基于InVEST模型的黑河中游土地利用变化水文效应时空分析

基于1986, 1995, 2000和2010年土地利用数据和InVEST模型, 研究近25年来黑河中游的土地利用变化规律, 模拟不同土地利用格局下的流域产流量, 并采用多元线性回归模型分析不同用地类型对流域产流的影响。结果表明: 1) 黑河中游主要用地类型为未利用地、草地和耕地, 2000年后土地利用结构变化较大, 大量耕地转化为建设用地; 2) 经过反复检验, 发现当Z=7.3时, 模拟产流量与自然径流量最为接近, 从子流域来看, 产流深度呈现从东南部到西北部逐渐递减的空间分布规律; 3) 林地面积增加抑制流域产流, 而草地、建设用地和未利用地会促进产流, 耕地在不同的利用方式下会产生正负不同的水文效应。研究结果可为实现绿洲水土资源平衡提供借鉴。     

黑河中游不同土地利用类型下土壤有机碳时空分布

以野外样品采集、室内分析、GIS空间模拟和遥感等多种研究方法为基础,研究黑河中游不同土地利用类型下土壤有机碳的时空分布及其变化机制.结果显示:TOC,AOC,NOC的空间分布与土地利用类型之间有明显的相关性和差异性.土壤有机碳的极值区和区内土壤有机碳质量分数的分布与土地利用类型之间有很好的对应关系;随着深度的增加,三者的空间变化趋势发生了明显变化.剖面0～100 cm深度,不同土地利用类型下TOC,AOC,NOC的质量分数和分布差异性大.分析发现:土地利用类型变化后,剖面上TOC,AOC,NOC的质量分数发生了显著变化.其中:耕作使TOC,NOC的质量分数明显升高,但由于多次的灌溉淋溶,导致AOC的质量分数降低;而土地沙漠化的过程中伴随着大量土壤有机碳的流失.     

黑河中下游绿洲生态安全变化分析

在对黑河中下游5个绿洲1980s中期和2000s近期的状况开展生态安全评价的基础上,进行各个绿洲及流域的生态安全变化分析。无论是1980s中期还是近期,绿洲生态安全综合评价的结果均由中游向下游依次降低,而近期的生态安全状况又比1980s中期有不同程度的下降,下降的幅度也是由中游向下游依次增大。在支持区域生态安全总系统的3个分系统中,与20世纪80年代中期相比,水安全和土地安全水平均明显下降,社会经济安全有所上升。在宏观气候变化的背景下,中游绿洲耕地的增加和绿洲面积的扩大使水资源供需矛盾更加突出,并对下游绿洲的生态环境造成了一定的负面影响,是导致下游绿洲萎缩,整个流域绿洲系统面积缩小、稳定性下降的重要原因。必须加强全流域水资源的调配和流域的综合管理,才能实现黑河流域的生态安全和可持续发展。     

生态恢复前后神农架大九湖湿地土地利用变化研究

结合不同时相遥感影像和实地调查,借助RS和GIS技术,研究了2005年～2010年大九湖湿地土地利用的动态变化和类型转换,以探讨生态恢复工程对土地利用格局的影响.研究发现,生态恢复工程实施后,湖泊和草甸面积大幅增加,菜地和旱地面积大幅减少;土地利用类型转化主要表现为沼泽、草甸、林地向湖泊转化和菜地、旱地向草甸转化.大九湖湿地生态恢复工程取得了初步成效,湿地类型和面积有所增加,湿地景观得到一定恢复,湿地生态环境有所改善.针对沼泽湿地面积减少的现状,需要加强对泥炭藓沼泽湿地的恢复和保护,规范对泥炭藓湿地的开发、经营和管理行为,最终实现湿地生态环境的可持续发展.     

