新疆艾比湖流域生态环境保护修复治理的基本思路及对策

新疆艾比湖流域作为山水林田湖草沙生命共同体的典型,是相互依存相互影响的生态系统,在北疆甚至全国影响深远。稳定河湖格局是保护艾比湖流域水环境的基础与核心。文章从艾比湖水面面积、需水量、水质,湖滨湿地面积、需水量、甘家湖需水量等核心指标和落实政策综合管理等方面对艾比湖流域生态环境整体保护、系统修复、综合治理提出基本思路及对策。实现生态环境修复的整体性、系统性、科学性、可操作性和长效机制,夯实社会稳定和长治久安总目标的社会基础。

基于LUCC的艾比湖区域生态风险评价及预测研究

以新疆内陆艾比湖流域典型区域为研究区,基于RS和GIS技术分析1998、2013年土地利用变化,尝试用CA-Markov模型预测2028年土地利用/覆盖变化.借助Fragstats3.4软件,基于土地利用/覆盖变化构建景观生态风险评价模型,分析1998~2028年景观生态风险的时空分异特征.结果表明:(1)1998~2013年,研究区土地类型面积变化明显.耕地面积增加量最大,增加的面积为152139hm^2,而未利用地面积减少量最大,减少的面积为67605hm^2.2013~2028年,耕地和裸露的河床及盐渍地的面积增加明显,增加的面积分别为30730hm^2,12427hm^2,而未利用地和水体的面积分别从954376hm^2和44889hm^2,减至921079hm^2和37157hm^2.(2)1998~2028年,研究区生态风险等级空间分布差异明显.高生态风险区面积变化较为显著,其面积分别约占总面积的36.6%,7.3%,23.7%.1998~2028年,全局Moran’s I值分别为0.436962,0.442202,0.506622,表现为一定程度的正相关.(3)1998~2028年,耕地分布在低,较低生态风险的比重上升,所占百分比分别为58.46%,78.58%,79.9%.林、草地类型的各生态风险等级的所占的比重的波动较大.

艾比湖区域地表水水化学特征干湿季变化及其控制因素

对2014年艾比湖区域的地表水进行观测和取样,综合运用多元统计、Piper阴阳离子三角图、Gibbs图等方法,对艾比湖区域干湿季地表水化学特征及控制因素进行了分析.结果表明:在湿季5月,Na^+和Cl^-是占绝对优势的离子,分别占阳离子和阴离子总量的70.34%和52.97%,其次是Mg^(2+)和SO_4^(2-);在干季10月,Na+和Cl-是占绝对优势的离子,分别占阳离子和阴离子总量的70.57%和66.48%,其次是Mg^(2+)和SO_4^(2-).进而判断出在湿季,艾比湖区域地表水水化学类型为以碳酸盐岩石和蒸发岩来源为主的HCO_3^--Ca^(2+)-Na+型;而在干季,艾比湖区域地表水水化学类型为以碳酸盐岩石和蒸发岩来源为主的HCO_3^--Ca^(2+)型.此外,探讨了离子控制的因素.就自然因素而言,在干湿季,艾比湖区域地表水化学离子组成受岩石风化作用和蒸发结晶作用的共同影响,大气降水的输入作用十分微弱.就人为因素而言,根据相关研究,干湿季人为活动中的主要因素是人口和地区生产总值,说明该区域受到人为活动的影响.本研究为我国干旱地区对于河水水化学变化、水质特征、水质保护都具有重要的意义.

艾比湖地区南北典型断面的土壤粒度特征

通过对艾比湖典型断面土壤粒度特征分析,发现研究区粒径组成以中粉沙为主,质地以砂质壤土为主,土壤垂向粗骨化明显。土壤分选性较差,粒度分布多为正偏,峰态多为窄峰态,表明该区土壤母质来源丰富,搬运一沉积环境异质性显著,但流水作用突出。北断面的分维值高于南断面,这与南断面分选性好于北断面相吻合。不同地区的概率累计曲线类型各异,但都富含悬移组分,并且对环境敏感的粒度组分大都在60μm上下,说明研究区土壤母质以水成沉积环境为主的基础上,叠加有风成碎屑。

