水资源约束下的民勤绿洲景观格局研究

以2006年民勤绿洲土地利用∕覆盖图为基础,进行景观类型综合处理,利用Fragstats3.3软件计算景观格局的多个指数,从斑块类型和景观水平探讨了民勤绿洲景观格局的特点及其与水资源之间的关系。结果表明:民勤绿洲是以沙漠和戈壁为基质的农业型绿洲,随着农牧业的发展,人类对土地利用格局的影响加大,草地和盐碱地的破碎程度加大,林地、城镇居民点和工矿用地连接性降低;整个绿洲形态简单、受主要土地类型支配作用大、景观异质性低,但斑块类型较丰富,绿洲形态紧实;随着水资源的变化,景观水平上格局指数变化最为明显的是斑块聚合度。     

民勤绿洲荒漠化遥感评价研究

利用3个年份TM数据,研究荒漠化遥感评价方法,并对民勤绿洲荒漠化进行了初步研究。建立起以遥感光谱特征、组合派生特征和空间结构特征为评价因素,用最大似然方法和景观格局分析进行荒漠化评价的方法,以及在此基础上区域荒漠化评价指数的计算方法。研究表明,3个年份的荒漠化评价总精度都在0.8以上;引入模式识别技术,将是荒漠化评价的主要发展趋势。1988到1997年间,民勤绿洲荒漠化面积没有扩大,基本保持稳定,但各荒漠类型和等级内部间发生转化。从民勤区域荒漠化指数看,1988年为0.71,1992年是0.69,1997年为0.76。1988到1992年期间,荒漠化以水蚀、风蚀过程为主,荒漠化严重程度有所下降,速率为0.5%;1992到1997年间,盐渍化荒漠化过程加剧,荒漠化严重程度加剧,速率为1.4%。作为水蚀荒漠化过程则在整个评价期内减弱。在景观格局上,1992年的整体景观破碎化程度下降,景观格局最为稳定;而1997年破碎化程度最大,景观格局复杂、最不稳定。因此景观格局也反映出两个评价时段内荒漠化演化过程不同,从1988到1992年,土地退化减弱;而1992到1997年间,土地退化进一步加剧     

石羊河流域中下游绿洲地区耕地利用变化研究(英)

基于1995和2000年Landsat TM影像的土地利用空间数据(1:100000),运用GIS空间分析方法研究了1995～2000年甘肃省石羊河流域中下游地区武威绿洲和民勤绿洲耕地利用现状、耕地扩展与流失的空间分布特征、变化幅度.结果表明:1)耕地是武威绿洲和民勤绿洲最主要土地利用类型之一.耕地与其他土地利用类型之间的相互转化空间分布广泛;2)中下游耕地均处于快速增长状态.1995～2000年下游民勤绿洲耕地年变化率为0.3282,年平均增长率达到2.18%;3)中游武威绿洲耕地扩展来源于草地和未利用地,二者占耕地增长面积的90.83%;耕地流失主要为农村居民用地扩展和耕地退化;4)下游民勤绿洲耕地扩展突出为草地转耕地,占耕地扩展总面积的54.58%.耕地流失最主要是耕地退化为未利用地和荒草地;5)缓冲空间分析表明,石羊河流域中游耕地扩展面积与下游耕地流失面积呈现显著正相关,相关系数为0.8856.中游武威绿洲耕地每增加1 hm2,将导致下游民勤绿洲3 hm2左右耕地减少.     

台兰河绿洲灌区土地利用变化与水资源动态研究

基于2000年和2005年的遥感影像,利用RS,GIS及景观生态学方法,对台兰河绿洲灌区2000-2005年的土地利用进行监测,并分析了不同时期台兰河绿洲灌区水资源开发利用程度.对研究区土地利用与水资源动态变化关系进行了分析.结果表明,2000-2005年耕地面积和水域面积年均增加分别为3 603.8 hm2和151.4 hm2;绿洲林地和草地大面积减少,减少量分别为2 247.07 hm2和14 325.9 hm2,相应地绿地面积减少了165 72.97 hm2;草地和林地等生态用地的减少是灌区耕地增加的主要来源,转移比例分别为13.97%和5.93%.地表来水量不断减少的情况下,灌区地下水开采量从1989年的5.91×106m3增加到2003年的1.39×107m3,灌溉面积和机井数量不断增大,地下水开采强度日益增加,地下水水位呈日益下降的趋势.农业用水所占比例过大,生态用水逐渐缩减.     

