• 生态系统碳储量的情景预测分析

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-05-20 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 土地利用方式是引起陆地生态系统碳储量变化的重要因素,对维持碳储量水平稳定有着关键作用。通过利用耦合的PLUS-InVEST模型评估与预测塔里木河流域1980—2020年土地利用与碳储量变化情况,设置自然发展、生态保护、耕地保护和城镇发展4种场景,分情景预测2030年研究区土地利用及碳储量的变化趋势,在此基础上探究土地利用变化对碳储量的影响。结果表明:(1)40 a间塔里木河流域耕地、建设用地与未利用地面积显著增加,林地、草地和水域面积减少。(2)40 a间1980—2020年碳储量总体呈上升趋势,总体增加了22.66×106 t,碳储量增加区域主要分布在塔里木河干流及其分支上。未利用地和草地是塔里木河流域主要的碳库,占碳储量总量的24.77%和19.37%。(3)情景预测发现2020年后碳储量流失量较大且流失速度逐渐较加快,碳储量减少区域主要分布在研究区的中西南部,未来草地向未利用地及林地向草地的转移均是碳储量流失主要原因,4种情景下分别减少了0.0475×108 t、0.0051×108 t、0.0285×108 t及0.0473×108 t。(4)耕地向林地、草地向林地、水域向草地及未利用地、未利用地向耕地及草地的转出都有利于碳储存。因此,在未来规划中,应耕地保护和生态保护相结合,在控制建设用地向外扩张的同时保证当地经济增长,提高碳储量水平,为实现“双碳”目标蓄力。

  • 水储量变化及绿洲生态安全评估

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-01-28 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 绿洲是干旱、半干旱地区最具生态敏感性和独特性的景观类型,是维系人类生存和社会经济发展的重要区域。然而,在气候变化与人类活动双重影响下,干旱区水资源及其绿洲生境正发生剧烈变化。基于20002020年MODIS、GRACE卫星数据、土地利用数据和气象观测资料,通过计算植被覆盖度,估算植被初级生产力(NPP)和遥感生态指数(RSEI),系统分析了过去20 a塔里木河(简称塔河)流域陆地水储量和绿洲的动态变化并完成了绿洲区生态安全评估。结果表明:(1) 20022020年塔河流域陆地水储量以0.27 mm月-1的速率减少,空间上塔河流域陆地水储量在北部和西部区域显著减少,而在南部区域显著增加。(2) 20002020年塔河流域绿洲面积显著增加,面积增加6.49%(0.42104 km2)。塔河流域整体生态环境呈转好趋势,生态等级由较差级别转为中等级别,生态改善区占总流域面积的69%,而生态退化区面积不足5%。塔河流域归一化植被指数(NDVI)由2000年的0.13增至2020年的0.16,近20 a植被覆盖度增加36.79%,NPP增加31.55%。(3) 气温升高和降水增多的同时伴随下游河川径流增加,这进一步加剧了塔河流域陆地水资源储量的时空差异性,但人类活动仍是绿洲显著扩张最根本的原因。

  • 新疆县域农业低碳生产率时空格局及影响效应研究

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-07-19 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 提高农业低碳生产率是保证干旱区生态优先和粮食安全的有效路径。基于非期望产出的超效率考虑松弛变量的测度(Slacks-based measure,SBM)模型测度20002020年新疆塔里木河流域42个县(市)的农业低碳生产率,利用趋势面分析及空间自相关刻画县域尺度农业低碳生产率的时空特征,并通过构建空间杜宾模型和地理探测器以揭示影响变量的溢出效应与空间异质性。结果表明:(1)塔里木河流域县域农业低碳生产率呈现W型的阶段性特征,县域之间形成下游-上游-中游凹形递减的分异格局,且在空间上呈现出集聚性。(2)机械化使用强度和农民收入水平对县域农业低碳生产率具有显著的正向溢出效应;人口城镇化水平对县域农业低碳生产率具有显著的负向溢出效应;工业化水平和财政支农力度对农业低碳生产率具有显著的负向直接效应;经济发展水平和人均生产规模的溢出效应并不显著。(3)县域农业低碳生产率影响变量的交互类型总体表现为增强型,意味着县域农业低碳生产率受多重变量作用的趋势日益显现。因此,探究县域农业低碳生产率的时空格局及影响因素对实现塔里木河流域乃至新疆农业低碳化协调发展具有重要意义。

