新疆克里雅河绿洲经济增长与生态环境的耦合协调发展研究

克里雅河绿洲在空间分布上几乎与于田县行政区划中的人居区域相吻合。利用于田县经济增长和生态环境数据,构建绿洲经济增长和生态环境的指标体系,运用熵权法得到绿洲经济增长综合指数和生态环境综合指数,通过相关系数分析和耦合协调度模型对绿洲经济增长与生态环境耦合协调进行分析。结果表明:1)克里雅河绿洲经济增长和生态环境综合指数都呈上升的趋势,但经济发展综合指数的增长趋势大于生态环境综合指数的增长趋势。2)克里雅河绿洲经济增长和生态环境综合指数的关系相对密切,经济增长和生态环境的协调度C围绕起均值0.4954上下波动,调和指数T和耦合协调度D总体呈上升趋势。3)耦合协调度变化量ΔD和环比增长率r在小波动中呈现增长趋势。

新疆渭干河库车河绿洲人口-经济-环境耦合协调发展研究

渭干河-库车河绿洲（渭库绿洲）在我国西北干旱区绿洲中具有一定的代表性。文章在阐述人口、经济与环境相互协调发展的机理上,建立渭库绿洲人口-经济-环境耦合协调发展指标体系,并引入耦合协调度模型对该绿洲1995-2012年人口-经济-环境耦合协调进实证分析。研究结果表明：（1）经济综合得分和人口综合得分呈上升趋势且经济综合得分增长速度远大于人口综合得分增长速度,环境综合得分则呈下降趋势。（2）1995-2007年发展类型为经济滞后型,其中仅1995年、2003年、2005年人口发展超前。2008-2009年人口效益滞后,2010-2012年环境效益滞后。（3）耦合协调度呈持续上升的趋势,低水平耦合水平转为颉颃耦合,耦合协调类型经历了由中度失调衰退类-轻度失调衰退类-濒临失调衰退类的转化历程。虽然协调度和耦合协调度都有所改善,但是耦合协调程度都较低。通过对人口-经济-环境耦合协调的研究以期为提高绿洲发展质量、协调区域经济发展与绿洲生态环境的保护提供参考。

基于GIS干旱区绿洲县域土地利用变化生态风险分析——以新疆泽普县为例

为揭示土地利用结构变化对新疆典型干旱区绿洲县域的影响,以新疆泽普县为研究对象,在ArcGIS技术支持下,以2006年和2013年两期遥感影像和土地利用数据为信息源,构造了综合性生态风险指数(ERI)并进行空间插值,分析了泽普县土地利用生态风险动态演变和空间分异特征。结果表明:(1)2006—2013年,泽普县其他用地和林地面积呈减少趋势,其中其他用地面积减少了1 072.95hm^2,其次是林地面积减少了165.8hm^2,草地面积几乎未发生变化,耕地面积和建设用地呈增长趋势,分别增长了183.56,1 069.66hm^2;(2)泽普县2006—2013年生态风险指数由2006年0.088上升到2013年0.112。整体呈现由中等风险向高等风险转化的趋势。综上所述,研究区的生态环境状况在2006—2013年趋于恶化状态,需引起政府及有关部分的重视。

干旱区绿洲县域土地利用规划中土地生态安全预测——以新疆阿瓦提县为例

土地生态安全是土地资源可持续利用的核心和基础。通过运用土地利用变化、生态风险空间分析方法,基于阿瓦提县土地利用总体规划(2010—2020年),根据规划基期年及期末年土地利用结构特征,测算了土地利用生态风险指数。并运用ArcGIS 10.0对生态风险采样结果进行半变异函数分析和空间插值,分析阿瓦提县土地利用生态风险动态演变和空间分异特征。结果表明,阿瓦提县土地利用总体规划对全县土地利用空间结构进行了较大调整,阿瓦提县土地生态风险有明显区域性,生态安全状况由南向北逐渐加重,且北部较高风险区域有向西北和西南方向蔓延趋势。在未来土地利用变更中应加强生态环境保护意识,在阿瓦提绿洲构建良好的生态用地格局,提高全县生态系统服务功能。

