新疆精河流域不同土地利用方式对土壤质量的影响

通过精河流域不同土地利用类型和农田耕作措施对土壤质量的影响研究发现:①土壤盐渍化程度呈梯度变化,即从洪积扇下部经冲积平原至沙漠,依次出现中盐渍土-强盐渍土-盐土-非盐渍土类型。②天然绿洲的土壤有机质、速效钾、有效磷和碱解氮平均含量最高。荒漠土壤的养分含量很低,但养分含量与盐渍化成正相关,因此利用盐生植物资源增加盐成土荒漠的植被盖度,也是改良盐碱土的良好途径。③人工绿洲土壤有机质和速效钾的含量水平相对较低,主要是只重视施用化肥,却忽视诸如有机肥与化肥结合使用等利于有机质和钾肥积累的耕作措施。④人工绿洲各养分要素的变异系数最低,这是由于近年来精河流域以棉花作为主要的农作物种植,化肥的施用水平较为一致。⑤土壤水溶性盐分(全盐量)随耕作年限的增长表现出先降低又升高的趋势;土壤养分含量的指标变化趋势也基本相似,即先增加而后开始下降,其中有机质含量变化较为明显。主要与多年来棉花长期连作、不合理的灌溉及农田重用轻养等有关。

基于荒漠化差值指数(DDI)的精河流域荒漠化研究

利用精河流域1990和2011年TM-5影像数据,基于荒漠化差值指数(DDI)构建了精河流域反照率(Albedo)—植被指数(NDVI)特征空间下的荒漠化遥感监测模型。结果表明,1990—2011年精河流域土地荒漠化类型转化以恶化为主;年蒸发量和年均温是导致研究区荒漠化面积增加的主要自然因素,该区也存在潜在风蚀荒漠化风险;由气候变化导致的荒漠化发展,近些年来正被政府的积极措施部分抵消,但人口压力大,水资源低效利用等问题仍是未来荒漠化防治过程中需要解决的重点问题。

新疆精河流域实际蒸散发时空变化特征

精河流域是新疆天山北坡经济带的重要组成部分。利用近60 a气象数据及Landsat 5 TM影像数据,采用Penman-Monteith公式和SEBAL模型、morlet小波分析和M-K突变检验,研究了精河流域实际蒸散量时空格局、变化特征及周期性。结果表明:(1)全流域实际蒸散量的时空分布变化受到气象要素及地表下垫面的影响,近60 a蒸散量整体呈显著波动减小趋势,实际蒸散量变化速率在季节上表现为夏季>春季>秋季>冬季。(2)实际蒸散量于1982年突变后年平均蒸散量减少150.654 mm(17.361%),且蒸散量变化存在以29 a为主的3个振荡周期,未来15 a蒸散量将呈先小幅上升后下降的趋势。(3)蒸散量的空间分布变化与地表土地利用类型具有显著相关关系,相关性表现为水域>耕地>林地>草地>未利用地。

精河流域绿洲土地利用及生态系统服务价值时空变化研究

土地利用变化直接影响着生态系统服务功能及生态安全,在县域尺度上定量分析区域土地利用类型及生态环境效应变化,可为地处干旱生态脆弱区的精河流域绿洲水、土资源合理开发利用提供科学依据。利用1990、2000和2018年3期影像,采用梯次环方法对研究区各土地利用类型生态系统服务价值进行时空分析,并基于生态环境质量指数和生态贡献率对土地利用类型转变后的生态环境效应进行辨识。结果表明:(1)1990—2018年研究区土地利用变化明显,建设用地、耕地、水域和草地面积增加,林地和未利用地面积减少;(2)近28 a来,研究区生态系统服务价值整体变化较大,呈先降后增趋势,2018年生态系统服务价值优于1990和2000年。以城市为中心的梯次环方法分析结果显示,1990和2000年研究区南部地区生态系统服务价值整体高于北部地区,生态系统服务价值高值区出现在S5~S7梯次环;2018年北部地区生态系统服务价值高于南部地区,生态系统服务价值高值区出现在N6~N8梯次环;(3)1990、2000和2018研究区生态环境质量指数分别为0.147、0.120和0.194。研究区土地荒漠化以及林地、草地转为未利用地是在土地利用层面导致生态环境退化的主要原因,未利用地转为林地、草地以及艾比湖水面的恢复是促使研究区生态环境质量改善的主要原因。