基于SVM遥感分类技术的艾比湖地区20a土地利用与覆被变化及其驱动力分析

【目的】土地利用与土地覆被变化是影响干旱区生态环境变化的一个重要因子,利用遥感技术可以从大尺度上主动快速地发现变化区域,具有实时性、动态性、宏观性等优势。研究针对传统的遥感图像分类方法在精度和分类效率等方面存在不足,不确定性较高等问题,采用支持向量机(SVM,Support Vector Machine)分类技术,监测了艾比湖地区1990、2001和2011年的土地利用与覆被变化情况,分析近20 a艾比湖地区各类用地在数量和结构上的变化,探讨影响其变化的驱动力因子。【方法】选择生态环境脆弱的新疆艾比湖地区为研究区,采用SVM分类技术对艾比湖地区1990、2001和2011年三期遥感影像进行分类,并与传统的最大似然分类法和决策树分类法进行对比实验,选取最优分类方法结合GIS、GPS技术,在综合野外调查的基础上对新疆艾比湖地区20 a的土地利用与覆被变化进行监测。【结果】SVM分类方法的分类精度和Kappa系数最高,基于该技术分析出1990～2011年间艾比湖地区各类土地利用类型在结构和数量上都发生了较大变化。【结论】SVM分类方法为最优分类方法;在近20 a的时间里,艾比湖地区各类用地均发生了较大的变化;影响艾比湖地区土地利用与覆被变化的驱动力因素主要包括自然因素和人文因素,但由于短时期内自然因素对艾比湖地区土地利用变化的影响因素较小,因而人文因素被认为是影响当地土地利用与土地覆被变化的主要驱动力因素。

新疆艾比湖地区生态足迹与生态承载力动态变化研究

利用生态足迹分析方法对新疆艾比湖地区1985～2003年的生态足迹和生态承载力进行计算和动态分析研究。结果表明，新疆艾比湖地区人均生态足迹和生态赤字不断增加，人均生态足迹从1985年的2．520hm^2增加至2003年的4．194hm^2，增加了66．43％;人均生态足迹赤字从0．015hm^2增加至2003年的1.121hm^2。与全球和国内一些地区分析比较表明，新疆艾比湖地区1999年的人均生态足迹需求低于全球人均生态足迹需求，低于全疆的平均水平。却高于全国的人均生态足迹需求。同时也处于全球人均生态承载力的范围，但超过中国和新疆的人均生态承载力水平；人均生态赤字也低于全球、中国以及全疆的平均水平。说明新疆艾比湖地区在全球尺度处于生态可持续发展状态，但在区域尺度处于不可持续状态，生态系统的压力较大。万元GDP的生态足迹高于全球、中国以及新疆的平均水平，说明艾比湖地区资源的利用效益比较低。

艾比湖流域春季大气气溶胶光学性质

利用MicrotopsⅡ太阳光度计观测数据,得到艾比湖流域春季气溶胶光学厚度(AOD550)、Angstrom波长指数(α).结果显示,艾比湖流域春季AOD主要集中在0.1~0.4之间;受盐尘迁移过程中粉尘扩散、沉降等影响,精河地区和乌苏地区气溶胶光学性质存在一定差异.精河、乌苏两地AOD平均值分别为0.290和0.242,变异系数分别62.966%和47.444%,α平均值分别为0.609和0.894,变异系数为33.368%和56.946%,精河地区大气气溶胶主控粒子粒径相对较大,而乌苏地区气溶胶粒子的粒径变化幅度相对较大;AOD和α的关系复杂,当地主导风向是沙尘气溶胶的主要来源,温度变化并不是导致艾比湖流域AOD变化的内在原因;α<0.5时,乌苏地区AOD随RH的增大而减小,精河地区受盐尘中可溶性离子的影响,表现出一定的吸湿性,α>1.0时,细粒子吸湿增长造成AOD随RH的增大而增大,当0.5<α<1.0,气溶胶表现出一定的吸湿性,但当50%<RH时,可能存在降雨对气溶胶大颗粒的冲刷从而导致AOD的降低;精河地区AOD高值的主要原因是大粒子的增加,小粒子气溶胶引起高污染现象的可能较小;乌苏地区气溶胶组成成分复杂,AOD高值受细模态粒子和粗模态粒子共同影响.

