新疆平原地区森林生态系统服务功能间接经济价值比较

本文利用多种生态经济学方法,估算了新疆各地州平原人工林和胡杨林的生态系统服务功能的间接经济价值,比较了这两类林地的生态系统服务功能的经济价值差异,并分析了同种森林生态系统中不同服务功能的经济价值特征。通过这些比较和分析,为生态系统的保护重点及生态规划提供了依据。

新疆水资源生态足迹核算与预测

根据水资源生态足迹的基本原理和计算模型,引入水资源负载指数,对新疆2005—2014年水资源生态足迹、水资源生态承载力进行计算,并运用灰色预测模型GM(1,1)对2015—2025年的生态赤字/盈余趋势进行预测。结果表明:(1)新疆历年水资源生态足迹大于水资源承载力,处于生态赤字状态,从2005年的-7.83×10~7hm^2下降至2013年的-9.06×10~7hm^2,水资源开发率很低;(2)2005—2014年新疆水资源生态足迹和承载力均呈上升趋势,人均生态足迹和人均承载力呈上下波动状态,生产用水生态足迹在三个水资源账户中比例最大,远远超出其它两部分,占总水资源足迹的95.86%;(3)水资源负载指数总体呈上升趋势,表明水资源的利用程度逐渐加强,2005—2012年负载指数在2~5之间,表明新疆水资源利用程度中等;2013—2014年负载指数在5~10之间,表明新疆水资源利用程度高,开发条件困难;(4)新疆水资源存在分布不均匀的状态,南疆、北疆、东疆差异较大,南疆、北疆水资源生态足迹、水资源承载力均大于东疆,而南、北疆万元GDP水资源生态足迹则小于东疆;(5)对2015—2025年水资源进行预测,新疆水资源一直处于生态赤字状态,而且水资源生态赤字呈逐年减小的趋势,水资源生态赤字越来越严重,今后的形势越来越严峻,在利用中提高节水意识。

新疆伊犁州农业生态效率时空差异探究——基于超效率非期望SBM模型和Malmquist指数

以新疆伊犁哈萨克自治州24个县市为研究区,运用超效率非期望SBM模型和Malmquist指数探讨2004—2017年伊犁州农业生态效率时空差异.结果表明,伊犁州农业生态效率总体在时间上呈波动平缓下降趋势;24县市农业生态效率在空间上呈现出明显的异质性,2004—2017年效率低值区向伊犁州东北和西南方向扩张,逐渐演化为高值区零星分布,低值区聚集于伊犁州中部和东北部.各县市农业生态效率水平较低,仅伊宁市、伊宁县、霍城县、新源县、昭苏县、沙湾县农业生态效率平均水平达到有效;伊犁州农业生态效率在2005—2010年、2011—2017年分别受纯技术效率和规模效率影响.伊犁州全要素生产率指数整体呈正增长;全要素生产率指数增长幅度较高的县市有和布克赛尔县、伊宁市、沙湾县、吉木乃县,增长幅度较低的县市有哈巴河县、福海县、奎屯市、尼勒克县;技术进步指数推进伊犁州全要素生产率增长,而综合技术效率指数抑制其增长,主要原因是伊犁州规模效率指数增长较低.

基于光学和雷达多源遥感的于田绿洲土壤盐渍化时空分析

目前土壤盐渍化是全球重要的环境问题,探明于田绿洲土壤盐渍化的时空变化规律,挖掘雷达遥感探测土壤盐分的优势,对干旱区绿洲的土壤盐渍化时空变化进行监测评估。以于田绿洲为研究区,基于PALSAR-2、Sentinel-1极化合成孔径雷达数据和Landsat 8 OLI等多源数据集,筛选雷达影像的最优后向散射特征与主成分分析后的光学影像组合,最后利用随机森林方法进行图像分类,定量提取于田绿洲土壤盐渍化信息,对土壤盐渍化时空变化进行分析。结果表明:(1)在同时使用随机森林分类方法下,各年的光学影像总体精度平均为80.36%,Kappa系数平均为0.77;光学影像结合雷达影像的分类精度比光学影像分类精度高,总体精度平均为85.62%,Kappa系数平均为0.82。(2)2015—2021年于田绿洲产生土壤盐渍化的区域主要分布于研究区北部的绿洲边缘和荒漠交错带。(3)2015—2021年盐渍地面积年均变化量为-1120.55 hm^(2)·a^(-1),变化率为-10.67%。于田绿洲盐渍化程度总体呈下降趋势,盐渍化以轻中度盐渍地为主。

