额济纳绿洲荒漠植被退化的水环境的时空演变分析

额济纳绿洲作为一个极端干旱的荒漠绿洲,黑河是其惟一的水源.随着黑河地表来水量的迅速减少和水质的严重恶化,额济纳旗地下水位快速下降,水质恶化,绿洲荒漠植被退化,生态环境问题日益突出.本文从分析额济纳绿洲水环境的时空演变着手,论证了荒漠植被与水环境的关系,能为额济纳绿洲生态环境的保护与治理提供科学依据.     

额济纳考察记

笔者很早就听说了从祁连山上奔流而下的黑河连接着冰雪高原,连接着河西走廊上的边关,连接着茫茫戈壁里古城遗址的冷月倒影,连接着垂死的胡杨林,连接着干涸过的居延海。2007年9月,笔者终于有机会与中国科学院动物研究所的科研人员一同去黑河下游的额济纳旗,考察啮齿类哺乳动物的生存状况,让额济纳河（黑河在额济纳旗境内又叫额济纳河）和自己的人生之旅连接了起来。     

宁夏回族自治区生态植被变化规律研究

植被状况的变化是反映区域性生态环境状况的重要指标之一,多年植被指数的变化则反映了植被生态环境随时间的变化规律。本文在前人研究成果的基础上,采用定量遥感技术,应用美国国家航空航天局最新的全球植被指数变化研究数据(GIMMS)及MODIS数据作为数据源,对宁夏地区1982-2004年间的植被指数变化幅度及变化趋势进行了研究对比。结果证明,1999年以前宁夏绝大部分地区植被指数呈现上升趋势;而从2000年开始,由于引用黄河水量的减少,部分地区的植被指数呈现下降趋势。     

张掖国家湿地公园生态系统分析

张掖国家湿地公园是甘肃省唯一一个湿地公园,也是全国内陆河流域的第一个国家湿地公园。张掖湿地公园生态系统复杂,对气温、对鸟类、对区域水体都有着重要的影响;但是由于黑河水量季节性较强,同时要兼顾内蒙古额济纳旗地区的生态安全,张掖绿洲的生态补水相对减少,加之人为活动对生态环境的影响,张掖国家湿地公园生态环境面临着较大的压力。     

祁连山前山盆构造的水文地质特征

祁连山前山盆构造的水文地质特征一直是亟待解决的难题。在分析区域地质构造研究成果的基础上,采用音频大地电磁测深法分析了山盆构造的电性特征,并对祁连山山前大断裂的性质进行了研究。利用钻孔资料探讨了祁连山前山盆构造两侧的岩性、基底埋深以及水力联系。通过同位素分析,进一步探讨了山区地下水向盆地运移的阻水与透水机理。研究工作给出了该地区水文地质特征,为黑河流域水资源模拟提供了基础支撑,为中国西北内陆盆地类似地区山盆之间的水量交换研究提供借鉴和参考。     

额济纳旗土壤特性分析

为了探讨额济纳绿洲土壤的特性,在额济纳旗选取了四个采样点,对土壤的理化特性进行分析,其结果主要如下:该地区土壤含水量较低,碱性较强,pH值均达8以上,具有明显的盐碱化趋势和特征.表层土壤的pH值相对较低.该地区土壤有机质含量不高.就土壤深度而言,表层含量最高,逐层降低.土壤的含盐量较高.由实验结果可知,额济纳旗土壤呈现出干旱地区土壤的显著特征.     

西北黑河下游盆地河水与地下水转化的新发现

运用地球物探、盆地地质演化、环境同位素示踪与水化学分析、河床渗透试验和地下水流场分析等研究方法,综合研究了我国西北干旱区第二大内陆河--黑河下游盆地河水与地下水的转化途径、方式及转化量,发现在哨马营至古日乃存在地堑式断层,断层带为黑河古河道.通过河水位与地下水位的关系、河床渗透试验,估算出黑河鼎新段河水渗漏量约为1.764×108m3/a. 黑河鼎新段为古日乃盆地地下水的补给区,地下水大多通过古河道进入古日乃盆地,保证古日乃绿洲的生存.为黑河流域综合整治提供了科学依据.     