新疆艾比湖地区生态足迹与生态承载力研究

文章对艾比湖地区2003年的生态足迹进行了计算和分析。结果显示,2003年艾比湖地区的人均生态足迹为4.222 hm2,而实际生态承载力为3.193 hm2,人均生态赤字为1.029 hm2。表明艾比湖地区的发展模式处于一种不可持续的状态。从该区人均生态足迹的供给需求结构看,耕地、建筑用地、林地、化石燃料用地出现人均生态赤字,表明艾比湖地区经济发展处于初级阶段,主要以消耗当地土地和能源资源来满足人们最基本的生活需求。水域、草地虽出现人均生态盈余,但这并不意味着绝对生态供给丰富,主要与地方采取的改善生态环境质量措施等有关。

新疆艾比湖周边灌丛沙堆地貌形态特征相关分析

灌丛沙堆是新疆艾比湖流域常见的一种风积生物地貌类型。本文在对新疆艾比湖周边灌丛沙堆野外考察、形态测量和统计分析的基础上,以柽柳沙堆、盐节木沙堆和白刺沙堆为主要研究对象,对不同类型沙堆的形态指标参数进行相关分析,并得出结论。

干旱区艾比湖流域典型区域景观格局脆弱性时空格局变化研究

以新疆艾比湖流域典型区域为研究区,利用1998、2011和2013年3个时期的TM/OLI遥感影像为数据源,通过计算相关景观指数,构建景观脆弱度指数,并把研究区划分为低、较低、中、较高、高脆弱区5个脆弱度等级。使用地统计学和空间自相关模型分析的方法对研究区景观脆弱度的空间分布特征、变异规律以及空间关联格局进行分析。结果表明:11998-2013年,研究区的主要景观类型是未利用地和耕地,其主要特征为耕地景观面积显著增加,其他景观面积减少;2在研究期间内,研究区的景观脆弱度呈显著下降趋势,并且其等级的空间变化较为显著;3尝试使用桑基图来表达脆弱度等级之间的相互转换,结果可知脆弱度等级之间转换频繁,且转换速率均较高;41998-2013年,研究区景观格局Moran’s I表现为一定程度的正相关,且相关程度呈上升的趋势;景观脆弱度局部空间自相关和显著性水平发生了明显的变化。正确客观地认识和评价艾比湖区域的生态环境,有利于实现自然环境的保护,为人类的可持续发展服务。

艾比湖典型区域景观格局及累积环境效应研究

选取新疆艾比湖典型区域为研究区,以1990、1998、2010和2013年的Landsat卫星影像为基础数据源,通过RS、GIS技术和景观生态学方法,采用5种景观格局指数分析了景观变化及累积环境效应。结果表明:(1)1990-2013年间景观格局变化较大,斑块数增长33.9%,除林地、水体和其它类型土地面积,其余斑块面积都有所增加,景观优势度从0.80减小到0.47,均匀度从0.59增加到0.76,景观类型向多样性、均匀性发展。景观破碎化程度降低,但人类对景观干扰度仍然增强。(2)产生的环境累积效应包括荒漠化和盐渍化程度加深,生态系统服务价值降低等方面。(3)综合了艾比湖自然与人为因素分析研究1990-2013年的湖面面积变化的因素,得出艾比湖湖面面积与蒸发量、总人口、耕地面积、牲畜和沙尘日数的相关性较好。该研究对保护艾比湖典型区域自然保护区,控制工农业生产规模,发展生态农业和工业循环经济等提供依据,对艾比湖典型区域生态系统有着重要意义。

新疆艾比湖地区胡杨林生长监测方法研究

文章主要依据德国柏林工业大学生态学院景观与林业研究中心长期的实践经验监测形成的一套成熟的研究方法,对新疆艾比湖地区9个标准样地的胡杨林的生长情况进行准样地数据和树木数据监测,并提出其保护措施和方案。

新疆艾比湖流域风沙活动特征及对环境因素的影响研究

新疆艾比湖流域是我国风沙活动多发的典型区域。在研究该区域近50年气象资料的基础上,总结出风沙活动的基本特征:风沙活动经历了缓慢增强,加速增强并达到极值,又缓慢减弱这三个阶段;在季节变化上,风沙活动集中在春季,夏季次之,冬季最少;风沙活动变化随降水增加而减弱。最后,针对风沙活动的灾害性影响提出相应的建议。

基于土地利用变化的艾比湖地区生态系统服务价值分析

基于1990和2001年2期Landsat TM/ETM+遥感数据资料,采用谢高地等人的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表,分析了1990～2001年艾比湖地区土地利用动态变化,计算了其生态服务价值。结果表明:1990～2001年研究区生态系统总服务价值共增加了6.537 6亿元,年平均变化率为1.09%;在生态系统服务功能价值结构变化中,气体调节、气候调节、土壤形成与保护、废物处理和食物生产5个单项服务功能价值比例上升,其余的4个单项服务功能价值比例下降;敏感性分析结果表明,生态系统总服务价值对生态系统服务价值系数缺乏弹性,研究结果是可信的。