  • 2013—2020 年胡杨林生态恢复成效评估

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-02-02 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 生态输水是塔里木河流域退化胡杨林生态恢复的主要措施,及时监测和准确评估其恢复成效是优化输水策略、完善胡杨林修复体系的关键。以2013年以来8个胡杨林区为研究对象,基于中高分辨率遥感数据监测不同胡杨林区生态输水前后植被面积、长势及植被覆盖度的时序变化,探讨胡杨林恢复与生态输水的关系。结果表明:(1)2016 年以来整个流域累计漫溢水面为2172.96 km2,占林区总面积的4.39%,主要分布在输水通道两侧及末端10 km范围内。(2)输水前后林区植被整体呈现由退化到恢复的转变,林区生态恢复水平与年最大漫溢面积显著正相关。(3)生态恢复成效评估表明,生态恢复最显著的区域是塔里木河中上游和叶尔羌河下游的夏马勒林场,但整个流域远离输水通道的胡杨林仍有退化趋势。合理规划输水通道建设,扩大胡杨林区的受水范围是退化胡杨林生态恢复的关键。

  • 基于系统动力学模型的水资源承载力研究

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-10-10 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 水资源承载力的定量评估是确保干旱地区水资源可持续利用的关键前提。选取我国最大 的内陆干旱区流域——塔里木河流域为研究区域,结合其特殊的地理环境和供水与需水特征,构 建系统动力学模型,基于实地调研、统计年鉴与水资源公报数据,以水资源红线为约束,对塔里木 河流域水资源承载力的历史状况与未来趋势进行了定量评估和预测。结果显示:塔里木河流域及 其所属各地(州)历史期内(2008—2016 年)水资源均呈现轻度超载状态,且在未来(2017—2030 年) 将进一步加剧。在当前的政策背景下,如使该区水资源于 2030 年达到可承载的状态,则需在该地 区扩大农业节水设施建设规模并着力发展农业节水灌溉技术,并力争在 2030 年实现灌溉用水定额 达到 5.70×103 m3·hm-2 以下,农业灌溉面积降低至 2.60×106 hm2 以下。同时,农业节水与产业转型应 是该地区未来社会经济发展的 2 个需要重点考虑的方向。

  • 2000-2018年植被覆盖时空格局

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2020-06-02 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 选取2000-2018年MODIS-NDVI数据,采用Sen + Mann-I}endall趋势分析、变异系数法、Hurst指数、偏相关分析及残差分析等方法,分析塔里木河流域植被覆盖时空格局及气候因子和人类活动对植被变化的影响。结果表明:(1)塔里木河流域植被覆盖总体呈明显增加趋势,以2008年为转折存在明显阶段变化。(2)植被分布存在明显地域差异,“北高南低,西高东低”,植被覆盖高区分布于山体多的地带、绿洲及绿洲荒漠交错带。(3)全区植被覆盖趋势以基本不变居多。山体等植被覆盖高区,植被活动响应显著。全区大部分区域将保持现有的稳定趋势。(4)气温和降水量对vDVI的综合影响从东北向西南逐渐增强,且降水量对、DVI的影响更为明显。人类活动对植被变化产生积极影响的区域主要分布于绿洲、绿洲荒漠过渡带以及塔里木河下游附近。

