程水英[1]2004年在《疏勒河流域景观动态变化研究》文中进行了进一步梳理景观空间格局分析是景观生态学研究的核心问题。本文以疏勒河流域为例，通过对其景观格局与动态变化过程的研究，分析景观变化可能导致的生态环境问题以及景观变化的驱动机制，为景观生态安全评价和景观规划预案研究提供有效的依据，对流域的可持续发展具有重要的意义。 本文采用疏勒河流域1987年、2001年两期LANDSAT TM遥感影像，借助相关土地利用图、地形图和野外实地调查资料，利用遥感处理软件ERDAS对影像进行人机交互解译，得到该流域1987年、2001年景观分类结果图。把景观分类结果输入FRAGSTATS软件，计算景观格局指数；应用ERDAS、ARCINFO和MATLAB等软件，建立景观类型的初始转移概率矩阵，预测不同步长的类型转移概率矩阵和稳定状态下的景观组成，并定量分析了各种景观类型重心的迁移方向及距离，以此来反映流域景观结构的动态变化。随后，分析了水资源变化对区域生态环境的影响，并进行了景观变化的驱动因素分析。 通过分析表明，1987年～2001年间，疏勒河流域景观格局发生一些变化；格局变化特别是水资源的变化，对流域的生态环境造成一定的影响；人为因素，特别是人口增加以及与水有关的人类活动，是景观格局变化的最活跃、最主要的驱动力。主要结论如下： 1．1987年～2001年间，耕地面积显着增加，草地面积显着下降；流域破碎化程度增强；景观形状趋于简单；多样性和均匀度指数都有所降低，但幅度不大。表明人类活动加强，人工景观的比重加大。 2．1987年到2001年间，耕地主要转向草地；园地主要转为耕地；草地主要转为耕地；林地主要转为草地、耕地；水体主要转为草地、耕地；湿地主要转为草地和耕地；居工地的增加主要来自耕地；草地和耕地成为戈壁裸岩沙地增加的主要来源。表明人口增加，人类活动加强，大量开拓荒草地使耕地面积增加，同时又有大量的耕地因为水利占地、交通占地、居工地占用、土地沙化等原因转变成戈壁裸岩沙地。 3．14年来各种景观类型的重心都发生迁移；迁移距离最大的是盐碱地，其次为草地、居工地和园地；14年间水域的重心迁移与耕地迁移方向大体是一致的。表明人类的主要集聚地以及维持生存的耕地都与流域水的分布相一致，水是干旱区最大的制约因素。 4.Markov预测表明，疏勒河流域2010年后景观变化的趋势是:水体、湿地、戈壁裸岩沙地在逐年减少，其它用地都在逐年增加。当景观变化达到相对稳定状态的时候，园地、林地、居工地略有增加，耕地、草地增加较多，戈壁裸岩沙地的比例显着降低。从稳定状态的预测结果看，水体景观的比率有些低，而戈壁裸岩沙地景观的面积有过高，因此必须对疏勒河流域景观所受到的干扰进行合理的调控，而不能使当前的扰动长期发展。 5.50多年来，流域水资源发生一系列的变化，如水资源量减少、地下水位下降等，水资源分布及利用格局的改变，引发一系列的生态环境问题，如水质恶化、地下水位下降、植被萎缩、荒漠化面积增加等，造成半荒漠化生态景观增加，环境逐渐恶化。 6.人为因素，特别是人口增加以及与水有关的人类活动，是景观格局变化的最活跃、最主要的驱动力。
叶红梅[2]2009年在《面向流域生态安全的景观格局演变研究》文中研究说明生态安全是一个区域的可持续发展不致因生态环境遭受破坏而使受到威胁的状态。在影响流域生态安全的因素中，流域土地利用景观格局的变化是影响流域生态安全最重要的方面。疏勒河流域是我国河西走廊地区叁大内陆河之一，是河西走廊重要的经济作物生产基地，具有极其重要的经济和战略地位。20世纪90年代后，随着农业开发工程的实施，疏勒河流域进行了大范围的水资源开发和土地资源开发(简称水土资源开发)，在很大程度上改变了流域的生态环境和景观结构。一些不合理的开发利用引发的一系列生态环境问题日益突出。尤其在移民开发项目实施后的十余年时间里，农业生产以及人口的增长都大大增加了对水资源的需求量；中游昌马灌区灌溉面积不断扩大，用于农业灌溉的水量不断增加，渠系利用率不断提高，对地下水补给量不断减少，流入下游安西—敦煌盆地地表水资源量持续减少；疏勒河流域下游地区地下水位出现下降的趋势，泉水资源量也不断衰减，安西县城附近泉水资源全部消失。与此同时，人工水利工程设施的建设改变了天然的流域水循环的时空分布，天然绿洲面积与水域面积急剧缩减，打破了原始的水循环平衡状态，干扰了原本平衡的绿洲水文生态系统，进而导致依赖于水循环的生态环境也发生了相应改变。流域的水土资源开发引起生态负效应问题引起了越来越多的专家学者的关注，由此面向生态安全的流域生态与水资源之间的可持续发展研究应运而生。然而，以往的研究大部分集中在水资源组成、演化和评价方面，而对面向生态安全的流域景观动态演变过程及其驱动机制研究甚少，目前大多数的研究都在观测点或观测断面上进行，从时间和空间相结合对流域尺度的流域生态演变规律和驱动机制的研究甚少。现代景观生态学是一门新兴的、正在迅速发展的学科，其产生和发展给传统的流域尺度的生态和地理研究带来了许多新鲜的思维。以遥感技术(RS)和地理信息系统(GIS)为代表的空间信息技术为分析流域尺度的涉及到时空的自然、地理和人文现象提供了有力的技术支撑。随着景观生态学和空间信息技术的的不断发展，运用景观生态学的理论与方法，在空间信息技术的支持下，分析流域景观格局，探讨景观变化过程、演变机制及其调控机理，已经成为流域研究的热点。景观生态学可以为流域的景观格局，景观演变过程，景观动态模拟等研究提供理论支持和有效的研究路径。