艾比湖流域核心区景观生态功能区划及生态调控措施研究

在探讨了景观生态功能区划的概念、原则及区划方法的基础上,以新疆艾比湖流域核心区为对象,采用叠置法并利用"3S"技术对研究区进行了自下而上的景观生态功能区的划分,共划分出4个景观生态功能区和9个景观生态功能亚区。分析了各景观功能区的主导生态功能、保护目标,并有针对性地提出了景观生态调控的工程措施和管理措施,为恢复和重建艾比湖流域景观生态安全格局提供科学的参考依据。

艾比湖流域水资源变化与区域响应

艾比湖流域地处干旱的北疆地区,人类活动中最突出的建设水利设施和土地开发利用,加之全球变化的影响,改变了艾比湖及其水系原生自然生态系统,水资源和水环境发生了很大的变化。在综合研究流域内水资源变化成因的基础上,提出通过开源和节流并举,保证生态用水量,调整产业结构,依靠工程性和非工程性措施响应水资源变化,降低脆弱性,实现流域效益的最大化。

干旱区内陆艾比湖流域平原区景观生态安全评价研究

在构建基于景观尺度的生态安全评价模型基础上,分析了1990-2005年干旱区内陆艾比湖流域平原区的景观生态安全变化特征。结果表明:研究区景观生态安全状况可以分为3个层次,并以河流、湖泊及沼泽为主的湿地景观所在区域的生态安全程度相对较高。1990-2005年,研究区生态安全状况呈现"V"字型变化趋势,其中生态安全评价指数相对较低区域的面积所占比例呈现先增加后减少、总体上趋于增加的状态;而生态安全指数相对较高区域的面积所占比例呈现先减少后增加、总体上趋于减少的状态。

新疆艾比湖流域平原区景观土壤属性特征研究

以新疆艾比湖流域平原区为对象,在对研究区进行景观生态分类及野外调查验证的基础上,利用"3S"技术将1∶100×104的新疆土壤类型图与研究区景观类型图叠加,从土壤属性层次上对研究区各类景观的生态土壤类型进行确认,并分析其在研究区内分布的特征。结果表明:研究区主要土壤类型为26类,以石膏灰棕漠土所占比例最大,占研究区总面积的19.03%,棕钙土、荒漠风沙土、草甸盐土、盐化草甸土、和灌耕灰漠土等面积也较大。

干旱区内陆艾比湖区域景观生态风险评价及时空分异

以新疆艾比湖流域典型区域为研究区,利用1998、2011和2013年的Landsat TM/OLI遥感影像,将研究区分为耕地、林地、草地、水体、裸露的湖床及盐渍地和未利用地6个景观类型,计算各景观指数,引入生态风险指数,进行空间插值,并把研究区划分为低、较低、中、较高、高生态风险区,对研究区景观格局生态风险的时空变化特征进行评估.结果表明:1998—2013年,艾比湖区域景观格局变化明显,主要特征为耕地景观面积明显增加,其他景观面积减少;1998年,生态风险区以高等级为主,而在2011、2013年,生态风险区均以较高和低等级为主.1998—2013年,研究区的生态风险等级呈明显降低趋势,生态风险等级由高生态等级向低生态等级转变的总面积远高于由低生态等级向高生态等级转变的总面积.

艾比湖地区的输沙势分析

利用艾比湖地区 5个气象站 196 1- 2 0 0 1年的观测资料分析输沙势变化 ,结果表明 :(1)艾比湖地区合成输沙势春季最大 ,平均是 131.4VU ,夏季次之 ,是 89.9VU ,冬季最小 ,是 4 5 .4VU。四季合成输沙势在 2 0世纪 6 0年代最大 ,90年代最小 ;春季、冬季从 6 0～ 90年代一直减小 ;夏季、秋季在 80年代有次高出现。各季的最大值出现年代不同 ,最小值均出现在 90年代 ;(2 )年合成输沙势从 6 0 - 90年代减小 ,80年代中期到 90年代减小较快 ,最大值是 1977年的 12 4 .3VU ,最小值是 1999年的 4 5 .8VU ,平均是 87.7VU ;(3)沙尘暴、扬沙在 6 0 - 70年代年出现日数较多 ,70年代中期达到最多 ,随后开始下降 ,90年代初达到最少 ,之后 ,稍有增大。