绿洲—荒漠生态系统演化因素及其非线性探讨——以新疆为例

对立统一于干旱区的绿洲—荒漠生态系统在降水等自然因素和人类活动等人为因素的影响下不断进行着演化.从长期看,这一演化过程具有不可预测性,短期内却有细微可预见性.现如今在绿洲扩展同时,荒漠也在扩展,整体趋势仍是荒漠在扩展.为维持绿洲的稳定性,促使绿洲—荒漠系统处于一种稳定的发展趋势,本文从分析绿洲-荒漠这对对立统一的生态系统入手,在探讨引起这对生态系统演化的自然因素和人为因素的基础上,确定了自然因素中的降水和人为因素中的政府调控行为为演化的主导因素,初步探索了促使这对生态系统统演化的主导因素作用所具有的非线性关系,这对维持绿洲的稳定性,抑制荒漠扩展有一定的实际意义.

新疆塔里木河下游胡杨树高生长量及其空间分布研究

以塔里木河下游4个典型断面作为野外调查靶区，根据3a来对塔里木河下游胡杨恢复状况的实地监测数据，分析了影响胡杨树高生长量的因素，并得出中龄段胡杨树高生长量和地下水埋深的回归模型：y=-0．1286x＋1．0097。结果显示：在塔里木河下游影响胡杨生长的主要因子是地下水，由回归模型可以得出：当地下水埋深〈4．5m时，中龄胡杨树高生长是显著的；地下水埋深在4．5～6．5m时，胡杨树高生长受到抑制；而当地下水埋深〉6．5m时．胡杨树高生长非常缓慢；地下水埋深〉8m时，胡杨树高生长基本停止。此外，聚丛的群生株无论在树高还是在高生长量上都比散生的单生株显现优势。

新疆艾比湖湿地植被优势种种间关系研究

于2007年8月,采用样方法对新疆艾比湖湿地植物进行了调查,并应用χ2检验、Pearson相关分析、Spearman秩相关分析对艾比湖地区野生湿地植物群落不同生活型主要种的种间关系进行了检验,共分析了19个种,共171个种对间的相关关系。结果表明,艾比湖湿地植物的种间关系中呈显著或极显著相关的种对数占种对数量的22.2%,种间联结主要为正关联。其中,同种生活型层内,草本层种间关联系数较大;不同生活型内,灌木层与草本层的优势种种间关联系数较大。调查情况表明,艾比湖湿地群落处于退化状态,群落内植物种以草本、灌木为主。其中,灌木对于该保护区内群落结构的保持有重要的作用,对草本层的生存产生有利的影响,群落内小斑块多呈灌—草结构。

基于生态足迹模型对新疆可持续发展的动态分析

生态足迹是分析国家或地区自然资源可持续里用的重要指标。本文利用FAO数据、新疆统计年鉴等自然资源生产与消费数据、人口数据,采用可变世界单产法计算了1988～2005年新疆维吾尔自治区生态足迹。结果表明:从1988～2005年间,新疆的人均生态足迹显著上升,从1995年开始出现生态赤字且有逐渐加大的趋势。生态协调系数DS显示,1996年后新疆的资源利用超出生态环境的承载范围,其发展模式是不可持续的。

新疆煤田火灾的成因、危害及综合治理

新疆是世界上煤田火灾最严重的地区,原因主要是新疆地处欧亚大陆腹地,具典型的大陆性干旱气候;新疆地区煤系为中下侏罗纪,地质活动较为剧烈;小煤窑的乱采滥挖等。新疆煤田火灾带来巨大危害:损失煤炭资源、污染环境、引发地质灾害、破坏生态平衡及危害生物健康等。对煤田火灾进行综合治理已经成为当务之急。为了有效灭火,应先对火区进行探测。探测方法有磁异常探测法、自然电场法和红外地面测温法等。然后因地制宜地选择适当的灭火技术进行灭火。灭火之后还应利用地理信息系统等方法对火区进行动态监测。

试论草地在新疆生态环境建设中的作用

新疆处于我国西北干旱区,为我国的五大畜牧业生产基地之一,草地资源丰富,毛面积达5726×104hm2.本文就分析新疆草地资源现状基础上,从持续的人类活动和政府行为的负面效应两个方面探讨分析了导致新疆草地退化的原因,并论述了草地在防治沙漠化等中的作用地位,提出了草地对生态环境保护的作用与现实意义.