空间信息技术可以为流域生态水文研究提供数据支持、分析平台和模拟途径。本论文在掌握基础地理资料、水文地质资料、植被遥感影像资料、地下水埋深历史监测资料和前人的研究成果基础上，运用景观生态学、水文地质学和空间统计学原理，应用遥感技术、地理信息系统技术对干旱内陆河流域的典型流域——疏勒河流域展开研究。论文在景观生态学、水文地质学和空间统计学基础上，分析了疏勒河流域景观格局特征，建立了面向生态安全的流域景观演变及其驱动机制研究框架，主要包括内陆河流域绿洲景观格局分析、内陆河流域绿洲景观演变时空动态变化分析、流域景观演变的驱动机制、流域植被生态需水量模型与应用等。在对内陆河流域景观格局及变化分析的基础上，提出了利用2000～2008年间MODIS植被指数数据研究流域尺度景观动态的新方法，剖析了疏勒河流域生态系统的演变过程和规律。从地下水埋深、天然水系分布、地形等方面分析了流域景观格局演变的自然驱动机制，从人工渠系分布、灌溉机井分布、道路交通分布、居民地分布等方面分析了流域景观格局演变的人为驱动因素。在建立驱动因子的空间分布数字模型的上，通过对驱动因子与反映流域生态的植被指数之间的耦合关联分析，得出各个驱动因子与植被指数之间的相关系数，定量分析了疏勒河流域景观演变的驱动机制。在景观时空动态模拟上，比较分析了目前流行的几种景观格局变化模拟模型，采用了CLUE-S模型模拟流域典型区域的未来景观演变。在该模型中，综合考虑了地下水埋深、天然水系分布、地形、人工渠系分布、灌溉机井分布、道路交通分布、居民地分布等环境驱动因子，利用二元Logistic回归分析得出各驱动因子与景观类型的二元回归模型，确定景观单元之间转化的概率。在以往生态需水计算模型的基础上，提出了利用空间关联分析方法计算生态地下水位埋深值的新方法。建立了适宜于疏勒河流域的生态需水模型，结合生态地下水位埋深值的分析结果和基于“3S”技术的潜水蒸发法和给水度法分别计算了流域内不同植被景观内的植被生态需水量，为流域尺度的面向生态的水资源配置提供了有益的参考。最后，总结了论文中存在的不足，并针对不足之处对未来的研究进行了展望。
曾建军[3]2018年在《景观格局变化背景下疏勒河流域生态承载力和生态需水研究》文中指出水资源是一切生物赖以生存和不可替代的基本自然资源。生态需水在维持流域生态系统平衡和生态承载力可持续性方面扮演着极其重要的角色,干旱区内陆河流域尤为突出。疏勒河流域是我国干旱区河西走廊叁大内陆河流域和国家七个水权试点流域之一,我国“一带一路”发展战略实施的重要区域,伴随气候变化和人类活动的加剧,流域景观格局发生了重要变化,水资源日益匮乏、生态环境退化严重,进而导致生态承载力和生态需水发生了未知的改变,然而相关研究却未见报道。因此,迫切需要开展景观格局变化背景下,流域生态承载力和生态需水时空动态及其耦合关系研究,以揭示流域宏观尺度的生态水文过程及机制,为该流域生态环境保护和水资源合理利用提供科学依据。鉴于此,该论文基于水文学、生态学、水文地质学、地理学、地统计学等多学科理论和方法,以Fragstats软件和ArcGIS软件为平台,以疏勒河流域和其所辖县区为不同尺度区域,利用LandsatTM/ETM+/OLI遥感数据(30m分辨率),在解译该流域近20年5期土地利用数据基础上,将景观格局指数与土地利用变化分析相结合,开展了流域近20年景观格局的时空演变研究;计算了流域近20年生态承载力,开展了流域生态承载力时空格局演变研究;在收集和整理流域多年水文水资源基础数据的基础上,计算了流域近20年生态需水量,开展了流域生态需水时空格局演变研究;基于以上研究,深入探讨了流域不同尺度区域景观格局、生态承载力和生态需水之间的耦合关系。最后,结合当前流域生态环境保护政策,提出基于生态承载力可持续性发展的生态需水调控与管理对策。主要研究结论如下:1、近20年流域景观格局时空演变(1)近20年疏勒流域土地利用发生了不同程度的变化。从总体上看,耕地、林地、草地和城乡工矿居民用地面积增加,水域和未利用地面积有所减少,水域和未利用地变化速度和变化的类型差异比较明显。流域土地利用类型转化的热点区域是中游绿洲,主要是敦煌、瓜州和玉门的叁个县(市)。耕地、林地、草地都呈增加趋势,潜在会增加区域的整体耗水。(2)选取斑块数目(NP),斑块比例(PLAND),形状指数(LSI),散布与并列指数(IJI),连通度指数(COHESION)共5个类型水平上的景观指标开展景观格局分析,结果表明:近20年5个年份占主导地位的斑块类型均是戈壁和裸岩石质地,这两类景观的面积和都超过56%,斑块连通度指数最高,接近100,说明这两类一直是疏勒河流域最主要的景观,且自然连通性最好;其他景观类型的面积和则不超过总面积的43%,其中,滩地和水库坑塘在5个年份的分离度均很大,表明这两类景观内部斑块间的比邻概率更为均等;而农村居民点和湖泊斑块连通度指数均最低,说明农村居民点和湖泊的分布相对分散,空间连接性较低。(3)流域景观的斑块密度(PD)、最大斑块指数(LPI)、周长-面积比(PARA_MN)、香农多样性指数(SHDI)和散布与并列指数(IJI)均呈现整体增加的趋势,分离度指数(SPLIT)和斑块连通度指数分别呈现减小和不变趋势。说明近20年来,流域景观格局整体斑块数量增加,且形状趋于复杂,景观异质性加强,但离散程度总体减小,连通性较好。