新疆渭干河-库车河绿洲生态安全及演变趋势评价

以新疆渭干河—库车河绿洲(以下简称渭库绿洲)为研究靶区,从自然生态系统、经济生态系统、社会生态系统三个方面建立评价指标体系,运用主成分分析法定量评价1995—2011年17a间渭库绿洲生态安全的相关指标及动态趋势,提取出社会经济发展水平因子、农业发展潜力因子、社会发展潜力因子、水资源因子,得到该流域的生态安全综合评价得分后进行初步探讨。结果表明:1995—2011年间渭库绿洲生态安全由不安全向安全过渡,1995—2001年处于不安全水平;2002—2003年处于临界安全水平;2004—2007年处于较安全水平;2008—2011年处于安全水平。运用BP神经网络预测2012—2016年内该绿洲的生态安全综合评价值分别为:1.477 1,1.519 3,1.604 4,1.657 3,1.692 9。表明在未来5a内,渭库绿洲生态安全均处于安全状态且保持平稳发展。通过生态安全综合评价和预测以期为确保生态安全、协调区域经济发展与绿洲生态环境的保护提供参考。

新疆城镇化与生态环境耦合协调度及其空间特征分析

随着新型城镇化的推进,城镇化发展过程中面临着严重的生态环境胁迫压力,开展城镇化与生态环境耦合协调度研究,对新疆的可持续发展提供理论与方法支撑.基于熵值法与层次分析法构建新疆城镇化指数和生态环境指数,然后基于耦合协调度模型定量分析新疆各地、州、市城镇化与生态环境的耦合协调度,最后分析新疆城镇化与生态环境耦合空间分布特征.结果表明:1)2014年新疆城镇化与生态环境综合指数为0.29和0.42,总体水平较低;2)2014年新疆14个地、州、市城镇化与生态环境发展耦合协调度在0.41~0.64之间,跨越低、中2个级别,分别占地、州、市数量的46.7%和53.3%;3)从空间分布看,2014年新疆14个地、州、市城镇化与生态环境发展的耦合度存在地域差异性,表现为北疆优于东疆,南疆最低.

伊犁河流域绿洲城市土地资源利用的生态风险评价:以伊宁市为例

为伊犁河流域土地资源的合理利用及土地利用总体规划提供参考,根据伊宁市2009—2013年的土地利用变化数据,建立土地利用生态风险评价指标,以1km×1km的单元网格进行系统采样,借助GIS技术与半方差分析方法,对区域土地利用变化的生态效益风险及其社会影响进行综合评价,并对2013年土地利用/覆盖现状存在的生态风险进行空间量化分析。结果表明:1)2013年,伊宁市土地利用/覆盖存在风险集中在耕地、牧草地和城乡建设用地,三者比例占全区总面积的83.14%;2)土地利用结构与数量变化复杂,耕地、园地向建设用地转换是主要土地利用变化形式,突出表现为耕地锐减与建设用地大幅扩展;3)土地利用程度指数逐年上升,不断推进土地利用的广度和深度;4)伊宁市土地利用生态风险时空分异显著,伴随建设用地扩展,高生态风险区由北向南逐渐转移,人类活动在一定程度上增加了区域潜在的生态风险。

多情景模拟下的新疆生态系统服务价值评估

研究多情景下的新疆土地利用变化及生态系统服务价值(ESV),探讨区域内最优的土地利用分布格局,对干旱区的可持续发展与土地利用规划具有重要意义。该研究耦合多目标优化和斑块生成土地利用模拟(PLUS)模型对自然发展情景、经济发展情景、生态优先情景、可持续发展情景4种情景下的土地利用需求及空间分布进行预测模拟,采用价值当量法计算新疆未来情景下的生态系统服务价值。结果表明:(1)2000-2020年,新疆土地利用类型以荒地为主,土地利用变化主要表现为耕地的增加和荒地的减少。2035年4种情景下的土地利用变化不同,空间模拟结果整体上扩张趋势一致,局部变化明显。(2)利用PLUS模型对新疆的土地利用变化模拟效果较好,Kappa系数均值达到0.8991,总体精度均值达到0.9548,可以有效模拟新疆2035年的土地利用空间格局。(3)2035年自然发展、经济发展、生态优先、可持续发展情景下的ESV分别为18717.25、17816.36、19221.52、18134.45亿元。加强草地、水域、林地、湿地等生态用地的保护,有利于提高ESV价值总量。可持续发展情景可作为兼顾生态保护和经济发展双重因素的优化情景,参与新疆未来的规划发展。

