沙区绿洲人地系统演进探讨——以民勤盆地为例

资源与环境问题已成为当代人类生存与发展的重大问题,它通过人地系统中人与地之间的相互联系,以各种方式和强度作用于人类。人地系统有其运行规律和演进机制,要建立协调的人地关系、促进沙区绿洲的可持续发展,就必须清楚地了解其人的地系统的动态演进机制。通过分析民勤盆地人地系统的演进过程,提出了人地系统演进的机制和驱动力,从而为更好地调控沙区绿洲人地系统的演进提供依据。     

干旱区典型绿洲热场分布规律研究——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

 全球气候变暖给整个地球的生态环境带来巨大的影响,在全球气候变暖背景下,绿洲热场的变化严重影响绿洲的生态稳定性,利用遥感卫星影像来监测热场分布规律具有很强的现实意义。采用Landsat7 ETM+热红外波段定量反演晴空状态下干旱区典型绿洲地表真实温度,运用影像叠加分析、直方图比对、缓冲区分析、空间自相关分析及剖面线分析方法,分析其热场分布规律。结果表明,绿洲热场分布具有显著的正的空间自相关特性,Moran’s I值为0.5489,z检验值为48.44,同时呈现出显著的局部空间集聚现象; 就全局而言,热场分布规律为水体温度<耕地温度<林草地温度<城镇温度<裸地温度<盐碱地温度,均温分别为21.65 ℃、27.86 ℃、35.59 ℃、36.52 ℃、40.06 ℃、42.07 ℃; 就局部而言,盐碱地温度低于周边裸地温度,盐碱地平均温度比周边300 m、900 m、1 500 m缓冲区裸地的均温分别低0.59 ℃、0.44 ℃、0.26 ℃。水体、城镇、盐碱地、裸地的温度波动较小,热力景观单一,热场分布均匀,而耕地和林草地的温度梯度大,热力景观复杂多样,热场分布极不均匀。绿洲荒漠交错带的面积较大,它可以降低荒漠对绿洲的热力侵蚀,对保护绿洲有重要作用。     

干旱绿洲农业区村庄多功能特征与类型划分研究——以临泽县为例

村庄是最能直接体现乡村经济社会活动规律的单元,落实到村级层面的功能类型划分是分类推进乡村振兴的关键。以行政村为基本单元,采用熵权法、泰尔指数及优势功能模型,构建适用于村庄发展功能识别与类型划分的研究思路,并以西北干旱绿洲农业区临泽县为例进行实证研究。结果表明：干旱绿洲农业区总体形成以农产品生产和生态保育为主的国土空间格局,村庄形成农业种植、畜牧养殖、工业加工、商贸旅游、劳务输出、生活保障等多功能地域综合体,其中农产品生产和生活保障功能总体空间差异较小,而非农生产功能空间差异较大。村庄因资源禀赋、规划引导、政策驱动和社会需求差异形成不同的优势功能类型,空间上呈现“外围生态、沿河种植、中部农牧、临城劳务,文旅、商旅、生活保障以政府驻地及附近村庄为主”的分布规律,并形成非农生产功能镶嵌于农业生产功能之中、生产生活功能被生态保育功能包围的分布格局。通过自上而下主体功能统筹与自下而上经济社会需求相结合的方法进行村庄发展功能识别和类型划分具有较强的适用性和实践指导价值,在巩固国家主体功能定位、保障国家粮食和生态安全的同时,可以调整优化县域资源要素配置,实现村庄发展功能互补与功能协调。     

北屯绿洲生态系统耗散特性分析

 利用耗散结构理论,对新疆北屯绿洲生态系统的结构和功能进行了分析。在绿洲发展演化过程中,绿洲与荒漠形成既相互矛盾又协调共生的非线性变幻局势,人为活动已成为绿洲涨落的主要原因。利用能值分析方法探讨了北屯绿洲农业生态系统的能量耗散过程,结果显示:北屯绿洲农业生态系统投入的太阳能值总值为9.70×1019 sej,而输出的太阳能值总值为6.56×1020 sej,输出高于投入,是一个能值输出型的生态系统。需要人为输入能量,引入物质、知识、技术等负熵,增加系统信息量。最后,提出积极引入负熵流的负反馈策略,使人的主观行为与环境质量、生物生产力水平相统一,构建合理的绿洲生态农业结构,达到生物与环境相协调,发挥生物共生互利优势原则,最终实现绿洲生态、环境、经济的可持续发展。     

天山北麓山地-绿洲-荒漠生态系统净初级生产力空间分布格局及其季节变化

以天山北麓总面积达93 936 km~2的山地-绿洲-荒漠生态样带为例,利用生态-遥感光能利用率模型NPP-PEM,使用1 km分辨率SPOT/VEGETATION遥感等数据资料,估算了生态样带净初级生产力(NPP)空间分布及其季节变化.结果表明山地-绿洲-荒漠生态样带平均NPP为161.06 g C·m~(-2)·a~(-1),样带陆地生态系统年总碳吸收量或年总NPP累积量为15.081 Tg C(1Tg=10~(12)g),其中绿洲农田、山地草甸草原、平原荒漠草原和山地森林对的碳吸收贡献率分别为32.67%、28.16%、12.41%和9.15%.夏季是各类生态系统NPP增加量最大的季节,而沙漠由于早春短命植被覆盖而具有生长双峰现象.样带NPP空间分布及其季相变化特征是自然环境、地貌、气候以及人类生产活动长期共同作用和影响的结果,其中水热条件和基质是控制干旱区陆地生态系统NPP空间格局的决定因子.结果检验表明模拟效果较为合理,证明NPP-PEM模型在干旱生态系统的应用是可行的.研究为干旱区陆地生态系统碳循环研究开辟了途径,可为干旱区生态系统评估、监测和管理提供研究方法和参考依据.     

