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。

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。

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。

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。

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.

棉花连作对渭干河-库车河三角洲绿洲土壤理化性质的影响

以渭干河-库车河三角洲绿洲连作5、10、15、20 a和25 a的棉田土壤为研究对象,对棉田土壤的理化性质和酶活性进行分析。结果表明:随着棉花连作年限的增长棉田土壤容重增大、孔隙度下降,粗砂和细沙含量增加,粘粒含量下降,其变化连作15 a极为明显;随着连作年限的增长盐分含量和pH值逐渐降低,有机质和碱解氮含量大幅度升高,速效磷比较稳定或略有减小,而钾的含量显著下降,致使氮、磷、钾比例失调,其增减变化连作15a极为显著;随着连作年限的增长脲酶、过氧化氢酶和转化酶的活性呈现先升后降的趋势,连作15 a都达到最高值,蛋白酶和磷酸酶活性也呈现先升后降的趋势,但其活性连作20 a达到最高值。由研究结果可以得出研究区棉花连作年限不宜超过15 a,棉花连作年限超过15 a时,会导致土壤容重增大、孔隙度下降,土体紧实板结,结构性差,土壤养分含量失衡,酶活性降低,土壤质量下降等连作障碍,使得棉花产出和效益受到影响。

渭干河-库车河三角洲绿洲棉花种植面积时空变化特征分析

利用研究区棉花种植面积和产量相关统计数据,探究研究区棉花种植面积和产量的时空变化特征及单产和面积作用对棉花产量的影响。研究结果表明:(1)近62年来,研究区的棉花种植面积、棉花产量和单产均呈上升趋势,而且表现出明显的阶段性和波动性,1949—1985年间增长缓慢,1986—2011年增长迅速。(2)就棉花总产波动来看,单产的作用占42.04%,面积作用占50.96%,在1949—1985年间单产增加对棉花总产量提高的贡献较大,在1986—2011年间棉花种植面积扩大对棉花总产量提高的贡献较大。(3)1985年前棉花种植面积较稳定,波动不大,主要靠挤占粮食作物面积来扩大,1986年之后棉花种植面积扩大迅速,主要途径为开荒造地。(4)棉花市场价格的波动、生产成本的上升、产量的徘徊、生产环境的恶化和品种等直接影响着研究区棉花生产的竞争力和棉农增收。

渭干河-库车河三角洲绿洲植棉土壤的粒度分布特征

[目的]为了评价棉花长期连作土壤的物理性质即属性。[方法]利用棉花长期连作区试验,研究不同连作区棉田土壤粒度特征以及不同土壤层粒度特征的动态变化。[结果]库车县土壤多以细粉沙-中粉沙-极细粉沙-黏土为主的颗粒组成,属黏质壤土;沙雅县土壤多以粉沙-粗粉沙-细粉沙-极细粉沙为主的颗粒组成,属沙质壤土;新和县土壤多以中粉沙-粗粉沙-极细沙-细粉沙质地为主的颗粒组成,属粉沙质壤土。[结论]不同土壤剖面质地的粒度参数珔X、σ、SK与KG值与值存在差异,反映不同样地及不同土壤层的粒度特征。这为当地农业因地制宜发展提供了一定的理论基础。

渭干河-库车河三角洲绿洲农田表层土壤盐分特征分析

采用野外采样和室内试验相结合的方法,对渭干河-库车河三角洲绿洲不同作物类型农田表层土壤盐分离子含量进行分析,为干旱区绿洲农田土壤盐渍化的治理、合理利用及因地制宜的精准改良提供一定的理论依据。结果表明:土壤总盐含量为3.43 g/kg,属于轻度盐渍化,其中棉田最高为5.28 g/kg,谷物地最低为1.60 g/kg;土壤呈微碱性。各盐分离子中SO2-4比重最大,表层土壤以硫酸盐类盐渍土为主。在阴离子中,SO2-4比重最高,其中在果林地最高,在棉田最低;在阳离子中,K++Na+比重最高,其中在混合作物地最高,在棉田最低。农田表层土壤总盐分含量与Ca2+含量呈极显著正相关;Mg2+含量与p H值呈显著正相关,与Cl-含量呈极显著正相关,与HCO-3含量呈显著负相关。棉田表层土壤总盐分含量与Ca2+含量呈极显著正相关,Mg2+含量与Cl-含量呈极显著正相关。谷物地、混合作物地和果林地表层土壤总盐分含量与K++Na+、SO2-4含量呈极显著正相关,与Cl-含量呈极显著负相关,与p H值呈显著正相关;Ca2+含量与Mg2+含量呈极显著正相关;SO2-4含量与p H值呈显著正相关,与K++Na+含量呈极显著正相关,与Cl-含量呈极显著负相关;Cl-含量与K++Na+含量、p H值均呈极显著负相关。表层土壤总盐分在空间上从绿洲内部向外围及扇缘逐渐增多,非盐渍化与轻度盐渍化土壤主要分布于绿洲内部及东北部,中度盐渍化土壤主要分布于绿洲的南缘,重度盐渍化土壤主要分布于绿洲的西岸、外围与扇缘地带。