基于多源环境变量的渭-库绿洲土壤颗粒含量预测研究

本文以渭干河–库车河绿洲(简称渭–库绿洲)土壤颗粒为研究对象,采集了绿洲内50个典型表层(0~10 cm)土壤样本,通过相关软件,提取到遥感指数变量、地形和气候等环境变量,经过相关性分析确定环境变量和预测目标间的关系,使用R语言构建了预测土壤颗粒含量的随机森林(random forest,RF)模型和极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)模型。研究结果表明:XGBoost模型的预测结果整体好于RF模型,其中相关系数介于0.39~0.78;土壤pH、高程及衍生变量、光谱变换变量均是两个模型预测土壤颗粒含量的重要因子;将模型预测结果、实测数据和世界土壤数据库(HWSD)中的3种土壤颗粒数据作对比分析,结果表现出模型预测数据的误差小于HWSD与实测数据的误差。综上所述,通过筛选环境变量建立的XGBoost模型,是预测渭–库绿洲土壤颗粒含量的有效方法。

新疆绿洲系统自组织演化与机理

应用自组织理论为指导思想,从绿洲的系统性、整体性、复杂性角度出发,以新疆为例进行实证分析,深入研究绿洲系统的发展特征与演化机制。分析结果表明:①自组织理论在解释绿洲复杂系统的发生、发展、演化过程方面是一种非常强大而有效的理论依据;②绿洲系统的发展是由干旱环境背景下的特殊自然地理要素的自发演化所构成的自组织与由人为进行的规划与干预所构成的他组织的复合发展过程;③)绿洲系统具有开放性、非平衡性、非线性、涨落等明显的自组织特征,有着从非组织到组织、从组织程度低到组织程度高、复杂度不断增长等自组织演化过程;④)绿洲系统中自组织与他组织的相互影响机制决定着绿洲系统运行态势及其特征。新疆绿洲系统发展的特征分析充分揭示并验证了绿洲系统的自组织与他组织特征与演化过程,充实了绿洲研究的理论体系及其内容,为提高我们对绿洲发展规律的认识、科学实施他组织、有效长期的组织绿洲,为正确引导绿洲系统发展过程与方向提供了科学的理论依据。

塔里木河下游胡杨林生态效益评价及其保护对策

胡杨是塔里木河流域唯一的成林树种,也是世界上古老而珍贵的植物。通过不同角度对塔里木河下游胡杨林的生态效益进行了研究分析,结果表明:塔里木河下游胡杨林具有防风固沙、保持水土、调节气候的作用,甚至在人类和社会的健康及可持续发展中也发挥着巨大功能。但是由于近50年来人类活动的干扰,塔里木河下游胡杨林面积日益减少,处于濒危状态,因此,应该适时生态输水、退耕还林并制定相应的政策和法规来保护下游日益萎缩的胡杨林,保持下游绿色走廊生态系统的可持续性。

新疆天山北坡常见盐生植物端元尺度光谱特征及识别

通过野外定点光谱采样,从端元尺度对天山北坡四种常见的盐生植物芨芨草、苦豆子、樟味藜、骆驼刺进行了光谱特征分析和种类识别。结果表明:从CARI和SIPI两个常用的叶绿素高光谱指数来看,骆驼刺的叶绿素含量和类胡萝卜素含量均较高,苦豆子虽然生长旺盛,由于受到光谱中花的因素影响,这两个指数值较低。苦豆子株冠郁闭度较高,其NDVI值高于其他三种植物。苦豆子和樟味藜的光谱位置参数较稳定,而芨芨草和骆驼刺则既存在BEP"红移",也存在REP"蓝移",红边和蓝边变化幅度较大。生长旺季中不同植物端元光谱曲线之间差异较小,存在明显的混合光谱现象,利用遥感常用的红/近红外特征空间难以准确区分樟味藜和骆驼刺。采用逐步多元判别分析,筛选出Rn,REP,Rg,MSAVI和CARI作为判别指标构建判别方程,芨芨草和樟味藜可以100%被识别,四种植物的判别总精度达92%以上。

新疆化肥投入量与粮食增产潜力的研究

随着新疆人口不断增长，对粮食的消费也在不断增加，根据新疆1980-2004年化肥施用量和作物产量，以粮食作物为主要研究对象，从不同年份单位播种面积的粮食产量和肥料施用量变化，求出相应的单位播种面积可能达到的粮食生产潜力，并以此为基础计算出新疆单位播种面积的粮食增产潜力。并为保证新疆的粮食安全提出了相应的对策。研究表明：新疆粮食单产与单位面积施肥量之间呈现显著的相关关系，粮食单产还有一定的增产潜力，增施化肥的增产效率也较高。

