干旱区农牧结构优化模式探讨——以黑河流域中上游为例

分析了黑河流域中上游农业的现状和问题,认为积极调整农业产业结构、优化农牧结构是今后发展的必然趋势,它不仅可以促进农区和牧区两大经济生产系统全面健康发展,繁荣区域经济,而且在资源合理配置、改善生态环境方面都有很大作用。结合现有基础提出了农牧耦合的发展模式:一是绿洲子系统内部的耦合,即中游绿洲农区舍饲畜牧业与种植业的耦合;二是山地系统与绿洲系统的耦合,即山上繁殖,山下育肥模式与向山区放牧基地提供精细饲料,在牧区直接育肥模式。     

西北干旱区景观要素镶嵌结构的分形研究——以黑河流域为例

以黑河流域为区域背景，运用分形理论，定量化地研究西北干旱区景观镶嵌结构的复杂性与稳定性。研究结果表明：（1）各景观要素，按照镶嵌结构的复杂性程度（分维值D）排序，依次分别为：高山草原＞河滩地绿洲＞漫灌戈壁绿洲＞高山寒漠＞土质平地盐漠＞土质平地荒漠＞中山森林＞低滩地绿洲＞中山草原＞高山草甸＞草原化荒漠＞河湖滩地盐漠＞冰川和永久性积雪＞平沙地沙漠＞固定沙丘沙漠＞低平滩地盐漠＞人工绿洲＞荒漠草原＞居民点（城市）＞荒漠戈壁＞荒漠剥蚀戈壁＞高山草甸沼泽＞半固定沙丘沙漠＞流动沙丘沙漠＞丘陵山地荒漠＞高山灌丛草甸＞中山灌丛草原＞中山草甸草原。（2）各景观要素，按照镶嵌结构的稳定性程度（SK）排序，依次分别为：高山草原＞河滩地绿洲＞中山草甸草原＞中山灌丛草原＞高山灌丛草甸＞丘陵山地荒漠＞漫灌戈壁绿洲＞高山寒漠＞流动沙丘沙漠＞半固定沙丘沙漠＞土质平地盐漠＞土质平地荒漠＞中山森林＞低滩地绿洲＞高山草甸沼泽＞中山草原＞荒漠剥蚀戈壁＞高山草甸＞荒漠戈壁＞居民点（城市）＞荒漠草原＞草原化荒漠＞人工绿洲＞低平滩地盐漠＞固定沙丘沙漠＞平沙地沙漠＞河湖滩地盐漠＞冰川和永久性积雪。（3）在各景观要素的镶嵌结构中，高山草原是最复杂，同时也是最稳定的；自然绿洲的复杂性和稳定性都大于人工绿洲。镶嵌结构最为简单的是中山草甸草原。最不稳定的景观要素，恰恰就是维系绿洲生存的关键－冰川和永久性积雪。（4）在沙漠和荒漠化景观中，固定沙丘和平沙地沙漠的复杂性虽然高于半固定沙丘、流动沙丘、荒漠戈壁、荒漠剥蚀及壁及荒漠草原，但是其稳定性却低于半固定沙丘、流动沙丘、荒漠戈壁、荒漠剥蚀戈壁、荒漠草原及草原化荒漠。这就是说，固定沙丘并不稳定。（5）在草原景观中，荒漠草原的稳定性最差。     

黑河流域生态经济系统分析与耦合发展模式

将生态经济学原理和系统理论相结合,对黑河流域生态经济系统的构成、特征及矛盾等概念和内容进行了初步探讨。在此基础上,应用系统耦合理论对黑河流域生态经济系统耦合条件进行了评价,将黑河流域生态经济系统耦合发展模式划分为三个层次:农牧业耦合、农产品加工业耦合、系统与外部的耦合,并分别对各层耦合的实现过程进行了理论研究。系统耦合的实质是结合各子系统之间的优势,通过提高系统的资源利用效率,实现系统总体产出效益的提高。因此,系统耦合发展模式为提高内陆河流域的整体水资源利用效率和水资源分配方案提供了一条新途径。     

水资源承载力下的城市化发展模式——以黑河流域张掖市为例

张掖市属资源性缺水地区,区域水资源难以满足当地社会经济发展和生态平衡的需要。随着西部大开发战略的逐步实施,西北干旱内陆河地区水资源的支撑作用将显得愈来愈重要。文中从张掖水资源现状分析入手,阐述了水资源对绿洲城市化的影响,并通过水资源承载压力度对张掖水资源承载力做出分析,最后提出在水资源约束下张掖城市化发展的几种有效模式。     

