克里雅绿洲旱生芦苇根茎叶C、N、P化学计量特征的季节变化

旱生芦苇在水分限制、元素匮乏的环境条件下,经长期进化适应形成了自身独特的生理生态特征,研究其C、N、P化学计量特征随生长季节的变化规律有助于深入了解该植物生存和适应策略。系统分析了克里雅绿洲旱生芦苇根、茎、叶的C、N、P化学计量特征及其季节动态,深入探讨了不同生长季、不同器官以及两因素的交互作用对以上特征的影响。结果表明:旱生芦苇C、N、P含量均值分别为393.36、12.43、1.25 mg/g,C∶N、N∶P、C∶P均值分别为54.55、9.96、441.27。整个生长季内芦苇各器官间C、N、P平均含量的变化规律一致,为叶>茎>根,C、N、P化学计量比的变化规律不一致;芦苇C含量随生长季节的变化不断增加,N、P随季节的变化逐渐减少,C、N、P化学计量比随季节的变化规律也不尽相同。对芦苇C、N、P含量及其化学计量比整体变异来源分析显示,生长季节的变化对芦苇C、P、C∶N、C∶P变化的贡献大于器官间差异,器官间差异对芦苇N、N∶P变化的贡献大于生长季节的变化;说明芦苇生长发育过程中各生长季各器官对元素的吸收利用具有特异性。结合N、P元素含量及N∶P值的大小可知,研究区芦苇生长受到N、P共同限制,且更易受N元素的限制。

昆仑山北麓克里雅绿洲生态服务价值对土地利用变化的响应

基于1991、2002与2008年卫星遥感资料,采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法,分析克里雅绿洲土地利用变化对生态系统服务价值与结构的影响。研究表明:①研究区生态服务价值从1991年的144 224.8万元降到2008年的128 716.3万元,生态服务价值损失10.8%,每年净损失生态服务价值达24.2元/hm2。生态服务总价值的减少主要是由湿地、水域总面积的减少而导致的;②研究区各生态服务功能对区域总生态服务价值贡献率由高到低依次为:废物处理、土壤形成、生物多样性保护、水源涵养、气候调价、气体调价、食物生产、娱乐休闲和原材料;③研究区生态服务价值对生态服务功能指数缺乏弹性。

克里雅绿洲地下水埋深与土壤盐分时空分异及耦合分析

在干旱区绿洲平原地带,地下水埋深与土壤盐分时空分异明显,且二者存在高度的交互耦合关系。为实现分时段、分区域对地下水进行综合利用及对土壤盐渍化进行有效治理,以克里雅绿洲为研究区,根据20个地下水样点及8个土壤样点的监测数据,采用经典统计学方法、地统计分析法及GIS技术对研究区地下水埋深与土壤盐分的时空分异进行了研究,并运用耦合系数模型计算了二者之间的耦合度。结果表明:地下水埋深夏秋季较深,冬春季较浅且研究区西北浅,东南深,由西北向东南递增;土壤盐分含量夏秋季快速下降,冬春季迅速上升且研究区西高东低,由西向东呈条带状递减分布;地下水埋深与土壤盐分含量之间存在交互耦合的关系。

近40年克里雅绿洲人口时空变化对土地利用/覆盖变化的影响

研究绿洲区域土地利用与覆盖变化及人类活动对土地利用与覆盖变化的驱动作用,对全球变化科学具有重要意义。该文通过精确空间化的1975年和2015年人口数据与土地利用与覆盖(land use and land cover,LULC)数据,运用网格单元法、线性相关、空间自相关、空间回归模型等方法,兼从全局与局部定量分析克里雅绿洲40a的人口变化与LULC变化的时空动态关系,探讨人口空间变化对LULC变化的驱动作用。结果表明:1)40 a来,克里雅绿洲的扩张表现在:人口显著增加,坤长14.277 7万人并向县、乡、镇中心集聚,建设用地与耕地向南部扩张明显,林地增加但趋于破碎化,草地与水域锐减。2)人口的空间变化是克里雅LULC变化及绿洲扩张的直接驱动力,直接表现为建设用地与耕地向南扩张,间接表现为林地变化、草地变化、水域变化。人口的空间变化对绿洲扩张的内部驱动作用,与绿洲北部恶劣的自然环境、克里雅河自南向北的流向共同作用,导致绿洲向南部扩张。3)地理加权回归模型能够反映更多的异质特征。在总体相关结果下,局部区域可能出现方向相反或大小不等的相关结果。研究可为当地政策制定提供依据。