新疆艾比湖流域水资源供需分析与调控对策研究

艾比湖流域严重的生态环境问题,使得流域水资源可持续利用随着经济社会的发展倍受关注.在考虑生态效应的前提下,以艾比湖流域为研究对象,分析了流域现状用水及其存在的问题,通过供需分析进一步揭示其未来面临的水资源供需矛盾和水环境压力,并就其资源环境的约束问题,提出了水资源合理利用的调控措施.结果表明:研究区面临水资源短缺和水浪费双重压力,必须进行水供需控制.通过植被调节、节约用水、科学用水、流域间调水等有效手段实现潜在水资源的最大转化,其中,外流域水资源的调入对恢复改善艾比湖流域生态环境,具有重大的现实意义.运用的理念和调控对策可供同类地区参考.

新疆有效灌溉面积动态变化

有效灌溉面积是衡量区域粮食安全的重要指标。研究表明：新疆有效灌溉面积1999-2000年有一个大下滑，之后增幅很小，且有效灌溉面积占总耕地面积的比值有下降趋势，并处于较低水平。有效灌溉面积减少的情势不容乐观，从1998-2004年年均有效灌溉面积减少量达2.167万hm^2，其中粮食主产区面积减少占45％。新疆大部分地区粮食是自给自足，有效灌溉面积的减少势必会影响当地粮食安全，进而影响当地人民的安居乐业。图6，表1，参13。

新疆民族歌舞旅游产品真实性体验研究

文章运用因子分析法得出新疆民族歌舞旅游产品在人种要素、产品内涵、表演外部因素、舞台效应和产品外部表现五方面较为突出,说明游客观赏民族歌舞表演时的感受不是根据歌舞要素来划分的,而是结合个人情感倾向、知识积累和经验要素对歌舞产品的表演进行评判的;运用方差分析法对不同民族对歌舞表演真实性影响因素的差异进行研究,指出当地少数民族更注重歌舞表演的内容、乐器、装扮、语言、解说等体现民族文化内涵的因素,汉族对表演气氛和表演人员的精神面貌等较为注重。

基于LUCC的喀纳斯自然保护区生态系统服务价值评估研究

采用喀纳斯自然保护区1980年和2005年土地利用/土地覆盖变化数据,在谢高地的中国生态系统单位面积生态服务价值当量因子的基础上通过生物量修正,确定了保护区生态系统类型单位面积生态服务价值,对保护区生态服务价值及其变化进行了评价。结果显示:喀纳斯自然保护区生态系统服务价值由1980年的37.289亿元减少至2005年的36.351亿元,维持生物多样性、气候调节、保持土壤等单项生态服务功能价值均呈现不同程度地降低,说明其生态环境趋向退化。为此应合理开发利用资源,维护保护区生态系统的健康、安全,实现保护区的持续发展。

基于因子分析的新疆土地利用经济效益分析

运用经济学理论、因子分析方法,从选定的多个指标体系中提取少量具有代表性的指标,通过这些指标对新疆维吾尔自治区15个地州(市)土地利用经济效益状况进行分析;研究了各地州(市)土地利用的现状和特点,以及这些地区土地利用模式所带来的经济效益。从而探究新疆不同地区提高土地利用经济效益的对策,在此基础上提出了新疆提高土地利用经济效益的一些可行措施,以及进一步提高工业化程度、大力发展循环经济的对策。通过研究土地利用的经济效益,为确定合理的土地利用方式、结构及布局提供基础和依据,从而实现土地资源的可持续利用。充分体现出推动区域协调发展,优化国土开发格局;缩小区域发展差距;严格保护耕地,增加农业投入,促进农业科技进步,增强农业综合生产能力。

北疆地区城市化发展与生态环境的灰色关联性分析

以2002—2011年间指标数据为基础,采用主成分分析法、层次分析法、灰色关联性分析和相关性分析等方法对北疆地区城市化与生态环境之间的关系进行分析,计算得出两系统各指标间属于较高关联或高度关联,表明北疆地区城市化与生态环境之间的关系密切.

