent, and scale characteristics of glacial deposits in southeastern Tibet. This is valuable research to understand the relationship between regional and global climate change.     

GIS、RS支持下的石羊河流域景观利用优化研究

选择干旱内陆河石羊河流域为研究区,分析该流域过去20 a间在生态环境自然演替和人类活动干涉下的景观格局特征。从整体上看,研究区各景观类型的利用向非均匀化方向发展,说明区域内各景观类型间的比例差异进一步增加,这种变化在一定程度上反映了人类活动对景观整体的影响。依据累积耗费距离理论,采用最小累积阻力表面(MARS)和耗费表面(MCR)模型,借助表面扩散技术,研究了该流域景观结构紧密性和生态功能空间差异,进而构建源地、生态廊道和生态节点等景观组分来加强生态网络的空间联系,最后提出景观利用优化方案。     

石羊河流域海拔、植被覆盖与景观类型空间关系研究

 以Landsat/TM为数据源,在桌面GIS支持下解译出研究区各景观类型,根据植被的生长周期,结合植被指数[WTBX]NDVI[WTBZ]作为研究因子,采用目前较为流行的主成分变换法（PCA）,结合景观类型图和数字高程模型(DEM),参考相关地理基础图件,对石羊河流域海拔和植被覆盖进行分级分类。运用叠置分析法研究了不同海拔高度和不同植被覆盖下[WTBX]NDVI[WTBZ]变化情况;同时分析了各景观类型与海拔和植被覆盖三者之间的空间关系。结果表明：研究区各景观类型大体依海拔呈垂直性分布,各自然要素组成垂直分异性特征亦较为明显。植被覆盖、景观类型与海拔之间呈垂直型分布规律,低海拔区景观类型单一,主要为荒漠系统,且与植被覆盖关系密切,相关度也最高;高海拔区景观类型较为复杂并交错分布,与植被覆盖关系不大,拟合效果不理想。此次研究目的在于对石羊河流域景观格局特征和格局优化研究提供参考思路,对流域生态规划和治理提供依据,对干旱内陆河流域植被及生态环境变化研究具有深远意义。     

新丰江流域生态环境质量遥感评价

利用新丰江流域1988、1998和2011年3个时期的遥感、土地利用、气象和DEM等数据,建立了新丰江流域生态环境质量评价体系。在数据标准化处理的基础上,利用ArcGIS的空间主成分分析方法,综合评价了新丰江流域生态环境质量的时空分布格局和动态变化情况。结果表明：新丰江流域生态环境质量总体保持较好,主要受到水热气象因子、地形地貌因子和土地覆盖因子的影响;1988―2011年生态环境质量等级“优”占据了80%以上的面积,质量等级“差”占据的面积均低于5%;新丰江流域生态环境质量具有明显的区域特征,质量较差的区域是以建设用地和耕地为主的平原地带,主要分布在新丰江流域的西部和东部地区,表明其主要受人为因素的干扰,生态环境质量随着时间推移有轻微下降的趋势。研究表明利用遥感与地理信息系统技术对区域环境质量进行评价具有很好的应用前景,可以迅速准确地判定区域生态环境质量变化趋势。     

