基于“水—能源—食物—生态”纽带因果关系和贝叶斯网络的锡尔河流域用水分析

跨界流域水资源利用系统因受气候变化、人口增长、政治博弈、生态反馈等许多因素的互馈影响,包含复杂的“水—能源—食物—生态”纽带因果关系,形成具有高度不确定性的复杂非线性系统。传统水资源规划方法中缺少对这种复杂纽带关系的约束,而目前研究这类纽带关系多基于耦合多个模型、集成建模的方法,数据需求大、对复杂因果关系的不确定性模拟能力不足。而贝叶斯网络能以概率分布代替参数确定值来模拟系统中因果关系的不确定性、同时减少数据需求。本文利用贝叶斯概率网络,选取锡尔河流域为研究对象,量化这一因不合理用水而导致咸海生态危机的跨界内陆河流域“水—能源—食物—生态”纽带中的因果关系。结果表明贝叶斯网络能有效地模拟纽带中因果关系的强弱与不确定性,分析1970—2015年间不同时期影响咸海入湖水量的主要因素。为用水预测与流域水资源利用管理提供了系统性认知的基础,并展现出在较低模型复杂度和成本下建模的潜力。苏联时期,咸海入湖水量对农业开发增长的灌溉用水、上游水库建设的蓄水过程和径流量等较敏感;苏联解体后,咸海入湖水量对下游国家不合理使用的灌溉用水及上游水库蓄水量等节点高度敏感。短期内,需提高洗盐与灌溉用水效率,改良种植结构、增加粮食作物占比,并预防干旱危害;长期而言,通过普及先进滴灌技术,能大幅节约农业用水,在50%和80%的滴灌普及率下,新增咸海入湖水量将达到6.4 km ³和9.6 km ³以上,有望逐步缓解咸海生态危机。     

近30年土地利用变化对新疆森林生态系统碳库的影响

土地利用及其变化是导致森林生态系统碳库变化最重要的因素。以植树造林面积、森林产品收获产量及林地转移面积为基础数据,采用《LULUCF指南》中数据分层的碳源汇计量方法,分析了1975-2005 年期间三种土地利用方式对新疆森林碳库的影响。1975 年新疆森林总碳库估算值为720.02 Tg,其中土壤碳库为528.82 Tg。近30 年土地利用变化对其碳库的影响总体表现为碳汇,固碳量为48.15 Tg,与1975 年碳库相比,森林碳储量增长了6.69%。植树造林表现出强烈的碳汇功能,总固碳量为54.24 Tg。森林采伐是最主要的碳释放来源,共释放碳5.42 Tg。林地转移呈现微弱的碳释放特征,共排放为0.66 Tg。研究结果表明,土地利用变化对该区域森林碳库具有明显的增汇效应。本研究将有利于进一步深化人类活动对区域碳平衡影响的认识。     

近50a阿克苏河流域土地利用/覆被变化过程

针对干旱区跨境河流域土地利用/覆被变化(LUCC)研究薄弱、无法满足环境变化评价的问题,选择西天山跨越吉尔吉斯斯坦国和中国的阿克苏河流域为研究区,在遥感和GIS的支持下,获取了近50a阿克苏河流域土地利用/覆被数据,并利用数理统计模型,对该流域LUCC的过程、趋势及土地利用程度变化进行系统分析.结果表明:阿克苏河流域土地变化从前期(1960-1990年)的准平衡状态转变为后期(1990-2008年)的不平衡状态,土地类型也呈现出从双向转换向单向转换过渡,且不同类型差异较大;流域后期LUCC的速度是前期的2.1倍,其中耕地和建设用地增加最快而沼泽地和盐碱地减少最快,草地变化速度最小.流域土地利用处于发展时期,且流域下游绿洲区域土地利用程度综合指数及其变化较大.政策调整、人类活动增强、气候变化以及径流变化是LUCC的主要驱动因子.     

