疏勒河中下游胡杨林土壤水盐空间变化与影响

基于河西走廊疏勒河中下游绿洲天然胡杨林下8个采样点720个土壤样品和6.8524 hm2的7个样方,应用统计学及相邻格子法等研究了胡杨林土壤水盐的空间变化特征及其影响。结果表明:研究区土壤含水量随深度而增加,土壤全盐量变化与之相反,两者在80 cm土层之上变化剧烈,之下变化平缓;土壤水盐含量变异差异明显,均属于中强度变异。各层土壤水盐含量存在着自中游向下游水分减少、盐分增加、表层聚盐加重的显著空间分布规律。研究区胡杨林生长受到土壤水盐胁迫,种群结构残缺;下游胡杨林分偏老,稀疏矮小,已明显衰退。长此下去,下游胡杨林将因快速衰退演替而全部死亡。

疏勒河中下游绿洲土地利用变化及其驱动力分析

通过1990、2000、2005和2010年4期遥感影像解译结果,获取了近20年来疏勒河流域中下游绿洲的土地利用变化数据,进一步利用土地利用动态变化模型,对疏勒河流域中下游绿洲土地利用变化过程、趋势及其驱动机制进行了深入分析。结果表明:近20年来疏勒河流域中下游绿洲土地利用类型仍以草地、水域和耕地为主,土地利用整体特征未发生显著改变,但不同土地利用类型的变化差异较大;其中,研究期内耕地呈持续高速增长态势,草地出现较大的波状起伏,水域面积于2000年后持续减少;1990—2005年草地和水域面积减少引起绿洲缓慢萎缩,2005—2010年草地和耕地面积增大导致绿洲缓慢扩张;人口、政策方向、城市化程度和技术水平等人文因子是绿洲变化的主要驱动力。

疏勒河中下游绿洲胡杨林土壤水盐的空间变化特征与成因

胡杨林对保护疏勒河中下游绿洲脆弱的生态平衡具有决定性作用。认识疏勒河中下游绿洲胡杨林土壤水盐的空间变化特征与成因有利于胡杨林保护和更新复壮,促进研究区绿洲可持续发展。研究基于河西走廊疏勒河中下游绿洲天然胡杨林下8个采样点720个土壤样品,应用地统计学和数理统计学方法研究了胡杨林土壤水盐的空间变化特征及其原因。结果表明:研究区土壤含水量随深度而增加,土壤全盐量变化与之相反,两者在80 cm土层之上变化剧烈,之下变化平缓;且明显存在着自中游向下游土壤含水量逐渐减小,土壤全盐量逐渐增大的空间差异。土壤水盐含量变异明显,但均属于中强度变异。自然和人为因素共同作用造成研究区土壤水盐空间分布差异显著。

内陆河流域土地利用/覆盖变化的生态效益评价——以疏勒河中下游地区为例

依据疏勒河中下游地区1985、2000和2010年的土地利用数据,从生态系统服务功能的角度,运用Costanza的方法,结合谢高地等修正的我国生态服务价值当量因子表,分析了该地区土地利用/覆被变化的生态效益。结果表明:研究区内土地利用强度在迅速增加,受其影响,生态服务总价值呈缓慢增长态势,从1985-2010年只增加0.02亿元,部分地区由于土地生态超载,土地过度利用的生态效应已经凸显;草地在研究区内生态系统起着相当重要的作用,并且耕地、林地和草地的面积变化对研究区内的各项生态服务价值的变化有着较大影响;通过敏感度分析表明,研究区生态服务价值对生态服务价值系数的变化是缺乏弹性的,因此结果是可信的。

近35a来疏勒河中下游绿洲化-荒漠化时空变化

以疏勒河中下游为例,以1977、1986、1993、2002、2011年的Landsat影像为数据源,利用GIS和相关统计方法,分析荒漠化和绿洲化相互作用的演变过程。结果表明:1区域绿洲快速扩张,增加了937.85 km2,2002—2011年扩张速度最大,增速有所降低;荒漠面积变化幅度较小,呈先增后减的趋势,总的来说,1977—1986年以荒漠扩张为主,1986—2011年以绿洲扩张为主。2绿洲的变化趋势指数持续增加,绿洲-荒漠生态系统向着非平衡态势发展。3绿洲-荒漠双向转移趋于剧烈,其变化区域主要集中在疏勒河沿岸和绿洲-荒漠过渡带;绿洲扩张主要由于戈壁和盐碱地的开发和改造,荒漠扩张则主要是由于草地、耕地及水域的减少。农业人口的快速增长、移民政策是绿洲化和荒漠化演变过程的主要影响因素。

