基于流域尺度的土壤盐分空间变异特征——以渭干河-库车河流域三角洲绿洲为例

土壤中水溶性盐的分析,是发展研究盐渍土盐分动态监测与预报技术的重要基础工作。针对目前干旱半干旱区广泛存在的绿洲土壤次生盐渍化问题,基于GIS和地统计学方法,研究了渭干河—库车河流域三角洲绿洲盐渍化土壤特征(土壤含盐量)的空间变异性。研究结果表明:渭-库绿洲土壤含盐量的空间变异性为中等变异,且随土壤深度增加而减弱。各层土壤的合理采样数为在95%置信水平,20%误差下的合理采样数目。高斯模型能够较好的拟合>10-30cm及>30-50cm层土壤含盐量的空间结构。各层土壤盐分空间变异性受到结构性与随机性因素共同作用的影响,呈强空间相关性。套合结构模型考虑到0-10cm层土壤盐分空间变异的尺度依赖性,能够更好的拟合0-10cm层土壤含盐量的空间结构。Kriging插值以及空间等值线分布趋势图能够直观的表现研究区内土壤盐分含量的空间分布状况和变化情况。研究为土壤特征变量空间变异分析与评价提供了普适性较强的实现方法,为构建盐渍土定量动态监测模型以及盐渍土的改良利用提供一定的科学依据。

基于遥感影像的新疆渭干河—库车河三角洲土壤水盐与植被覆盖度的关系

基于土壤样本实测数据及遥感影像数据,以典型干旱区新疆渭干河—库车河三角洲绿洲为研究区,采用像元二分模型估算植被覆盖度(Fractional vegetation cover,FVC),利用反距离权重插值及相关、中介效应等统计学分析方法,研究0~50 cm不同深度土壤水盐含量与FVC的关系,可为干旱区优化资源配置和制定生态恢复措施提供理论依据。结果表明:(1)FVC在空间上呈现由西向东逐渐减少的趋势,且随着土壤含水量的减少和含盐量的增加而减少。(2)各土层含水量均呈自上而下逐渐增加的趋势,各土层含盐量均呈自上而下逐渐减少的趋势,且不同深度水盐含量呈中等及以上变异性。(3)仅10~20 cm土壤含水量、FVC和0~10 cm土壤含水量间有中介效应的存在。深层10~20 cm、10~30 cm和30~50 cm土壤含盐量、FVC和0~10 cm表层土壤含盐量间有中介效应,即深层土壤含盐量通过影响表层土壤含盐量而对FVC产生影响。(4)0~10 cm表层土壤含盐量对FVC的影响最大,47.90%以上的FVC空间变异会受到该层土壤含盐量的影响,且不同深度土壤含盐量对FVC的影响效果均大于土壤含水量的影响效果。

气候和土地利用/覆盖变化对渭干河-库车河三角洲绿洲水资源的影响

气候变化和土地利用变化对流域水循环和水资源的影响已经引起社会的广泛关注。为探究气候和土地利用／覆盖变化对水资源的影响．选取塔里木河流域中游典型生态脆弱区渭干河一库车河三角洲绿洲为研究区域．首先以1998年和2011年的TM影像数据为基础。分析了研究区土地利用／覆盖的时空变化特征．并结合该绿洲历史水资源的利用状况和气候状况分析了气候和土地利用变化对水资源的影响。其次．分析了该绿洲的水资源变化特征。结果表明，1972～2012年渭一库绿洲年平均温度的变化呈上升趋势．温度最高增加了0．9℃／（6年）；年降水量总的变化呈减少趋势，降水量最高减少了21mm／（6年）；年蒸发量总体呈减少趋势．蒸发量最高减少了305mm／（6年）;各种土地利用／覆盖类型在1998～2011年都发生了较大变化，其中林地的缩减最大，其次为沙地，而增加最大的是耕地，其次为其他用地（山地、裸地等）和盐碱地。绿洲耗水量增加．并且地下水位呈现急剧下降趋势。总之，该绿洲土地利用／覆盖的变化使其需水结构在向耗水的方向变化，因此，在目前气候变化的大环境下，改善土地利用方式对提高渭干河流域水资源的利用效率具有重要意义。