黑河流域额济纳绿洲景观格局分析

黑河流域额济纳绿洲是我国西北干旱区典型的荒漠绿洲。干旱荒漠绿洲有其自身的景观生态特点。根据地貌、水文条件状况及区域土地利用格局等因素将额济纳绿洲划分为3个景观格局分析单元即古日乃拐子湖盆区、冲积平原区、马鬃山剥蚀低山残丘区,依据景观生态特点划分出10个景观嵌块体类型。利用景观空间格局指标分析了荒漠绿洲景观格局及其变化,得出额济纳荒漠绿洲景观空间格局的基本特征,说明额济纳荒漠绿洲区生态环境退化已十分严重,必须进行维护和保护。     

且末绿洲适宜规模研究

干旱区平原绿洲,应以水为中心确定绿洲规模,防止水资源不足情况下土地过度开发造成的荒漠化和沙漠化。应用基于生态水热平衡的适宜绿洲规模数学模型,对且末绿洲现状年的绿洲适宜发展规模进行了研究。结果表明：（1）且末绿洲稳定性指数为0.535 8,绿洲处于亚稳定状态,生态系统呈开始退化趋势,绿洲需要较高的投入才能保持稳定。（2）且末绿洲适宜规模为609.22～812.29km2,且末绿洲适宜耕地面积为92.66～123.55km2。通过资料可知,且末绿洲现有规模为992.16km2,超出适宜规模0.2～0.6倍;现有耕地面积为150.88km2,也超出了适宜耕地面积的0.2～0.6倍。从生态可持续角度出发,绿洲面积不宜再扩大。     

内蒙古河套灌区土地利用与景观格局变化研究

利用1985年和2000年的土地利用数据，对内蒙古河套灌区的土地利用变化及景观格局变化进行了研究。借助GIS软件ArcInfo和ArcView及景观格局分析软件包FRAGSTATS等软件，分别对灌区的土地利用变化总体特征、速度、变化过程以及景观级别的动态特征进行了分析，同时，比较了灌区土地利用变化以及景观变化的区域差异。结果表明：灌区中的耕地与草地占绝对优势，表明灌区以农牧为主的社会经济结构；土地退化现象十分明显，26.9％的高覆盖度草地转化为中覆盖度草地，部分低覆盖度草地转化为荒漠地，耕地退化主要表现为     

干旱半干旱区绿洲土地利用区划研究——以新疆伊犁州直为例

探讨干旱半干旱区绿洲土地利用区划,有利于发挥绿洲区域土地资源优势,促进绿洲社会、经济、生态的可持续发展.以新疆伊犁州直为例,利用伊犁州直2002-2009年土地变更数据和相关社会经济统计数据,建立指标体系,运用层次聚类分析方法,借助GIS软件定性分析,通过定量与定性相结合的分析方法研究绿洲土地利用分区.在坚持行政区完整性、生态环境保护等原则的基础上,最终将伊犁州直县市划分为河谷城镇工业经济发展区、特昭盆地现代农业经济发展区、巩喀流域综合经济发展区和奎屯市工业经济发展区4个土地利用区,并分别指出区域土地利用导向.该方法综合考虑社会经济和生态环境等因素,对伊犁州直土地利用进行了合理分区,研究结果有利于实现区域土地资源的可持续发展和利用的要求.     

基于3S技术的土地利用时空变化分析——以迪那河绿洲为例

介于干旱区绿洲内部人口相对密集,人类活动直接反映绿洲土地利用时空动态变化,这为本文对土地利用动态变化进行可行性、科学性分析具备了前提。在3S技术的支持下,运用1992年MSS,2000年ETM影像以及2006年、2011年两个时期TM影像,利用监督分类方法,同时结合研究区2008年1∶50 000土地利用现状图和实地考察资料,对迪那河绿洲土地利用时空变化进行了分析。研究表明:（1）1992—2011年研究区的土地类型发生了较大的变化:耕地、建筑用地呈持续增加态势,而林地、草地面积持续减少。草地面积呈先减少再增加后减少的变化趋势,但总体面积呈现下降趋势;未利用地面积呈现先增加后减小而总体下降趋势;（2）土地利用速度变化分析表明,研究区土地利用变化速度经历了直线型变化势态;（3）迪那河绿洲20 a间土地利用综合指数上升到50.49,此反映研究区土地利用正处于中等发展阶段,这与该研究区的自然地理环境和经济社会发展状况相吻合。     