黑河流域1988—2000年土地利用/覆被变化研究

利用1988年和2000年Landsat 5的4、3、2（RGB）波段合成影像解译结果,采用中国科学院资源环境数据库中的全国1∶10万土地资源利用分类系统,基于GIS（ArcView 3.2a）对黑河流域近12年来土地利用/覆被变化（LUCC）进行了研究。结果表明：（1） 土地利用结构变化表现出耕地、林地和城镇用地明显增加,草地和水域减少的趋势,反映出区域城镇化进程加快和生态环境恶化的趋势;（2） LUCC的区域差异显著：上游地区水域在减少,草地和未利用地大量增加,林地和城镇用地变化不大;中游地区耕地、城镇用地大量增加,草地急剧减少;下游地区水域面积大量减少,草场严重退化,未利用地大量增加,生态环境遭到严重破坏。最后,对研究区LUCC的原因和土地持续利用途径进行了讨论。     

基于政策驱动的土地利用转型对土地多功能利用的影响—— 黑河中游案例研究

以黑河中游为研究区, 基于土地利用转型分析和土地多功能利用评价, 探讨2000—2014年期间土地政策对多功能性的影响。结果表明: 1) 黑河中游土地利用转型明显, 生活用地增加一倍, 生产用地增加1/3, 生态用地基本上平衡; 2) 土地利用功能增加近一倍, 多角度利用更加充分, 社会功能和经济功能是主要的土地利用功能, 且提升较大; 环境功能和文化功能相对较弱, 提升较小; 3) 土地政策在很大程度上影响了土地多功能利用。土地开发整理对就业支持、土地生产和资源维持等功能有显著的影响, 耕地非农化管控能够有效地提高社会保障功能和经济供给功能, 退耕还林还草工程对土地利用多功能的影响不显著。     

水体对土地利用影响分析——以黑河流域为例

以黑河流域为例,进行水体对土地利用影响的定量分析.利用2000和2010年两期30m分类数据,对黑河流域的土地覆盖变化及原因进行了分析,然后结合DEM数据,以流域内水体为中心,建立一系列距离不同的双侧对称缓冲区,结合统计分析原理,从整个流域尺度上定量分析不同土地覆盖类型面积与水体缓冲距离的变化特征,发现冰雪的分布面积与水体缓冲距离呈二次方关系,而其他土地覆盖类型均为倒数关系.考虑到黑河主要耗水量集中在中游的实际情况,进而从上中下游尺度对土地分布进行统计分析.     

干旱内陆河流域景观生态的空间格局分析：——以黑河流中游 …

干旱内陆河流域景观的空间结构受水土资源开发利用程序制约。通过划分景观分区和选取景观空间格局指标,分析研究黑河流域中游地区景观的空间格局特征及其与人类活动及自然环境的关系,结果表明Ｌ：１．土地资源开发程度高的区域,景观多样性、均匀性和破碎度值较大,景观优势度和分离度值则较小;２．研究区中部及南部耕地已成为主要景观类型．土地开发利用程度高,但中部绿洲区退化景观已具有相当规模,且随沿山洪积扇区土地开发程     

土地利用变化的环境生态效应研究进展

首先介绍土地利用变化对大气、水、土壤和生物等环境单要素影响的研究内容和方法; 然后从景观生态格局、物质能量流动和生态服务价值等方面综述土地利用变化对区域生态系统综合影响的研究进展; 最后针对现有研究的不足, 提出加强学科综合交叉研究、注重多尺度的集成、完善“3S”技术与模拟模型的融合及加强生态环境效应反馈机制研究等建议。     

巢湖生态调水对鱼类资源的影响分析

文章根据1996-2010年的鱼产量和巢湖的水位流量资料,针对巢湖近年来水域污染状况,从水域生态平衡的角度分析了生态调水对巢湖水域生态的影响,利用相关分析方法,重点分析了水位变化对鱼类资源和滩地面积的影响.分析结果表明:鱼产量在一定水位范围内随着水位的升高而增加,在枯水期湖水位成为制约鱼类生长的主要因子;鱼类产量与湖水位的变幅成反比,相对稳定的水位,有利于维系稳定的水生环境和滩地,从而有利于鱼类的生长与繁殖;当枯水期水位较低时,较大的水位变幅则可能使水生动植物失去生存的空间而淘汰,因此在枯水期进行必要的人工调水,有利于改善生态环境和鱼类等水生动植物的生长.文中还初步分析了巢湖水体污染的原因,并提出水污染防治措施,可为巢湖水污染治理以及湿地保护提供参考.     

