伊犁河谷植被物候变化特征及其对气候变化的响应

本文基于2001—2021年MODIS NDVI数据和气象数据,利用TIMESAT软件提取伊犁河谷植被物候参数,结合Sen趋势分析、M—K检验和偏相关分析等方法,研究伊犁河谷植被物候变化特征及其对气候(气温、降水)变化的响应。结果表明:伊犁河谷植被生长季始期(Start of the growing season,SOS)、生长季末期(End of the growing season,EOS)、生长季长度(Length of growing season,LOS)主要集中在45~113 d,290~335 d,186~279 d,海拔每上升100 m,SOS约推迟1.9 d,EOS提前1 d,LOS缩短2.9 d。SOS呈提前的像元占79.91%;EOS呈推迟的像元占81.64%;LOS呈延长和缩短的像元占31.89%,26.39%。1000 m以下草原SOS最早且提前天数最多(61.5 d);1000 m以上草原EOS提前天数最多(34.8 d),阔叶林仅提前7.6 d。SOS受2,3月气温及1,2月降水影响,3月气温升高使SOS提前;EOS与8月气温正相关,与9月降水负相关。本研究为伊犁河谷的植被资源保护与生态环境可持续发展提供科学依据。

伊犁河谷林下散养鸡疫病防控措施

林下散养蛋鸡属于绿色生态循环的养殖模式,利润空间大,但该模式是一种开放式的饲养模式,养殖管理难度大,一旦发生疫病,未以及时救治,损失严重,需要养殖人员给予高度的重视,采取科学的方法策略合理防控。结合伊犁河谷林下散养鸡现状,探讨了林下散养蛋鸡常见病的预防和治疗方法。

伊犁河谷草地生物量碳的变化研究

通过研究不同海拔高度下草地生物量碳的分布规律,可以评估不同海拔高度下生态系统的碳储量,为生态系统碳平衡和碳管理提供科学依据。探究了伊犁河谷不同海拔高度下草地地上生物量碳与土壤环境因子的分布特征及相关关系,结果表明:①随着海拔上升,土壤温度呈现波动下降趋势,土壤含水量与盐分呈波动上升趋势。H1-H10(海拔1000~2500 m)土壤温度、含水量与盐分分别处于10.87~19.97℃、8.42%~40.17%与0~1.31 g/kg。②草地地上生物量碳储量在5月份随着海拔的升高,呈“降低-增加-降低”的变化趋势,H9(海拔2100~2200 m)时最大,为234 gC/m^(2),7月份呈“增加-降低-增加”的变化趋势,H2(海拔1200~1300 m)时最大,为296.44 gC/m^(2);空间分布上,5月份地上生物量碳储量呈现“西高东低”分布,7月份呈相反趋势。③H8(海拔2000~2100 m)时地上生物量碳储量与土壤温度呈显著负相关,与土壤水分和植被叶面积指数都呈显著正相关(P<0.05)。

伊犁河谷生态效率时空演变及影响因素

采用Super-SBM模型对伊犁河谷2000—2017年生态效率进行测算,从时间序列、空间演变和空间关联性3个方面分析伊犁河谷生态效率的时空特征和演变规律,运用Tobit模型验证伊犁河谷生态效率的影响因素及影响程度.结果表明:①伊犁河谷生态总效率呈现“WV”型;纯技术效率呈现“V”型;规模效率呈现“WV”型;②生态效率空间格局随时间的变化和地区间的差异呈现不同的变化,2016年察布查尔锡伯自治县从冷点区迁移到热点区,伊宁市、霍城县、察布查尔锡伯自治县、昭苏县和尼勒克县处于热点区;③生态效率全局空间关联度呈逐渐增大的趋势,察布查尔锡伯自治县、特克斯县和伊宁县集聚趋势较明显,空间格局变化主要发生在H-H、L-H、L-L集聚区;④伊犁河谷生态效率的影响因素对各效率的作用存在明显差异,建成区面积、用气普及率和固定资产投资对生态效率产生显著的正向影响,而单位从业人员数量和工业烟尘排放量对生态效率产生显著的负向影响.

