哈萨克斯坦东部土壤元素组成及其空间影响因素分析

本文对哈萨克斯坦东部地区地表82个采样点土壤样品进行经典统计学及地统计分析,探讨了表层土壤元素组成特征及其空间影响因素。首先对土壤元素含量平均值、变异系数等特征进行了计算,比较了土壤元素含量特征。哈萨克斯坦东部地区表层土壤样品中Co、Be、K、Mg、Na、Ca、Zn等元素的含量偏高,而Al、Fe等其余元素含量偏低。使用SPSS 20.0对元素含量进行聚类分析,通过聚类分析可将20种元素分成2大类,每一类又分为两组。第一大类为Ca、Sr、K、Na、Be、Ba,为表生环境下活泼性较强的元素,其中Ca、Sr为一组,K、Na、Be、Ba 为一组。另外一类为Pb、Zn、P、Fe、V、Al、Co、Ti、Mn、Cr、Ni、Cu、Li、Mg,为活动性相对较差的元素,其中Pb、Zn、P为一组,其他元素为另一组。在此基础之上,采用地统计学方法对这些土壤元素的空间格局及其影响因素进行了研究,并计算了分维数,其大小依次为：Zn>Al>Mg>Li>Be>Ca>P> Pb>Sr>Na>Ti>Co>Cr>Cu(Fe)>Ni>V>Mn>K。Co、Cr、Cu、Fe、K、Mn、Ni、Ti、V在采样尺度下均具有空间相关性,相关程度中等或较强,虽然受到一些随机因素的影响（如区域人类活动等）,但其结构特征并未被破坏。Pb、P空间结构特征不明显,Zn已无空间结构特征,该类元素受到一定程度的人为污染影响,随机因素特别是人为因素如耕作、采矿等方面对其空间分布特征造成破坏。而Al、Li、Na、Be、Mg这些元素在研究尺度上空间结构性差或不存在,影响因素复杂。活动性元素Ca在一个相对较小的范围内存在相关关系,Sr空间相关性较差。最后通过对该区重金属污染状况进行初步评价,发现Zn污染程度为轻度-偏重污染。     

近50a人工灌排技术进步对玛纳斯河流域耕地格局变化的影响

分析绿洲人工灌排技术发展和耕地格局变化之间的关系,对研究干旱区灌溉农业发展具有重要的意义。论文选取玛纳斯河流域为研究区,利用RS和GIS技术,对玛纳斯河流域1960年地形图,1976、1989、1997、2006、2013年Landsat遥感影像和历史水利工程建设分布图等原始数据进行处理,获得5期人工灌排渠系矢量图和6期土地利用分类矢量图,并计算人工灌排渠系长度指数和表征耕地格局的绿洲垦殖率、净耕地系数、周长面积比;利用多元逐步回归法,分析干旱区绿洲人工灌排技术对耕地格局变化的影响。结果表明:滴灌技术应用前,玛纳斯河流域耕地分布格局由灌排渠系的空间分布决定,尤其是农渠的分布格局和长度,其与耕地面积的回归方程为y=0.43x+7.38(R~2=0.90,n=33,P=0);滴灌技术应用后,耕地分布格局的变化取决于滴灌系统管网的空间分布,尤其是干管和支管的分布格局与长度,导致流域灌溉水利用系数从1960年的0.38增长到2010年的0.65。     

晋西南黄土高原区植被覆盖度变化及其生态效应评估

水土流失和生态退化是黄土高原区面临的严峻问题,已经严重制约了经济发展。基于TM和OLI数据,分别估算晋西南黄土高原区的植被覆盖度（FVC）和遥感生态指数（RSEI）,定量分析了晋西南黄土高原区的植被和生态恢复效果,并提出需要重点治理的区域。研究结果表明：（1）15年间晋西南黄土高原区的植被覆盖度和遥感生态指数都呈现增加的趋势,FVC指数从2002年的42.69%增加至2017年的47.67%,RSEI指数由2002年的45%增加至2017年的52.5%,反映出研究区生态质量有了明显提高;（2）除研究区内芝河流域、汾河谷地和沁河流域的生态质量出现严重退化外,研究区大部分区域的FVC指数和RSEI指数都呈改善趋势,因此需对芝河流域、汾河谷地和沁河流域加大生态治理力度;（3）除研究区汾河谷地外,其余地区植被覆盖度和遥感生态指数的变化趋势基本吻合,汾河谷地由于冬小麦大面积种植,植被覆盖度得到一定程度改善,但遥感生态指数并没有明显改善。     