基于MODIS影像的土地覆被分类研究——以京津冀地区为例

在全球变化研究中,如何快速、准确获取土地覆被信息对该项研究有着至关重要的作用.随着遥感科学的不断发展和应用领域的深入,研究者可以利用遥感影像进行土地覆被分类研究,并且具有准确、快速、自动化等优点.本文利用MODIS数据具有的多光谱、多时相特点,以京津冀地区为例,选取2013 年全年16-day 的MOD13Q1/EVI时间序列数据、2013 年5 月份一期的MOD09Q1(1、2 波段)和MOD09A1(3-7 波段)产品,并运用时间序列谐波分析法对全年MOD13Q1/EVI 时间序列数据进行去云、去噪的平滑重建处理,使其数据更能反映物候周期性变化规律.选择谐波分析后的全年MOD13Q1/EVI 时间序列数据、MODIS数据的1-7 波段地表反射率和NDWI(归一化差异水体指数)、MNDWI(改进归一化差异水体指数)和NDSI(土壤亮度指数),构建了3 种特征变量组合方案的CART决策树,分别进行京津冀地区的土地覆被分类研究.结果表明:方案一(全年EVI 的23 个时相)、方案二(方案一+MOD09 的1-7 波段地表反射率)和方案三(方案二+MNDWI+NDSI+NDWI)的总体分类精度分别达到86.70%、89.98%、91.34%,Kappa系数分别为84.94%、88.66%、90.20%.研究表明,仅利用MODIS遥感影像自身多种分类特征和决策树方法对宏观土地覆被分类就可达到较高精度,显示了本文分类方法在实践中的可行性及MODIS数据在区域尺度土地覆被分类研究方面的优势与潜力.     

合肥城市规划引导空间演进对地价时空演变的影响

运用GIS空间分析方法对合肥市2007-2011年经营性用地价格时空演变的特征进行分析。结果表明合肥市地价时空演变具有圈层式扩展、轴向梯度延伸、空间变异和空间分异四大特征。结合遥感影像图对合肥市历版城市总体规划和2006版城市总体规划作用下空间演进的特征进行分析。结果表明2007年城市地价的空间结构及特征是1956-2001年四版城市总体规划及实施形成的城市空间结构的重要表征,2006年编制的城市总体规划及实施是2007-2011年城市地价时空演变的重要影响因素。城市中心区的拓展、位移和跳跃导致地价圈层式扩展和局部空间变异;城市主导发展方向导致地价峰值区集聚轴的形成;城市空间结构的演变导致地价空间分异;新兴空间生产布局导致城市地价的空间分异和空间变异;土地出让时空密度导致城市地价的空间变异。因此,城市中心区范围的扩展和位移、主导发展方向的改变、空间结构与形态的演变、城市新兴空间的生产以及城市总体规划的实施空间选择是影响地价时空演变的重要因素。而地价时空演变的空间特征是城市空间发展策略调整的重要依据。因此,加强城市新兴空间的生产、置换城市主导发展方向上的工业区、结合游憩中心区打造城市新兴功能组团、围绕城市空间转型和地价时空演变建设城市重大基础设施和公共服务设施、优化城市多中心多组团的空间结构、分片区逐步开发是城市空间调整的响应策略。     

中国西北地区石羊河流域农业生态系统能值评价

通过能值方法分析了石羊河流域农业生态系统的资源环境基础和经济特征。结果表明,石羊河流域中下游凉州区和民勤绿洲的能值总投入呈降低趋势,能值投资率都偏高,生产成本较大;能值产出率低,对购买能值的利用效率不高;但能值自给率有所提高;环境载荷率高,农业生态环境所受压力较大,系统可持续发展指标表明两个绿洲经济系统极为不发达,属于消费型经济系统,并且人均可用能值和能值密度都呈降低趋势。     

基于GIS的石羊河流域可持续发展能力评估

以石羊河流域为研究区,参考国内外有关可持续发展的评估研究,提出干旱内陆地区可持续发展评估指标体系。在GIS技术的支持下,对评价体系中各指标进行100 m×100 m尺度下的网格化表达,运用基于栅格数据的空间分析、层次分析和组合赋权法实现对研究区可持续发展能力的空间表达。以凉州区和金川区为中心的地区目前处于可持续发展水平;以永昌县、民勤绿洲和天祝县北部为中心的区域处于较可持续发展及以下水平;古浪县、天祝东部、民勤北部荒漠区和肃南大部分地区属于不可持续发展和严重不可持续发展水平。石羊河流域可持续发展状态尚处在威胁可持续发展和不可持续发展区间,流域经济社会发展仍以资源环境破坏为代价,属粗放式发展。