地形驱动下伊犁河谷草原生物灾害的分布效应

【目的】探究伊犁河谷草原生物灾害空间分布对地形因子的响应程度,为林草部门进行草原生物灾害防治工作与草原健康发展提供理论支持。【方法】结合实地调查技术与地理信息技术在地形的视角下对伊犁河谷草原鼠害、虫害、毒草害空间分布进行分析,并基于地理探测器分析地形对草原生物灾害的驱动机理。【结果】①伊犁河谷草原鼠害在海拔900~1200 m和1600~2100 m区间大面积分布;虫害主要集中在海拔800~1900 m区域内;毒草害在垂直空间上规律明显,主要集中在海拔1800~2500 m区域,随着海拔升高,毒草害面积增大,在海拔2000~2100 m达到峰值后面积开始减小,在较高和较低处几乎没有毒草害分布。草原生物灾害在坡度空间上主要集中在坡度6°~15°的缓坡,绝大部分生物灾害分布在平坡、缓坡、斜坡等坡度较小的空间内,少部分分布在急坡,陡坡和险坡几乎没有生物灾害分布。草原生物灾害各坡向均有分布,且不同坡向灾害分布面积差异不明显。②坡度对鼠害和虫害影响明显,坡向对3种生物灾害影响都不明显。③草原生物灾害分布受多地形因子共同作用,海拔与坡度之间交互作用显著,海拔与坡向的交互作用不显著。④海拔与坡度、坡向和坡度与坡向对草原鼠害、毒草害分布的影响存在显著差异;海拔与坡度对草原虫害分布的影响不存在显著差异。伊犁河谷草原生物灾害受地形影响显著,不同生物灾害类型对地形有不同响应程度,海拔和坡度交互作用呈现对草原生物灾害分布的非线性增强影响。【结论】伊犁河谷不同的草原生物灾害空间分布对地形因子的响应程度不同,交互地形因子对水热条件的调控机理是影响草原生物灾害空间分布的直接原因。通过对伊犁河谷草原生物灾害地形驱动机理的研究,可为今后伊犁河谷草原保护方案的制定与实施提供一定的科学指导与理论依据。

伊犁河谷春季极端暴雨水汽特征与不稳定机制分析

2022年5月4—6日,新疆伊犁河谷出现极端暴雨天气,多站降水量突破历史极值。使用地面自动站逐时降水资料、美国国家环境预报中心/美国国家大气研究中心(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research,NCEP/NCAR)1°×1°再分析资料,分析此次极端暴雨事件的水汽特征和不稳定机制。结果表明:1)在500 hPa中纬度短波和低层辐合切变环流背景下,伊犁河谷可能发生极端暴雨天气,向西开口的“喇叭口”地形特征导致地形辐合和强迫抬升,增强了局地暴雨发生的动力触发机制。2)水汽主要来源于地中海、红海及里咸海地区,存在偏西和西南两条主要输送路径。低层偏西路径水汽输送强度大于中高层的西南路径,西边界为主要水汽输入边界,水汽输入贡献比约为85%,且从地面至700 hPa的强水汽辐合有利于水汽快速积聚。3)降水前对流层低层存在对流不稳定为暴雨天气积聚不稳定能量,对强降水的发生起重要作用;降水期间,对流层低层受对流不稳定影响,而对流层中高层受条件对称不稳定影响,这两种不稳定机制共同作用造成此次极端暴雨事件的发生。

伊犁河谷矿山生态修复优先度评价研究

为解决伊犁河谷存在的大量废弃矿山问题,本文探讨伊犁河谷矿山生态修复方法,促进生态保护和经济发展协同共进。优选伊犁河谷国土空间规划、矿产资源规划、矿山占地、矿山地质灾害等要素评价指标,依据层次分析法将矿山生态修复优先度评价单元分为矿山开发占地与环境背景2个尺度,通过叠加运算和空间插值实现不同尺度的继承和细化,整体把握评价体系的尺度和精度,构建伊犁河谷多尺度矿山生态修复优先度评价体系。根据评价结果和实地调查,筛选伊宁市和察布查尔锡伯自治县2处矿山生态修复优先区,总面积约641km2;筛选霍城县、伊宁县等6处矿山生态修复一般区,总面积约677 km2。本文的评价指标体系及结果可为矿山生态修复和土地复垦提供参考。