基于景观指数的干旱区河谷县域土地利用生态风险分析及预测

在ArcGIS技术支持下,利用特克斯县2008年和2015年的遥感影像数据,得出了2008—2015年特克斯县土地利用结构变化情况,通过灰色预测模型预测了2020年的土地利用结构变化,建立了土地利用与LUCC的关系并构造了生态风险指数ERI,分析了特克斯县土地利用生态风险动态演变和时空差异。结果表明:(1)2008—2015年特克斯县耕地、园地、林地、建设用地、交通用地呈增加趋势,其中建设用地增加1 075.25hm^2。而牧草地、水域和其他用地有明显的下降,其中牧草地减少5 104.39hm^2。通过预测分析得到2015—2010年耕地、建设用地和交通用地明显增加,其中建设用地增加182.91hm^2。牧草地和其他用地明显减少,其中牧草地减少1 992.88hm^2。园地、林地和水域变化不明显面积几乎没发生变化。(2)研究区土地利用生态风险指数在2008—2015年由0.025增长到0.029,由于生态环境的持续恶化,2015—2020年生态指数由0.029增长到0.035。综上所述,特克斯县的生态安全问题需引起政府的关注。

车尔臣河中下游生态环境敏感性评价研究

以流域生态环境敏感性为研究对象,以流域生态环境的空间结构与功能分析为核心,针对典型干旱区流域的特点,科学提取车尔臣河中下游流域地理空间信息,建立流域生态环境敏感性评价体系与单因子、多因子综合评价模型;利用1980、1995、2000年三期遥感影像及1km×1km格网水土资源空间数据,运用遥感、地理信息系统和数学相结合的方法对流域生态环境敏感性进行综合评价,将流域生态环境敏感性分区在空间上表现出来,并依据研究结果将车尔臣河中下游流域划分为车尔臣河三角洲水土保持与防护区、中游平原风沙控制区、下游平原生物多样性保护区、流域沙漠自然生态区、南部山前平原戈壁荒漠自然生态区5大功能区,针对不同功能区的特点和功能提出科学合理的开发保护对策.

新疆地区最大风速变化及其环流指数验证分析

利用新疆地区共10个气象站1984—2013年的逐日最大风速资料以及NCEP再分析格点资料,系统分析了新疆近30 a最大风速、风向的变化特征,并且从环流因子的角度对最大风速的变化加以分析和验证。结果表明:(1)南北疆大部分地区最大风速呈减小趋势,北疆风速减小较南疆更为显著,阿拉山口与达坂城地区减小趋势最为明显,乌鲁木齐、阿克苏地区呈微弱增大趋势;(2)北疆地区春、夏、秋三季最大风速明显减小,南疆地区春季减小显著;(3)北疆地区偏东、偏西、偏南方向的风日数分别增大32.5%、12.2%、4.1%,偏北风日数则减小17.3%;(4)南疆地区偏东、偏西风日数分别增大4.5%、9.4%,偏南、偏北风日数则减小7.6%、24.0%;(5)北疆地区纬向环流指数微弱增大,经向环流指数显著减小,表明东风强度轻微减弱,南风强度明显减弱,南疆地区纬向环流指数微弱增大,经向环流指数先减小后增大,表明东风强度轻微减弱,北风强度先增强后减弱。

典型天然绿洲人工化过程及其驱动力分析

绿洲是干旱区人类主要活动场所,并在干旱区山地—荒漠—绿洲三大系统中处于中心地位。但是随着人口的增加、社会经济的发展,绿洲生态系统所承载的压力日益增加,生态危机及可持续发展问题十分突出。绿洲的空间结构也发生变化,绿洲空间的结构,直接影响绿洲稳定性和区域经济的发展速度。以新疆且末绿洲为例,运用定性定量分析相结合方法,利用实地调查、统计资料和且末绿洲1970、1990年和2000年3个不同时期的遥感数据进行解译、分类与统计处理,揭示了且末天然绿洲空间演变和现状,并研究和分析了且末天然绿洲人工化过程及其驱动力。结果表明,整个绿洲多年来是扩张的趋势,这种绿洲扩张从绿洲空间规模和人口增长方面明显的表现出来。人口的迅速增加,也是成为绿洲人工化的主导因子。

增减挂钩背景下绿洲县域农村居民点整治潜力测算及分区

农村居民点整治是城乡建设用地增减挂钩的基础,也是合理配置城乡建设土地资源的关键。以新疆库车市14个乡(镇)为研究对象,采用层次分析法计算3种测算方法下的农村居民点整治综合理论潜力,构建综合指标评价体系,通过系数修正得到农村居民点整治现实潜力。结合ArcGIS软件,对库车市农村居民点整治潜力进行分级。库车市农村居民点综合理论整治潜力为6865.99hm2,选取自然因素、土地利用、经济因素、空间分异特征等4个方面10个指标,经修正后,可新增增减挂钩指标2448.81hm2,可节约现有农村居民点建设用地的16.78%。14个乡(镇)中,乌尊镇、塔里木乡、阿克吾斯塘乡、哈尼喀塔木乡以及二八台镇等的整治迫切度均大于100%,其他乡(镇)的则小于100%。根据节地系数和整治迫切程度将整治潜力分为三级并提出整治策略。