基于景观格局的新疆渭干河-库车河三角洲绿洲的生态风险评价

【目的】评价新疆渭干河-库车河三角洲绿洲生态风险,对绿洲生态环境保护与管理提供参考。【方法】以渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,利用1989,2001,2007,2013年4个时期遥感图像作为数据源,将研究区分为耕地、林地、草地、水体、盐碱地、未利用地及其他6种景观类型,计算各类型景观格局指数及生态风险指数,将研究区划分为低、较低、中等、较高、高生态风险区,之后采用地统计学的半方差法对研究区生态风险空间变化特征进行分析。【结果】1989-2013年,耕地和盐碱地面积呈增加趋势,而其他景观类型面积均有所减少。1989年,研究区低、较低、高风险区域面积所占比例较高,分别为20.7%,28.1%,20.7%,而2001,2007,2013年研究区以低、较低风险区面积所占比例较高,二者之和分别为55.3%,49.6%,71.8%。【结论】1989-2013年,渭干河-库车河三角洲绿洲的景观类型没有变化,但各类型景观面积都有变化,绿洲的生态风险程度总体上呈现降低的趋势。

渭干河—库车河三角洲绿洲棉田土壤盐分估算及遥感反演

基于研究区的野外采样数据与Landsat 8遥感影像提取的增强型植被指数,构建渭干河—库车河三角洲绿洲棉田土壤盐分估算模型,并对土壤盐分的空间分布格局进行预测。结果表明:(1)由土壤含盐量与增强型归一化植被指数(ENDVI)构建的线性回归模型(y=-56.494x+22.687)拟合效果最好(R2=0. 886,RMSE=0. 907)。(2)通过选取的82个采样点,依据最佳遥感反演模型,预测出研究区土壤含盐量在9.33～26.99 g·kg-1之间变化,平均值为17.42 g·kg-1,标准差为2.30 g·kg-1,预测结果与土壤盐分的实测值较为一致。(3)利用地统计分析方法制作研究区棉田土壤盐分的空间分布图,分析可知土壤盐分从绿洲内部向外围呈逐渐增加的趋势。

近50年来渭干河—库车河三角洲绿洲耕地变化及其成因

利用 195 0～ 2 0 0 0年的统计和普查数据 ,对渭干河—库车河三角洲绿洲近 5 0年来耕地数量变化及区域差异进行分析 ,并探讨了影响耕地动态变化的驱动因子。近 5 0年渭干河—库车河三角洲绿洲耕地面积经历了 3个增长期和 2个减少期的变化。经综合分析发现影响渭干河—库车河三角洲绿洲耕地变化的主要驱动因素是 5次大的政策变动 ,耕地需求增加与非农业部门占用 ,导致土壤肥力下降 ,沙化、盐渍化等问题出现。

近40年来渭干河-库车河三角洲绿洲气候变化特征分析

利用库车、沙雅、新和气象站1961-2000年日照、气温、降水和蒸发观测资料，分析渭干河-库车河三角洲绿洲近40年来日照、气温、降水和蒸发量年际变化、季节变化及特征。结果显示：近40年来年均日照总体呈减少趋势，减少倾向率为31．64h／10a，减少幅度从大到小依次为冬、夏、秋和春季；近40年来年均气温总体呈增加趋势，增长倾向率约0．17℃／10a，年内冬、秋两季呈上升趋势，春、夏两季呈下降趋势；近40年来年降水量总体呈增长趋势，增长倾向率约10．16mm／10a，年内除秋季外，夏、春、冬季降水均呈增长趋势；近40年来年蒸发量总体呈减少趋势，减少倾向率约149mm／10a，年内蒸发量减少幅度从大到小依次为夏、春、秋和冬季。