疏勒河中下游绿洲胡杨种群结构与动态研究

通过在疏勒河中下游天然胡杨林区设置7个样方6.852 4 hm2,采用相邻格子法和动态数量值,分析胡杨种群的结构与动态特征。结果表明:中下游及不同生境胡杨种群年龄结构差异显著。中游幼苗缺失,幼树不多,中树最多,占总数的72.15%,大树较多,老树甚少,年龄结构呈正态分布型,林分年轻、稠密、高大,每公顷胡杨总数是下游的13.45倍。下游幼苗缺失,幼树极少,中树较多,大树最多,大、老树占总数的62.54%,年龄结构呈倒金字塔型,林分偏老,稀疏、矮小。中下游均为衰退种群。胡杨种群存活曲线基本接近Deevey I型,为下降种群;且存活率幼、中树高于大、老树,中游明显高于下游。种群数量动态计算表明,幼、中树动态量值为负值,大树、老树为正值,但胡杨总体表现为衰退的结构动态关系。总之,研究区胡杨未来因幼苗缺乏而趋于衰退演替,且下游衰退演替的速度更快。

改进的BP神经网络在双塔水库水质预测中的应用

疏勒河下游的瓜州绿洲水资源形成困难、水环境脆弱,属国家极端干旱荒漠自然保护区。研究利用加入动量项的BP神经网络并基于时间序列对1993年至2008年双塔水库水质指标年均值进行模拟和预测,确定模型参数为:输入节点数2,输出节点数1,隐含层数2,最小训练速率0.1,动态参数0.6,SIGMOID函数调整值0.9,允许误差0.0001,最大迭代次数10000。模型拟合相对误差值小于5%,预测检验误差小于10%。根据预测结果,水库在2009年至2013年属II类水质,水质符合生活以及农业灌溉用水标准,但仍存在富营养化的风险。

基于生物多样性指数法的水库除险加固工程对自然保护区生态影响评价研究

以疏勒河中下游省级自然保护区为研究对象,通过引入生物多样性影响指数,分析了双塔水库除险加固工程对保护区生态系统、群落、种群、保护对象、生物安全和相关利益群体的影响,得出了生物多样性影响指数为18.19,说明工程建设对保护区生物多样性影响相对较小。由于工程建设临时占地将产生一定程度的荒漠植被生物量损失,施工噪声会对野生动物产生惊扰,并且保护区地处西北干旱荒漠区,生态系统极其脆弱,因此提出了相应的保护措施以尽量减少对生物多样性的不利影响。

疏勒河中下游土地荒漠化敏感性评估

土地荒漠化是疏勒河流域面临的关键环境问题,加强该区域的荒漠化敏感性评估对有效控制荒漠化至关重要。通过集成多源GIS与遥感数据,构建土壤、植被、气候和管理定量评估指标,利用地中海荒漠化与土地利用模型(MEDALUS)计算环境敏感性指数,识别荒漠化敏感区,在此基础上分析荒漠化敏感性的成因,并引入变异系数法确定荒漠化敏感性的主要影响因素。结果表明:目前疏勒河中下游荒漠化态势严峻,17.70%的区域属于极高敏感区,54.34%属于较高敏感区。荒漠化敏感性的空间格局是中部高、北部低,主要由与人类活动有关的管理质量指数决定。从绿洲内至绿洲外荒漠化敏感性逐渐升高,大致呈层状分布,表明人类活动对荒漠化影响显著,建议加强和巩固绿洲外围的防护体系建设。

基于灌区面板数据的流域土地利用强度及其影响因素时空差异识别

以疏勒河流域中下游为研究对象,借助土地利用强度综合指数和随机前沿函数分析模型(Stochastic Frontier Analysis,SFA模型),分析了1987—2015年土地利用强度及其影响因素的时空差异。结果表明:1987—2015年疏勒河流域中下游土地利用结构未发生明显变化,无植被区始终占主导地位,达80%以上,其次为草地,建设用地面积最少,不足1%;土地利用强度综合指数呈递增趋势,时空差异显著,1987—2015年该指数增加了35.36,其中1996—2007年上升最快,达到24.17,占增加值的68.35%,2007年后仍有增长,但相比前一阶段趋于平缓,且在空间上呈现由"东西低,中间高"向"东中高,西部低"转变的趋势;灌区尺度土地利用强度变化影响因素的时空差异显著,1987—1996年三大灌区土地利用强度变化与农业生产结构和移民有关,1996—2007年受用地变化和移民的影响,2007—2015年与农业生产结构和用地变化关系显著。