  • 土地开发的生态响应研究

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2018-11-14 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 60a来塔里木河流域耕地面积净增100×104hm2,在流域内部形成众多生态环境安全问题。本文选取水资源生态环境指数、社会生态环境指数和生态环境压力指数,运用ESDA空间分析方法和GWR模型对塔里木河流域35a间土地开发与生态时空演变特征和空间响应关系进行研究,构建“土地开发-生态风险预警”模型,得出以下结论:1980—2015年克州和喀什地区生态等级正向转移比例较大,有84.86%的比例由较低等级(I)正向转移为低等级(II);和田地区的克里雅河流域,阿克苏北部区域以及塔里木河末端且末县等级退化严重,负向转移比例23.46%。和田、阿克苏、喀什地区每增加1.0×104 hm2未利用地开垦规模,综合生态环境分值下降0.6到0.35分,而克州地区则上升1.3~2.1分;上游喀什与中游阿克苏两地区每1.0×104ha生态退耕,每a将分别化解32.06×104t和15.60×104t化肥污染压力。阿克苏与巴州地区土地开发生态风险达到环境资源承载力指数的75%以上,预警程度超过II级,而克州地区土地开发处于生态安全范围。每1.0×104 hm2未利用土地开发,全流域风险指数增长均值为0.003 4,下游巴州地区在增加15×104~20×104 hm2耕地后,生态风险将逼近并超过环境预警界限,上游克州地区将在15a之后进入中度警告阶段。

  • 水资源研究进展

    分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2018-11-13 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 塔里木河是我国最大的内陆河,也是南疆各族人民的母亲河,对其水资源研究的脉络梳理有助于指导当前和未来一段历史时期的水资源研究方向,为水资源合理优化配置提供理论依据,促进南疆经济发展与社会稳定。针对塔里木河流域水资源问题的研究从时间脉络上大致可划分为三个阶段。上世纪50年代之前,主要是中国的历史典籍、自然地理图志、和近代国外探险家的探险历程,如实记录了塔里木河的水系变迁和自然风貌,间接反映了流域水资源受到自然-人类活动影响的缓慢变化;上世纪50年代至90年代,随着南疆大规模开发,水资源研究逐渐聚焦于水资源的合理配置与有效管理,其主要针对的是近几十年来人类活动加剧造成的流域内水资源短缺、生态恶化、水资源管理混乱等一系列相关问题;本世纪以来,由于气候变化和人类活动影响造成的塔里木河水文过程变化、水资源承载力及供需矛盾、地下水资源利用与保护等逐渐成为塔里木河水资源研究的新热点。本文在系统梳理三个阶段的研究成果后,进一步提出了未来塔里木河流域水资源研究应的重点关注方向,包括生态调度、水权配置与生态补偿、跨流域调水等。

  • 科技支撑新疆生态修复及可持续管理

    分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2018-10-23 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 塔里木河流域地处我国西北新疆,面积约102×104 km2,是我国丝绸之路经济带建设的核心区。在过去50 a里, 塔里木河流域经历了大规模的水土资源开发,经济社会发展的同时,河道断流,湖泊干涸,沙漠化加剧,生物多样性受损,生态隐忧日益加剧,已威胁塔里木河流域绿洲经济发展和社会稳定,严重影响国家“丝绸之路经济带”建设。荒漠与绿洲生态国家重点实验室针对塔里木河流域的生态环境问题,开展了长期的生态监测与科学研究,基于多年监测调查数据,解析了塔里木河荒漠河岸林植被与地下水的关系,揭示了生态系统退化过程和机理,提出了塔里木河下游合理/胁迫/临界地下水位与流域生态需水量,研发提出的退化生态系统修复重建关键技术得到推广应用;提出的重点生态工程建设方案,被纳入《南疆水利规划》;提出的流域水资源管理建议被国家采纳并实施。科技支撑塔里木河流域生态修复及可持续管理,为丝绸之路经济带生态文明建设提供了重要科学依据和示范样板。