渭干河-库车河三角洲绿洲50a来农业开发及所引发的生态问题探析

从渭干河库车河三角洲绿洲50a来农业开发与生态建设的过程看,人工绿洲耕作农业的生产力水平有较显著的提高,人工绿洲生态也得到了改善。主要表现是单位面积生产力水平提高,农田防护林体系初步建立,水利工程建设得到加强,生活能源的短缺得到改进。但从流域的绿洲农业经济发展与生态环境建设仍存在一些不协调的问题。主要是农田施肥重化肥轻有机肥,土壤肥力不高;灌区中游重灌轻排,灌排不协调,盐渍化面积有所扩大;流域下游由于缺水和人为等因素使天然绿洲的稳定性受到威胁,天然林的绿色屏障作用大为削弱等。对此必须引起足够重视,逐步加以协调,才能实现绿洲农业经济的可持续发展。

渭干河-库车河三角洲绿洲形成演变和可持续发展研究

多年以来渭干河-库车河三角洲绿洲经历了古绿洲、旧绿洲、新绿洲的变迁,本文利用统计及图文对比方法分析了渭干河-库车河三角洲绿洲的形成、分布及其在时空分布的演变过程,并进一步探讨了渭干河-库车河三角洲绿洲演变的原因,指出20世纪以前绿洲的演变主要由风沙活跃、盐碱化加重、气候变化及河流改道等自然因素形成,而20世纪以后的绿洲沙漠化和环境退化则主要由人类不合理利用水土及植被资源、人口数量增加等活动引起。为防止本区现有绿洲进一步沙漠化导致环境退化,文中提出以保护天然绿洲为前提,以改土培肥为基础,以水利建设为中心,以控制人口增长、提高人口素质为根本,对渭干河-库车河三角洲绿洲一带的可持续发展进行了研究及分析。

新疆渭干河—库车河三角洲绿洲土地利用时空变化特征分析

基于GIS平台,以新疆各县市统计资料及Landsat TM影像解译得到的3期土地利用数据为基础,结合统计分析工作,对渭干河—库车河三角洲绿洲1996-2004年土地利用数量、类型及其变化进行了分析。分析得出,前后2个4年间,渭干河—库车河三角洲绿洲耕地为先增加后减少,园地和林地则是先减少后增加。在8年尺度上土地利用总的动态特征是,耕地、园地、林地、水域及建设用地面积增加,草地和未利用土地面积减少。8年尺度渭干河—库车河三角洲绿洲综合土地利用动态度为0.61。前4年综合土地利用动态度为0.55,耕地及建设用地的年变化率较大,园地和林地的年变化率较低。后4年渭干河—库车河三角洲绿洲综合土地利用动态度为0.38,园地与耕地的年变化率较大,水域和未利用土地的变化率较低,前4年变化程度比后4年明显。最后引入单一土地利用类型相对变化率反映出渭干河—库车河三角洲绿洲土地利用变化存在明显的区域差异。政策变动、经济发展、城市化水平、市场需求和人口增长是渭干河—库车河三角洲绿洲土地利用变化的主要原因。

渭干河-库车河三角洲绿洲近10年地下水位及水质时空变化特征

利用渭干河-库车河三角洲绿洲30个观测井近10a的统计资料,分析了该三角洲地下水位和水质的时空变化特征及其成因。结果显示:(1)地下水埋深的基本规律是西部灌区、渭干河古河带和冲积扇上部地下水位较深,东部灌区、农牧交错带和冲积扇下部地下水位较浅;研究区地下水海拔高程自南向北升高;地下水埋深受制于局部地形和土地利用方式,与区域地势关系不大。(2)近10 a来,研究区地下水位下降了1.00 m,西部灌区下降了1.34 m,农牧交错带下降了0.41 m;矿化度平均降低了0.54 g/L,农牧交错带降低了1.36 g/L,渭干河古河带矿化度升高了0.43 g/L。(3)研究区年内最高地下水位和最低水位平均相差0.84 m,冲积扇中部相差1.04 m,冲积扇上部相差0.73 m,2月出现最低水位,4月出现最高水位;地下水质年内最高和最低矿化度季节相差0.21 g/L,冲积扇下部0.51 g/L,中部为0.17 g/L。(4)人类农业生产活动和蒸发作用是地下水埋深及水质时空变化的主要原因;研究区骨干排水沟渠的开通运行,降低了相应地域的地下水位和矿化度。