2022年初冬伊犁河谷一次极端暴雪过程诊断分析

利用常规探空和地面观测、NCEP/NCAR 1°×1°再分析等资料,采用天气学诊断方法对2022年11月22—24日伊犁河谷极端暴雪过程进行分析,结果表明:(1)此次过程为强锋区降雪,锋区内不断有短波东移,是暴雪发生的大尺度环流背景。(2)低空偏西急流的长时间维持及加强,为暴雪区提供了丰富的水汽。强降水出现在中层强水汽辐合中心之后,低层水汽强辐合时。(3)双辐合—辐散结构的散度场特征,以及低层的辐合抬升,高层的辐散加强,为暴雪区提供了动力条件。(4)暴雪发生时大气处于稳定状态,但存在对称不稳定能量的释放。

GIS支持下绿洲生态敏感性研究——以伊犁河谷为例

为探索绿洲生态环境保护方法,解决绿洲生态环境与社会经济发展的矛盾,本文选取7项生态敏感性评价因子,结合层次分析法和均方差决策法确定各因子权重,对伊犁河谷生态敏感性进行评价分析;选取4项社会经济指标,利用莫兰指数进行空间自相关性分析,研究伊犁河谷生态敏感性与社会经济的相关性。结果表明:①海拔因子和植被因子对伊犁河谷生态敏感性影响最强烈。②伊犁河谷生态敏感性总体适中,主要受垂直地带性影响,敏感性与海拔、坡度呈正相关关系;受自然环境影响,敏感性与水体和植被呈负相关关系。③伊犁河谷生态敏感性与社会经济呈负空间相关性。研究生态敏感性与社会经济的相关性,为未来伊犁河谷生态保护、国土空间规划、社会经济发展等提供了一定的理论指导和参考。

基于多种趋势分析方法的降水演变趋势分析

为了解决现有降水趋势分析方法无法同时检测低、高值区雨量趋势的问题,引入创新性趋势分析法(ITA),并与传统趋势分析方法联合应用。以1961~2020年伊犁河流域站点数据为例,将ITA与Mann-Kendall(MK)系列、Theil-Sen等7种方法进行对比分析。结果表明,伊犁河流域站点年降水量整体呈增加趋势,流域北部除霍城站和伊宁县站、南部除昭苏站外,其余站点高值区雨量增加趋势显著;北部霍尔果斯站与伊宁县站、南部巩留站与特克斯站极端降水强度大小呈集中趋势。ITA与传统趋势分析方法相比,可以体现雨量变化范围并检测低、中、高值区雨量的变化趋势,因此将ITA与传统趋势方法联合,对整体雨量与高低区雨量同时进行趋势分析,有助于更全面地解析伊犁河流域降水变化规律。

新疆伊犁河谷地区籽粒玉米新品种筛选

新疆伊犁河谷地区是我国西北最为重要的玉米产区之一。为筛选出适合本地区推广应用的优良籽粒玉米新品种,2021年广泛收集引进21个玉米组合在本区2个地点进行大区适应性筛选鉴定试验。经综合评价,筛选出6个籽粒产量高且综合农艺性状较好的品种:华西948、科沃868、中单111、利农368、五谷318和五谷568。这些新品种在伊犁河谷地区表现出较好的增产潜力,值得进一步推广利用。

基于多情景模拟的伊犁河谷土地利用景观格局分析

【目的】为探索人地协调城镇发展模式,解决绿洲重点经济建设区人地矛盾问题,模拟未来土地利用发展状况尤为重要。【方法】基于土地利用转移矩阵和PLUS(Patch-generating land use simu-lation,PLUS)模型对2000—2020年期间的伊犁河谷土地利用变化及其驱动因子进行分析,并设置多种发展情景进行模拟。【结果】结果显示:(1)2000—2020年伊犁河谷土地利用变化明显,其中草地退化严重,不透水面扩张显著,人地矛盾激烈。(2)各地类变化主要驱动因子差异明显,少数地类单因子主导驱动明显,大部分地类多因子复合驱动作用明显。(3)从3种情景模拟结果来看,自然情景以农田和未利用地增加为主,其次不透水面扩张明显;经济发展情景是通过增加不透水面扩张面积来达到最佳经济效益;生态保护情景下草地退化和未利用地扩张得到控制,湿地区域保护加强,实现生态效益显著提升。【结论】对土地利用驱动因子分析,要侧重多因子复合驱动作用的影响。PLUS模型对伊犁河谷土地利用变化模拟适用性较好,多情景模拟土地利用景观格局未来发展,可为伊犁河谷及地理环境相似的绿洲解决人地矛盾,发展人地协调模式提供理论指导与参考。