近20 a克里雅绿洲人居环境适宜性时空演变分析

通过构建人居环境适宜性综合评价指标体系,利用综合评价模型计算克里雅绿洲1995、2005和2015年的人居环境指数,从时空角度分析人居环境适宜性演变情况,定量揭示克里雅绿洲人居环境适宜性的空间格局和地域特征。结果显示,1995—2015年克里雅绿洲人居环境指数总体呈上升趋势,人居环境质量有所改善,比较适宜人类聚居生活的区域面积逐年增加,而临界适宜区和低度适宜区的面积总体上减少,说明沙漠化对绿洲外围交错带的侵蚀现象依然严重。1995—2015年,克里雅绿洲不同人居环境适宜类型之间,尤其是地域上相邻类型之间相互转换的现象十分明显。绿洲内部各类型相对稳定,而绿洲外围各类型之间转换幅度较大。各单项指标与人居环境指数相关性的排序为:距集市距离>距水源地距离>地被指数>GDP产值>气温>降水>地形起伏度。人居环境中、高度适宜区主要分布在绿洲中部,靠近集市和交通线的区域,这些区域各指标的适宜程度较高,是人类比较理想的聚居地;不适宜区和临界适宜区主要分布在绿洲外围沙漠及交错带区域,这些区域受各指标条件的严格限制,不适宜人类居住生活;而低度适宜区主要分布在中度适宜区外围的草地区域,人居环境条件较差,人类居住和生活受到一定限制。

塔里木盆地南缘克里雅绿洲土地利用变化对生态系统服务价值的影响研究

以塔里木盆地南缘克里雅绿洲作为典型区，分析1991-2001年土地利用变化对生态系统服务价值的影响。研究结果表明，克里雅绿洲在1991-2001年土地利用变化很明显，生态服务价值从1991年的10．004×10^8元降到20,01年的8．792×10。元，生态服务价值损失了12％，平均每年净损失生态服务价值32．2元／hm^2湿地生态服务价值的变化最大，变化率高达-37．54％。湿地、水体面积变化的绝对量高、生态服务功能价值指数大是导致研究区生态系统服务总价值降低的主要原因。敏感性分析结果表明，克里雅绿洲生态服务价值对生态服务功能指数是缺乏弹性的，研究结果是可信的，可为研究区土地利用规划提供借鉴。

新疆克里雅绿洲土壤盐分、pH和盐基离子空间异质性分析

以克里雅绿洲盐渍化土壤为研究对象,以野外调查与实地数据为基础,采用空间自相关分析与径向基函数插值法,定量分析了克里雅绿洲土壤的含盐量、pH及盐基离子的空间异质特征。结果表明:绿洲盐渍土表聚性强、呈碱性,土壤含盐量从南至北呈现逐渐增大趋势。土壤含盐量、Na^+、Ca(2+)、K^+、Mg2^+、Cl–、SO_4^(2-)均属于强空间变异,HCO_3~–属于中等强度的空间变异,而pH属极弱变异。土壤盐分含量、pH和盐基离子的Moran’s I指数均通过了显著性检验,研究区土壤含盐量、p H与盐基离子在空间上呈现低聚集性。Pearson相关性分析结果显示,土壤盐分含量与Na^+、K^+、Cl~–和SO_4^(2-)含量具有强正相关性(P<0.01),与Ca^(2+)和Mg^(2+)含量中等程度正相关(P<0.05);土壤pH与土壤含盐量及盐基离子含量极弱相关。该研究结果可为绿洲水资源合理开发与农业可持续发展提供科学依据,同时可作为盐渍土改良和沙漠化防治等环保工作的决策支撑。

