塔里木河中游人工与天然绿洲相互转化过程与适宜比例探讨

利用1990、2000、2010年3期Landsat TM/ETM遥感影像,基于RS/GIS技术,分别提取土地利用/覆被类型信息,分析1990-2010年,塔里木河中游人工绿洲和天然绿洲的变化规律及其比例,探讨该区人工绿洲和天然绿洲的适宜配比。结果表明:1990-2010年,塔里木河中游人工绿洲不断扩张,天然绿洲面积不断缩小,1990-2010年人工绿洲面积增加了2 296.69 km~2,天然绿洲面积减少了2 221.5 km~2,扩张速度为114.83 km~2/a,减小速度为111.08 km~2/a;1990-2010年间,塔里木河中游表现为人工绿洲替代天然绿洲的趋势:草地、林地等向耕地转化,草地、林地等向人工建筑用地转化;植被长势衰退:高覆盖草地向中、低覆盖草地转化,中覆盖草地向低覆盖草地转化,灌木林地逐渐退化为草地,低覆盖草地向沙漠转化;塔里木河中游人工与天然绿洲面积比例在近20年呈增加的趋势,在1990、2000、2010年,人工与天然绿洲面积比值分别是1∶39.7,1∶17.4,1∶9.8,平均每增加1份人工绿洲面积就要失去1.7份天然绿洲面积。     

喀什噶尔河流域人工-天然绿洲转化过程分析

文章利用喀什噶尔河流域土地利用/覆被数据,分析了人工-天然绿洲的转化特点,探讨了人工-天然绿洲的适宜配比。结果表明,1990~2015年,喀什噶尔河流域天然绿洲不断转化为人工绿洲,草地和天然林地向耕地的转化是造成这一现象的主要原因,当前流域人工-天然绿洲已超过适宜比例范围,因此控制人工绿洲规模势在必行。     

黑河生态调水后额济纳绿洲植被变化规律研究

为了客观认识和评估生态调水对黑河下游绿洲植被的影响,基于遥感技术手段,分析了生态调水后黑河下游额济纳绿洲植被变化规律。结果表明:1987—2017年,水域和林地、草地面积变化过程呈V形,2000年以来林地、草地面积持续增加,植被覆盖度增加显著,植被覆盖改善区域占总面积的比例近30%,水域面积持续扩大;额济纳绿洲土地利用类型转换主要经历了由林地和中、高覆被草地转变为低覆被草地和未利用地,而后转变为林地和中、高覆被草地的过程;通过近20 a的生态调水,总体上遏制了下游绿洲植被持续减少的状态,绿洲生态环境得到明显改善。说明黑河生态调水对下游植被恢复起到关键作用,随着生态调水年份的增加,林草地向高覆被转变趋势明显。     

1980 年以来黄河内蒙古段十大孔兑流域 土地利用变化时空特征

研究黄河内蒙古段十大孔兑(以下简称十大孔兑)流域土地利用变化,对于区域生态环境建设和水土保持效果评价有重要意义。根据1980年、1998年、2010年3期遥感影像解译的土地利用数据,采用土地利用动态变化和土地利用转移矩阵,系统分析了十大孔兑流域1980年以来的土地利用变化时空特征。结果表明:研究区以耕地、草地和未利用地为主要土地利用类型,1980年以来草地面积逐渐增加,未利用地面积逐渐减少,1998年-2010年较1980年-1998年的土地利用变化幅度和变化速度提高。1980年-1998年和1998年-2010年,土地利用转移方向主要是未利用地向低、中覆盖草地转化,低覆盖草地向中、高覆盖草地转化,中覆盖草地向高覆盖草地转化,该转化主要分布在流域的上中游,以流域东部和西部最明显。1980年-1998年间低覆盖草地向中、高覆盖草地转化比例较高,1998年-2010年间未利用地向低、中覆盖草地转化比例较高。分析认为,1980年以来十大孔兑流域城镇化水平提高,林草水保措施力度增强、成效显著,区域生态环境改善,特别是国家实施"退耕还林(草)"生态修复政策后,生态环境改善效果更为突出。     