黑河中游景观格局变化特征及其与水文过程相互关系分析 ——以张掖地区为例

本研究以黑河中游的张掖地区为对象,基于1986、2000、2005、2007、2011年5期张掖地区土地利用数据进行了景观格局分析.采用莺落峡、正义峡水文站1957—2011年径流量数据以及张掖气象站1986—2011年降水数据对水文过程变化进行分析.在此基础上对水文过程与景观格局相关性进行分析,从而得出张掖地区景观格局对水文过程变化的响应特征.研究结果表明:张掖地区人工景观的破碎度减小,聚合度提高,林地占地面积大幅度下降;上游莺落峡来水量呈增大趋势,下游正义峡出水量呈减小趋势,表明张掖地区用水量呈增大趋势;通过对水文要素与景观格局指数的相关分析,发现降水量对自然景观影响较大,而研究区取用水量对自然景观格局的影响较小.     

黑河流域水资源合理开发利用研究

长期以来黑河流域水资源总量的不足，诱发了上下游之间，经济用水与生态与环境之间等一系列用水矛盾发生，根据有关水文气象资料及关期研究成果对黑河流域水资源数量，特征，利用现状及供需平衡进行了分析研究，结果表明，目前黑河流域水资源已呈现出严重不足，并且由此引起了流域内许多地方是下游额济纳地区生态与环境的急剧恶化，研究原因，固然与内陆地区气候干旱等先天不利条件有很大的关系，但最主要的原因还是人类对水资源的开发利用不当造成的，因此，在区域社会经济的发展中，应充分考虑水资源的制约条件，从可持续发展的角度出发，采取有效措施来提高流域水资源的发展潜力。     

秦淮河水质改善现场调水试验

为了探究不同水闸调度方案对秦淮河水质改善的效果,进行了洪水期、丰水期调度、枯水期调度和降雨初期雨水污染调度等典型时段调水试验。结果表明:通过合理调控闸泵可对秦淮河水质产生积极效果,上游来水、引水的质量和调度时段对于调度效果具有明显影响。     

东昌湖流域生态补水管理模式探讨

目前国际上已将湖泊水环境研究的重心转向湖泊流域生态系统管理,即从流域尺度对湖泊进行污染治理、生态恢复以及生态系统管理,实现湖泊流域内社会经济协调与湖泊生态系统健康的可持续发展。笔者在对东昌湖流域生态补水管理概念界定的基础上,提出了东昌湖流域生态补水管理概念模式、东昌湖流域社会经济协调发展优化模式、东昌湖水质水量保障和生态环境改善的环境管理体系。它涵盖了流域管理、水环境管理和生态系统管理的思想和内容。     

黑河流域地下水埋深与气候变化对植被覆盖的影响研究

植被是联结土壤、大气、水分的自然纽带,在一定程度上,植被变化能在全球变化研究中充当"指示器"的作用.黑河流域位于我国西北干旱地区,气候变化敏感,以黑河流域为研究区,采用1998—2008年Spot-Vegetation的NDVI数据,以同时期的气象数据和区域地下水埋深数据为基础,通过ENVI、Arcgis等软件对数据进行统计分析,利用多元统计模型分析植被指数NDVI与年均温、年地下水埋深之间的定量关系,得出如下结论:1)黑河流域植被覆盖呈上升趋势,其中春季增加趋势最大;在空间分布上,黑河流域上中游的张掖、金塔等地区植被覆盖增加趋势明显,植被覆盖下降的区域主要在下游地区.2)黑河流域的年均地下水水位整体上呈下降趋势,地下水位埋深由年均3.09m上升到4.67m,其中地下水埋深较深的位置主要集中在上游,处于张掖市张掖农场周围,下游地区埋深普遍较浅.3)植被覆盖指数NDVI与温度成正相关,与地下水位埋深呈现负相关,综合分析NDVI变化趋势与气候变化和地下水之间的关系,建立三者之间的定量关系.本研究为定量评价由植被覆盖为主要表征的区域生态环境状况提出了科学的依据.     