新疆克里雅绿洲土壤含水量的空间变异性特征

选择克里雅绿洲喀尔克乡西部的一块带状芦苇地为研究区,在研究区内布设28个样点,采集芦苇覆盖度、株高、冠幅长、冠幅宽和密度这5个生长指标,分0—10,10—30,30—50cm三层取土壤样品并测定各层的土壤含水量,在此基础上,利用描述性统计分析和地统计分析等方法研究芦苇分布区表层土壤含水量的空间变异特征。利用相关分析方法分析各层土壤含水量与芦苇生长指标之间的相互关系,为改善研究区脆弱生态系统提供理论依据。从描述性统计分析来看,芦苇分布区三层土壤含水量的变化幅度均较大,各层均表现为中等变异强度。随着土层深度的增加,土壤含水量逐渐增加,但其变异程度逐渐减小。土壤含水量垂直分布特征有4种:即底聚型、中聚型、表聚型、表聚型和底聚型混合等。底聚型土壤含水量剖面为研究区最主要的剖面类型,其次是中聚型土壤含水量剖面,再次是表聚型和底聚型混合的土壤含水量剖面,表聚型土壤含水量剖面的分布面积最小。土壤含水量与芦苇生长指标之间的相关分析表明,各层土壤含水量与芦苇生长呈正相关关系。其中各层土壤含水量对芦苇覆盖度、株高和密度的正面效应不太明显;对芦苇冠幅长和冠幅宽等生长指标的促进作用较明显。下层土壤含水量相对于上层土壤含水量而言,对芦苇生长起到更重要的促进作用。

克里雅绿洲地下水埋深与土壤含水量的相关性

借助MATLAB7.0对新疆克里雅绿洲225个土壤样品的土壤含水量和28组地下水埋深数据进行处理,用线性回归法和多重回归法对土壤含水量与地下水埋深的关系进行分析。结果表明:0～5cm、15～20cm、45～50cm和0～50cm的土壤含水量与地下水埋深的相关系数分别为-0.8017、-0.8580、-0.8551和-0.8574;土壤含水量与地下水埋深之间存在显著的负相关关系,自上而下其关系逐渐增强,其中以15～20cm土壤含水量与地下水埋深的相关性最强;由多重回归分析确定经验方程,其判定系数达到0.6631,说明地下水埋深是影响土壤含水量的重要因素,同时土壤含水量的多少可作为评估地下水开采利用与调控的依据。

土地利用变化下的生态系统服务敏感性研究——以克里雅绿洲为例

通过剖析传统的敏感性分析法,提出交叉敏感性概念,评价生态服务价值对土地利用类型转换的响应性。以克里雅绿洲为研究区域,以1991、2002和2011年三期遥感影像数据为基本信息源,运用交叉敏感性分析,计算生态系统服务价值对土地利用类型转换的敏感性,确定生态系统日趋敏感的土地利用变化过程,为土地管理对策提供参考依据。研究结果表明:20 a来,克里雅绿洲生态服务价值较敏感的土地利用转换类型相对稳定,主要集中在湿地和水体向荒漠和低覆盖度草地的转换;与1991和2011年相比,2002年的交叉敏感性系数普遍上升,这主要是因为湿地、水体面积的减少加剧了研究区的生态脆弱性,从而表现出更大的敏感性;湿地和水体向耕地转换的交叉敏感性一直处于上升趋势,并不断接近于-1,表明生态服务价值对高强度的人为活动变得越来越敏感,从而警示地方管理部门采取必要措施制止此种转换的持续。

克里雅绿洲浅层地下水特征与表层土壤特征的相互关系研究——基于最优插值预测

通过对特定区域由点至面的预测,进而研究典型干旱区绿洲浅层地下水特征与表层土壤特征的空间分布变化规律及两者相互影响,对干旱区水土关系的科学认识具有重要意义。根据最优的空间插值预测方法对克里雅绿洲整体的浅层地下水特征与表层土壤特征(地下水埋深、电导率、水温,表层土壤含水率、电导率、土温)进行预测,并在全局尺度上对以上的水土指标进行相关性研究。结果表明:(1)克里雅绿洲区域地下水埋深主要在3 m以下,地下水电导率主要在5 mS/cm以下,地下水温度主要在15℃以下,表层土壤含水量主要在50%以下,表层土壤电导率主要在2.5 mS/cm以下,表层土壤温度主要在13℃以下,浅层地下水特征与表层土壤特征的空间分布均呈现一定的变化规律。(2)浅层地下水特征与表层土壤特征间均具有空间与统计相关性,地下水电导率与表层土壤盐分的线性回归拟合结果最好(R^2=0.721 8),回归方程为y=0.144x+0.172 1,可以作为实际预测中的参考依据。