祁连山前山盆构造水文地质特征

提 要 祁连山前山盆构造的水文地质特征一直是困扰水文地质研究的难题。在分析区域地质构造研究成果的基础上,采用音频大地电磁测深法分析了山盆构造的电性特征,并对祁连山山前大断裂的性质进行了研究。利用钻孔资料探讨了祁连山前山盆构造两侧的岩性、基底埋深以及水利联系。通过同位素分析,进一步探讨了山区地下水向盆地运移的阻水与透水机理。研究工作为黑河流域水资源模拟提供了基础支撑,为我国西北内陆盆地类似地区山盆之间的水量交换研究提供借鉴和参考。     

结合植被指数与纹理区分天然绿洲与人工绿洲——以甘肃省酒泉市金塔绿洲为例

以位于黑河流域北大河下游的金塔绿洲为例,以LandSat TM为数据源,在确定绿洲NDVI(normalizeddifference vegetation,INDV)阈值,对影像进行主成分分析并计算基于灰度共生矩阵的纹理指数的基础上,运用决策树分类法,进行了天然绿洲和人工绿洲的区分,并将区分结果与单纯使用INDV和最大似然分类结果进行了比较.结果表明,结合纹理与植被指数区分天然绿洲与人工绿洲的总精度为62.50%,Kappa系数k=0.416;与只用INDV区分的方法相比,总精度提高1.50%,k提高2.60%;与最大似然法相比,总分类精度提高0.90%,k提高2.20%.说明将纹理特征与植被指数相结合的方法可以在一定程度上提高天然绿洲与人工绿洲的区分精度.     

利用TM系列影像监测盐碱化土地变化——以民勤绿洲为例

选择盐碱化灾害严重的民勤绿洲地区,结合植被指数和地面温度以及目视解译的土地利用图,对4个不同年份的TM遥感影像进行信息压缩与提取,完成土地利用与覆盖的自动分类,获得不同时期、不同程度的盐碱化土地面积,进行对比分析.选择两个典型地区,结合气象、经济、地下水等观测和统计资料,研究盐碱化土地面积变化的成因.结果发现民勤绿洲地区的盐碱化土地面积一直处于下降趋势,地下水是影响土地盐碱化变化最主要的因素.     

黑河中游山前荒漠和绿洲荒漠过渡带土壤植被空间分布特征研究

干旱区呈现荒漠和绿洲邻接共存的独特景观,区域内土壤植被起到维持生态系统结构功能稳定的基础性作用.本文以黑河中游山前荒漠及绿洲荒漠过渡带作为典型区域,设置土壤植被调查样带,在采样分析土壤机械组成、水分、盐分离子、有机质质量分数及植被覆盖度、冠幅、高度等数据的基础上,探究土壤植被在垂直和水平方向的空间分布特征.得到以下结论:1)黑河中游样带土壤平均质量含水量在1.49%~5.57%范围内,祁连山前样带北山前样带,体现祁连山区对于荒漠的水分补给;2)祁连山前样带土壤质地主要为粉壤土和砾质壤土,盐分和有机质含量较高,相反,北山前样带土壤质地主要为砾石土和砂土,盐分和有机质含量较低,土壤含水量与土壤颗粒组成、盐分、有机质含量等其他土壤属性存在显著的相关关系;3)植被覆盖度在祁连山前荒漠较高,北山前荒漠较低,远离绿洲方向的样带土壤含水量及植被覆盖度总体呈上升趋势,表现生态裂谷特征,威胁黑河中游绿洲生态系统安全;4)植被与土壤属性之间高度相关,主要表现在植被覆盖度与土壤水分、土壤细粒径颗粒和有机质含量的正相关关系,以及植被覆盖度、高度和冠幅随盐分先增加后降低的二次抛物线关系,表明盐分对植物的生长具有一定的抑制作用.     