民勤绿洲植被变化与水资源结构响应关系

利用 1986—2020 年 Landsat 系列遥感数据和水资源数据,基于趋势分析、相关分析和灰色关联分析等方法, 研究民勤绿洲植被变化与水资源结构变化的响应关系。结果表明：民勤绿洲平均植被覆盖度和绿洲面积总体呈 增加趋势,总可用水资源量呈持续减少趋势;民勤绿洲的发展可划分为 1986—2000 年、2001—2009 年、 2010—2020 年 3 个阶段,分别对应于绿洲面积快速扩张、高位维持、趋于稳定和总可用水资源量缓慢减少、迅速 减少、趋于稳定的 3 个阶段;绿洲面积变化受水资源和人为因素共同影响,绿洲面积和水资源量在第一、第二阶 段响应关系很弱,对应于绿洲发展粗放扩张和剧烈调整的时期,二者在第三阶段表现出较好的响应关系,是绿洲 发展进入良性阶段的反映;根据民勤绿洲现状水平估计,每 1 亿 m 3供水量可支撑绿洲面积 277?km 2。系统分析其 植被变化与水资源的关系对未来西北地区绿洲的建设和发展具有重要参考价值。     

额尔齐斯河流域1990—2010年湿地遥感监测分析

应用遥感和地理信息系统等技术手段,基于额尔齐斯河流域1990年、2000年、2010年的LandsatTM影像和2005年、2008年的CBERS-02影像,结合多层环境要素数据库、野外定点调查数据等,通过人机交互式解译构建了上述5年额尔齐斯河流域湿地空间数据库。分析了湿地空间数据,总结出额尔齐斯河流域1990—2010年的湿地变化特征。结果表明:天然湿地面积呈波动变化,总体上2010年天然湿地面积大于1990年的面积,增加面积主要来源于湖泊和沼泽及沼泽化草地,而河谷林及滩地的面积呈逐年减小的趋势;人工湿地面积增加较显著,主要因为水浇地面积大幅增加,而水库、坑塘面积呈波动变化,总体上也呈增加趋势。     

泾河源头区农林景观变化研究

在GIS技术支持下,根据1986年、1995年、2000年三期Landsat TM遥感影像与1∶1万DEM数据,分析了泾河源头区景观特征及其在不同坡度等级上的变化。结果表明:旱地和草地面积比例在1986年、1995年和2000年3个时期均高于97%,是该区主要景观类型。旱地在1986—2000年呈增加趋势,主要分布在25°以下,在0°～8°坡面上分布最多。草地呈减少趋势,其中天然草地主要分布在15°～25°和25°～90°两个等级坡面上,而改良草地和人工草地在15°～25°坡面上分布最多。林地面积远小于草地和旱地面积,呈下降趋势,其中灌木林地呈增加趋势,主要分布在25°～90°坡面上;有林地呈降低趋势,主要分布在15°～25°和25°～90°两个等级坡面上,且在25°～90°坡面上呈递增变化;疏林地在各等级坡面上均有一定分布,呈递减趋势。     

银川平原不同类型湿地的历史演变

银川平原是黄河上游地区最古老的灌溉绿洲,其水稻田以外的现状湿地面积达13.08万hm2,湿地率约为全国平均水平的3倍,是否存在湿地面积过大问题近年来一直有争议。借助历史文献和环境考古成果,分类型梳理银川平原2 000多a绿洲开发史中的湿地演变过程,结果表明:银川平原自然湿地从面积到数量整体都呈衰减趋势,而人工湿地则呈全面增长态势,其中黄河河流湿地与滩涂湿地大面积消亡,汊河被废弃或人工袭夺,滩涂被大量开垦,湖泊湿地在波动中减少,沟渠及其他人工湿地不断增加。     

塔里木河流域的绿洲迁移研究

绿洲是干旱区社会经济发展的根基,是干旱区生态保护的核心。理解和定量表征环境变化下绿洲的演化规律是沙漠治理和绿洲保护的关键科学问题。选用2002—2018年MODIS土地分类数据集MCD12Q1,计算绿洲动态度、绿洲重心、不同土地类型的绿洲化贡献率、林草水域与社会经济用地的转化率四个指标,对塔里木河流域及其四大源流流域的绿洲迁移过程进行分析。结果表明:(1)塔里木河流域的绿洲面积总体呈现扩张趋势,在2002—2018年间,流域内绿洲面积扩张28.3%。(2)在2002—2018年,塔里木河流域的绿洲重心总体向南迁移。和田河、阿克苏河、叶尔羌河以及开都孔雀河四个源流流域的绿洲重心总体上向塔里木河流域的地理中心逼近。(3)流域内林地和耕地对绿洲演化贡献度较弱,而水域和草原对绿洲的增长和衰退的贡献率较强。(4)在2002—2018年,塔里木河全流域及其源流流域均呈现出林草水域向社会经济用地转化的趋势。空间上,社会经济用地的边缘地带表现出林草水域向社会经济用地的转变;在社会经济用地的内部,出现林草水域增加的现象。上述结果定量化的揭示了2002年以来塔里木河绿洲迁移演化的显性化图景,可为塔里木河以及其他干旱流域的治理和规划提供一定参考。     