新疆渭干河-库车河三角洲绿洲地下水特征对天然植被的影响分析

依据实际观测资料和前人研究成果,对渭干河-库车河三角洲绿洲地下水特征对天然植被的影响进行分析.结果表明:受农业生产活动影响,研究区近10a间地下水位及水质发生了明显变化,地下水位约下降了1m左右,地下水矿化度平均降低0.54g·L-1,地下水变淡与地下水水位下降有着较好的相关性.由于地下水埋深较浅,渭干河-库车河冲积扇下部荒漠区矿化度较大,地表积盐,地下水水质成为天然植被的限制因素.由于防治土壤盐渍化,灌溉排泻地下水,在绿洲区大量开采利用地下水,以及河水对地下水补给不断减少等原因,造成三角洲下部绿洲外围荒漠区的地下水位逐渐下降,致使绿洲周边天然灌丛及草本植物的衰退.

新疆渭干河——库车河三角洲绿洲天然植被生态需水研究

新疆渭干河—库车河三角洲绿洲深居内陆,属于典型的大陆性干旱气候区,水资源缺乏,生态与环境脆弱,平原非灌区天然植被主要依靠汲取浅层地下水来满足其对水分的需求。本文利用遥感技术、水文地质调查等手段查明了研究区内的浅层地下水埋深和天然植被分布面积,应用GIS技术划定计算单元,利用典型地下水均衡试验场潜水蒸发和蒸腾试验成果确定各计算单元的潜水蒸发系数和植被系数,进而计算出现状条件下研究区域天然植被生态需水量为5.37×108m3,其中林灌地生态需水量为0.95×108m3,占17.71%,草地生态需水量为4.42×108m3,占82.29%。

渭干河-库车河三角洲绿洲种植业需水分析

采用FAO-PM公式,参照毗邻地区的灌溉试验成果和当地群众的灌水经验,结合土壤供水量和不同作物对地下水的利用量,根据渭干河-库车河三角洲绿洲区域2005年的作物种植面积,计算该区农作物的总需水量。结果表明:渭干河-库车河三角洲绿洲农作物需水量总计8.01×108m3,农作物需水量占河道来水量的28.49%。作物总需水中粮食作物需水量占37.22%,经济作物的占59.35%,饲料作物的占3.43%。粮食作物需水定额较经济作物和饲料作物高,就具体作物而言,水稻、蔬菜、冬小麦、棉花、苜蓿、油菜等需水定额较高,玉米、瓜类和薯类等较低。各县单位面积需水量差异不大,平均值为5 890.35 m3/hm2,库车县最高,为6 035.32 m3/hm2,沙雅县最低5 746.37 m3/hm2。农业需水量与作物结构密切相关。农业用水浪费严重,使渭干河-库车河三角洲绿洲农作物实际用水量远高于其需水量的理论计算值。

渭干河——库车河三角洲绿洲的水资源问题与农业节水潜力分析

建立节水型社会是我国的一项基本政策,也是解决渭干河—库车河三角洲绿洲水资源问题可持续利用的战略选择。渭干河—库车河三角洲绿洲水资源开发利用中存在的问题:主要由于社会、经济的发展及不合理的用水导致水资源短缺、水资源过度开发,水资源利用效率低、生态环境恶化等。渭干河—库车河三角洲绿洲是典型的灌溉农业区,农业灌溉大部分仍采用粗放型的宽河大渠输水、田间大水漫灌方式,灌溉定额普遍偏高,农业节水潜力很大。本文重点定量分析了该绿洲农业用水效益、农业节水潜力,建议农业节水的途径及节水灌溉技术应从骨干工程改造节水、中低产田改造节水、降低地下水位节水、改造作物灌溉制度节水、加强管理节水等几个方面进行。最后提出渭干河—库车河三角洲绿洲水资源可持续利用的对策措施。

渭干河—库车河三角洲绿洲土地利用/覆盖结构变化及荒漠化响应

利用渭干河—库车河三角洲绿洲1989—2007年的遥感数据,采用ENVI4.5遥感影像处理系统对研究区3个时期的数据进行处理,同时使用ARCGIS统计分析和计算,最终得到研究区土地利用/覆盖动态变化规律,并建立数据模型,探讨其荒漠化响应趋势。研究结果表明:在人类有意识的干扰下,进行科学的生态环境建设,将有利于合理的土地利用格局的形成和对土地荒漠化的遏制。