北疆地区近53年极端气温事件及其影响因素分析

根据北疆地区1960—2012年31个气象站点的逐日最高气温和最低气温资料,采用线性趋势分析、主成分分析和反距离加权等方法对该地区的年平均最高气温、年平均最低气温和14个极端气温指数的时空变化特征进行了研究,并探讨了各极端气温指数与北极涛动指数、北大西洋涛动指数和厄尔尼诺-南方涛动之间的关系。研究表明:(1)近53年来,北疆地区年平均最低气温、年平均最高气温分别以0.49℃·(10a)~(-1)、0.22℃·(10a)~(-1)的年际倾向率呈显著的上升趋势;气温日较差以0.27℃·(10a)~(-1)的年际倾向率呈显著下降趋势。极端暖指数除暖昼日数、夏日日数和极端最高气温均表现为不显著的上升趋势外,其他暖指数均呈显著上升趋势;极端冷指数中除极端最低气温、日最高气温的极小值呈上升趋势外,其他冷指数均呈减小趋势;在空间变化上各极端气温指数均表现为在阿尔泰山东南部地区和伊犁河谷地区变化幅度较大,其他地区变化较小。(2)冷指数(冷夜、日最高气温的极小值、极端最低气温)的增温幅度明显大于部分暖指数(暖夜、日最低气温极大值、极端最高气温),这一变化特征在山麓、山谷等地区表现最为明显,而在这一地区夜指数(暖夜、冷夜)的变暖幅度也明显大于昼指数(暖昼、冷昼)。(3)极端气温指数与大气环流指数相关性分析表明,三种大气环流指数中北极涛动指数对北疆地区极端气温的影响最为明显,其次是北大西洋涛动指数,且这两种大气环流指数对研究区极端气温冷指数的影响较为显著,而厄尔尼诺-南方涛动对研究区极端气温影响较小。     

1960-2006年艾比湖流域冷暖季气候状况分析

运用线性倾向估计、累积距平、小波分析、Mann-Kendall检验等方法对艾比湖流域1960-2006年冷、暖季和全年平均气温、降水量、日照时数的变化趋势、周期性和突变性进行分析。结果表明:①47 a来,艾比湖流域平均气温和降水量均呈增加趋势,其变化率分别为0.43 ℃/10 a、12.02 mm/10 a;而日照时数呈减少趋势,其变化率为-22.30 h/10 a。②从空间分布来看,流域各站年均气温均呈不同程度的增加,其中以托里增幅最大,温泉增幅最小;除托里年降水呈减小趋势外,其他各站年降水量皆表现为增加趋势;冷季日照时数减少趋势明显强于暖季,这也导致研究区大部分站点年日照时数呈减少趋势。③平均气温、降水和日照时数序列在冷季、暖季、全年中都存在着长周期和短周期。其中,降水和日照时数都具有8 a左右的短周期,并分别存在14 a和20 a的长周期;而气温的变化周期较为复杂,且具有较强的波动性,存在11 a和22 a的年代际周期。④流域气候的突变发生在20世纪80年代,1988年流域气温发生了由偏冷时期向偏暖时期的转变;1986年降雨发生了由少雨到多雨的变化,流域气候开始变得湿润;1984年左右日照时数出现由多到少的转变。     

塔里木河干流荒漠河岸林的空间分布与生态保护

塔里木河流域荒漠河岸林具有重要的生态、经济和社会效益。论文以塔里木河干流的荒漠河岸林系统为研究对象,借助于卫星遥感、GIS等技术,结合实地调查,应用缓冲区梯度分析方法,对现有林地水平分布结构进行分析。结果表明:①塔里木河干流荒漠河岸林面积为58.42×10⁴ hm²,占研究区总面积的14.07%,自上而下5个河段的林地面积分别占总面积的2.94%、3.75%、3.95%、1.99%和1.44%,并且北岸河岸林面积较南岸明显多,南岸受沙漠化威胁,河岸林退化严重,水资源时空分配不均匀是荒漠河岸林分布特征的重要原因;②荒漠河岸林多沿河道地形分布,随离河道距离的增加呈波动下降趋势,河流对荒漠河岸林显然具有重要影响,径流主要起到补给地下水的作用,近河床区林地分布较集中,波动幅度小,在远离河床区林地易于退化,河流北岸影响范围为38.33~45.51 km,南岸为15.21~39.33 km;③塔里木河干流总体林地率不高,林地分布不均匀,荒漠河岸林形成以河道为中心的带状分布,分布范围达10~80 km,重要保护范围在0.8~12.3 km,恢复范围在2.2~24.5 km,重建范围在4.7~30.1 km。根据荒漠河岸林的分布特征和保护目标,对塔里木河干流用水作统一规划和协调是符合实际的生态治理措施。     