2、近20年流域生态承载力时空格局演变近20年疏勒河流域生态承载力总量呈现上升趋势,绝对生态承载力空间异质性高,但空间分布变化较小。不同土地利用类型的生态承载力变化差异明显,其中耕地和林地生态承载力呈现下降趋势;草地、水域和居民用地生态承载力总量和绝对生态承载力均呈增加趋势;县区尺度下,七个县区生态承载力总量均呈现增加趋势,其中肃北县和天峻县生态承载力增加最大,玉门市和德令哈市生态承载力增加最小;流域生态承载力变化主要发生在地处流域中下游绿洲的敦煌市、玉门市和瓜州县。3、近20年流域生态需水时空格局演变研究(1)将疏勒河流域生态需水类型划分为天然植被、河流(含输沙、河道渗漏补给、水面蒸发和基本生态需水量)、湿地和防治耕地盐碱化需水四类。计算得到1995、2000、2005、2010和2015年全流域生态需水量依次为17.6030×10~8m~3、19.8981×10~8m~3、19.9205×10~8m~3、19.9744×10~8m~3和19.9941×10~8m~3,近20年流域生态需水量呈现上升趋势。(2)近20年流域天然植被生态需水量呈明显的增加趋势,近20年增加2.19×10~8m~3,年均增加0.11×10~8m~3,其中高覆盖度草地生态需水量增加最多;生态需水量结构分析表明:有林地单位面积最小生态需水量最高,为1970.97m~3/hm~2,而中覆盖度草地最低,为88.48m~3/hm~2;流域草地的最小生态需水量占天然植被总水量的87.7%以上,低覆盖度草地生态最小需水量大。空间格局分析表明,流域天然植被生态需水分布空间广泛,总体随海拔高度下降呈减小趋势,高生态需水区主要集中在上游祁连山区和中下游的绿洲区。近20年,流域天然植被生态需水的空间分布总体变化不明显,但其内部不同区域格局变化呈不同趋势。(3)近20年河流生态需水量略有所增加;湿地生态需水量从2000年以后,每5年湿地生态需水量增加0.01×10~8m~3,其增加量并不大;防治耕地盐碱化生态需水量呈增加趋势。湿地和防治耕地盐碱化生态需水量空间分布随土地利用转化而变化,河流生态需水量空间格局基本稳定。4、疏勒河流域生态需水和生态承载力耦合关系(1)流域景观水平指数与生态承载力相关性明显,但程度有所不同。其中,流域生态承载力与周长面积比呈正相关,说明斑块形状越复杂,周长面积比越大,生态承载力越大。流域生态承载力与分离度指数之间呈负相关,说明景观斑块越破碎,生态承载力越小。以县域为统计单元,流域林、草地类型水平指数与天然植被(林地、草地)生态承载力也呈不同程度的相关性。其中,林、草地生态承载力与斑块数目和形状指数拟合优度均较高,与散布与并列指数和斑块比例拟合优度都很小,拟合优度的大小可解释生态承载力变化的能力。(2)流域景观水平指数与流域生态需水相关性明显,但程度有所不同。其中,流域生态需水与最大斑块指数呈正相关,说明最大景观斑块的变化对流域生态需水量影响较大。流域生态需水与分离度指数之间也呈负相关,说明景观斑块越破碎,生态需水越小。以县域为统计单元,流域林地、草地类型水平指数与天然植被(林地、草地)生态需水也呈不同程度的相关性。其中,林地生态需水与连通度指数均保持很高的相关性,表明景观中各种景观类型的聚集程度对林地生态需水影响深远。草地生态需水与形状指数相关性最高,表明草地生态需水对斑块边界的复杂性较为敏感。(3)流域生态承载力与生态需水统计分析发现,近20年来伴随流域生态承载力的增加,生态需水也呈增加趋势,呈非常明显的正相关关系,相关系数达0.6076。以县域为统计单元,流域生态需水与生态承载力正相关关系也较高,尤其是林、草地的生态需水与生态承载力正相关关系更高,拟合优度R~2分别达0.8519、0.7235,说明林、草地生态承载力的变化对生态需水变化的解释能力更强,二者之间的耦合关系更为紧密。利用空间热点分析发现,近20年流域生态承载力与天然植被生态需水的热点区均主要分布在平原带(敦煌平原、西湖平原、瓜州平原、锁阳城平原、玉门平原,甘海子平原、双塔水库平原、昌马灌区平原等)、平原绿洲湿地生态功能区、部分高海拔南部祁连山区和北部的马鬃山脉。根据生态承载力和生态需水的热点区域和高值区,可优先考虑水资源配置,并保障生态环境建设的基本生态需水量。以上结论说明疏勒河流域景观格局变化深刻影响着流域生态承载力和生态需水的变化,生态承载力与生态需水具有密切的相互依存、相互影响并趋向一致的耦合关系,且单个土地利用类型的生态需水与生态承载力耦合关系更强。生物生产量的变化引起生态承载力发生改变,生物生产量又直接引起影响生物耗水过程,进而影响生态需水。(4)通过甄别生态承载力和生态需水的热点区域,判断生态承载力和生态需水的高(低)值区,今后在流域生态需水配给上,可以优先考虑热点高值区域的生态水资源量配置,同时可以约束生态承载力未来的变化趋势,优化和调控生态需水,提高水资源利用率。