基于低层云的新疆城市区域人工增水潜力分析

基于2003—2007年CERES SSF Aqua MODIS Edition 2B/2C数据集,利用Surfur、IDL等软件对低层云量、水云云水柱含量、水云粒子半径、冰云云水柱含量和冰云粒子等效直径等低层云参量多年高值的空间分布、季节变化进行了综合分析,重点探讨了新疆城市地区云水资源潜力。结果发现:研究区域的低层云参量多年平均值的高值分布在三大山区,低值分布在塔克拉玛干沙漠;部分典型的干旱城市也出现了低云参量的高值区,例如和田、克拉玛依、哈密;在吐鲁番地区春夏季冰云云水柱含量和冰云粒子等效直径多年均值高于秋冬季,有利于春夏季进行人工增水。

干旱区绿洲城市主要绿化树种最大滞尘量对比

【目的】绿化树种对一定范围内大气颗粒物有良好的净化作用,尤其在沙尘危害较严重的干旱区城市,滞尘能力强、适合当地自然条件的绿化树种可降低大气颗粒污染物浓度,改善城市生态环境。为此,选取我国西北干旱区典型绿洲城市——新疆阿克苏市为例,研究不同绿化树种叶片滞尘能力随时间及空间的变化规律,为干旱区城市绿化树种的选择提供理论依据。【方法】选取阿克苏市常见的绿化树种新疆杨、二球悬铃木、圆冠榆、小叶梣和垂柳为研究对象,叶片人工清洗后每隔4天对其进行采样,累计28天;在室内清洗、过滤后用万分之一天平称留尘质量,用激光叶面积仪测出叶片面积、计算出单位叶面积滞尘量,用多重比较法对比分析城市4个不同功能区、5种绿化树种单位叶面积滞尘量随时间和空间的变化,用经验公式法估算各树种单株滞尘量。【结果】同一个功能区5种园林树种单位叶面积最大滞尘量有显著差异(P<0.05),人工降尘1 h后二球悬铃木单位叶面积最大滞尘量[(13.5±0.90)g·m-2]>新疆杨[(12.1±0.87)g·m-2]>圆冠榆[(9.21±0.77)g·m-2]>小叶梣[(7.11±0.43)g·m-2]>垂柳[(6.96±0.24)g·m-2]。在不同功能区同一树种单位叶面积滞尘量排序为工业区(IA)>交通枢纽区(TA)>居民区(RA)>清洁区(CA)。叶片在树冠中所处的位置也会影响其滞尘量,二球悬铃木3个高度处的叶片滞尘量顺序为1 m>2 m>4 m。从单株树种滞尘量对比得出,28天内二球悬铃木最高,为2.6 kg,垂柳最低,为0.2 kg。【结论】工业区、交通枢纽区树种单位叶面积滞尘量比居民区、清洁区高,其可能的原因是前两个区空气中的颗粒物浓度比后两区高,说明树种叶面滞尘量受当地空气质量的影响,同一树种在不同立地条件下滞尘量也相应的不同。在同一个功能区树种滞尘量差异由树高、冠幅和叶面特性(黏度、绒毛、粗糙度)等所引起,如树体大、冠幅宽、叶面粗糙并有绒毛的二球悬铃木叶片滞尘量要比树体小、叶面光滑并无毛的垂柳叶片滞尘量大。在树冠1 m处的叶片同时受到自然降尘及地面扬尘的影响,因此比4 m处叶片滞尘量高。二球悬铃木和新疆杨单位叶面积滞尘量与单株滞尘量都较高,起到明显的降尘作用,是沙尘频发的南疆地区城市绿化树种的优先之选。

基于灰色模型的土地利用动态变化预测分析——以新疆昌吉州为例

根据1996～2009年新疆昌吉回族自治州土地利用调查数据,利用灰色模型,对昌吉州土地利用动态变化进行了预测研究,并根据该模型的独有的特点,预测了其后10年昌吉州的土地利用动态变化趋势。预测结果显示,2010～2020年昌吉州耕地增加2 664.39 hm2,林地增加1 478.64 hm2,园地增加667.63 hm2,城镇村及工矿用地增加594.07 hm2,水域及水利设施用地增加72.19 hm2,交通运输用地增加52.31 hm2;草地面积减少388.42 hm2,其他用地面积减少10 008.58 hm2。

