基于定量遥感的绿洲土壤盐渍化研究(英文)

土壤盐渍化是干旱、半干旱农业区主要的土地退化问题,同时也是一个重要的环境问题。选取塔里木盆地南缘克里雅河流域绿洲为研究靶区,利用Landsat-ETM+卫星图像数据和野外调查数据分析盐渍化土壤与地表反照率(Albedo)、土壤盐分指数(SI)之间的关系。回归分析发现,盐渍化土壤在SI-Albedo特征空间分布具有显著规律,即非盐渍化土壤呈团状分布;轻、中度盐渍化土壤具有线性分布特征;非盐渍化土壤与轻度盐渍化土壤分异明显。结合分异规律,编制分类算法模型,得到研究区盐渍化土壤信息提取结果,并与传统监督最大似然分类法结果进行对比分析。结果表明,在SI-Albedo特征空间中定量快速提取盐渍化土壤信息的总体效果较好,对准确且自动提取干旱区盐渍化土壤信息以及区域尺度盐渍化遥感定量监测研究具有重要意义。     

绿洲-荒漠交错带沙漠扩散研究

研究了马尔可夫模型在绿洲-沙漠交错带沙漠扩散预测中的应用,并选取位于塔克拉玛干沙漠南缘绿洲-荒漠交错带的民丰县为研究区,分别利用1992年和2001年覆盖该区域的TM和ETM遥感影像,在RS和GIS技术支持下编制1992年和2001年的土地类型图,求取研究区域1992～2001年的土地类型转移矩阵,并用该矩阵对2010年的沙漠扩散情况进行实验,结果表明此方法具有较高的预测精度。然后预测2019年和2028年该区域的土地类型情况,从而可以分析出研究区域的未来沙漠扩散情况。     

绿洲夏季鸟类群落特征研究

2008年6月～2009年8月,采用样带法和样点法对新疆奎屯绿洲10类生境的鸟类群落结构进行了调查,共记录到鸟类145种,隶属于17目40科.其中有古北型124种、广布型21种;古北型中有北方型种类59种,北方广布型38种、中亚型26种,高地型1种.树麻雀、棕尾伯劳、白鹡鸰、家燕、红隼等21种鸟的重要性值均大于25,为绿洲鸟类中重要种类,其中列名的五种鸟类相对密度均大于5%,为绿洲鸟类群落建群种.灰鹡鸰、欧夜鹰、新疆歌鸲、凤头百灵等18种鸟的重要性值介于15～25之间,为绿洲夏季鸟类群落的较重要种类.相似性比较分析及聚类分析结果显示:绿洲鸟类群落主要有三种类型,两种湿地生境聚为一类,即湿地鸟类群落;城市、乡镇、居民点生境、早垦农作区、周边荒漠等生境的鸟类聚为一类,为林地鸟类群落;新垦农作区、农作区间荒漠和弃耕地生境为荒漠鸟类群落.     

新疆阜康荒漠绿洲土地利用景观格局动态及其影响因子分析

阜康荒漠绿洲土地利用景观格局，受自然分异和水土资源开发利用程度的制约，通过划分景观样带和选取景观空间格局指标，本文重点揭示该区域景观格局的变化及其影响因子。结果表明：(1)1987年至1998年间阜康土地利用景观格局变化主要表现为耕地面积在洪积扇上增加，在冲积平原上下降；荒地则刚好相反，林地面积在低山丘陵带和洪积扇带下降，在冲积平原上没有变化，牧草地面积在低山丘陵带上升，其它各带均下降，城镇面积在各样带上都有所增加，水域各带基本不变。(2)低山丘陵带和洪积扇带景观多样性和均匀度下降，优势度上升；而冲积平原则多样性和均匀度上升，优势度下降，景观破碎度有增加的趋势，表明了人为影响的不断增强。(3)阜康荒漠绿洲景观格局的变化，集中体现在位于洪积扇与冲积平原的耕地和荒地面积变动上，关键影响因子是水土资源利用下的水盐动态变化，地形和土地利用是影响地下水位变化的关键因素，而地下水位的连续变化又影响了土壤水盐在空间的分布。     

塔里木盆地绿洲分布与水源的关系

通过对整个塔里木盆地绿洲分布与水系分布概况进行野外调查与室内数据分析,探讨塔里木盆地绿洲分布与水资源的关系,证明了绿洲与水资源的内在联系.二者的关系是:塔里木盆地绿洲分布由水系分布限定的.大部分大小绿洲都是位于在河流流域.塔里木盆地绿洲规模大小随水资源开发利用变化而不断地变化.     