张华[4]2010年在《地下水平衡与生态演替耦合模型研究》文中研究表明水资源缺乏作为一个世纪性课题,已经引起了各个国家的重视和关注。由于水资源的短缺导致的一系列问题,如生态环境恶化、植被退化、土地过度干旱、地下水资源的滥采滥用、农业生产受到影响等不利因素在困扰很多地区的发展。植被作为生态系统的重要因子,其变迁演替对生态环境的改善具有重要作用,植被生态系统作为生态循环演替大循环的子系统,是区域水资源分布格局,水质状态、土壤墒情、区域气候和水文等特征的直观表征,表达了水文地质的特点和状态,植被生态系统的演替发展,特别是在干旱区,其空间格局受到无机环境和社会经济等自然因素和人为因素的双重影响。在干旱区,由于天气干燥,区域干旱少雨,植被演替受到水资源时空分布格局、特别是地下水资源的控制,其演替过程和地下水动态及各项属性特征之间具有一定的耦合关系。对生态演替及地下水动态主导因素的分析,对掌握干旱区生态景观根据的特征和生态恢复具有重要意义,为疏勒河流域的生态保护提供帮助和指导。疏勒河流域作为西北重要的商品粮基地,具有极其重要的地位。疏勒河流域的生态环境治理研究对西北地区的发展和我国的生态环境问题的解决都起着举足轻重的作用。由于干旱少雨、日照强烈,生态系统极其脆弱,植被生态的演替长期受到环境的胁迫作用,地下水资源成了植被演替的关键因子,无机环境的水分胁迫和区域经济发展、人类活动对区域生态演替的干扰,成为了区域生态景观格局的关键性因素。本文以疏勒河流域2000年-2009年的地下水长观井监测数据为基础,利用克里格插值方法、对疏勒河流域的地下水埋深进行数值模拟,生成了地下水空间分布曲面,对疏勒河流域水文特征和植被生态要素进行分析；利用2006年疏勒河全景TM影像数据和土地利用数据在ERDAS 8.4系统中做了监督分类,提取了植被景观格局特征指数,结合相应植被生理周期内的地下水分布格局,利用分形理论分析了植被景观格局的分布状况,研究了植被景观格局的的分形维数和地下水分布之间的耦合关系,建立植被演替与水分胁迫的空间关系模型,利用1：100万的大尺度归一化植被指数(NDVI)影像数据对耦合模型做了验证；结合疏勒河流域的实际现状,以景观生态学理论为基础,研究了项目区景观格局特征及成因,对疏勒河流域的景观格局演替特征进行了分析,以希望对疏勒河流域的生态演替和恢复提供理论支持。疏勒河流域生态景观的研究,对改善西北干旱区的生态环境和区域经济发展、社会稳定具有重要意义。干燥导致流域的农业生产完全依靠人工灌溉,对于水资源的开发利用,一直是以工农业生产为第一需要、将地表径流可开采量的结余作为生态用水,将最重要的生态用水需求放到了次要位置。工农业生产对自然资源的开发利用短期效益是为了满足人民生活需要和经济发展,长期效益是为了改善人居环境和生活水平,水资源的过度开发利用对生态的演替造成了干扰、对人居环境造成了破坏,只顾及眼前利益而忽略了长远目标,本末倒置。本文通过景观格局动态过程的分析,希望改变流域用水观念、建立以水资源的开发利用为生态恢复服务、一切经济行为和社会活动以生态保护为出发点,改造干旱贫瘠、肆虐蔓延的荒漠,建立人与自然和谐、统一的新河西走廊。
徐当会[5]2002年在《河西走廊荒漠化土地景观格局变化机理及荒漠化程度评价研究》文中提出根据1996年甘肃省河西走廊沙漠化普查资料、以及疏勒河流域中下游TM影像数据，运用景观生态学理论和方法，通过计算景观格局指数、各景观要素之间的转移矩阵、以及土地荒漠化综合值，对河西走廊荒漠化土地和疏勒河流域中下游的景观格局变化机理、以及河西走廊19个县(市、区)的荒漠化程度进行了初步分析和研究，结果如下： 1．河西走廊荒漠化土地景观格局变化机理 (1)景观多样性指数变化态势分析表明：整个河西走廊的景观多样性指数和均匀度指数均呈增加趋势，景观多样性指数从1949年的2.454增加到1995年的2.489，均匀度指数从0.685增加到0.694，说明该区的景观异质性在增大。不同流域五个时期的景观多样性指数与均匀度指数，以疏勒河流域最低，其最高值出现在1970年，分别为2.204和0.615；黑河流域最高，其最低值出现在1949年，分别为2.642和0.737，这说明黑河流域的景观异质性较疏勒河流域高。 (2)景观分离度指数变化态势分析表明：从1949年到1995，特用地、耕地、林地等人工嵌块体的景观分离度在黑河流域和石羊河流域减小，在疏勒河流域增大。黑河流域分别减小了0.120、0.035和0.051，石羊河流域分别减小了157.800、0.350和0.270，疏勒河流域分别增加了0.005、0.260和0.029。流动沙地、半固定沙地、戈壁等半自然嵌块体的景观分离度在叁个流域都呈减小趋势。分析表明：景观分离度与人类活动强度有较为密切而复杂的关系，主要表现在两个方面：1)与人类活动密切相关的景观类型，在人类活动较强的流域，景观分离度与人类活动强度成反相关。在人类活动较弱的流域，景观分离度与人类活动强度成正相关；2)对于那些受人类影响残留下的半自然景观类型，景观分离度和人类活动强度成反相关。 (3)景观斑块破碎化指数变化态势分析表明：河西走廊、石羊河流域和黑河流域的景观斑块破碎化指数增加，1949年分别为0.0009、0.0037和0.0036，1995年分别为0.0024、0.0210和0.0065。景观斑块破碎化指数升高，说明上述叁区的景观破碎化程度增加，这一结论与平均斑块面积分析结论相矛盾。在疏勒河流域，景观斑块破碎化指数减小，1949年为0.0023，1995年为0.0003，这表明景观破碎化程度减小。这一结论与平均斑块面积分析结论一致。因此，从该指数本身考虑，再结合其计算结果，可认为景观斑块破碎化指数所揭示的结果只能作为衡量一个区域景观破碎化程度的参考指标，而不能作为重要的或唯一的指标。 2．疏勒河流域中下游景观格局变化机理 1990、1994和 1999年，沙地、风蚀劣地和盐渍化土地面积之和占研究区总土地面积分别为57．lO、60．lO和63．6O。