青海云杉林叶面积指数空间分布模拟——以祁连山区排露沟流域为例

以祁连山区排露沟流域为研究区,利用高分辨率的遥感数据获取多种植被指数,并与观测的叶面积指数进行回归分析,发现叶面积指数LAI与归一化植被指数NDVI的相天性最好(R2=0.3766),且以LAI与NDVI的关系建立的模犁精度最高(RMSE=0.381).通过t检验,证明NDVI模型明显优于其他植被指数模型,因此把它选为最佳模型,模拟整个研究区青海云杉林叶面积指数的空间分布,为小流域分布式生态水文模型提供重要的参数.     

黑河分水后额济纳绿洲生态恢复的遥感定量测算

以2000,2003年陆地卫星遥感影像为信息源,通过遥感和GIS技术,据土壤调节植被指数和植被覆盖度结合土地覆盖/利用转移矩阵,剖析了黑河分水3年来额济纳地区土地覆盖类型的面积变化、空间变化、质量变化等特征,对分水前后额济纳绿洲生态环境状况进行了定量测算和对比.结果表明:水资源驱动下额济纳绿洲及其周边地区生态环境确有好转,各植被覆盖类型面积均有扩展,总计增长11.9%;植被覆盖度提高,盖度集中区间迁移趋向主要由[0.0,0.05]转换至[0.05,0.30],比例为13%;空间演变为绿洲外围的低覆盖度植被大量生长,绿洲三角洲枯败的荒漠河岸林植被恢复生机,大面积水域重现;河流廊道区恢复效果好于外围区域.     

基于NDVI的贵州省植被覆盖时空特征分析

利用2001—2018年的500 m分辨率的MOD13A1数据,计算每个像元的NDVI的变化趋势,并采用线性趋势分析法和相关性分析法,分析贵州省植被覆盖面积在18年间的时空变化特征;结合2001—2018年植被的降水利用效率与2010、2017年2期土地覆盖数据,研究不同土地覆盖类型的NDVI的特征. 研究结果表明:(1) 2001—2018年,贵州省的植被覆盖面积总体呈增加趋势,表明生态环境得以明显改善,以毕节、六盘水市最为显著;(2)从植被覆盖面积变化趋势来看,贵州省的植被改善区域大于退化区域,植被退化区主要集中在城镇扩张区;(3)贵州省的整体植被降水利用效率与植被覆盖面积的变化趋势不具有一致性;(4)贵州省的NDVI与同期降雨量、气温均呈现良好的相关性,而植被生长对气温变化不存在明显滞后性、对降雨量变化的滞后期为1个月,即植被生长对气温的敏感性高于降雨量;(5)在植被生长季,不同土地覆盖类型的NDVI具有不同的特征: NDVI(林地)>NDVI(耕地)>NDVI(草地)>NDVI(建设用地)>NDVI(水体).     

祁连山地区气温和降水变化分析

利用祁连山区17个气象站1952-2007年温度和降水资料,分析了其变化特征.运用趋势线拟合及相关性分析方法,得出如下结论:(1)所有气象站的年均温和夏季均温都呈上升趋势,而年降水和夏季降水大部分是上升趋势,有少量减小.并得出年均温和夏季均温上升趋势最大的气象站,年降水和夏季降水上升趋势最大气象站,以及年降水和夏季降水下降趋势的气象站.(2)年降水与夏季降水及年均温与夏季均温都有很好的相关性,降水的相关性要好于温度的相关性.并得出相关性较好的气象站,指出气象站降水和温度的一些特点.(3)2000年以来,各气象站的年均温和年降水量变化趋势均表现出一定的差异性,并初步分析了成因.     