黑河下游额济纳绿洲人工生态与自然生态和谐共存浅析

额济纳绿洲(亦称居延绿洲)位于黑河流域下游,是额济纳东、西河及其支流冲积而成。主要绿色植物种有天然胡杨林、柽柳林、梭梭林,其伴生物种有苦豆、芨芨、芦苇、白茨等植物,构成荒漠绿洲特有的植被群落。这些天然绿洲和人工绿洲,既是人工生态与自然生态相处的物质基础,也是维护绿洲生存与发展的重要依托。因此,在有限的黑河入境水量情况下,如何维护和共建绿洲人工生态与自然生态的和谐关系,是这里生态建设上的重大课题。     

塔里木河流域绿洲水土资源匹配特征及稳定性分析

水土资源是维持干旱区绿洲可持续发展的关键要素,其时空变化直接影响绿洲的社会经济发展和生态安全.文章旨在通过水足迹与空间分析相结合的方法揭示塔里木河流域绿洲水土资源的时空匹配特征及其相互影响.1990-2015年间塔里木河流域农业水足迹增加了225.2亿m3,人工绿洲增加了1.30万km2,天然绿洲减少了0.16万km2...     

1980～2015年长江流域土地利用变化分析

基于长江流域1980,1990,1995,2000,2005,2010,2015年7期土地利用数据,通过土地利用转移矩阵以及多种指标,分析了1980~2015年间长江流域土地利用的时空变化过程。研究表明：近35 a来耕地和草地呈下降趋势,而林地、水域和城乡用地面积明显增加,未利用地总体呈下降趋势;随着时间的推移,各地类的变化形式由以交换变化量为主导转变为以净变化量为主导,说明各地类逐渐倾向于在原有空间位置发生面积变化,而不是在流域内发生空间位置转移;长江流域土地利用综合动态度从大到小排列依次是1990~1995年、1980~1990年、2005~2010年、1995~2000年、2000~2005年、2010~2015年。1980~1990年和1990~1995年这两个时期的综合土地利用综合动态度明显大于其他各时期,即这两个时期长江流域土地利用变化程度最为剧烈。     

河西走廊生态格局演变跟踪分析

根据河西走廊区域生态特点以及水资源分布状况,将河西走廊分为祁连山水源涵养区、河西走廊绿洲区、内陆河尾闾湿地区、河西走廊荒漠区4个生态分区。综合运用RS和GIS技术,以1949年、1975年、2000年及2010年为评价节点,对河西走廊不同生态分区的结构组成及生态指标进行了跟踪评价,分析了河西走廊生态格局演变的主要特征。分析表明:1949年以后,河西走廊生态格局演变主要是以水资源开发利用为主线,以河流为纽带进行的。水资源在人工绿洲和天然绿洲、流域上中下游之间重新进行分配,形成了人工绿洲与荒漠、天然绿洲之间此消彼长的关系,决定了生态格局演进的方向与进程。     

塔里木河流域绿色生态空间与景观格局变化研究

本文以1990—2018年4期遥感解译数据为基础,在RS与GIS的支持下,运用景观单一动态度、转移矩阵模型及景观格局指数等方法对塔里木河流域的绿色生态空间与景观格局变化进行研究。结果表明:全流域的绿色生态空间总体呈持续减小的趋势,尤其是2010年后绿色生态空间急剧萎缩,其中减少量最大的绿色空间为草地。在各景观类型中,以建设用地和耕地等人为利用为主的人工景观增多,而以草地等自然覆被为主的自然景观减少。1990—2018年间人类活动对全流域景观格局的干扰不断增强,且在1990—2000年间,人类干扰强度最为显著;各类景观的空间分布结构均趋于失稳状态,总体呈现出景观破碎程度不断加深、景观异质性不断增强和景观格局趋于复杂化的特点。     

浅谈干旱内陆河区的水资源利用与生态环境保护策略

我国干旱内陆河区人类社会经济活动主要集中在绿洲内，由于地理因素，绿洲农田系统要绿洲生态的防护系统保护。绿洲生态系统可根据其消耗的水资源来源划分为天然，半天然和人工三个阶段，干旱区水资源利用方式要适宜于绿洲生态的不同阶段，以维持整个绿洲系统的可持续发展。     

Effect of Land-Use Change and Artificial Recharge on the Groundwater in an Arid Inland River Basin