基于土地利用/覆盖的干旱绿洲区植被覆盖度变化--以新疆生产建设兵团第八师为例

为了探讨西北干旱绿洲区土地利用/覆盖类型景观格局特征,以及不同土地利用/覆盖类型植被覆盖度变化,本文以干旱典型绿洲区新疆生产建设兵团第八师为研究区,选取2000年、2005年的Landsat TM和2010年环境一号星CCD遥感影像数据,采用室内解译与野外核查相结合,运用RS和GIS技术分析了该区域的土地利用/覆盖和景观格局变化特征,并基于土地利用/覆盖类型选取3年的MODIS数据进行了植被覆盖度变化分析。结果表明:1)该研究区主要以耕地、草地和灌丛为主,占总面积的88.9%。在自然因素和人为因素的综合作用下,干旱绿洲区土地利用/覆盖类型发生明显变化,草地和灌丛呈减少趋势,面积分别由2000年的2 603.2 km2和1 166.2 km2减少至2010年的1 677.3 km2和933.8 km2;耕地和城镇逐步增加,面积分别由2000年的2 892.8 km2和209.2 km2增加至2010年的4 038.3 km2和259.1 km2;耕地主要由草地和灌丛转化而来,城镇主要由耕地转化而来,土地利用变化整体处于不平衡发展趋势。2)研究区景观特征趋于简单,土地利用变化改变了该区域景观格局,景观多样性、均匀度减少,优势度明显增大,破碎化程度降低,生物多样性也呈向单一方向转变的趋势。3)受气候等主要因素的影响,2000—2010年植被覆盖度呈先降低后逐步升高的趋势,不同土地利用/覆盖类型植被覆盖度表现为林地耕地草地灌丛荒漠,林地、灌丛、草地和耕地植被覆盖度分别增加6.7%、38.2%、15.6%和12.3%;较高和高等级植被覆盖面积增加,中、较低和低等级植被覆盖度面积减少。4)温度一定的条件下,降雨量是影响干旱绿洲区植被覆盖变化的关键因素。该研究结果可为新疆生产建设兵团生态环境保护管理以及合理规划生产模式提供科学的参考依据。     

渭-库绿洲多尺度景观格局与盐度关系

中国盐渍化土壤面积大,分布广,对区域农业发展构成了严重的威胁。探索土壤景观格局与盐度的关系将有助于盐渍化监测和评估。该研究选择渭-库绿洲GF-1影像为数据源,结合研究区同期38个样点不同剖面土壤盐度数据,对样点缓冲区景观格局与土壤盐度做Pearson相关分析和逐步回归分析,揭示土壤盐度空间分布格局,探讨景观格局与盐度的定量关系。结果表明:1)水平方向上,土壤盐分高值区主要集中分布在绿洲东部荒漠地带和绿洲西部农牧交错区;垂直方向上,渭-库绿洲表层土壤盐渍化现象最为严重,其他各层土壤盐渍化情况相对较轻,盐渍化程度随着深度下降呈降低趋势;2)绿洲区域易受人类活动影响,景观破碎化程度高,而同一区域不同梯度下,随着缓冲距离的增加,区域景观类型增多、均质性降低、多样性增强;3)耕地利用数量指标能较好指示土壤盐度状况,而水体面积、盐渍地面积、其他用地面积、最大斑块指数(largest patch index,LPI)、蔓延度(contagion index,CONTAG)和分维数(perimeter-area fractal dimension,PAFRAC)对盐度影响相对较弱;4)除0~10 cm层外,自10~20 cm至80~100 cm层逐步回归方程的自变量中,耕地面积、水体面积和最大斑块指数LPI为负效应,而盐渍地面积、其他用地面积、CONTAG和PAFRAC为正效应,最优回归方程决定系数为0.537。该研究确定了渭-库绿洲土壤盐度的分异规律,以及不同盐度对绿洲景观格局的影响程度。研究结果可为西北干旱区绿洲土壤盐度预警提供理论依据,同时为干旱区景观格局研究提供一定的参考价值。     