新疆渭干河—库车河三角洲绿洲土地覆被变化及驱动力分析

【目的】监测渭库绿洲19892、001和2007年的土地覆被变化情况,进而分析土地覆被变化数量和结构及其驱动力。【方法】选择盐渍化比较严重的渭干河-库车河三角绿洲(简称渭库绿洲)地区为研究区域,从土地覆被/覆被变化的角度出发,结合当地的遥感和地理信息数据,利用遥感技术,对渭库绿洲1989、2001和2007年的土地覆被变化进行了监测。【结果】各土地覆被类型从数量和结构上都发生了较大变化。【结论】近十几年来随着研究区域经济的发展,人口的增加,用地需求量增加使得土地资源大规模开发进而使林地等自然覆被减少,农业用地增加。开垦后由于灌溉不科学,盐渍化加重,因而土地盐渍化成了该地区目前绿洲农业生产发展的最大问题之一[1]。

新疆渭干河—库车河三角洲绿洲耕地时空变化特征分析

【目的】耕地资源的变化特征是土地利用与土地覆被变化研究的重要内容,也是关系到耕地安全与粮食安全的重大问题。新疆作为中国农业用地较多和后备耕地资源较大的省区,在中国耕地资源保护和持续利用中具有突出地位。渭库绿洲是新疆最典型的荒漠绿洲区,是阿克苏地区最大的灌溉区及新疆重要的产棉区之一,深入了解该绿洲耕地分布及其变化过程,对指导该绿洲农业发展,保障生态安全至关重要。【方法】本研究以遥感资料为数据源,选取动态度、区位指数和板块密度等地理计量模型揭示渭库绿洲近21 a来耕地的时空变化特征,分析其变化的主要原因。【结果】(1)近21a年渭库绿洲耕地发生了显著的时空变化。耕地面积从1994年的2 488km2增加到2015年的3 931 km2,研究期间增加了1 443 km2,耕地面积的比例从17%上升到26%,年均变化量68.71km2,年均变化率2.7%;耕地扩展中心逐渐由绿洲中上游转移到下游,并延伸到绿洲外围,主要表现以耕地为主的农业用地和建设用地为主的非农业用地增加,以及盐渍地和水域大面积减少;(2)从区位指数来看,各县的区位指数存在一定的差异,其中新和县的耕地区位指数均排在第一位,耕地聚集程度远高于全区平均和其他地区,沙雅县的耕地区位指数位于第二,聚集程度也高于全区平均值,库车县的耕地区位指数最小。【结论】经过近21 a的耕地扩展,耕地景观由已杂乱破碎斑块逐渐连接成片,耕地景观的优势进一步增加。降水和径流的增加为渭库绿洲耕地扩展提供了相对有利的气候条件,水利建设与人口增长是影响该绿洲耕地面积变化的主要原因。本研究提出的分析方法能快速、客观反映区域耕地格局的动态变化过程和差异特征,为耕地时空变化研究提供了一种新思路。

渭干河—库车河三角洲绿洲人口动态变化及其带来的问题

西部大开发战略和西气东输政策给渭干河--库车河三角洲绿洲发展带来了难得的历史机遇,人口作为PRED的重要组成部分,对该绿洲的开发和实施可持续发展具有十分重要的作用.本文利用1916年～2000年的统计数据,对渭干河-库车河三角洲绿洲近85年来人口数量动态变化及区域差异进行分析,在此基础上进一步探讨了人口数量动态变化引起的资源环境压力,尤其是人口快速增长带来的水资源紧缺、生态环境恶化、经济发展的障碍等问题,并提出了相应的对策建议.

渭干河—库车河三角洲绿洲农业气象灾害及减灾对策分析

渭干河—库车河三角洲绿洲生态环境脆弱,各种农业气象灾害频繁。经常发生的风沙、春旱、霜冻、冰雹、洪灾和干热风等气象灾害严重困扰着该三角洲绿洲农业经济的可持续发展。本文通过探讨灾害的胁迫作用及其危害程度,分析灾害的成因、发生机理及发展规律,提出了有效的减灾措施。