新疆墨玉绿洲耕地变化及人地关系演进驱动力研究

以新疆墨玉绿洲为例,借助土地利用遥感数据和社会经济统计资料,结合多年实地调查,利用分形理论,计算了墨玉绿洲1989,1999和2006年耕地资源的分维值D、稳定性指数SI和分维变△D,并根据其值的物理意义,对耕地的动态变化进行了定量和定性分析。进而利用典型性相关分析方法,从社会经济因素进行墨玉绿洲耕地变化趋势和驱动力的研究。结果表明:人口的增长和农业生产的发展是影响耕地变化的主要经济因素;一些政策因素,如土地限制性开发、退耕还林政策等对耕地变化影响也很大。最后引进经济密度的概念,进一步验证上述结论。     

黑河下游额济纳绿洲环境退化及综合治理＊

黑河下游的额济纳绿洲是内蒙西部阿拉善高原的主要天然绿洲。近半个世纪特别是近１０年来,由于不合理人类活动和自然因素的双重作用,黑河下泄水量不断减少,生态环境恶化,严重影响到本地区乃至周围广大地区的持续发展。通过分析生态环境恶化的现状和原因,提出了生态环境的治理必须以水为中心,加快中游地区节水农业的发展步伐,保证下游一定量的供水,并严格控制不合理的人为活动,力争在１０～１５年内实现生态环境的良性循环。     

河西地区黑河流域土地资源优化配置研究

根据大量野外调查资料和前人研究基础,运用现代自然地理系统研究方法,研究了黑河绿洲土地资源的开发利用现状;提出了土地资源优化配置的五条原则;并根据水、土、光、热等资源组合特点,将黑河流域划分为四大土地开发利用区:①上游祁连山区以保护、抚育水源涵养林为重点,以水养林,合理开发利用天然草场资源,提高畜牧业经济效益。②高位绿洲区,充分利用光、热优势,发挥现有土地潜力,以大宗粮食及油料生产为主,粗放畜牧业与精细畜牧业结合。③中位绿洲区以发展节水、节地、节粮农牧业为主,扩大经济作物和饲料/草种植,发展舍饲畜牧业。④下游低位绿洲以生态环境保护与恢复为重点。总之,抚育、保护上游,调整、发展中游,恢复、保护下游是当前及今后相当长时期内土地开发利用模式的最佳选择。     

土壤碳循环研究进展及干旱区土壤碳循环研究展望

土壤碳库动态及其驱动机制是陆地生态系统碳循环与全球变化研究的热点问题之一。随着各国对《京都议定书》的重视,农业土壤碳库变化及其源汇效应研究不断加强,但以往研究土壤碳循环主要是针对有机碳,较少考虑无机碳的作用和地位,干旱区土壤无机碳储量巨大,其在区域碳循环过程中的贡献日益显著,这使得干旱区土壤碳循环研究必须同时考虑土壤有机碳和无机碳的行为。国内外关于农业土壤有机碳动态的研究主要围绕农业土壤有机碳储量、固碳潜力等问题展开,研究区多为湿润、半湿润地区;国际上对农业土壤无机碳动态的研究主要集中在干旱区土地管理措施对土壤发生性碳酸盐碳的形成与转化方面,研究方法以稳定同位素技术为主,但目前关于中国干旱区农业土壤无机碳动态的研究还较为薄弱。因此,应加强干旱区绿洲土壤碳循环研究,深入分析干旱区绿洲土壤碳的源/汇效应;探讨土壤无机碳动态变化的机理。     

干旱区典型绿洲地表温度与植被覆盖度相关性研究

 绿洲空间热环境的研究是深入了解绿洲-沙漠间,以及绿洲内部物质能量流动机理的重要手段。利用TM/ETM+遥感影像反演了于田地区地表温度以及植被覆盖度,在统计地表温度-植被覆盖度二维散点图的基础上,研究不同结构区域下绿洲地表温度与植被覆盖度的相关关系。结果表明:①于田地区地表温度与植被覆盖度呈显著负相关关系,相关系数在-0.79158和-0.48816范围之间。②从1991年到2002年,于田绿洲内部区域地表温度与植被覆盖度散点图上各点分布由密集到分散,表明原有相对整体的植被覆盖地块被打散,成为多种土地类型交错的破碎化地块。③外部荒漠带及绿洲与荒漠交错带区域地表温度与植被覆盖度散点图上各点分布由分散到集中,表明绿洲外部荒漠化程度的逐年加剧,导致了绿洲外围植被覆盖有所降低,植被物种单一,植被多样性也呈现下降趋势。