地质灾害敏感性下的伊犁河谷生态安全格局构建

利用Conefor 2.6软件计算有林地与灌林地的景观连通性,选取生态源地,以坡度、地层岩性、土壤类型、归一化植被指数、年平均降雨量、年平均融雪量、距道路距离、距采矿用地距离8个地质灾害敏感因子评价地质灾害敏感性.利用评价结果对阻力面进行修正,基于电路理论,提取生态廊道、识别生态夹点、生态障碍点,构建生态安全格局,提出生态保护和地质灾害防治策略.结果表明:伊犁河谷地质灾害敏感性高值区主要集中在道路及河流附近,其中,西南部谷盆地地质灾害敏感性最高;37个生态源地主要集中在山区;75条最优生态廊道和53处生态夹点多分布于建设用地周围,主要用地类型为草地;9个生态障碍点大多位于最优廊道上,部分紧邻生态夹点.

新疆伊犁河谷矿集区土地利用时空演变与驱动力分析

土地利用变化是研究矿区生态系统格局变化、评价矿区生态环境质量的重要因素。选取30年土地利用数据,基于土地利用变化率、动态度、转入率、转出率和重心迁移等分析新疆伊犁河谷矿集区土地利用时空变化特征,通过地理探测模型分析坡度、土层厚度、土壤侵蚀、地表温度、蒸散发量、降水量、高程、有机质含量、国内生产总值(GDP)共9种影响因子对于土地利用的驱动机制。研究结果表明:30年来草地面积和未利用地面积呈减少趋势,耕地面积、林地面积、建设用地面积和湿地(含水域)面积则有所增加。整体来看,土地类型变化率最大值均在2010年以前,且动态度随之表现出相似的变化特征。耕地、林地、建设用地和湿地(含水域)转入率普遍大于转出率,表明城市扩张的同时耕地增加,森林和水域生态系统质量有所提高。林地和建设用地重心向矿集区西部移动,与生态相关的地类(耕地、草地、湿地(含水域))向东部移动。高程∩坡度对土地利用作用效果最强,大多数因子对于土地利用变化是共同促进关系,高程因子在众因子中重要性最强。

伊犁河谷草原虫鼠害空间分布监测及防治方法

伊犁河谷草原是伊犁河谷生态环境的重要组成部分,草原的综合治理对整个生态系统影响非常重要。除了人类活动直接影响草原生态,还有虫鼠灾害、毒害草蔓延等内部因素影响伊犁河谷草原生态。防治草原虫鼠灾害一直是草原管理相关单位工作重点。2021年伊犁河谷草原虫鼠害相较于2016年有明显改善。为明确2021年伊犁河谷草原虫鼠害空间分布状态,通过实地调查、高分辨率遥感影像分析法、3S集成技术等方法,发现2021年伊犁河谷虫鼠危害区域面积达2337.76km^(2),其中虫害危害区840.65km^(2),鼠害危害区1497.11km^(2)。根据对虫鼠害空间分布制定防治方法,在虫鼠害危害区进行投放毒饵、招鹰灭鼠、招粉红椋鸟治蝗、牧鸡治蝗等工作,可有效防治草原虫鼠害。

伊犁河谷小叶白蜡当年生枝条生长调节特征

【目的】当年生枝条是木本植物进行种群空间扩展、结实和光合作用的主要部位,反映种群进化和适应调节等重要生态学特征。研究当年生枝条的生长调节特征,可揭示植物种群的适应机制。【方法】通过分析国家Ⅱ级保护植物小叶白蜡Fraxinus sogdiana的长枝、中枝和短枝3种不同类型枝条各构件之间的异速生长关系,对不同类型枝条功能的差异性及其在种群适应调节中的作用进行研究。【结果】不同类型枝条的叶片和茎之间具有不同的生长规律,其中在总叶面积和茎生物量关系上,长枝和中枝上均为同速生长关系(斜率分别为1.170和1.135),而在短枝上为异速生长关系(斜率为0.657);在叶片生物量和茎生物量分配关系上,长枝、中枝和短枝分别表现为异速、同速、异速生长关系,回归方程的斜率依次为1.460、0.908和0.840。共同表明长枝和中枝具有更高的叶片生长能力,功能上侧重于扩展空间和光合生产,短枝的功能与有性繁殖过程有关。叶轴对叶片生长也有调节作用,在中枝和短枝上能够弥补茎对叶面积支持效率的不足,但在长枝上作用不明显。【结论】小叶白蜡的长枝和中枝具有更高的叶片支持效率,其功能不仅体现在扩展种群生长空间方面,同样也体现在较高的光合生产能力方面,当年生枝条具有更为复杂的功能分化,在种群适应调节中的作用更加多样化,建议在研究具有二态性枝条的植物生长调节特征时,应考虑枝条类型的差异性。