准噶尔盆地南缘阜康绿洲水盐空间特征的初步分析

土壤的盐渍化和次生盐渍化是影响植被发展和绿洲农业发展的重要因素，在干旱区土壤水盐的变化具有空间异质性的特点，并受到地下水的强烈影响，而在人工绿洲则受到不合理的灌溉影响，通过对阜康老绿洲、新绿洲、荒漠区及沙漠不同地段土壤水盐及地下水位的分析结果表明：在荒漠区由山前到扇缘潜水溢出带下水位逐渐抬升；在平原区由于受人为灌溉影响地下水位抬升较为强烈，土壤的盐渍化现象较为严重；在绿洲区地下水位普遍比荒漠区未灌溉条件下有所抬升，但在上游老绿洲由于土壤质地较粗，地下水位较深，是地下水的渗漏带，因此，所测定浓度的土壤可溶性盐含量并未增加，相反有所降低，上层盐分受灌溉水淋洗进入地下水，属于土壤盐分的淋洗区，下游新绿洲则是盐分的积聚区域，土壤中可溶性盐含量显著增加，致使大面积土地因严重的次生盐渍化而被迫撂荒。     

沙漠腹地达理雅博依天然绿洲植物群落特征分析

达里雅博依绿洲地处塔克拉玛干大沙漠腹地,是人迹罕至的天然绿洲.在这种特殊生境下,探明当地植被的生长状况、群落组成和结构特征等信息对该地区的发展及后续研究具有重要意义.本研究在绿洲内部随机选取26个样方,利用经典样方法进行实地调查,记录样方内乔木、灌木和草本植物的多度和常见的基本指标(高度、冠幅、胸径和枯枝率).利用单因素方差分析和关联系数等统计方法对绿洲植物群落的物种组成,功能性状变化,年龄结构、健康状况和种间关系进行分析讨论.结果表明:(1)达理雅博依绿洲被子植物共有18个种,涵盖了10科15属.(2)胡杨的相对多度、相对盖度、相对高度从南到北逐渐增加;柽柳相对盖度由南向北呈下降趋势,相对多度在中部最高;芦苇主要分布在绿州南部.(3)柽柳种群年龄结构表现为金字塔形,处在一个高繁殖率的时期;胡杨种群年龄结构表现为倒金字塔形,属于衰退型种群;衰退型胡杨数量占绿洲内胡杨总数的比例最高(40%),健康型的胡杨数量很少.(4)研究结果暗示胡杨与柽柳之间存在相互促进作用,二者间可能在水分和养分的利用方式上存在生态位的分化,进而降低了对资源的竞争.     

遥感信息专题分类不确定性的可视化研究

利用遥感技术（RS）从遥感影像资料中提取专题类别信息是当前遥感数据主要的应用领域之一。由于遥感分类专题信息广泛应用于各领域,其数据质量受到越来越多的关注。而不确定性是评价分类专题类别数据质量最主要的方面。鉴于此,本文以于田县2006年的遥感图像为例在ENVI软件平台支持下,对研究区进行剪切、配准、解译、分类处理,得出分类图和基础空间信息,在MATLAB中计算图像的熵值,进行不确定性分析;并用ArcScene来实现遥感信息专题分类不确定性空间分布规律的可视化。实验结果表明：水体和绿洲有较小的不确定性,交错带有较大的不确定性,大的不确定性分布在类别边缘区域,而小的不确定性主要在类别内部。     

车尔臣河中下游生态环境敏感性评价研究

以流域生态环境敏感性为研究对象,以流域生态环境的空间结构与功能分析为核心,针对典型干旱区流域的特点,科学提取车尔臣河中下游流域地理空间信息,建立流域生态环境敏感性评价体系与单因子、多因子综合评价模型;利用1980、1995、2000年三期遥感影像及1km×1km格网水土资源空间数据,运用遥感、地理信息系统和数学相结合的方法对流域生态环境敏感性进行综合评价,将流域生态环境敏感性分区在空间上表现出来,并依据研究结果将车尔臣河中下游流域划分为车尔臣河三角洲水土保持与防护区、中游平原风沙控制区、下游平原生物多样性保护区、流域沙漠自然生态区、南部山前平原戈壁荒漠自然生态区5大功能区,针对不同功能区的特点和功能提出科学合理的开发保护对策.     

新疆20年生态系统净初级生产力研究

针对中国西部新疆干旱区特有的气候一植被特征,利用卫星遥感技术对干旱区进行光合作用植被和非光合作用植被区分和解析,通过对于旱覆被植被灌层结构解析.解决植被区系差异和环境背景干扰问题.并参考国际上GLO-PEM、CEVSA和CASA遥感--生态模型,助生态遥感反演的物理分析,初步构建基于遥感与生态过程的适用于干旱区的光能利用率模型NPP-GPEM.并以新疆陆地生态系统为例,利用AVHRR/NOAA 气象卫星遥感数据和气候资料估算了1981到2000年新疆陆地生态系统Ikm分辨率的年净第一性生产力.同时对之进行了时空变化探测分析.模拟检验结果精度较好,生态系统碳吸收的空间异质性特征明显.结果表明,利用干旱区植被生理特征的光能利用模型.模拟结果较为合理,为将NPP-GPEM模型应用到干旱区生态系统研究做了-定的探索.也试图为干旱区陆地生态系统碳循环研究提供新的思路.     