不同土地利用方式下渭-库绿洲土壤质量评价

[目的]定量评价渭干河—库车三角州绿洲(简称渭—库绿州)不同土地利用方式下的土壤质量,为该区域土地资源的合理利用与规划以及土壤质量的管理与治理服务。[方法]基于渭—库绿洲实地采样数据,利用土壤质量评价指标,采用土壤质量指数(SQI)综合评价法,在ArcGIS 9.3软件支持下对研究区土壤质量的空间分布状况进行定量评价。[结果]不同土地利用方式下的土壤质量指数的平均水平存在显著差异(p0.05),其土壤质量由高到低的顺序依次为:林地耕地荒漠灌丛盐碱草地,其中林地的平均土壤质量指数为0.48,盐碱草地的平均土壤质量指数为0.24。[结论]从空间分布上,渭—库绿洲的土壤质量总体处于中低水平,只有研究区中部区域具有较高水平的土壤质量。不同土地利用方式下土壤质量差异明显。     

民勤绿洲荒漠交错带不同土地覆被下土壤养分分布特征

以西北干旱区民勤绿洲荒漠交错带为例,选取民勤沙生植物园、东坝镇、苏武山等8个样带221个样点开展不同土地覆被类型下的土壤养分含量及土壤肥力综合评价研究.结果表明:(1)土壤有机质含量表现为绿洲区＞绿洲荒漠过渡带＞荒漠区的梯度变化;受人类活动影响和荒漠景观特征的影响,不同样带内土壤养分含量离散程度较大,变异系数为16.67％～410.68％,且土壤养分样带内变异程度基本呈现出沿荒漠—绿洲荒漠交错带—绿洲逐渐增加的趋势.(2)荒草地、灌木林地、乔木林地和裸地的土壤N,P,K含量主要受土壤质地和植被类型的影响而呈现出差异.(3)不同土地覆被下土壤肥力质量指数大小为草地(0.552)＞灌木地(0.057)＞乔木地(-0.642)＞裸地(-0.677),草本和灌木具有良好的土壤培肥作用.     

土地利用变化对塔里木河中游荒漠林地动态的影响

[目的]探究塔里木河中游荒漠绿洲过渡带——肖塘地区的土地利用动态变化特征及其对荒漠林地动态格局的影响,为该区域土地资源合理利用以及荒漠林资源保护提供理论依据。[方法]根据肖塘地区1973—2010年4期遥感影像解译数据进行荒漠林地动态变化分析。[结果]荒漠林地从1973年占整个研究区面积的21.9%到2010年的16.9%,成为研究区变幅最大的土地利用类型。1973—2010年荒漠林地面积减少了13.19%,主要转变为农田,而且其年变化速率不断增大。[结论]近40a来,随着人类对肖塘地区持续的水土开发,研究区内荒漠林地处于持续退化的状态。天然植被的退化会进一步对该区域的生态安全构成威胁。     

西北干旱区生态用地概念及其功能分类研究

阐明了西北干旱区生态用地概念与定义 ,并依据功能将其划分为人工型与自然型两大类。其中人工型生态用地包括农业绿洲型和城镇绿洲型 ,自然型生态用地包括自然保护区型、山区水源涵养林型、天然绿洲型、湿地型、荒漠植被型和夹荒地型 ,分析了每种类型生态用地服务于主体生态系统的功能。并指出该区近期生态用地的研究重点应集中于生态用地资源评价 ,掌握其数量、质量及其空间分布规律 ;确定生态用地在西北干旱区以及区内不同流域中所占合理比例 ;定量化研究生态用地与生态用水间的关系。     

Comparison of Soil Properties and Microbial Activities between Air-Dried and Rewetted Desert and Oasis Soils in Northwest China

An air-drying and rewetting (AW) experiment was used to examine the responses of soil properties and microbial activities to abrupt alteration of water availability between desert and oasis soils in northwest China. The results revealed that AW increased soil pH and available nitrogen and phosphorus but decreased soil organic matter in the desert, while available phosphorus increased and available nitrogen decreased in the oasis. This AW also caused a burst of microbial activity in both desert and oasis soils, and the magnitude of the AW effect was correlated with the extent of soil rewetting, incubation temperature, land use, and the interaction between rewetting moisture and incubation temperature. The responses of soil properties and microbial activity to AW were greater in the desert than in the oasis. Different soil properties and microorganism composition resulted from land-use change and were likely to be the causes of the different responses to AW in the desert and oasis soils.     

