荒漠绿洲交错区绿洲扩张与主要水文过程

干旱区绿洲扩张主要发生在荒漠绿洲交错区(边缘区),绿洲空间变化对地表主要水文过程有直接影响。为了更好地了解这一变化机制,以绿洲与沙漠、荒漠、石质裸山交错分布的张掖绿洲边缘区为对象,采用F显著性检查和Mann-Kandell趋势分析对1987年以来绿洲与不同生态系统之间转化特点与趋势进行了研究,同时分析了绿洲扩张与主要水文过程关系。结果表明:1987-2017年来荒漠绿洲交错区不同生态系统空间变化主要发生在绿洲与沙漠和荒漠3种生态系统之间。转化以绿洲扩张为主要特点,累积扩张了1 696.86 hm^2,平均每年56.56 hm^2。其中,沙漠和荒漠分别转化了31.73 hm^2·a^-1和24.83 hm^2·a^-1。黑河中游干流用水量在研究时段内无显著性突变,多年平均为7.68×108 m^3,对绿洲面积扩张无显著性影响。但是地下水埋深在1998年发生显著性突变,突变周期发生在1997-2000年。总体来看,绿洲面积每增加520 hm^2,地下水埋深下降1 m。地下水位埋深对绿洲扩张有显著性影响,是绿洲扩张最敏感的水文过程要素。

荒漠绿洲交错区景观稳定性与维持机制

景观稳定性与维持机制是景观生态学理论的重要基础。由于人类活动干扰和景观斑块自然属性及资源条件约束,荒漠绿洲交错区景观稳定性研究成为干旱区生态学研究热点。选取描述景观斑块大小(MPA)、数量(PD)、大斑块优势度(LPI)和斑块空间关系(ENN)等4个指数,采用统计学中的变异系数和景观稳定性指数分析了荒漠绿洲交错区不同景观水平稳定性。从景观指数稳定性来看,无论是景观或斑块类型水平,斑块间平均距离指数稳定性最高,平均斑块面积指数次之,斑块密度指数居第三,大斑块优势度指数最低。景观与斑块类型水平比较而言,景观尺度同类指数稳定性都高于斑块类型尺度。从景观稳定性时间尺度依赖特征来看,线性趋势分析表明景观水平尺度依赖特征达到了显著水平(P=0.003),低于斑块类型水平的沙质荒漠(P<0.001)与砾质荒漠(P<0.001)。从景观稳定性维持机制来看,Pearson相关分析显示人类活动导致的绿洲化和地下水埋深是影响荒漠绿洲交错区景观稳定性的主要原因(双侧检查都为P<0.01);沙漠化过程(0.01<P<0.05)和相邻斑块属性等自然现状是次要原因。