克里雅河绿洲人口结构与经济结构的灰色关联分析

以克里雅河绿洲为例,选取人口结构与经济结构中的21个指标构建耦合系统评价指标体系,运用主成分分析法及灰色关联技术对克里雅河绿洲人口结构和经济结构的关联度、耦合度和时序特征进行测度分析,以揭示两大系统的耦合度的演变规律。结果表明,1克里雅河绿洲人口结构与经济结构要素的耦合机理比较复杂,各要素之间彼此关联强度不一;2人口结构与经济结构的耦合度具有明显的波动性和时序性,与1999年相比,2009年以后耦合度呈现出下降的趋势。

新疆克里雅河绿洲经济增长与生态环境的耦合协调发展研究

克里雅河绿洲在空间分布上几乎与于田县行政区划中的人居区域相吻合。利用于田县经济增长和生态环境数据,构建绿洲经济增长和生态环境的指标体系,运用熵权法得到绿洲经济增长综合指数和生态环境综合指数,通过相关系数分析和耦合协调度模型对绿洲经济增长与生态环境耦合协调进行分析。结果表明:1)克里雅河绿洲经济增长和生态环境综合指数都呈上升的趋势,但经济发展综合指数的增长趋势大于生态环境综合指数的增长趋势。2)克里雅河绿洲经济增长和生态环境综合指数的关系相对密切,经济增长和生态环境的协调度C围绕起均值0.4954上下波动,调和指数T和耦合协调度D总体呈上升趋势。3)耦合协调度变化量ΔD和环比增长率r在小波动中呈现增长趋势。

基于NDVI的克里雅河尾闾天然绿洲范围及面积变化研究

绿洲内部存在极为复杂的机理结构,是干旱区人们生活的支柱,本文定量化提取研究区各时段绿洲的范围及面积,以期为绿洲的生态环境改善及持久发展提供基础资料,同时提供一种可供参考的以NDVI确定绿洲边界的方法。最后以1993-2015年内的6期Landsat影像为数据源,对克里雅河尾闾的达理雅博依绿洲的NDVI进行了计算,并利用分割阈值定义了各期的绿洲范围。研究结果表明:近23年绿洲面积整体呈波动下降趋势,绿洲面积并不稳定,尤昂吉格代地区以北的绿洲面积处于萎缩之中,马坚勒克地区绿洲,经历了从无到有的变化。1993年绿洲面积最大为850 km^(2),2007年绿洲面积最小为716 km^(2),变幅约134 km^(2)。从达里雅博依绿洲边界提取的结果得出,1993-2015年间以夏力达壤为标志点,其以北区域绿洲边界减小变得更加破碎,绿洲范围缩减。绿洲面积的减少与人类的生产生活有关,特别是中游于田地区农业开发及下游畜牧业对水资源的消耗。

近11a克里雅河绿洲生态位演变态势及发展预测评价

以新疆克里雅河绿洲为研究靶区,从社会、经济、自然复合生态系统三方面构建指标体系,采用全排列多边形综合图示指标法对克里雅河绿洲2003-2013年的复合生态系统生态位进行了量化评价。结果表明:1)2003-2013年克里雅河绿洲三个子系统生态位的高低排序由2003年的资源生态位>经济生态位>社会生态位演变为2013年的经济生态位>社会生态位>资源生态位;2)克里雅河绿洲经济生态位与资源生态位总体趋势呈负相关,经济生态位和社会生态位基本呈现正相关;3)2003-2013年克里雅河绿洲生态位变化揭示了克里雅河绿洲近11a来综合生态位和资源、经济、社会各子系统生态位的发展变化;4)运用BP神经网络模型预测2014-2018年该绿洲的生态位综合指数预测值分别为:0.6964,0.7680,0.8312,0.8619,0.8765。