新疆巴尔鲁克山植被的水分生态型及生活型谱研究

以巴尔鲁克山植物为研究对象,采用Raunkiaer生活型分类系统,研究调查了巴尔鲁克山植物生活型谱和水分生态型的组成及特征。以期为该地区植物与环境之间的关系研究提供理论依据。结果表明:巴尔鲁克山植物共有86科、451属、1 295种;巴尔鲁克山植物生活型组成以地面芽植物为主,占61.1%,其次是1a生植物,占13.8%,高位芽和地下芽植物也较多,占11.1%和10.1%,地上芽植物很少,仅占3.62%;生态型组成以旱生植物为主,占43.2%,其次是中生植物,占36.4%,其它类型占的极少。该调查研究总体上反映了亚洲温带山区草原的基本特征;植被水分生态型由中生向旱生转变,研究区物种组成有旱化趋势。

塔里木盆地绿洲城镇类型划分及发展定位研究

塔里木盆地地域辽阔,自然资源丰富,但是由于独特的地理位置、气候条件、历史文化背景,该地区社会经济发展和城镇化进程一直滞后于北疆和我国中东部地区。结合塔里木盆地各个绿洲城镇的发展特点,选取了经济、人口、工业、农业等方面具有代表性的17个指标,采用聚类分析法,将绿洲城镇分为区域经济中心城镇、区域资源主导型城镇和区域经济潜力型城镇三大类型。通过对塔里木盆地绿洲城镇的自然条件和社会经济方面的特征进行分析,提出区域发展定位,以及制定该区绿洲城镇发展战略模式和促进社会经济发展的建议。

遥感和GIS支持下的分布式融雪径流过程模拟研究

基于遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术,设计和构建了一个分布式融雪径流模型,整个分布式融雪径流过程的模拟计算基于能量平衡和水量平衡,由分布式栅格融雪过程、分布式栅格产流过程以及分布式栅格汇流过程组成,融雪以及产汇流过程全部基于栅格尺度,全面实现了融雪过程的分布式模拟。分布式栅格融雪过程中对"度日法"加以改进,引入了"单元时段"的概念,从而得到了"度分融雪模型";针对融雪过程中颇为复杂的冻融反复性难题,提出了旨在解释积雪冻融反复性物理机制的"冻融系数"的重要概念,对于准确把握融雪过程的物理机制具有重要意义。同时基于G IS开发了分布式融雪径流模拟系统,为分布式融雪径流模型的运行提供了平台和技术支持,二者均为融雪洪水预警决策支持系统的核心模块部分。基于由MODIS等遥感数据得到的积雪信息、地表温度等下垫面信息,基础地理信息数据如DEM及其空间分析数据和大量野外同步观测数据(积雪信息、气象数据),对典型研究区新疆军塘湖流域2006年春季典型融雪期(2006-03-06,11:00—2006-03-10,11:00)内的洪水过程进行了模拟,模拟结果精度较高,平均精度0.82,达到了融雪洪水预警预报的业务需求标准。

乌鲁木齐河流域径流与气候变化的年内相关性分析

为了分析干旱区河流乌鲁木齐河径流在年内的分配及变化特征,定量辨析气温、降水对径流年内变化的驱动作用,根据流域水文气象台站的观测资料,对1993—2012年乌鲁木齐河山区流域降水、气温与径流变化的特征和趋势进行了分析,并对降水、径流的集中期和集中度进行分析,以期发现径流对降水的时滞效应;运用正积温来拟合温度与径流的关系。在此基础上,运用灰色关联度和相关分析法分析径流与气候变化的关联程度。结果表明,降水和气温直接或间接地对径流产生影响,三者各有其年内变化特征,又存在着很大的相关性。

生物脱氮工艺研究进展

通过对传统生物脱氮运行机理,运行参数的研究,分析了短程硝化—反硝化、同时硝化反硝化、好氧反硝化、厌氧氨氧化等几种生物脱氮新工艺的基本原理及最新研究现状。另外,分析了厌氧氨氧化所存在的缺点及应用前景。

长时间序列遥感数据回归分析支持下的植被变化分析

本文利用1982～2000年19年序列时间的FVC数据,以年单位作为自变量,将每个像元的FVC值作为因变量,利用线性回归理论来分析中国西部地区的植被变化状况,同时.讨论了对回归方程的F检验和t检验的结果和意义.通过以上工作认为:将具有时间序列的植被指数信息对时间进行回归分析后,所得到的结果比简单的差值分析的结果稳定,而且回归方程充分利用了所有的图像信息,并且具有延伸预测的理论基础.