引江济太调水试验工程对黄浦江上游水环境的影响分析

太湖流域水质型缺水明显．初步分析引江济太调水试验工程对太湖流域和上海黄浦江水资源水环境的影响,认为实施引江济太调水试验工程,是流域经济社会可持续发展的总体要求,有利于流域水资源调度管理和配置,有利于黄浦江水源地的保护．     

黑河上中游流域地表植被对干旱的响应

在干旱半干旱区,水量是植被生长发育的重要因素.本文基于黑河上中游流域2000—2010年MODIS遥感叶面积指数(LAI)产品、中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集等多源数据,计算研究区域各栅格逐月的累积相对湿润指数,通过皮尔逊回归分析,建立LAI与累积相对湿润度指数的相关关系,以此定量评价黑河上中游流域不同土地覆被类型(农田、森林、草地、聚落、湿地)LAI对气象干旱的响应.结果表明:1)植被对干旱的敏感性随植被生长的不同阶段而变化,多数类型的植被在每年的8月份对干旱最为敏感;2)不同类型的植被受干旱影响的程度不同,干旱对农田和草地的影响较大;3)含虚拟变量的回归模型能够合理地描述干旱对植被的影响,模型具有一定的精度.     

黑河上中游流域植被时空演变规律及其对水热条件的响应特征分析

基于黑河上中游流域1999—2010年SPOT NDVI旬数据及气温、降水旬数据,采用趋势分析和时滞互相关法,对研究区内植被的时空变化规律及其对水热条件的响应特征进行了分析.结果表明:1)1999—2010年,黑河流域上游植被覆盖状况优于中游,中游除张掖市及酒泉市存在人工植被外,其他区域基本不存在人工植被;2)在1999—2010年间黑河上游流域大部分地区的植被均表现出明显退化趋势,中游流域的植被整体表现为轻度退化;3)黑河上中游流域的植被受气温的影响大于降水,而对降水的响应更为迅速.不同类型的植被对气温、降水的响应速度不一.     

黑河中上游草原蝗虫生态分布与生境的关系

以黑河中上游天然草地为例,采用野外调查和定量分析方法,研究了不同草地蝗虫组成、生态种组分布及其与生境的相关关系.结果表明:黑河中上游天然草地的地形、气候条件和土壤、植被组成具有明显异质性;连续4年野外采集蝗虫38种,隶属于3科11属,32个多布种蝗虫在相关性系数0.50处,聚为8个生态种组.蝗虫具有极为广泛的生态适应性,同时草原区的生境决定着蝗虫的地理分布格局,研究区蝗虫主要分布在海拔2000～3000 m的祁连山地.温度因子是蜱虫种属组成的促进因子,其他因子为抑制因子;温度与降水量是蝗虫密度的促进因子;极端最低温与蝗虫种属组成存在极显著关系,与蝗虫密度存在显著关系.     

黑河流域NPP对气候变化及人类活动的响应?

基于改进的CASA光能利用率模型,利用Spot VEGETATION逐旬NDVI数据,对黑河流域1998—2007年植被NPP进行了估算,在掌握10年黑河流域植被NPP变化趋势基础上,探讨不同类型植被NPP对气候变化的响应机制,定量评估2000年后黑河调水与生态保护建设工程的实施效果.结果表明:从1998—2001年间植被覆盖区域年NPP处于显著下降趋势;而2001—2007年间植被类型NPP处于显著上升趋势,2001年成为这10年间NPP趋势变化的转折点.在大规模黑河调水与生态保护建设之后(2002—2007年)的5年期间,黑河上、中、下游所有土地覆盖类型的NPP残差均大于0,表明调水与生态建设工程已经取得成效.人类活动对中游NPP平均贡献率11.5%,对上游NPP平均贡献率5.29%,对下游NPP平均贡献率3.23%.