强可持续发展框架下生态空间评价

强可持续发展坚持自然资本的不可替代性与唯一性,保持自然资本基本持有量在代际之间的传递,通过跨期环境福利效用最大化,实现环境公平与代际公平。该研究分析了强可持续发展范式判别生态空间的维度,把生态空间识别划分为强可持续发展与弱可持续发展空间。其中,强可持续发展空间是维持该区域生态安全的关键性生态空间,需要优先保持生态系统现状不至于衰退;弱可持续发展空间是相对于关键性生态空间而言的,属于非关键性生态空间,可以在生态安全阈值内进行适度开发、适度建设。以塔里木河流域为研究案例,基于强可持续发展理念,沿袭生态服务功能和生态敏感性综合评价方法,对该流域生态空间的划定和强弱可持续格局进行了研究。研究表明,塔里木河流域敏感和极敏感区域分别占总区域面积的55.01%和29.23%。强可持续发展类生态空间包含底线型生态空间、危机型生态空间,二者的面积分别为305 257.84、573 281.16 km²,各占研究区面积的29.28%、54.98%。研究表明,塔里木河流域土地利用生态安全冲突等级较高,强可持续发展类生态空间的系统调节能力很差。强可持续发展类生态空间是重要生态功能空间,对...     

中国高温热浪对碳排放量的响应

基于中国碳核算数据及气象资料,分析了8大经济区(30个省份)近20a来(1997～2017年)碳排放量和高温热浪的本底变化特征,探讨了不同区域高温热浪对碳排放量的多尺度响应关系.结果表明:(1)研究时段内,8个经济区的碳排放量均显著增加,增速最大和最小的经济区分别为黄河中游和西北;(2)不同级别(轻度、中度和重度)高温...     

基于MODIS NDVI的攀枝花市植被覆盖变化及其驱动力

攀枝花市位于金沙江与雅砻江的交汇处是长江上游生态脆弱区,也是天然林保护工程和退耕还林工程等的重点实施区。基于2001~2010年MODIS-NDVI数据,以及同时期的气象数据和其他辅助数据,利用最大值合成法(MVC)、趋势分析法以及线性相关分析等方法研究了攀枝花市植被覆盖时空变化及其与气候因素和人类活动的关系。研究结果表明:攀枝花市植被覆盖整体较高,属于高植被覆盖区域,年际尺度上,植被覆盖呈上升的趋势,增长速率为0.02/10 a;从年内来看,9月NDVI达到最大值,NDVI最小值出现在3月;植被覆盖在水平空间上呈"南低北高"的分布特征,并在垂直空间上呈现出显著的差异性,研究区植被覆盖分别在海拔2 000~3 000 m、坡度30°~40°达到最大值;受水热条件的影响,阴坡(0°~45°,315°~360°)植被覆盖高于阳坡(135°~225°),而平地(-1°)植被覆盖度最低;就整个研究区而言,植被退化的面积与增加的面积分别占0.7%和44.4%,增加的面积远大于退化的面积;年际尺度上植被受气温的影响高于受降水的影响;大规模生态工程建设是研究区植被覆盖增加的主要驱动因素。     

近50 a塔里木河流域“四源”农业用水与干流生态系统结构变化关系研究

塔里木河源流区农业用水量直接影响下放至干流的水量,从而间接影响干流区生态系统结构的稳定性。为此,研究基于农业水足迹反映农业用水变化情况,进而分析塔里木河流域“四源”农业用水与干流生态系统结构变化的关系,为后续维护干流生态系统结构稳定性决策提供科学参考依据。结果表明：1960年代—1990年塔里木河“四源”农用地总量变化不大,阿克苏河流域新开垦量与叶尔羌河流域减少量相当,农业水足迹同时呈缓慢小幅增长,干流生态系统结构变化以自然绿洲生态系统缩小和荒漠生态系统扩张为主;以2000年为分界点,2000年之前“四源”农用地和农业水足迹显著增加,导致干流生态系统中自然水域生态系统、自然绿洲生态系统和荒漠生态系统皆有不同程度的萎缩,“四源”农业用水消耗是干流生态系统恶化的直接原因;2000年之后在生态治理工程的影响下,虽然“四源”农用地和总农业水足迹在持续增加,但是节水工程年均节约近27.22×10⁸ m³,保证了下游生态系统的需水量,使其得到一定恢复。