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。

基于生态系统服务功能的新疆绿洲生态安全格局识别及优化策略——以拜城县为例

识别生态保护关键区域,优化新疆县域生态空间结构,对促进绿洲区域经济与生态环境和谐发展,提升人类福祉具有重要意义。以拜城县为研究区,通过生态系统服务价值综合评定结果确定生态保护的核心“源”区,利用最小阻力模型,结合GIS空间分析技术及CA-Markov模型,识别拜城县生态安全格局,分析其发展变化趋势,探究生态空间布局调整策略,完善县域生态空间网络体系,结果表明:(1)研究期内,拜城县生态系统服务价值总量逐年上升,其中水源涵养、废物处理价值量增长最高,不同服务类型增长率差异较小。(2)分析2009、2016、2019拜城县生态安全格局特征发现,县域生态安全布局整体存在“源”地分布不均、廊道结构破碎且网络化程度低、生态脆弱区面积较大的现状特征。(3)基于2009、2016、2019年生态保护格局,同时依据生态“源”地及生态保护重要性用地的变化趋势,模拟2029年生态“源”地及其重要性等级区域分布,结合县域自然地理特征及总体发展规划,提出构筑“两带、三功能、四区、多中心、十廊道”的拜城县生态空间布局体系,为绿洲地区生态安全及区域生态文明建设提供参考。

新疆城镇化与生态环境耦合协调发展时空区域差异评价研究

以新疆15个地、州、市为例,采用2004—2014年城镇化与生态环境统计数据,构建城镇化与生态环境评价指标体系,通过耦合协调度模型和地理信息系统来揭示城镇化和生态环境耦合协调时空演化规律。结果表明:(1)2004—2014年,新疆15个地、州、市中,除个别地区个别年份城镇化综合指数出现回落现象外,总体呈上升趋势;生态环境综合指数呈波动上升趋势。(2)在时间序列角度,协调度体现向上趋向性,没有明显的等级跳跃。(3)新疆城镇化和生态环境协调发展空间格局特点是地域差异很大、北疆水平高于南疆。

分子生态学技术应用于新疆环境微生物研究进展

对应用于环境微生物研究的分子生态学技术进行综述,并综述了近些年来新疆环境微生物研究的进展,最后,对新疆极端环境微生物研究前景进行了展望。

新疆土地利用对生态环境的不利影响及缓解途径

土地是一种最基本的生产资料 ,是人类进行一切生产活动赖以生存所必须的物质基础。新疆土地资源量在我国具有比较大的优势 ,但是 ,在新疆的土地利用开发过程中 ,由于我们人类作用于自然 ,改变自然生态系统为人工生态系统 ,其相互关系是十分复杂的。 2 0世纪 5 0年代以来 ,随着耕地面积的急剧扩大与对土地不合理的利用 ,致使土地退化日趋严重。再加上不合理的开垦及对植被的破坏 ,使生态失去平衡。新疆属干旱地区 ,生态环境脆弱 ,人类经济活动干预是短期内变化的主导因素 ,结果给河流、湖泊、土壤、植被以及沙漠都带来了很多不利影响 ,必须寻求对策加以解决。

近60年来克里雅绿洲耕地动态变化驱动力及生态环境效应

利用1950—2008年统计资料和土地详查数据,采用多元统计分析与文献调查,分析了塔克拉玛干沙漠南缘克里雅绿洲近60年来耕地动态变化情况及其驱动机理,并讨论了耕地动态变化对绿洲生态环境的影响。结果表明:(1)1950—2008年克里雅绿洲耕地面积经历了急剧增加(1950—1961年)→缓慢减少(1962—1990年)→快速增加(1991—2008年)的变化过程,耕地数量总体呈增加趋势,人均耕地面积呈减少趋势;(2)影响克里雅绿洲耕地动态变化的驱动因子可归纳为政策变动、经济发展、人口增长、农业科技进步等四大因素;(3)耕地动态变化某种程度上改善了克里雅绿洲生态环境的同时,导致了绿洲外围沙漠化,绿洲内部土壤盐渍化,湿地减少,河道缩短等一系列生态环境问题,威胁了绿洲稳定性。