Using Landsat Images and Spectral Mixture Analysis to Assess Drivers of 21‐Year LULC Changes in Sudan

Landsat images acquired in 1987, 1999 and 2008 were selected to evaluate land use and land cover changes in three different ecological zones in the Republic of the Sudan: savannah (North Kordofan), semi‐desert (River Nile) and desert (Northern State). Maps of soil, vegetation and non‐photosynthetic material were built by spectral mixture analysis using endmembers spectra derived from images. Multitemporal comparison techniques were then applied to vegetation and soil maps to estimate the long‐term land degradation/re‐growth dynamics and to emphasize land cover variation over time and in space. Multitemporal comparisons have shown that site‐specific interactions between natural processes, climate variation and human activity played a pivotal role in land use and land cover change. In savannah, human activities strongly affected degradation phenomena. Expansion of villages triggered a change in land use and mismanagement of the natural resources, mainly caused by deforestation to supply wood for domestic uses. The degradation then promoted sand encroachment and dune migration. On average, 48% of the total area was subjected to medium (25–50%) and high (50–75%) land degradation. Differently, climatic constraints drove increasing degradation processes in semi‐desert and desert zones. The phenomenon was particularly severe in the desert zone. In each site, an inversion of the general trend was due to a land use change where forestry or agricultural projects were established, partly sustained in savannah by the positive rainfall trend of the last two decades. Site‐specific strategies that take into account the interactions of the driving factors at local scale are thus necessary to combat land degradation. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

新疆精河流域不同土地利用方式对土壤质量的影响

通过精河流域不同土地利用类型和农田耕作措施对土壤质量的影响研究发现:①土壤盐渍化程度呈梯度变化,即从洪积扇下部经冲积平原至沙漠,依次出现中盐渍土-强盐渍土-盐土-非盐渍土类型。②天然绿洲的土壤有机质、速效钾、有效磷和碱解氮平均含量最高。荒漠土壤的养分含量很低,但养分含量与盐渍化成正相关,因此利用盐生植物资源增加盐成土荒漠的植被盖度,也是改良盐碱土的良好途径。③人工绿洲土壤有机质和速效钾的含量水平相对较低,主要是只重视施用化肥,却忽视诸如有机肥与化肥结合使用等利于有机质和钾肥积累的耕作措施。④人工绿洲各养分要素的变异系数最低,这是由于近年来精河流域以棉花作为主要的农作物种植,化肥的施用水平较为一致。⑤土壤水溶性盐分（全盐量）随耕作年限的增长表现出先降低又升高的趋势;土壤养分含量的指标变化趋势也基本相似,即先增加而后开始下降,其中有机质含量变化较为明显。主要与多年来棉花长期连作、不合理的灌溉及农田重用轻养等有关。     

Key Role of Desert–Oasis Transitional Area in Avoiding Oasis Land Degradation from Aeolian Desertification in Dunhuang,Northwest China

The survival of oasis is partially determined by the evolution of desert–oasis transitional area (abbr. DOTA) characterized by fragile and unstable environments. This study reveals the function of DOTA in avoiding oasis land degradation from its aeolian environments based on the detailed wind data, in situ observation of wind‐blown sand and granular characteristics of surface sediments from desert to oasis. Results indicate that the DOTA has buffering function in slowing down aeolian desertification in oasis. Additionally, the annual mean wind speed reduces 40·8% from desert to DOTA area but up to 92·8% from desert to oasis. The frequency of sand‐laden wind, drift potential and sand transport all decrease following the section from desert to oasis while surface roughness increases. And the granular characteristics of surface sediments show that the weight percentage of coarse sand decreases but fine sand increases along the section from desert to oasis. This paper reveals that the aeolian environments are of great difference between desert and DOTA and the significant role of DOTA in protecting oasis. Integrated sand control system needs to be settled in the DOTA to strengthen its buffering function. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.