具有Allee效应的毒杂草入侵扩散模型及空间分布模拟

以干旱、半干旱栖息地中的可食牧草与毒杂草为研究对象,在基于水资源竞争的毒杂草入侵扩散模型中引入Allee效应,建立具有Allee效应的水资源竞争毒杂草入侵扩散模型,并且对模型的持久性、全局渐近稳定性以及种群的空间分布情况进行对比分析.研究表明:1)Allee效应增加了可食牧草种群灭绝的风险而不利于可食牧草种群与毒杂草种群达到持久续存;2)Allee效应使得模型在其正平衡点达到全局渐近稳定更加困难;3)Allee效应影响了植物种群的空间分布格局,并且增加了种群空间分布的聚集程度.     

一种基于影像块组织的遥感数据分布式存储方法

云存储是解决动态增长的海量遥感数据产品存储管理难题的有效手段.针对云存储在遥感数据存储领域中存在的问题,提出了一种基于影像块组织的遥感数据分布式Key-Value存储模型,解决了分布式文件系统存储大规模影像块效率低下的问题,使遥感数据云存储具备了空间区域访问特性;结合开源分布式文件系统HDFS,实现了影像数据的分布式高效存储与空间区域检索.实验与分析表明,系统在多用户并发连接情况下可以维持较高的吞吐率,同时具备良好的可伸缩性和稳定性.     

塔克拉玛干沙漠克里雅河尾闾达理雅博依绿洲地表水、地下水对植被格局的影响机制

克里雅河尾闾沙漠腹地达理雅博依天然绿洲植被格局具有显著空间异质性,2017年克里雅河上游吉音水库建成,尾闾绿洲观测与研究相对空白,科学调控需数据与理论支持.为此在国家基金委的支持下,课题组2018年沿下游沙漠河段及天然绿洲纵横断面设置可长期观测的多个植被样方、样带;布设了地表水、网格化浅层地下水、中小尺度气象站等水文气象自动观测系统.此后,拟利用系统化的观测数据在空间相关统计、三维有限差分、有限元方法支持下构建和验证地表水、浅层地下水、土壤水、植被时空关系模型.揭示地表水对天然绿洲整体景观,浅层地下水对种群组合,土壤水对植物个体生长特征不同尺度上的影响作用与机制.阐明沙漠腹地绿洲植被空间格局影响因子及其作用、过程与机制是沙漠绿洲学和绿洲保护学的重要内容.     

新疆生态景观格局演变及其与气候的相互作用

应用1982～1993年12年的NOAA气象卫星遥感数据(分辨率为8km×8km),本文借助FVC(Frac-tionalvegetationcoverdata)植被指数分析新疆维吾尔自治区境内的生态景观格局.分析结果指出,全区12年绿洲(自然和人工)的平均面积占整个区域面积的18.48%,荒漠为37.2%,典型草原占10.27%,山地森林草原为3.39%,沙漠裸地占30.31%,湖泊占0.348%.与30年气候平均值相比,12年中年降水量全区增加了23.6mm,温度增加了0.28℃.有意义的是降水量增加最多的地区不是山区,而是在南疆西北部绿洲集中分布的地区.这表明了一个重要的事实,即在一定尺度的气候背景条件下,绿洲的植被覆盖对调节区域气候有着积极的作用,当下垫面的植被覆盖面积达到一定程度时,植被和气候之间的相互作用十分明显.同时,在降水量增加和温度升高的条件下,典型草原的面积呈扩大趋势.总的来说,从20世纪80年代以来至90年代初期的10余年间,新疆的气候趋向好转,植被覆盖状况有所改善,未发现有大范围沙漠化现象.     

利用FVC和DEM对中国新疆南部植被的分类研究

植被覆盖度指数FVC(FractionalVegetationCover)是从植被归一化指数中演化出来的反映植被盖度的指数,是很多干旱半干旱地区生态水文模型中的重要变量.本文通过该指数结合地貌特征对中国新疆南部植被进行了分类.首先按数字地面高程将整个研究区分为三个子研究区:(1)低海拔平原荒漠、丘陵区,海拔高度≤2000m,主要植被为绿洲、平原荒漠类植被;(2)亚高山、中低山地地区,海拔高度在2000～3900m,主要植被为森林、亚高山草原、山地草原、山地荒漠草原、山地荒漠;(3)高山区,海拔高度>3900m,主要植被高山垫状植被、高寒荒漠.然后对每一个子区的植被进行独立的分类.由于每一个子区的种类相对于整个区域种类减少,且具有特殊性,使分类方法从考虑研究区所有对象之间的均衡变为仅考虑每个子研究区内相对特殊的植被,分类条件放宽,再加之FVC指数的特点使得分类精度提高.在对三个子研究区进行相对独立的分类之后,再利用GIS方法,将三个子研究区合并为整体的分类图,完成对整个区域的植被分类.     