北方农牧交错带县域经济可持续发展模式实证研究--以固阳县为例

基于对位于农牧交错带的内蒙古固阳县16个乡1 600个农户的抽样调查分析,指出气候干旱、水资源匮乏,抗干扰能力弱、易于发生风蚀、水蚀的生态背景是制约农牧交错带传统农牧业经济发展的生态瓶颈,探讨并提出了区域生态—经济协调发展的“农牧企耦合发展模式”,分析论证了该模式对于解决农牧交错带生态和经济问题的可行性。     

黑河流域生态用水与产业发展研究--以张掖市为例

黑河流域是我国西北干旱地区主要的内陆河流域之一。近年来,由于水资源的不合理利用导致生态环境日益退化,引发了一系列生态经济问题。通过结构用水研究,得出黑河流域用水结构不合理,农业用水所占比重较高,水资源利用效率较低,耗用了大量的稀缺水资源,挤占了生态用水。位于黑河流域中游的张掖市既是整个流域经济的主体,也是流域内用水量最大的地区,产业发展与生态用水矛盾突出。在分析张掖市产业发展现状与流域生态建设之间矛盾的基础上,提出了在生态用水优先的前提下,应优化调整大耗水产业,大力发展节水型产业,建立节水型社会经济系统,以实现生态环境与社会经济协调发展。     

西北干旱区近50年气候变化对出山径流的影响分析——以黑河流域为例

对黑河上游山区1956—2004a祁连站气温与降水数据、莺落峡水文站出山径流进行各季年均值变化分析、基于MathCAD对气温和降水分别与出山径流的关系进行相关分析,发现近50a黑河流域气温与降水的变化没有显著的相关性,降水变化与径流的变化表现出正相关,而气温与径流则没有相关性。近50a降水各季变化没有一致性,却出现一定的规律,即春季持平,夏秋下降,而冬季增加。相对于降水而言,气温变化则表现出各季之间的一致性趋势,即近10a表现出明显的增温趋势,而且增温幅度相似,都在2℃左右。另外对气温与降水对出山径流的影响做了量化,降水与径流的相关系数为0.557,而气温与径流的相关系数只有0.045左右;根据影响径流的气候因子所占权重,集成气候(无量纲)变化曲线,显示出与径流变化的一致性,即气候变化对径流变化有明显的影响;依据本文分析和总结,预计今后10—20a气温、降水都将有升高或增加趋势,届时出山径流将相应增加。     

黑河流域水资源约束下的产业结构调整研究--以张掖市为例

黑河流域是我国西北干旱地区主要的内陆河流域之一 ,近几年来 ,由于水资源的不合理利用而导致生态环境日益退化。位于黑河流域中游的张掖市是整个流域经济的主体 ,也是流域内用水量最大的地区。本文分析了张掖市产业结构现状与流域水资源短缺的矛盾 ,提出了应优化调整大耗水产业 ,大力发展节水型产业 ,建立节水型社会经济体系     

干旱区绿洲、山地、荒漠系统耦合效应及其功能定位——以玛纳斯河流域为例

山地、绿洲、荒漠是干旱区三大地理景观,三者通过生态资源耦合层、生态经济系统耦合层、农业产业系统耦合层及生态地理耦合层的叠加作用,最终可使绿洲系统功能放大.提出了山地,绿洲,沙漠各子系统应给予重新定位,才能合理高效发挥山盆系统的整体功能.进一步确定山盆系统不同生态-经济分区的功能定位:即山地-基础资源的维持保护功能(突出...     

干旱区新型绿洲生态经济系统的优化分析——以玛纳斯绿洲为例

本文从经济与环境保护相结合的观点出发,运用生态经济学原理,以玛纳斯绿洲为例,对干旱区绿洲生态经济系统的结构、功能进行了分析。指出了其成功与不足的方面,通过优化设计,实现了结构优化,功能增强;解决了水量、饲草饲料及肥料的供需矛盾,保持了经济建设与环境保护的协调发展;实现了经济效益、社会效益、生态效益的统一。     

近35年黑河中游临泽县荒漠化时空分异及景观格局变化

以黑河中游临泽县近35年Landsat遥感影像为数据源,基于3S技术、土地利用变化模型和景观格局研究方法,开展研究区荒漠化时空演变及景观格局动态研究.结果表明:研究区荒漠化土地面积总体减小,轻度荒漠化土地面积减少的幅度、空间位移和景观格局变化最大,中度和重度荒漠化土地面积及景观格局相对波动且逐渐向绿洲内部移动,极重度荒漠化土地移动距离最小且主体和景观格局相对稳定;在绿洲开发受限,荒漠化以重度和极重度为主的背景下,应以防治土地沙漠化和盐碱化扩张为主,合理调控绿洲开发活动,实现黑河中游绿洲的可持续发展.     