基于时序NDVI的三峡库区植被覆盖时空变化特征分析

基于250 m 分辨率的MODIS-NDVI数据,从时间变化和空间变化两方面分析2000年～2015年三峡库区植被变化特征,运用一元线性回归趋势分析方法和F检验方法对三峡库区NDVI的变化趋势进行了定量研究.结果表明：16 a 来三峡库区NDVI总体上趋于波动增长,年均增长率为0.17%,但在时间和空间上有不同的变化特点.从季节差异上看,春季NDVI增长最快,其次是秋季和冬季,夏季NDVI变化趋势较平缓.从NDVI的空间变化格局上看,NDVI呈显著增加趋势的面积占整个库区面积的14.47%,轻微增加占55.77%,增加区主要分布在库区的北部、东北部、东部及东南部.库区20个县(区)NDVI 呈显著增加的面积均大于显著减少面积,其中巫溪、兴山、宜昌、巴东4县的增减面积均在800 km2以上,植被覆盖提升明显;忠县、重庆市区、渝北、长寿4县(区)的增减面积差均低于30 km2,植被覆盖增加相对较慢.库区各类型植被的NDVI均呈上升态势,其中草地NDVI增长最快,阔叶林NDVI显著增加面积占其总面积的比例最高,灌丛NDVI显著增加面积在所有植被类型中最大,退耕还林还草和农业生产模式转型也促使农作物NDVI缓慢增长.     

2000—2015年黑河流域中上游NDVI时空变化及其与气候的关系

选择西北第二大内陆河黑河流域中上游为研究区, 以2000—2015年逐月NDVI数据、月均温和月降水数据、DEM数据和基础地理信息数据为数据源, 采用RS, GIS 和数理统计分析等方法, 从区域尺度和像元尺度揭示区域NDVI时空变化格局及其与气候的关系。结果显示: 1) 2000—2015年, 黑河流域中上游NDVI总体上呈现增长趋势, 其中夏季的增长速率最大, 明显高于春季和秋季; NDVI快速增长区主要位于中游地区黑河干流两侧的绿洲地带; NDVI显著下降区位于张掖市市辖区、酒泉市市辖区以及其他县城所在地; 2) 夏季NDVI与降水相关性较高, 而春、秋季NDVI与气温相关性较高; 夏季NDVI与夏季降水的显著相关性主要体现在远离黑河干流的大片低覆被草地、戈壁以及荒漠, 而邻近黑河的人工绿洲地带NDVI与降水没有显著相关性; 3) NDVI响应降水的时滞效应较明显, 夏季NDVI对降水的响应普遍存在1个月的时间滞后, 最长能滞后2个月。研究结果可以为区域植被恢复和生态系统管理提供参考。     

祁连山森林健康保护与恢复策略

应用森林健康理论，分析得出威胁祁连山森林健康的主要自然灾害为病虫鼠害、雪折、风倒滑坡、气候干旱及森林组成和林分结构不合理；主要人为破坏活动为过度放牧、毁林开荒、乱砍滥樵、乱采道挖、乱捕滥猎等．提出了保护和恢复祁连山森林健康的策略：全程计划、加强预防、严格封锁、严密监测、科学防治、合理利用、大力建设、广泛合作．针对祁连山北坡森林类型，提出了相应的健康维护的技术措施．     

天山北麓500年来环境演变及其对人类活动的影响

文章在分析前人研究成果的基础上,总结归纳出天山北麓500年来温度、湿度以及温湿组合演变的基本规律,500年来天山北麓地区的环境演变大致经历了三个冷暖期以及四个湿润期和三个干旱期的交替,主要以冷湿、暖干的气候类型交替出现.在此基础上,笔者探讨了气候变化对干旱地区绿洲生态系统的稳定、灌溉农业的发展,水资源和环境以及灾害及其防治等方面的影响,认为气候变化有利于该地区水资源的利用,但也给部分地区带来了比较严重的洪涝灾害.