1990～1994年，低盖度直地向沙地转化的速率为 1300hln’h，灌木林地向高盖度草地和低盖度草地转化的速率分别为672ho’／。和908 ho’／。。1994－1999，高盖度草地和低盖度草地向耕地转化的速率分别为 1200hlnZ／a和 1558hln～a，向沙地转化的速率分别为 335 hxn勺a和113 hln书。分析表明：疏勒河流域中下游是以戈壁、荒漠、裸土和沙漠化土地构成的以荒漠为景观基质，以天然草甸与林灌植被、人工绿洲和水域等构成的绿洲为景观镶嵌体。其景观空间格局是干旱气候条件和人为活动迭加的产物，受气候波动和人为垦植灌耕等活动影响，景观动态变化范围大、格局各要素之间转化复杂。主要表现在：归）流域中上游人工绿洲的形成与发展常以流域下游天然绿洲大面积荒漠化为代价，如耕地面积的增加以草地转化为流动和半固定沙地为代价。（）该流域的景观格局在向两个方向变化，而且这两个变化方向密切相关。一方面，在靠近水源和流域中上游地带，农耕发达，一般形成集约化、灌溉系统完善的农田景观；另一方面，在远离水源或流域下游地带，则随上游水资源利用程度的不断提高，天然生态体系破坏不断加剧，景观由高度破碎化的天然植被向荒漠化景观发展。 3．土地荒漠化程度综合评价结果 综合评价分析表明：在1995年，属于轻度荒漠化县（市、区）的有玉门市、山丹县、张掖市、肃南县、永昌县；属于中度荒漠化的有阿克塞县、肃北县、安西县、金昌市、酒泉市、金塔县、嘉峪关市，高台县、民乐县和临泽县；属于严重荒漠化的有敦煌市；属于极严重荒漠化的有武威市，民勤县和古浪县。从评价的结果可以看出，河西走廊除少数县（市、区）的荒漠化程度较轻外，大多数为中度、严重或极严重荒漠化区域，说明该区土地荒漠化形式十分严峻。
潘竟虎, 刘晓[6]2016年在《疏勒河流域景观生态风险评价与生态安全格局优化构建》文中研究表明以疏勒河流域为研究区域,利用RS和GIS技术,建立基于景观格局的景观生态风险指数,分析研究区域内景观生态风险的时空变化特征和聚集模式。利用最小累积阻力模型,以自然保护区、水域、林地等作为生态"源地",以生态安全水平、海拔和坡度作为阻力因子生成阻力面,构建流域生态安全格局,识别潜在廊道和节点,建立优化后的生态安全网络。结果表明:疏勒河流域北部的生态风险高于南部,生态风险水平在30年间有所改善,1980—1995年生态风险等级退化的区域主要位于流域西南部和东部;1995—2010年等级退化的区域面积小于1980—1995年。景观生态风险指数在空间上呈正的自相关性,30年间空间自相关程度有所减弱,空间趋同性逐渐降低。优化后的生态网络将生态源地、潜在廊道和节点等景观组分结合,充分利用已有的河流水系,打通廊道,避开城镇工矿用地和交通干线,并在生态脆弱区设置关键点作为物种扩散的"踏板"。
刘晓[7]2015年在《基于土地利用景观格局的疏勒河流域生态安全研究》文中研究表明疏勒河位于甘肃省西部,是河西走廊叁大内陆河之一,具有典型的干旱区内陆河特征,生态环境极其敏感脆弱。伴随着西部大开发战略的施行,国家对西部生态环境的建设和保护越来越重视,疏勒河流域的生态安全格局显得极其重要。景观生态学、遥感和地理信息技术,为分析流域的景观格局、生态安全提供了手段和方法。本文在获取疏勒河流域水文地质资料、社会经济数据、遥感影像、土地利用数据的基础上,运用景观生态学的原理和方法,选取适当的景观格局指数,分析了流域1980-2010年的景观格局特征和土地利用动态变化情况。依据景观格局指数构建适合流域的生态安全评价模型,划分风险小区对流域的生态安全进行了评价,分析疏勒河流域生态安全度的时空演变,并对其空间相关性进行研究。利用最小累积阻力(MCR)模型,以自然保护区、水域、林地等作为生态“源地”,以生态安全水平、海拔和坡度作为阻力因子生成阻力面,构建流域生态安全格局,识别潜在廊道和节点,建立优化后的生态安全网络,从而为流域的生态安全保障提供建议和对策。本文主要结论如下:(1)草地、戈壁和未利用地是疏勒河流域最主要的景观类型。研究时段内,耕地和城镇工矿用地面积持续增长,且逐渐成片聚集分布,二者之间相互转换的面积所占比例也较大,数量变化程度最为剧烈。沙地始终是流域形状最复杂的景观;沼泽地的分布越来越破碎,水域和沼泽地的变化程度相对较强。其他未利用地、戈壁、盐碱地和草地之间的相互转化是流域土地利用变化的主体。30年间,流域土地利用转化速度逐渐降低,景观斑块数量明显下降,景观多样性有所增加,破碎化趋势明显。2000年之前景观形状的变化趋向复杂化,之后趋向简单化。1980-1995年疏勒河流域土地利用景观格局变化的动态度远远大于1995-2010年。(2)疏勒河流域南部的生态安全程度高于北部,低度安全的区域主要分布在流域北部,较高安全区分布在南部山区以及河流中下游的冲积平原,高度安全区分布在东南部祁连山区,肃北与玉门的交界处。1980-1995年,生态安全等级发生变化的区域主要位于流域西南部和东部;1995-2010年等级发生变化的区域面积小于1980-1995年。较低安全水平的区域始终是研究区面积最大的区域,其次是低度安全水平区,较高安全和高度安全水平区在研究区所占的比例极少,二者之和不到10%。总体来说,疏勒河流域的生态安全水平在30年间有所改善。(3)疏勒河流域的景观生态安全指数在空间上存在着一定的集聚效应。生态安全值高的区域,周边区域的值亦高;生态安全值低的区域,周边区域的值亦低。同时,局部空间上“同质集聚、异质隔离”的特征很明显。1980-2010年间,Moran’s I指数呈现降低的趋势,空间自相关程度有所减弱,空间趋同性逐渐降低。1980-2010年疏勒河流域生态安全指数空间分布均以高-高聚集(H-H)和低-低聚集(LL)类型为主,高-低聚集(H-L)与低-高聚集(L-H)则呈零散分布。(4)优化后的生态网络将生态源地、潜在廊道和节点等景观组分结合,使之成为一个点、线、面相互嵌套的整体。与流域生态安全格局现状相比,潜在生态安全网络充分利用已有的河流水系,打通廊道,避开城镇工矿用地和交通干线,将自然保护区等生态源地通过廊道和辐射道连接,并在生态脆弱区设置关键点作为物种扩散的“踏板”。