黄河上中游流域夏季降水预测的概念模型

选取黄河上中游流域43站1961-2006年夏季降水量作为研究对象,应用线性相关分析、EOF分析等方法,分析了流域内夏季降水与北半球100hPa、500hPa、海平面气压、海表温度、地面射出长波辐射(OLR)、青藏高原和西北干旱区地面气温以及74项环流特征量等资料前期至同期的关系,建立了该区域夏季降水气候预测的概念模型。     

黄河中上游部分地区土地覆盖动态变化研究

作为美国国家科学基金项目"中国生态恢复综合影响评价"的部分研究结果,对项目选定的四个评价区之一的黄河中上游地区的研究区域进行土地利用和覆盖变化研究,并以此评价退耕还林效果。利用覆盖研究区域的卫星遥感图像进行解译,以便获取研究区域土地利用和土地覆盖变化(LUCC)的历史数据,特别是大于25度坡度的LUCC以及退耕前后的LUCC数据,通过这些解译数据评价研究区域的退耕还林效果。解译后的数据显示退耕还林效果良好。选定24景跨20年(1978年至2007年)的Landsat遥感卫星图像数据,通过解译追踪研究区域LUCC历史演变,来判断退耕还林的执行效果。     

黑河上游山区径流变化特征分析

河川径流的演变既呈现一定的趋势性,又存在一定的突变性。趋势可以反映径流序列总体的演变规律,突变则可以说明径流序列的某些统计规律何时发生变化。文中分别采用Mann-Kendall检验法和非参数累积和检验法针对黑河上游山区径流序列的趋势和突变特征进行了探讨。结果表明:扎木什克站春、夏、秋季径流和年平均径流量略有增加,冬季径流显著减少;莺落峡站春、夏、秋季径流有所增加,冬季显著减少,年平均径流呈微弱减少趋势。扎木什克站1、2、12月平均径流及冬季径流序列在90年代初出现变点,变点后径流序列的均值较变点前有所减少;莺落峡站4月份径流在1992年存在变点,变点后径流序列的均值较变点前有所增加。     

黑河流域中部土壤微量元素有效态含量的空间变异及丰缺评价

基于G IS技术,通过地统计学方法对张掖临泽、山丹、民乐县和甘州区农田表层土壤有效Fe、Cu、Zn、Mn、N i和Co含量的空间变异、丰缺状况及影响因素进行了研究。结果表明:有效Fe含量的最适模型为球状模型,Cu、Zn和N i为指数模型,Mn和Co为高斯模型;有效N i和Mn具有强烈空间相关性,有效Fe、Cu、Zn和Co具有中等空间相关性;各微量元素有效态含量均具有各向异性。研究区域有效Fe、Cu、Zn和N i含量在甘州区最高,有效Mn和Co含量由东南到西北逐渐减小;有效Cu和N i含量大部分面积处于中等及丰富水平,而有效Fe、Zn和Mn含量为中等及偏低水平。土壤有机质与六种微量元素有效态含量均呈显著或极显著正相关;pH与有效Fe、Cu、Zn和N i含量呈显著或极显著负相关。     

黄河中上游半干旱区典型盐渍土中拮抗性放线菌筛选

对采自陕西、宁夏和内蒙等地典型盐渍土中放线菌组成及拮抗性进行了研究。结果表明:(1)该地区盐渍土中放线菌以链霉菌属为主,非链霉菌仅占9.27%,链霉菌属中以球孢类群,粉红孢类群,灰褐类群,黄色类群为主,占到放线菌总数的55.62%。(2)供试的706株放线菌中有拮抗活性的占到76.44%,但广谱性拮抗菌株较少;对细菌拮抗能力较真菌强;拮抗性放线菌以粉红孢类群、灰褐类群和球孢类群为优势类群;(3)发酵滤液拮抗性试验筛选出4株能产生较强抑菌活性物质的菌株,其中3株都是粉红孢类群。     