中国西部干旱区植被的遥感分类研究

中国西部干旱区气候、土壤、水文、光热、植被等环境因子有着显著的地域差异,若只依靠单一的植被光谱信息来进行准确分类是相当困难的,需要开展基于先验知识、地理信息和遥感信息的分类方法.本文在使用了多种分类方法后,采用了分区分海拔的方法,即将植物的区系理论和植物的纬向、经向和垂直地带性分布特征通过地理信息系统给予知识化的表达,在这些先验知识的基础上叠加植被的光谱特征进行分类.按照这种分类方法,笔者对中国西部干旱区采用分区分类,将整个研究区按地理特点分为三个子研究区:北疆地区,东疆-南疆地区,柴达木盆地-阿拉善地区.每个子区按海拔又分为两个部分,实际上将研究区分为3个子区6个部分,分区的主要原则是植物的区系以及植被的垂直分布、纬向和经向空间分布特点.并在局部地区对分类结果进行了验证,取得了较好的效果,为同类研究提供了一种参考思路和方法.

胡杨(Populus euphratica Oliv.)根繁殖特征

以新疆塔里木河中游河岸北部河漫滩的胡杨幼林带为对象,从克隆生态学的角度,采用挖掘法、高压冲洗法及断根胁迫实验,研究了胡杨在资源异质环境中的风险分担、资源觅食与保持功能以及根源性克隆生长形态特征。结果表明:胡杨的地下根分枝类型为单轴型,同一生长方向2水平根的夹角平均约为180°,水平根与垂直根的夹角为90°～100°,水平根和垂直根的空间构型近似T形;基株的胚根周长>分株的次根周长;水平根呈侧圆台形,胡杨的2水平根之间存在着养分的传递。

和田河流域中游生态系统健康评价的框架构建

总结了流域生态系统健康评价的内涵及其在国内外的实践。以体现系统活力、组织结构、恢复力、服务功能作为出发点,构建了由生态安全、社会发展、环境保障、人群健康4个方面量度,19个单项指标组成的和田河流域中游生态系统健康评价指标体系,采用客观赋值的变异系数法作为评价方法,借鉴生态医学将健康诊断标准分为五级。对进一步开展和田河流域生态系统健康评价提出三点展望。

利用高分辨率影像验证低分辨率遥感数据的分类精度研究

遥感分类的精度决定了遥感数据处理后的可信度,低分辨率的遥感数据连续性强、价格低廉,但在目视解译方面较为困难,进行野外验证时成本大、周期长、分类精度难以确定,所以低分辨率植被类型的分类结果的精度估测问题并没有很好地得到解决.本文提出了利用高分辨率的遥感数据验证低分辨率遥感数据的方法,在对低分辨率NOAA数据进行分类之后,寻找到同一地区同一时期的30 m分辨率的TM数据,利用目视解译方法对TM数据进行了同类型的植被分类.经过尺度变换后,利用TM分类结果对NOAA数据进行了精度验证,在一定程度上解决了研究区域的空间尺度较大时分类精度难以确定,精度检验效率低下的问题.同时指出,高分辨率的遥感数据不仅可以进行大尺度植被观测的精度检验,同时可以进行大尺度植被观测的分类校正.

南疆铁路沿线地区城镇化现状及进程研究

研究南疆铁路沿线五地州的近18a以来的城镇化进程及其发展变化情况。从城市化水平分析了五地州的城镇发展状况;同时,详细查阅南疆铁路沿线五地州1990-2007年的统计数据,选取适合该地区的综合城市化水平测量指标后,利用SPSS统计学软件,采用回归分析方法,建立了非农业人口及总人口随年份变化的回归方程,陈述了该地区城镇化发展特征,分析了该地区城镇化发展的限制因素;在对总人口及非农业人口的变化进行预测的基础上对南疆铁路沿线地区将来20a的城镇化发展进行拟预测和分析,最后拟提出加快该地区社会经济发展而促进城镇化快速、持续、全面发展的建议。