干旱区精河流域地表温度的模型反演研究

以精河流域绿洲为研究区,使用Landsat ETM+数据,采用单窗算法和普适性单通道算法对研究区地表温度进行反演,并将这两种算法的反演结果与研究区MODIS温度产品(MODIS LST)进行比较。结果表明:(1)单窗算法和普适性单通道算法反演的结果总体趋势比较接近,研究区整体的平均温度相差约2k;(2)采用改进型土壤调整植被指数(MSAVI)代替归一植被指数(NDVI)计算地表比辐射率可有效提高反演精度,并且同等条件下单窗算法的反演精度高于普适性单通道算法,两种算法的反演结果与MODIS LST的相关系数分别是0.9255和0.8651;(3)在城镇区域,普适性单通道算法反演结果与MSAVI的相关性高于单窗算法,相关系数为0.8136,说明普适性单通道算法更适合干旱区大范围城镇地表温度的反演研究。

精河流域绿洲“冷岛效应”时空格局遥感研究

绿洲“冷岛效应”对干旱地区绿洲节水和农业发展具有明显的生态意义。选取既是国家重点开发区域又是绿洲典型生态脆弱区的新疆精河流域绿洲为对象,基于地表温度进行了绿洲“冷岛效应”研究,结果表明:自1990年以来的近26 a间精河流域绿洲“冷岛效应”呈现不断增强趋势,次热岛减幅较大。相对而言,1990年研究区绿洲“冷岛效应”不很明显,但随着研究区人类活动不断增强,尤其是2000年以来耕地、草地、水体占比的不断增加,进一步提升了绿洲“冷岛效应”。N-S和W-E剖面线分析表明,绿洲“冷岛效应”的影响范围在南北向上占据了主导。研究区绿洲“冷岛效应”增强与年降水量增多有较一致的响应,地表植被覆盖度对绿洲“冷岛效应”的影响显著。

博尔塔拉河与精河流域绿洲植被盖度变化特点及其驱动力分析

绿洲是维系干旱地区人类生存、活动与发展的基本场所。探讨植被盖度在时间和空间尺度上的动态变化及由此所引起的环境效应,对合理利用绿洲国土资源具有重要战略意义。本研究利用1990年到2005年遥感数据资料,计算了博尔塔拉河、精河流域绿洲植被盖度,分析了该地区植被盖度的历史演变特征。结果显示：（1）1990-2000年期间,植被退化型所占比例最大,弃耕型所占比例最低;（2）2000-2005年期间,植被恢复型所占比例最大,弃耕型所占比例最低;（3）1990-2005年的16年间,研究区总体呈现植被恢复趋势。结果也表明：影响研究区绿洲植被盖度的主要自然因素是年降水量和年蒸发量,而人口剧增带来的水土资源开发强度增大则是主要人文因素。

新疆博尔塔拉河与精河流域绿洲土地利用动态变化研究

应用遥感和GIS技术及数理统计学方法,以博尔塔拉河、精河流域平原型绿洲为研究区域,利用1990年2、000年和2005年的遥感数据,分析了20世纪90年代以来的16 a间,干旱区典型绿洲土地利用的变化过程和趋势。结果表明:①研究区绿洲土地利用变化突出表现为耕地面积稳步增加,未利用地快速减少,有林地前十年为减势,后五年为增势;②研究区绿洲土地利用变化的类型转换呈现双向态势,但双向变化速度相对一致;③从土地利用程度变化看,土地利用程度提高的速度有减缓的趋势;④根据土地利用对绿洲稳定性影响的理论分析,研究区绿洲稳定性增强,但增加趋势有所放缓。

干旱区精河流域绿洲土地利用结构的计量地理多维分析

文章利用1972年、1990年和2010年的遥感数据,采用GIS空间分析技术与计量地理学方法对精河流域绿洲的土地利用结构和空间格局现状及其变化进行了定量分析,并对土地利用结构现状和土地利用结构变化两方面做了相关研究。结果表明:(1)研究区在三个年份均为高多样化地区,说明该区域土地利用类型较多,即齐全程度较高;(2)研究区土地利用组合类型数较少,三个时期均只有3种,且未利用地、草地占绝对优势,区域土地整体功能较弱,体现了干旱区流域绿洲的特点;(3)土地利用程度指数较低,变化较大,总体略有上升;(4)土地利用信息熵总体增加,土地利用类型处于调整期,但增加速率降低,土地利用无序性减小。