钱大文[8]2015年在《近37年疏勒河中下游土地利用时空变化及其综合生态效应》文中认为疏勒河中下游位于甘肃省河西走廊的最西端,是整个疏勒河流域人口和社会经济发展最集中的区域,作为该区核心地带的绿洲,对工农业生产和绿洲生态系统的维持和发展起重要作用,其一方面处于荒漠景观的包围之中,另一方面依赖于境内的疏勒河、党河、石油河等内陆河流的灌溉。随着社会经济的发展和人口增长,使得研究区土地利用发生了深刻变化,同时出现了诸如土地荒漠化、水资源短缺,植被退化和湿地萎缩等生态环境问题。鉴于此,本文通过遥感和社会经济统计数据等,对疏勒河中下游在1977-2013年间的土地利用时空变化过程进行研究,并进一步构建综合评价体系,对由土地变化引起的综合生态效应进行了评价,初步结果如下：(1)疏勒河中下游的耕地和城乡工矿居民用地面积均呈增加态势,林地、草地和水域面积则不断缩减,其中草地的缩减幅度最大,沙地、盐碱地和未利用地的减少幅度较小。具体来说,敦煌市的耕地面积及增长幅度均为最小,而城乡工矿居民用地面积的增速最快,林地面积变化较为波动,草地和水域则呈减少态势,沙地的面积最大,但其减少却不明显,盐碱地总体为扩张趋势。瓜州县的耕地和城乡工矿居民用地面积的增长速率在2002-2013年达到最大,林地和草地面积则呈下降,水域面积总体增加,沙地面积变化不大,盐碱地面积虽有下降,但仍为最大,未利用地的变化则不大。玉门市的耕地和城乡工矿居民用地在2002-2013年发生剧烈增长,林地、草地和水域面积则为下降趋势,沙地和盐碱地面积均为区域最小,且沙地面积有增加趋势,盐碱地面积则趋于减少,未利用地变化则不明显。敦煌市的城乡工矿居民用地以其它地类的转入为主,林地、草地、沙地、盐碱地和未利用地则是转入和转出并存,水域则以转出为主。瓜州县的城乡工矿居民用地以转入为主,耕地则在1993年之后以转入为主,林地则以转出为主,草地、沙地、盐碱地和未利用地整体上处于平衡状态,水域在2002年之前以转入为主,之后以转出为主。玉门市的耕地以转入为主,林地、草地和水域以转出为主,城乡工矿居民用地则在2002-2013年以转入为主,沙地、盐碱地和未利用地整体上处于平衡状态。敦煌市的城乡工矿居民用地、林地和草地受土地利用变化的影响最大,瓜州县的林地和水域受影响最大,玉门市的土地利用变化对林地、城乡工矿居民用地和盐碱地的影响大于其它地类,其中各市(县)的未利用地、瓜州县和玉门市的沙地受土地利用变化的影响较小。(2)玉门市的耕地景观破碎程度最大,叁个市(县)的林地和水域景观破碎程度变化较波动,瓜州县的草地景观持续破碎,而敦煌市和玉门市的草地破碎程度减轻,叁个市(县)的城乡工矿居民用地景观都趋于分散和扩张,敦煌市的沙地的规模和盐碱地破碎程度最大,而瓜州县的盐碱地的聚集则更为明显。叁个市(县)的耕地景观边界都趋向复杂,玉门市和瓜州县的林地景观边界趋于简单,而敦煌市的则持续复杂；敦煌市的草地边界复杂程度最大,玉门市的草地边界在1993年之后趋于简单,瓜州县则变化不大；瓜州县的水域景观边界在2002年前趋于复杂,玉门市和敦煌市的水域边界则在1993年之后趋向简单；叁个市(县)的城乡工矿居民用地边界复杂程度不断增加,而盐碱地边界在1993年之后趋于简单,敦煌市的沙地景观复杂程度则最大。叁个市(县)的耕地景观都从1986年开始不断聚集,林地、草地和城乡工矿居民用地的聚集度下降；敦煌市的水域景观趋于分散,瓜州县则较为波动,玉门市的水域景观聚集度在1993年开始上升；敦煌市的沙地景观出现轻微的分散,玉门市则持续聚集,而瓜州县的波动较大；玉门市的盐碱地景观在1993-2013年间不断聚集,瓜州县变化不大,敦煌市则持续聚集。(3)敦煌绿洲亚区1绿洲面积持续下降,主要发生在绿洲边缘地带,且以和未利用地之间的转换为主,其荒漠面积从2002年开始增加；敦煌绿洲亚区2的绿洲面积则从2002年开始迅速增长,以内部填充和边缘扩张为主,且以和未利用地及荒漠之间的转换为主,其荒漠在2002年之后迅速减少。瓜州绿洲亚区3绿洲和荒漠面积分别从1986年开始增长和减少,其中绿洲扩张在东部边缘,且以和荒漠之间的转换为主；瓜州绿洲亚区4的绿洲面积在2002-2013年增长,以内部填充为主,且不同地类系统之间的转换较为平衡,其荒漠也从1986年开始下降。玉门绿洲亚区5绿洲面积从2002年开始迅速增加,主要发生在绿洲内部,且以绿洲内部地类之间的转换为主,其荒漠面积较小,只在2002-2013年有所下降；玉门绿洲亚区6的绿洲和荒漠面积分别从1993年开始迅速增长和减少,绿洲扩张主要发生在边缘,且以和未利用地的转换为主。(4)疏勒河中下游叁个市(县)的综合生态效应在近37年间都有所下降,其中敦煌市的综合生态效应持续降低且下降幅度最大,主要与草地和林地面积的大幅下降有关。瓜州县则在1977-1986年恶化明显,随后则改善明显,这主要是由于前期的草地面积缩减,而后期耕地大面积扩张,并且水域面积上升。玉门市的综合生态效应也在1977-1986年下降明显,而在1986-1993年保持增长,经过了1993-2002年的降低之后,又在2002-2013年继续改善,其中草地面积缩减是生态恶化的主因,而耕地的迅速扩张则起到了改善作用。