干旱区区域土壤盐渍化监测研究进展及其未来热点

土壤盐渍化是干旱区农业生产的重要障碍,威胁着绿洲生态环境的稳定。监测土壤盐渍化动态,掌握盐渍化土壤的分布规律,探索盐渍化的发生发展机理,总结土壤盐渍化的研究方法,对干旱区农业生产活动和生态安全稳定具有重要意义。盐渍化的发展变化不仅受到自然环境的强烈作用,同时也受到人类活动的深刻影响。随着人类活动的加剧,盐渍化问题日益突出,因此本文在中外关于土壤盐渍化研究的基础上,系统总结了我国干旱区区域土壤盐渍化监测的主要方法,为土壤盐渍化监测、预报和调控的方法与理论提供了补充,同时也提出了当前干旱区区域土壤盐渍化监测研究存在的问题,以及强调了今后面向区域农业生产迫切需要开展的四个领域的研究,为确保土地利用的可持续性,构建和谐的人地关系提供了决策参考。     

新疆国家级非物质文化遗产的空间分布特征及影响因素

本文首先采用统计分析法对新疆128项国家级非物质文化遗产进行类型结构分析,然后运用ArcGIS10.3空间分析工具中的核密度、变异系数等方法,对其空间分布进行研究,最后分析空间分布特征及影响因素,得出以下结果:新疆国家级非物质文化遗产拥有九大类型,以传统音乐、传统技艺和民俗为主,没有传统戏剧.空间分布呈现为以伊犁哈萨克自治州(直属县市)、喀什地区和乌鲁木齐市为主的集聚,区域差异明显;由变异系数得出非物质文化遗产项目离散程度高,无明显集聚.非物质文化遗产空间分布主要受自然因素和人文因素的影响.自然因素:在湖泊水系上,非物质文化遗产项目多分布在水资源丰富的区域;在地形地貌上,非物质文化遗产项目多分布于平原和盆地周边,总体呈现为绿洲集聚、山区零散分布的格局.人文因素:非物质文化遗产项目多分布在各民族聚居的地区;在旅游资源上,A级旅游景区多的地方,非物质文化遗产项目数量也多;在人文社会上,新疆非物质文化遗产分布与人口规模有关,与经济水平和区域面积关系不大.     

干旱区绿洲景观空间分异特征及其生态建设方略研究

基于景观生态学的相关原理,结合现代3s技术,通过对尉犁绿洲空间分异特征分析,探讨了该地区景观生态建设方略,旨在为该区域的景观生态设计、土地资源利用的合理化提供科学依据,这对实现其可持续发展和生态环境改善都有着重要的意义.     

基于主成分变换的干旱区盐渍地信息提取研究

土壤盐渍化严重威胁着干旱区绿洲的稳定和可持续发展,因此借助遥感手段快速提取盐渍地信息并掌握其空间分布有着重要的意义．本文首先对AVNIR-2影像和RADARSAT-2 SAR影像进行预处理,然后对二者进行叠加组合,在此基础上运用主成分变换分析,选取了用于提取盐渍地信息的最佳主成分分量（pc1、pc2和pc4）．在野外调查的基础上,采用最大似然法分别对AVNIR-2标准假彩色影像和主成分合成图像进行分类,pc1、pc2和pc4合成图像的盐渍地信息提取精度达到93．158％,比AVNIR-2标准假彩色合成图像的分类精度提高了6．447％．结果表明：研究区2008年各类盐渍地面积占其总面积的83．41％,其中10．10％为重度盐渍地,73．31％为中轻度盐渍地．在绿洲内部中轻度盐渍地呈散点状分布,在绿洲外部重度盐渍地交错地分布在中轻度盐渍地中,在盐渍地中植被沿河流的走向呈条带状分布．     

干旱生态脆弱区生态功能区划——以新疆策勒县为例

本文以位于西北内陆干旱区的典型生态环境脆弱区域为研究靶区,利用GIS和RS技术,在生态环境现状评价的基础上,通过对相关评价因子进行赋值,运用加权指数法、评价指标体系等进行分级.然后对生态环境敏感性、生态服务功能重要性进行评价,依据综合敏感性和重要性评价结果,按照其地理位置和生态特征分为1个一级生态区、3个二级生态亚区和11个生态功能区.生态功能区的划分,有利于明确重要生态功能保护区的空间分布,为今后的生态保护措施和产业发展方向提供了依据.