黑河中游植被覆盖率变化趋势及其驱动因子分析

利用2002~2011年的黑河干流中游归一化值被指数数据获得植被覆盖率变化趋势,选取合适的NDVI阈值将整个区域划分为"绿洲区"和"荒漠区",并分别探讨了地下水埋深、中游耗水量及累积降水量对两种区域面积和植被覆盖率变化的影响。结果表明:黑河干流中游植被覆盖率整体呈增长趋势,由2002年的32%增长到了2011年的36%,对植被覆盖率增长贡献最大的因素为绿洲区扩张,10年间绿洲区面积占比增长了10%;影响绿洲扩张的主要因素为地下水位埋深和中游耗水量,绿洲区植被覆盖率变化较小,可忽略其影响。荒漠区植被覆盖率的变化主要受累积降水量影响。利用地下水位埋深、中游耗水量、累积降水量可预测区域植被覆盖率的变化趋势,区分人类活动和气候变化对区域植被覆盖率的影响是可行的。     

Assessment of wetland fragmentation in the middle reaches of the Heihe River by the type change tracker model

The quantitative research of wetland landscape fragmentation in the middle reaches of the Heihe River is important for the wetland and oasis sustainable development in the Hexi Corridor. Based on the data of remote sensing and GIS, we constructed the type change tracker model with sliding window technique and spatially morphological rule. The suitable scale and optimum scale of the fragmentation model of wetland landscape in the middle reaches of the Heihe River were determined by the area frequency statistics method, Chi-square distribution normalized scale variance, fractal dimension and diversity index. By integrating type change tracker model and the optimum scale with GIS spatial analysis, the spatial distribution characteristics of wetland landscape fragmentation in different periods and the related spatial-temporal change process were clarified. The results showed that(1) the type change tracker model, which analyzes the spatial pattern of wetland fragmentation on the pixel level, is better than the traditional wetland fragmentation analysis on the landscape and patch levels;(2) The suitable scale for the wetland fragmentation ranged from 150 m×150 m to 450 m×450 m and the optimum scale was 250 m×250 m in the middle reaches of the Heihe River; and(3) In the past 35 years, the total wetland area decreased by 23.2% and the fragmentation of wetland markedly increased in the middle reaches of the Heihe River. The areas of core wetlands reduced by 12.8% and the areas of perforated, edge and patch wetlands increased by 0.8%, 3.1% and 8.9%, respectively. The process of wetland fragmentation in the research region showed the order of core wetland, perforated or edge wetland, patch wetland or non-wetland. The results of this study would provide a reference for the protection, utilization and restoration of limited wetland resources and for the sustainable development of the regional eco-environment in the Heihe River Basin.     

Major elements in the Holocene loess-paleosol sequence in the upper reaches of the Weihe River valley,China

Palaeohydrological investigations were carried out in the Guchuan Basin in the upper reaches of the Weihe River valley, China. A set of palaeoflood slackwater deposits(SWDs) was found interbedded in the Holocene loess-paleosol sequence at the Guchuanzhen site(GCZ). These palaeoflood SWDs were studied by field observations and laboratory analyses including concentrations of chemical elements and optically stimulated luminescence(OSL) dating. The results showed that the palaeoflood SWDs were the result of the secondary separations of the surface soil and weathered soil layers during the process of water transport and deposition, and without obvious weathering during soil development. These extraordinary flood events were dated back to 3,200-3,000 a B.P. with the OSL method and checked by archaeological dating of the human remains retrieved from the profile. These extraordinary flood events were therefore considered as regional expression of known climatic events and demonstrated the climatic instability in the Holocene. This result is important for understanding the effects of global climate change on the dynamics of river systems.     

黑河中游绿洲农田土壤微量元素含量的空间分布特征

采用地统计学与GIS相结合的方法,对黑河中游绿洲农田土壤中Cu、Zn、Ni、Fe、Mn和Co含量的空间变异特征、分布规律进行了研究。结果表明:研究区土壤Zn、Fe、Mn的含量平均值低于全国平均值,而Cu、Ni、Co的平均值高于全国平均值,6种微量元素均具有中等程度变异,且各微量元素样本均符合正态分布;土壤Cu、Ni含量的最佳半方差拟合模型为高斯模型,Zn、Fe和Mn为球状模型,Co为指数模型;土壤Cu、Zn、Ni、Fe、Co具有中等程度的空间相关性,土壤Mn具有强烈的空间相关性;6种微量元素含量的变程大小顺序为Cu、Zn、Mn>Fe>Co>Ni;土壤Cu、Zn、Fe、Mn含量的空间分布特征相似,即总体上为由东南向西北降低,Ni、Co含量呈现斑块状分布。研究区土壤中微量元素含量除Mn主要受自然因素影响外,其它各微量元素均受到自然因素和人为因素的双重影响。