齐敬辉[9]2017年在《疏勒河流域绿洲生态演变研究》文中进行了进一步梳理干旱半干旱区生态演变的遥感监测及其影响因素研究一直以来都是全球变化研究的重点内容。疏勒河流域位于河西走廊最西端,是我国西北干旱半干旱区和青藏高寒区的交界地带,这里降水量稀少,蒸发量巨大,植被稀疏,生态环境极其脆弱,是全球气候变化响应的敏感区。然而,这里曾经又是甘肃省重要的商品粮生产基地,自上世纪80年代以来,甘肃省政府已陆续向该地输送生态移民10多万人,致使该区耕地面积迅速扩张,农业灌溉用水急剧增加,人类社会与自然生态系统之间的矛盾加剧,出现了一系列生态环境问题。然而,相对于同为河西走廊叁大内陆河的石羊河和黑河而言,人们对疏勒河流域的研究却十分薄弱,因此加强对该区生态演变的研究显得十分必要。基于此,本文选择疏勒河流域为研究对象,利用Landsat、MODIS、SPOT、NOAA等遥感数据产品及相关自然和社会经济统计资料,对该区域1980年代以来的土地利用/覆盖变化和植被指数变化的时空特征进行分析,并从自然和人文两大方面对其影响因素做了定性和定量研究,得出主要结论如下:1987～2015年,疏勒河中下游耕地、建设用地和灌木林地面积净增加,高、中、低覆盖度草地、水域湿地和无植被区面积净减少。2000～2006和2006～2010时段的土地利用变化较快,其他时段变化较慢。中、高覆盖度草地的转换强度最高,其次为低覆盖度草地、灌木林地和水域湿地,再次为建设用地和耕地,无植被区的转换强度最小。区域土地利用变化格局总体平稳,除耕地的转出变化外,其他地类的转入转出始终处于活跃状态。耕地的主要转入来源是草地和灌木林地,主要转出对象是建设用地。低覆盖度草地的主要转入来源是中、高覆盖度草地和水域湿地,主要转出对象是中、高覆盖度草地、灌木林地和耕地。中覆盖度草地的主要转入转出对象都是高、低覆盖度草地和灌木林地。高覆盖度草地的主要转入转出对象都是中覆盖度草地、灌木林地和水域湿地。灌木林地和水域湿地的主要转入转出对象都是草地。无植被区的主要转入来源是低覆盖度草地和水域湿地,主要转出对象是低覆盖度草地。建设用地的主要转入来源是耕地。1987年以来,疏勒河流域38.18%的区域土地利用类型发生变化,中高度转换比例超过10%。空间分布上,绿洲内部的老耕作区变化较少,转换区域主要集中在绿洲外围、自然植被覆盖区和移民安置点周边。对比分析发现,Landsat、MODIS和NOAA数据的一致性较强,SPOT数据的可比性差,不适用于疏勒河流域研究。近30多年来,疏勒河流域植被总体呈改善趋势,自然植被NDVI在1980s～2000s中期呈波动性退化趋势,特别是1990s退化最严重,2000s中期以后呈快速改善趋势。中下游耕地NDVI在1980s～1990s中期和2000s中期～2010s中期呈快速增加趋势,1990s中期～2000s中期呈快速退化态势。疏勒河中下游植被退化区主要集中在桥子村周边地区,流域东西两侧的北石河地区、敦煌东湖、北湖和西湖湿地也有零星分布,上游植被退化区的分布相对分散。植被改善区分布广泛,中下游地区主要集中在花海灌区、昌马灌区和双塔灌区的移民安置点周边。疏勒河上游植被变化轨迹基本一致,呈间断式波动上升态势,分别在1993～1995和2000～2001年处出现间断,NDVI值急剧下降,随后快速上升。中下游植被变化轨迹相对复杂,但大多数地区都经历了研究时段早期和末期植被增加、中期植被退化的阶段,所不同的是植被退化起始时间不一致,疏勒河西部地区植被退化位于1990s中期～2000s中期,而东部地区位于1990s初～2000s中期,桥子村周边区域植被处于持续退化态势。1980～2015年,疏勒河流域地表温度呈上升趋势,上游增温略小于中下游,上游增温主要在秋冬季,中下游增温主要在春夏季。年高温日数呈增加趋势,春季低温日数呈下降趋势。年降水量总体呈波动增加态势,1980s～1990s降水较少,2000年以来降水逐渐增多,同时变幅也在加大。上游降水增幅大于中下游,上游降水增加主要在夏秋季,中下游主要在秋季。上游日照时数呈减少趋势,中下游呈波动增加趋势。平均风速、大风日数和年均空气相对湿度都呈下降趋势。年蒸发量总体呈增加态势,其中1980～1993年呈下降趋势,1994～2015年呈增加趋势。上游年出山径流量总体呈增加趋势,其中1980～1994年,昌马堡呈减少趋势,党城湾呈增加趋势,1994～2015年,昌马堡呈增加趋势,而党城湾呈减少态势。1986年以来,疏勒河中下游农业人口增长迅速,净增7.89万人,瓜州和玉门增长最多。非农人口增长缓慢,净增1.41万人,玉门市非农人口自1995年后持续减少,净减6.66万人。耕地面积在2005～2014年间急剧扩张,净增47.44万亩,主要集中在瓜州和玉门。农业种植结构向节水方向发展,粮食作物种植比例不断降低,经济作物种植比例不断提高。牛羊等牲畜的舍饲养殖逐步取代了传统放牧,基本解除了畜牧业发展对自然植被的破坏作用。农业发展政策、生态政策、移民政策、流域管理和城乡发展政策等都对研究区的土地利用变化和生态演变产生重要影响。