民勤荒漠区气候变化对全球变暖的响应

 近年来,全球变暖已成为一个全世界广泛关注的问题。那么,荒漠气候是如何响应全球变暖的呢？以中国西北典型荒漠地区民勤为例进行了分析。结果表明,民勤荒漠区年平均气温的抬升速率高于20世纪全球气温抬升速率和中国近100 a气温抬升速率;2—6月和11—12月月平均气温表现为不同程度增温趋势,其中,2月增温最明显;从20世纪全球最暖的80—90年代开始极端最高气温变幅明显增大,极端最低气温间歇式下降,极端最高气温和极端最低气温的不稳定性增大;在变暖的同时,降水量表现为增加趋势;1956年以来当地沙尘暴发生日数表现为减少趋势,其原因主要是1961年以来当地的空气相对湿度增大,暖湿气候是导致沙尘暴减少的主要原因之一。     

A singular spectrum analysis on Holocene climatic oscillation from lake sedimentary record in Minqin Basin, China

The total organic carbon (TOC) content series from the lake sediment of Minqin Basin (100°57′–104°57′E, 37°48′–39°17′N) in northwestern China, which has a 10 000-year-long paleo-climatic proxy record, was used to analyze the Holocene climate changes in the local region. The proxy record was established in the Sanjiaocheng (SJC), Triangle Town in Chinese, Section (103°20′25″E, 39°00′38″N), which is located at the northwestern boundary of the present Asian summer monsoon in China, and is sensitive to global environmental and climate changes. Applying singular spectrum analysis (SSA) to the TOC series, principal climatic oscillations and periodical changes were studied. The results reveal 3 major patterns of climate change regulated by reconstructed components (RCs). The first pattern is natural long-term trend of climatic change in the local area (Minqin Basin), indicating a relatively wetter stage in early Holocene (starting at 9.5 kaBP), and a relatively dryer stage with a strong lake desiccation and a declined vegetation cover in mid-Holocene (during 7–6 kaBP). From 4.0 kaBP to the present, there has been a gradually decreasing trend in the third reconstructed component (RC3) showing that the local climate changed again into a dryer stage. The second pattern shows millennial-centennial scale oscillations containing cycles of 1 600 and 800 years that have been present throughout almost the entire Holocene period of the last 10 000 years. The third pattern is a millennial-centennial scale variation with a relatively smaller amplitude and unclear cycles showing a nonlinear interaction within the earth’s climate systems.     

民勤荒漠生态区划研究

民勤属于典型荒漠化地区,20世纪50年代以来,当地以造林为主防沙治沙,然而生态环境持续恶化。民勤的荒漠化形式要求我们重新审视我们的荒漠生态对策。以民勤荒漠区为例对荒漠生态区划进行了初步探索,上与综合自然区划相衔接,下与区域规划相结合,增加了生态设计的内容,区划出了人为活动的区域、范围和干预的强度,因此更具体化、更具实际操作性。提出了一些荒漠生态区划方面必须坚持的原则,在建立指标体系时,考虑了人类活动的影响和资源利用方式,以及以节水和保护水资源为中心和以封育保护为主的荒漠生态对策。     

民勤沙井子地区40a来荒漠植被变迁初探

随着地下水位下降,民勤沙井子地区荒漠植物种类和植被类型趋于旱化,湿生和中生植物相继退化,白刺已成为主要建群种,40 a来荒漠植被变迁巨大。     

民勤绿洲地区土地资源结构及其合理利用

对干旱区内陆河流域下游具代表性的民勤绿洲地区土地资源结构进行了系统研究分析,得出了民勤绿洲各级各类土地资源的数量。就限制绿洲土地生产潜力的因素及强度进行了研究,其中水分限制占30.87%,土质限制占25.74%,盐碱限制占15.96%,肥力限制占8.96%。最后就土地资源结构与土地利用的合理匹配问题提出了两点建议:一是要加强农业部门结构和地域结构的优化调整;二是搞好水土资源结构平衡。     

民勤绿洲边缘物种多样性对水资源变化的响应

通过石羊河流域民勤绿洲边缘长期的生态定位观测和近年来对绿洲边缘的植被调查,计算植物种辛普森(Simpson)、香农威纳(Shannon-Wiener)多样性指数,分析物种多样性指数与地下水位下降趋势、年均降水量变化的相关性。结果表明:随地下水位的下降植物种类减少、物种多样性呈减低趋势;降水量与植物物种多样性具有较强的正相关关系。     

民勤盆地地下水供需分析及对策

本文分析了民勤盆地水文地质条件和地下水资源的特点、开发现状,阐述了地下水开发利用中存在的主要问题.在此基础上提出了民勤盆地地下水开发利用的对策与建议.     