新疆博乐市生态环境变化对城市建设用地扩张的响应

城市化进程不断加快带来一系列的环境问题,其中,以城市生态恶化为表现形式的"城市病"越来越受到政府和社会的关注。因此,及时、准确、快速地探究生态环境演变对城市扩张的响应显得尤为重要。该研究基于遥感生态指数(remote sensing ecological index, RSEI)分析博乐市2000―2016年生态环境变化情况并通过引入城市扩张强度、重心位移模型等方法,对博乐市城市空间扩张强度与形态进行分析,揭示城市生态环境变化对城市用地扩张的响应。结果表明:1)RSEI不仅适用于城市主城区的环境监测而且以行政边界为界限的整个城区的生态环境监测中同样可行;2)2000―2016年间博乐市生态环境质量有一定程度的恶化趋势,即RSEI均值从2000―2011年下降4.97%;从2011―2016年下降15.4%;3)生态环境变好的区域主要分布在山前平原区,老城区及其周围;生态环境恶化的区域主要分布在主城区的外围地区,沿博尔塔拉河两岸带状分布;4)城市扩张的区域与RSEI评价结果显示的生态环境状况恶化的区域基本重合。

极端干旱区人口—经济—生态环境耦合协调度动态特征与对策——以新疆吐鲁番市为例

本文基于生态文明建设理念,依据相关文献和吐鲁番市的实际情况,运用频次分析法、层次分析法,构建了区域人口、经济与环境耦合协调度指标体系,运用耦合协调度的模型分析了吐鲁番市11年的人口、经济、环境耦合协调度变化动态特征及其主要影响因子。结果表明,2006年~2016年吐鲁番市人口、经济与生态环境系统的耦合状态呈现持续好转态势,耦合度类别序次为中度失调衰退类、轻度失调衰退类与濒临耦合协调类;耦合协调度类型由最初的经济滞后型为主转换为人口滞后型;影响吐鲁番市人口-经济-环境系统协调发展的主要因子依次为人口自然增长率、城市人口比重、建成区绿化覆盖率、生活污水处理率、第三产业比重、社会消费品零售总额和固定资产业等。

吐鲁番旅游—经济—生态环境耦合协调发展分析

根据吐鲁番2001—2011年旅游—经济—生态环境系统各指标的相关数据,利用主成分分析法,得到各个指标的相关权重,以此构建了相关的综合评价函数,并引入耦合度及耦合协调度模型,对吐鲁番地区的旅游—经济—生态环境的耦合度以及耦合协调度进行了实证研究。结果表明:吐鲁番地区在2001—2011年间,旅游—经济—生态环境的耦合协调度类型以旅游超前发展型逐步转变为以经济超前发展型为主,由三者基本协调状态转为旅游与经济的发展超出了生态环境承受阈值范围的状态,其耦合协调关系处于颉颃状态,生态环境成为制约耦合协调度提高的关键因素。

昆仑山北麓克里雅绿洲生态服务价值对土地利用变化的响应

基于1991、2002与2008年卫星遥感资料,采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法,分析克里雅绿洲土地利用变化对生态系统服务价值与结构的影响。研究表明:①研究区生态服务价值从1991年的144 224.8万元降到2008年的128 716.3万元,生态服务价值损失10.8%,每年净损失生态服务价值达24.2元/hm2。生态服务总价值的减少主要是由湿地、水域总面积的减少而导致的;②研究区各生态服务功能对区域总生态服务价值贡献率由高到低依次为:废物处理、土壤形成、生物多样性保护、水源涵养、气候调价、气体调价、食物生产、娱乐休闲和原材料;③研究区生态服务价值对生态服务功能指数缺乏弹性。

基于遥感-生态过程的绿洲-荒漠生态系统净初级生产力估算

针对干旱区特有的气候-植被特征,利用卫星遥感混合像元分解技术对干旱区植被进行了光合作用植被和非光合作用植被区分和组分解析,尝试通过对干旱覆被植被灌层结构进行解析而解决因植被光能吸收的估算问题,并参考国际上遥感-生态模型GLO-PEM和CASA,借助遥感生态反演的物理分析,初步构建起基于遥感与生态过程的干旱区适用的光能利用率模型NPP-PEM,并以ERDAS IMAGINE为平台,实现了模型可视化模型界面,可用于中国西部干旱区山地-绿洲-荒漠生态系统年净第一性生产力的估算。由于考虑了干旱植被生理特征和灌层结构的光能利用模型,模拟结构与原理更加合理完善,为引入其他生态模型应用或移植到干旱区提供借鉴,从而为中国干旱区陆地生态系统碳循环研究开辟了途径。