The spatial-temporal variability of groundwater in an inland basin is very sensitive to human activity. This study focused on groundwater changes in the Alagan area within the Tarim Basin, China, with the aim of analyzing the effects of land-use change and artificial recharge on the response characteristics of groundwater. The distributed hydrological model MIKE SHE was introduced for modeling the influence of land use and artificial recharge on groundwater. Based on the runoff variation of this area, we selected three periods to simulate and analyze the response of groundwater. The results of land-use change indicated that there were significant changes from 1980 to 2000. The changed region accounted for 11.93 % of the total area, and the low coverage grasslands showed the greatest reduction. The simulation of hydrological processes before artificial recharge showed that the groundwater depths differed greatly with land-use types. Response analysis of groundwater to artificial recharge showed that the regions in which groundwater decreased were mainly distributed in grassland and bare land. Moreover, spatial autocorrelation coefficients indicated positive spatial autocorrelation of groundwater depths, but these began to reverse in 2010. Overall, land use and artificial recharge have a great influence on the time and spatial distribution of groundwater. Artificial recharge has played a positive role in improving groundwater conditions, but did not change the decreasing trend in time and space. The adaptation of environment to the decrease of groundwater presents as degradation. Groundwater conditions could be improved to some extent by the artificial recharge, but its change seems to be an irreversible process. Overall, this response study provides insight into estimations for exploration of water resources in arid areas.     

永定河上游流域土地利用变化及生态环境效应研究

基于1980年、1990年、2000年及2010年4期土地利用数据,定量化计算永定河上游流域土地利用动态度、土地利用类型间的转移矩阵、生态环境质量指数等指标,对永定河上游流域的土地利用变化和生态环境效应进行了系统分析。结果表明:(1)过去30年期间,研究区土地利用类型的面积所占比例由大到小排列为耕地草地林地城乡、工矿、居民用地水域未利用土地;1980—1990年与1990—2000年,土地利用综合动态度分别为0.06%、0.19%,土地利用类型的转出率或转入率基本上均小于10%,土地利用变化较小;2000—2010年,土地利用综合动态度较大,达到了6%,土地利用类型的转出率或转入率均大于10%,土地利用变化较大。(2)2000—2010年间永定河上游流域生态环境质量指数从从0.4230上升到0.4290,生态环境质量略有好转;总体上维持着区域生态环境的动态稳定。该研究可为永定河上游流域土地利用格局优化及生态环境的改善提供技术支撑。     

黑河流域生态输水对下游植被变化影响研究

通过对2000—2009年的MODIS/NDVI序列分析,研究了黑河下游额济纳地区实施生态输水后该地区的植被时空变化格局。基于不同时空分辨率的遥感影像和实地考察资料,分析了形成植被变化空间差异的主要原因。研究结果表明：（1）研究区内80.4%的绿洲区植被和91.5%的荒漠区植被呈恢复趋势。绿洲区内季节累积植被指数序列趋势度大于0.14a-1的区域都存在农田开垦或弃耕地复播现象;荒漠植被的显著恢复主要发生在西河中、下游和东河下游地区。（2）研究区内19.6%的绿洲区植被和5.1%的荒漠区植被进一步退化,退化区主要分布在衬砌渠系两侧和一些干涸或径流减少的自然河流两岸,植被退化主要是乔木林的退化。（3）大范围的植被恢复主要原因在于地下水环境的整体好转,以及生态保护措施的实施;地下水环境的整体好转取决于黑河中游来水量的增加和下游输水方案的实施。（4）研究区内植被退化的直接原因在于目前输水方案实施后引起的局部地表水环境恶化。因此基于植被动态监测和局部植被对全局生态的重要性评价,确定合理的输水方案,对于区域生态环境演变进入良性循环意义重大。     

新疆玛纳斯河流域景观格局演变及驱动力分析

以1976,1990,2000,2005年和2010年玛纳斯河流域的遥感影像数据为基础,利用GIS、Fragstats3.4、SPSS和灰色模型软件,以景观格局指数分析了玛纳斯河流域的景观变化特征,并结合因子分析和灰色关联度模型对驱动力进行了定量分析。结果表明:近40 a来,研究区整体景观格局表现出多样化、复杂化和破碎化,其中建工用地和耕地呈现出双向拓展并趋于集中的趋势,优势度大大提升,而其他景观类型则与之相反;景观格局的演变受到人为因素和自然因素的双重影响,且以人类活动影响为主;各景观类型因经济和城市发展对资源和空间的需求而发生不同程度的变化。为保护玛纳斯河流域的生态安全,优化景观结构,流域内人地关系需要有效地协调。