精河流域土地利用变化分析

在遥感和地理信息系统技术支持下,全面分析了精河流域1990年～2001年土地利用的时空变化,并对土地利用变化的驱动因素进行了分析。结果表明:(1)12年来流域315972.99hm^2的土地利用发生了变化,占全流域土地利用面积的33.44%。(2)土地利用类型变化主要表现为低密度草地、农田向荒漠的转化,农田、荒漠向高密度草地的转化,以及荒漠向农田的转化。(3)精河流域土地利用变化受到自然因素和人文因素的共同影响,其中自然因素限制了土地利用的方式,人文因素则是流域土地利用格局变化的直接驱动力。

精河流域表层土壤盐分空间变异和格局分析

土壤盐渍化是影响干旱区农业可持续发展、制约绿洲稳定性的重要因素,分析土壤盐分对土壤盐渍化的动态变化有着重要意义。文章以精河流域为研究靶区,基于GIS和地统计学方法,研究了精河流域表层(0-10cm)土壤盐分的空间变异性。结果表明:(1)表层土壤盐分电导率平均值为6.13ms·cm-1,属于中度盐渍化类型,变异系数较高,呈强变异性;(2)土壤表层盐分变异函数最优模型为指数模型,决定系数0.766。空间变异比为9.4%,表层盐分变异与空间强烈相关,格局受制于土壤自身性状;(3)研究区表层土壤盐分空间上整体呈条带状分布,局部表现为斑块格局;(4)土壤盐分与土壤水分状况显著相关,线性拟合R2为0.769;(5)土壤含盐量与土地利用相关分析表明,人类活动干扰具有明显正向影响。

基于能量平衡算法的精河流域绿洲蒸散发时空变化模拟

基于1998、2007年和2011年三期遥感影像数据,利用SEBAL模型对研究区蒸散发进行了估算,并采用morlet小波分析和M-K突变检验,对实际蒸散量时空格局、变化特征及周期性进行了研究。结果表明:1998—2011年,研究区实际日蒸散发从4.90 mm下降到4.46 mm,总体呈下降趋势;研究区中部艾比湖湖面为极高值,其范围为7.3~9.32 mm,西北部、北部和东部为蒸散量低值区,其范围为0.53~1.27 mm;研究区不同土地类型的日蒸散量中未利用地最小,其次是建设用地,除水体外林地和耕地最高;研究区蒸散量存在26~30 a的周期变化规律,预测2022年将再次转入下降,而2030年蒸散量则将再次进入上升周期。

遥感模型支持下的精河流域绿洲表层土壤水分时空分布特征

土壤水分对干旱区气候变化、生态环境稳定、绿洲农业发展有着重要的影响作用。以新疆精河流域绿洲为研究区,基于Landsat TM和ETM+影像,借助修正后的温度植被干旱指数(TVDIm),进而反演了研究区2002年和2011年春、夏、秋3季的表层土壤水分。结果表明:(1)野外同步实测数据精度验证R^2值为0.800 2,TVDIm能够较好反映绿洲土壤水分分布状况;(2)研究区表层土壤水分的季节性变化明显,即秋季>夏季>春季,近10年间土壤水分总体呈趋湿特征;(3)研究区绿洲内部的土壤水分状况明显优于过渡带及天然荒漠区;(4)土地利用叠加分析指示,人类活动对土壤水分的空间分布影响强烈。

基于CLUE_S模型的精河流域绿洲土地利用空间格局多情景模拟

以新疆维吾尔自治区精河流域绿洲为研究区,基于CLUE_S模型,运用logistic逐步回归法选择铁路、公路、水渠、河流、湖面及居民点驱动因子,利用1972年和1990年2期土地利用数据,对研究区2010年土地利用空间分布格局进行模拟。在通过精度检验的基础上,分别设置"历史趋势预案"和"生态保护预案"2种情景模拟了研究区2025年土地利用变化空间分布格局。结果表明:对于干旱区绿洲小区域尺度未来土地利用的变化趋势,CLUE_S模型具有良好的模拟能力;没有加入任何限制区域的"历史趋势预案"模式下,2025年研究区生态环境将进一步恶化;坚持耕地保护制度和执行艾比湖湿地国家级自然保护区制度的"生态保护预案"前提下,2025年研究区生态环境明显向好,土地利用率显著增加。研究结果对干旱区绿洲及生态环境脆弱区的土地利用可持续发展具有明显的实践意义。