1996～2006年,双塔、昌马及花海叁大灌区的灌溉用水累计增加58.22×108m3,昌马堡水文站的年径流量累计增加72.15×108m3,因此相对于1990年代,疏勒河农业开发项目并没有对当地生态环境造成新的灌溉压力。1987～2015年,疏勒河中下游土壤湿度主要呈降低趋势,降低区域主要集中在远离耕作区的自然植被区,其中以桥子村周边地区和敦煌东湖湿地最为明显。近30年来,疏勒河上游植被变化主要受年均地温、年降水量、高温日数、强降水日数和大风日数影响,前叁者起正向作用,后两者起负向作用,其中年均地温和年降水量的作用程度最高且相差无几。中下游自然植被变化的驱动要素在各县市不尽相同,其中耕地面积、年降水量和强降水日数为共同作用要素,其中耕地面积的作用程度最大且为正向作用,说明人类活动对当地植被影响大于自然因素。年降水量和强降水日数对当地植被生长也具有促进作用,且强降水日数的作用在局部地区超过年降水量。年均地温和年积温虽然也具有较大贡献值,但只是在局部地区起作用。桥子村周边地区所出现的严重湿地萎缩、地下水位下降和植被退化等现象,主要是由于昌马水库建成后的截流蓄水所造成的。由本文分析可知,疏勒河上游植被变化主要受温度和降水等自然因素控制,中下游自然植被变化主要受人类活动和降水共同作用,且人类活动的影响更大。受惠于近十多年来疏勒河流域降水量和上游来水量的持续增加,中下游新开垦的40多万亩耕地并未对当地自然植被生长造成全局件的不利影响,植被退化只是出现在局部地区。但是应当看到,一旦气候变化红利消失,疏勒河出山径流量将回归常态,届时疏勒河中下游庞大的灌溉规模将难以维系,自然植被将不可以避免面临退化风险。为此,疏勒河流域管理当局要仅仅抓住疏勒河处于丰水期的时间窗口,积极引导农业人口转移,严格控制耕地总量,加快推进产业转型,优化水资源配置,提高水资源利用效率,加强流域水资源管理,大力实施生态工程建设,实现人与自然的和谐相处,推动区域社会经济的可持续发展。
齐敬辉[10]2014年在《疏勒河中下游LUCC特征及驱动机制研究》文中提出疏勒河流域降水量稀少,蒸发量巨大,生态环境脆弱,是对全球气候变化和人类干扰响应的敏感区。近年来,随着大量生态移民的陆续迁入,该区农业人口和耕地面积迅速增加,农业灌溉用水急剧膨胀,自然生态用水不断减少,出现了植被退化、湿地萎缩、土地沙化扩大等一系列生态环境问题。鉴于此,本文选择疏勒河中下游的玉门、瓜州两县市作为研究对象,以1987、1996、2000、2006、2010年等5期遥感影像解译数据为基础,研究近23年来该区土地利用／覆盖变化的时空特征及其驱动机制,得出主要结论如下：(1)近23年来,人工植被面积不断增加,自然植被面积不断减少；耕地、灌木林地、城建用地面积净增,草地、水域湿地、冰雪面积净减,无植被区面积先增后减。(2)城建用地、灌木林地的增速始终较高,耕地自1996年后一直高速增长,无植被区的变化速度始终最小；区域整体的LUCC速度在1987-1996年间较为缓慢,1996-2010时段则非常迅速,并于2000-2006年间达到顶峰。(3)研究区的土地利用程度整体不高,明显低于全国平均水平；1987-1996年间,土地利用程度变化不大,1996-2010年间迅速增加,其增幅在2000-2006时段达到峰值,2006-2010年间稍有下降。(4)草地由高、中、低覆盖度到无植被区依次转换,灌木林地的增加主要由中、低覆盖度草地转化而来,水域湿地主要转出为无植被区和低覆盖度草地,耕地的扩张主要得益于无植被区和低覆盖度草地的减少,无植被区向耕地净转出,由低覆盖度草地净转入,城建用地的增加主要由耕地和无植被区转化而来,冰雪主要转出为无植被区。(5)土地利用／覆盖类型发生变化的区域分布广泛,主要集中在各个老灌溉区外围,未变化区域则分布在各个老灌溉区内部；不同土地利用／覆盖类型变化的空间分布规律明显,灌溉区周边的植被覆盖有扩张趋势,其他区域的植被则处于退化状态。(6)年降水总量、年均气温、年径流总量等自然因素变化对于该区LUCC影响较小,农业人口的急剧增长、大规模农业开发及生态移民政策是区域土地利用变化的主要原因。
参考文献：
[1]. 疏勒河流域景观动态变化研究[D]. 程水英. 西北大学. 2004
[2]. 面向流域生态安全的景观格局演变研究[D]. 叶红梅. 华中科技大学. 2009
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[4]. 地下水平衡与生态演替耦合模型研究[D]. 张华. 华中科技大学. 2010
[5]. 河西走廊荒漠化土地景观格局变化机理及荒漠化程度评价研究[D]. 徐当会. 甘肃农业大学. 2002
[6]. 疏勒河流域景观生态风险评价与生态安全格局优化构建[J]. 潘竟虎, 刘晓. 生态学杂志. 2016
[7]. 基于土地利用景观格局的疏勒河流域生态安全研究[D]. 刘晓. 西北师范大学. 2015
[8]. 近37年疏勒河中下游土地利用时空变化及其综合生态效应[D]. 钱大文. 兰州大学. 2015
[9]. 疏勒河流域绿洲生态演变研究[D]. 齐敬辉. 兰州大学. 2017
[10]. 疏勒河中下游LUCC特征及驱动机制研究[D]. 齐敬辉. 兰州大学. 2014
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