精准农业技术应用示例分析

本文以中国科学院知识创新项目《新疆棉花精准种植系统试验示范》为例，详细论述了棉花精准种植试验示范研究在新疆生产建设兵团开展的基础条件与可操作性，并结合项目在试验示范区开展研究工作以来具体实施的技术思想、方法、手段，分别介绍了GPS、RS、GIS技术在精准农业研究中的应用和3S技术在新疆棉花精准种植中具体应用情况与取得的初步成果。     

Temporal and spatial variation and stability of the oasis in the Sangong River Watershed, Xinjiang, China

The unique ecological landscapes are composed of the mountain systems with the obviousvertical differentiation, vast natural desert systems, and oasis systems on which the human beings rely for the existence in the arid areas in West China. Oases are the …     

LUCC驱动力模型研究综述

驱动力研究是土地利用变化研究中的核心问题。土地利用变化驱动力模型是分析土地利用变化原因和结果的有力工具，模型通过情景分析可为土地利用规划与决策提供依据。基于不同理论的驱动力研究方法很多，论文选取了几种国内外应用较多的LUCC驱动力模型进行综述，分析了每个模型的优缺点及适用范围，最后得出结论：1) 基于过程的动态模型更适于研究复杂的土地利用系统。2) 基于经验的统计模型能弥补基于过程的动态模型的不足。3) 基于不同学科背景的模型进一步集成将是LUCC驱动力模型未来的发展趋势。     

调试法--一种农用土地适宜性评价中确定参评因子权重的方法

在玛纳斯县、奇台县和石河子市等地的农用土地评价工作实践中，提出了一种在农用土地(自然)适宜性评价中确定参评因子权重的方法——调试法。该方法是用控制样本对参试权重进行多次的检验、调整和比较，逐步选取出能够较好表达各参评因子区分土地适宜性差异能力的权重(组)，并将其作为最终的确权结果。     

典型绿洲土地利用/土地覆被变化的可视化模拟初步分析

新疆绿洲集中了全疆90％以上的人口和95％以上的社会财富。绿洲土地利用和覆盖变化(LUCC)在新疆生态环境变化中起到主导作用,它直接影响着新疆社会经济的稳定与可持续发展。充分认识绿洲环境变化需要成熟的技术和有效的方法,规划与决策同样需要有效的交流途径和方式。目前,地图、遥感和GIS结合的应用方法,已经非常普遍应用到地理要素的空间分布研究中,并有效地揭示景观要素的空问分布、相互关系和时空模式。由于这些方法表现三维景观时,容易产生空问信息的丢失和理解的困难,且不易再现环境的动态变化。GIS结合虚拟现实技术(VR)可以充分利用两者的优势,可模拟真实景观和再现时空变化过程。本文以三工河绿洲为例,针对新疆典型绿洲的LUCC,对GIS与VR技术结合的方法进行了探索,提出了新的认识典型绿洲LUCC的途径,为有效地认识和研究绿洲环境变化、设计和规划它的未来,提供了动态交互的可视化模拟分析手段。     

基于AVHRR/NOAA影像的天山北坡近10a植被变化

提出一套基于遥感和GIS技术的干旱区植被变化和生态环境质量初步评价的研究方法,在天山北坡及其典型区域三工河流域应用取得满意结果.研究表明:1)1992—1998年天山北坡植被覆盖度和生物量持续增加,与同期温度和降水变化趋势一致,从植被角度响应了天山北坡气候向暖湿发展的态势.2)1987—1998年三工河流域从前山带到北部沙漠区植被覆盖度和生物量显著增加,尤其是绿洲外围的北部沙漠区和荒漠过渡带;从增加的幅度看,平原区增幅明显大于山区,后期大于前期;植被指数与6～7a温度、降水的均值呈现出明显的正相关,和6～7a蒸发潜力的均值表现出负相关,三工河流域植被变化显著地响应了6～7a时间尺度的气候变化.