新疆博尔塔拉-精河流域植被净初级生产力变化及其与主要气候因子的关系

为揭示新疆博尔塔拉-精河流域植被净初级生产力(NPP)的变化特征及其对气候变化的响应,基于MOD17A3遥感数据对2000年至2015年该地区植被NPP值的时空变化进行了分析,并对植被NPP值与主要气候因子(年均温和年均降水量)的相关性进行了分析。结果表明:在2000年至2015年,林地、耕地、灌木地和草地4种地表覆盖类型植被NPP值的平均值分别为321.1、254.1、190.3和131.7 g·m^(-2),整个研究区植被NPP值的平均值为0.0～393.7 g·m^(-2),其空间分布呈现中间高、四周低的特征;57.22%区域的植被NPP值增加,19.90%区域的植被NPP值减少,22.88%区域的植被NPP值保持不变。相关性分析结果表明:53.45%区域的植被NPP值与年均温呈负相关,23.67%区域的植被NPP值与年均温呈正相关;41.65%区域的植被NPP值与年均降水量呈正相关,35.47%区域的植被NPP值与年均降水量呈负相关。值得注意的是,9.95%区域的植被NPP值与年均降水量呈显著正相关,且这些区域均为博尔塔拉河上游和中游两侧山地的草地。研究结果显示:在2000年至2015年,新疆博尔塔拉-精河流域的植被NPP值总体呈上升趋势;年均温和年均降水量对该区域植被生长有一定影响,并且年均降水量对博尔塔拉河上游和中游两侧山地的草地植被NPP值的影响最显著。

精河流域近56年气候特征分析

通过精河县气象站近56年观测的降水、气温、日照总量数据,分析了近56年来精河地区的气候变化特征。得出如下结论:1精河流域的降水有明显上升的趋势;气温也呈明显上升的总趋势,年、代际有较大起伏;年日照总量呈下降趋势,表明阴雨天增多,反应了新疆气候逐步向暖湿气候转型。2精河流域降水量年际变化的周期性振荡特征比较明显;气温年际变化的周期性振荡特征不太明显;日照总量周期性震荡比较明显。3精河流域全年的气温、降水和日照总量的相关程度并不高,随气温升高降水增加,降水升高日照总量降低。4气候的暖湿转型减少了研究区内沙尘暴天气的发生次数。

精河流域径流变化特性分析

以精河流域为研究区域,结合流域概况,依据精河水文站实测资料进一步分析精河流域水文要素,得出精河流域径流变化规律,为精河县社会经济发展提供科学依据。

新疆精河流域水文特性分析

以精河流域为研究区域,结合流域自然地理概况,依据精河水文站实测资料进一步分析精河流域降水、蒸发、径流、洪水、水质等水文水资源特性,分析各水文要素的变化规律,以为精河县社会经济发展提供依据。

博尔塔拉河、精河流域规划实施后艾比湖湖面变化预测

博尔塔拉河、精河流域规划实施后艾比湖湖面变化预测苏颖君（博尔塔拉蒙古自治州水利水电勘测设计院博乐８４１０００）艾比湖位于新疆维吾尔自治区的准噶尔盆地西部，北临著名的阿拉山口，酉、南分别是博尔塔拉蒙古自治州的博乐市与精河县，东面与塔城地区的乌苏县为邻，...

新疆博河、精河流域降水特征分析研究

对博河、精河流域主要测站进行资料收集,采用长短系列统计特征分析、模比系数分析和降水丰枯变化分析法分析了多年来该流域降水量系列特征变化。其中,以1956年~2007年为长系列、1956年~2000年、1956年~1979年、1971年~2000年、1980年~2000年4个系列为短系列。同时对该流域地区降水量的时空分布做了研究,结果表明:博河、精河流域受气候、地形影响,降水量时间分布不均匀,地区分布差异显著,降水量有随地区变化"递减"的特点。