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]。

新疆渭干河库车河绿洲人口-经济-环境耦合协调发展研究

渭干河-库车河绿洲（渭库绿洲）在我国西北干旱区绿洲中具有一定的代表性。文章在阐述人口、经济与环境相互协调发展的机理上,建立渭库绿洲人口-经济-环境耦合协调发展指标体系,并引入耦合协调度模型对该绿洲1995-2012年人口-经济-环境耦合协调进实证分析。研究结果表明：（1）经济综合得分和人口综合得分呈上升趋势且经济综合得分增长速度远大于人口综合得分增长速度,环境综合得分则呈下降趋势。（2）1995-2007年发展类型为经济滞后型,其中仅1995年、2003年、2005年人口发展超前。2008-2009年人口效益滞后,2010-2012年环境效益滞后。（3）耦合协调度呈持续上升的趋势,低水平耦合水平转为颉颃耦合,耦合协调类型经历了由中度失调衰退类-轻度失调衰退类-濒临失调衰退类的转化历程。虽然协调度和耦合协调度都有所改善,但是耦合协调程度都较低。通过对人口-经济-环境耦合协调的研究以期为提高绿洲发展质量、协调区域经济发展与绿洲生态环境的保护提供参考。

新疆渭干河-库车河绿洲生态安全及演变趋势评价

以新疆渭干河—库车河绿洲(以下简称渭库绿洲)为研究靶区,从自然生态系统、经济生态系统、社会生态系统三个方面建立评价指标体系,运用主成分分析法定量评价1995—2011年17a间渭库绿洲生态安全的相关指标及动态趋势,提取出社会经济发展水平因子、农业发展潜力因子、社会发展潜力因子、水资源因子,得到该流域的生态安全综合评价得分后进行初步探讨。结果表明:1995—2011年间渭库绿洲生态安全由不安全向安全过渡,1995—2001年处于不安全水平;2002—2003年处于临界安全水平;2004—2007年处于较安全水平;2008—2011年处于安全水平。运用BP神经网络预测2012—2016年内该绿洲的生态安全综合评价值分别为:1.477 1,1.519 3,1.604 4,1.657 3,1.692 9。表明在未来5a内,渭库绿洲生态安全均处于安全状态且保持平稳发展。通过生态安全综合评价和预测以期为确保生态安全、协调区域经济发展与绿洲生态环境的保护提供参考。

新疆渭干河-库车河绿洲生态安全及障碍因素分析

对新疆渭干河-库车河绿洲的生态安全水平进行客观评价,为制定和实施干旱区可持续发展措施提供科学依据.基于"经济发展-社会进步-生态保护"协调发展的理念建立生态安全指标体系,采用TOPSIS方法计算生态安全的发展水平,并结合障碍度模型对生态安全发展的障碍因子进行客观评价.结果表明,渭库绿洲的生态安全水平呈稳步增长的趋势,安全等级经历了"不安全-较安全"的演变过程.经济粗放式的快速发展对自然生态系统造成巨大压力,生态系统结构需要进一步调整优化.

干旱区绿洲后备耕地资源开发评价分析——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

对区域内土地进行合理开发,可减少土地资源的浪费,缓解绿洲土地资源供需矛盾。对绿洲后备耕地资源开发进行评价及分析,不仅能为决策者提供有效的数据分析,更为绿洲土地资源走可持续发展之路提供了有力保障。

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。