天山卷耳无性系生长规律及其影响因素分析

以新疆伊犁退化草甸残遗植物天山卷耳为研究对象,分析了种群空间拓展过程中无性系构件组成、数量特征变化规律及其与环境因素的关系.研究发现:天山卷耳种群生物量分配以根茎最高,平均为78.307%;根茎年龄结构以1 a根茎为主,随着种群向外拓展,根茎总长度以指数形式下降,种子生物量以线性形式下降,但根茎年龄结构相对稳定;根茎总长度和种子生物量随光照强度增加分别呈幂函数和指数函数形式下降,随土壤含水量增加均呈线性函数形式下降;光照强度对地下/地上生物量无显著影响,但是土壤含水量有显著影响;无性繁殖是天山卷耳种群进行空间拓展的主要方式,天山卷耳种群采用的是无性系内、外部空间兼顾的拓展生长策略;光照和土壤水分状况是影响天山卷耳无性系生长的主要因素.

基于DEM的伊犁河谷气温空间插值研究

为了研究伊犁河谷地区气温空间变异性,提出基于DEM修正的空间插值方法,以1961—2008年伊犁河谷地区及周边19个气象站点月平均气温数据为基础,分析多年平均气温与海拔的相关关系,并与反距离权重法(IDW)、克里格插值法(Kriging)等传统方法计算结果进行对比。结果表明:该研究区的气温直减率为0.564℃.100 m-1;根据交叉验证比较结果发现,基于DEM修正模型的精度明显优于其他两种方法,IDW模型在对年均最低温度的模拟效果比Kriging模型略好。结合DEM数据,该研究成了伊犁河谷地区90m空间分辨率的格网温度场,其插值结果客观地表达了气温随地形变化的趋势,反映了气温的空间变异性。

太湖流域宜溧河酚类内分泌干扰物的空间分布及风险评价

以NP(nonylphenol,壬基酚)、4-t-OP(4-t-octylphenol,辛基酚)和BPA(bisphenol A,双酚A)为目标物质,研究酚类EDCs(内分泌干扰物)在太湖流域宜溧河地表水体和悬浮物中的空间分布特征及风险评价.结果表明,太湖流域宜溧河地表水体中ρ(NP)、ρ(4-t-OP)和ρ(BPA)分别为156.2～434.0、11.8～19.4和89.8～353.8 ng/L,悬浮物中w(NP)、w(4-t-OP)和w(BPA)分别为520.0～9 818.2、52.0～454.5和39.0～2 454.5 ng/g.流域内生活及工业污水排放可能是宜溧河流域水体中酚类EDCs的主要来源,ρ(NP)与ρ(NO3-)呈显著正相关(R=0.860,P<0.01).宜溧河水系中酚类EDCs在水相-悬浮物相的有机碳标准分配系数为4.14～6.41,表明悬浮颗粒物的吸附是水体中EDCs迁移的一个重要途径.研究区域中NP、4-t-OP和BPA的入湖量分别为506、57.9和297 kg/a.风险评价结果表明,该地区部分河段ρ(EDCs)具有潜在的生态风险.

伊犁河流域水资源承载力的综合评价

水资源承载力是关系到一个地区经济可持续发展和群众生活的主要物质基础之一,其平衡与否关系到地区总体规划能否完成。能否合理的利用水资源承载力,使水资源持续利用,是达到地区社会、经济和生态环境不断优化的关键。本文运用模糊综合评价的水资源承载力评价方法,选取了人均水资源可利用量、人均实际供水量、水资源利用率、耕地灌溉率、供水模数、需水模数、生活用水定额、生态用水率等8个主要因素作为评价因素,综合评价了伊犁河流域现状和不同水平年的水资源承载力。结果表明:目前伊犁河流域水资源已达一定规模,但其开发的潜力还比较大。但是随着社会经济的发展,水资源供需矛盾突出,其水资源承载力不断下降,最后提出了提高水资源承载力的途径。