末次冰消期以来民勤盆地沉积地层记录及年代学研究

石羊河流域位于西北干旱区河西走廊东段,是西北干旱区与东部季风区的交汇过渡地带。流域下游的民勤盆地分布有大量保存完整的湖相沉积地层和湖岸地貌,这些沉积地层和地貌景观在整个西北干旱、半干旱地区极具代表性,是进行古气候环境研究的理想场所。鉴于此,选取民勤盆地的青土湖剖面、西渠剖面、沙坑井剖面、九坨墚剖面作为研究对象,通过剖面地层对比及可靠14C测年,探讨了区域末次冰消期以来的气候变化的几个大的阶段。主要结论和认识如下:13000aBP前和9500—6700aBP两个阶段,区域沉积地层以风成砂、河流砂沉积为主,气候环境表现为干旱;13000—9500aBP和6700—1100aBP两个阶段,区域沉积地层表现为湖相沉积的粉砂沉积为主,气候环境表现为湿润;1100—0aBP风成砂等的沉积阶段,气候环境表现为干旱。     

基于GEE的1987—2019年民勤绿洲NDVI变化特征及趋势分析

Google Earth Engine（GEE）是目前最先进的地理大数据分析和可视化平台,使遥感监测地表植被突破了数据获取难、本地存储量大、处理效率低的限制。基于GEE云平台计算Landsat系列卫星影像,研究了1987—2019年民勤绿洲NDVI的时空变化,并通过一元线性趋势分析、稳定性分析、Hurst指数对变化趋势进行了分析和预测。结果表明：（1）1987—2019年民勤绿洲NDVI年均值从0.172上升到0.230,多年平均值为0.244,1989—2007、2010—2016年呈上升趋势,1987—1989、2007—2010、2016—2019年呈下降趋势。年内NDVI-0.017—0.333,高值集中在每年4—10月。空间上来看,绿洲外围NDVI明显增大,绿洲向荒漠扩张。（2）1987—2019年民勤绿洲大部分区域NDVI基本不变,坝区、泉山区绿洲外围、湖区南部和青土湖呈增大趋势,坝区中部民勤县城区、湖区北部绿洲边缘呈减小趋势,基本不变、增大、减小区域分别占总面积的81.90%、16.25%和1.85%。（3）1987—2019年民勤绿洲NDVI变化稳定性高的区域主要位于坝区东南部、泉山区东部、湖区北部荒漠区域;波动性高的区域主要位于坝区、泉山区绿洲外围、湖区南部和青土湖。（4）未来民勤绿洲大部分区域NDVI变化趋势保持基本不变,坝区、泉山区绿洲外围、湖区北部和青土湖,NDVI未来有可能增大,坝区中部民勤县城区、湖区北部向荒漠过渡地带,NDVI未来有可能减小,基本不变、未来有可能增大、减小的区域面积分别占71.62%、12.96%、15.42%。     

民勤绿洲50余年水利建设的生态经济影响

民勤绿洲近50余年地表来水持续减少,为满足用水需求,兴修了一系列水利工程。以民勤县50余年的经济发展和生态环境数据为基础,从农业发展、产业结构调整以及生态环境要素的角度,运用图表对比分析研究区50余年内发生的生态和经济变化,进而研究了水利工程建设在这两方面所产生的影响。结论表明:在2012年来水量比水利工程建设前即1956年减少32.3%的背景下,水利工程建设支撑了民勤绿洲农业的发展;保证了3次产业结构向节水循环型方向调整,第一、二、三产业产值之比从1956年的14.9:3.2:1变成了2012年的1.2:1.1:1。但水利工程建设也对民勤的生态环境产生了负面影响,加剧了该区的地下水位下降及水质恶化、植被退化、土地沙漠化及盐碱化等生态问题。