【摘要】：準噶爾盆地地處我國西北旱區(qū)內(nèi)陸盆地,降雨稀少、蒸發(fā)強烈,屬于典型的生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū),其中天山北麓平原綠洲區(qū)是新疆經(jīng)濟文化發(fā)展的關(guān)鍵地域。21世紀以來,在西部大開發(fā)過程中西部旱區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)雖然取得了一定的成果,但局部改善、整體惡化是當前生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀,生態(tài)環(huán)境問題依然嚴峻。隨著氣候變化和人類活動的不斷增強,特別是對水資源的不合理開發(fā)利用,準噶爾盆地出現(xiàn)了天然植被退化、土壤鹽漬化、土地沙化、湖泊濕地萎縮等生態(tài)環(huán)境退化現(xiàn)象,此類生態(tài)環(huán)境問題嚴重威脅區(qū)域生態(tài)安全和經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。因此,開展生態(tài)環(huán)境演化及驅(qū)動機制研究,探究區(qū)域水循環(huán)與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系,為實現(xiàn)水資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。論文以旱區(qū)水資源形成轉(zhuǎn)化與表生生態(tài)環(huán)境關(guān)系為主線,基于LUCC理論、RS與GIS技術(shù),深入分析了準噶爾盆地水循環(huán)與生態(tài)系統(tǒng)間的相互作用機理,系統(tǒng)研究了準噶爾盆地表生生態(tài)環(huán)境演化及生態(tài)環(huán)境問題,定量分析了表生生態(tài)環(huán)境演化的驅(qū)動機制,構(gòu)建了基于地下水的表生生態(tài)環(huán)境評價體系。主要研究成果如下:(1)通過研究地下水循環(huán)演化與表生生態(tài)環(huán)境的關(guān)系,得出地下水狀態(tài)對典型流域平原區(qū)表生生態(tài)環(huán)境具有控制作用,不同類型的植被生長指標與地下水位埋深、包氣帶土壤含水量、包氣帶土壤含鹽量均呈對數(shù)關(guān)系,地下水位埋深對包氣帶土壤含水量和含鹽量具有控制作用,由此構(gòu)建了以地下水狀態(tài)變量為基礎(chǔ)的面向表生生態(tài)環(huán)境安全的多維臨界標識指標體系。(2)基于旱區(qū)特征和水資源形成演化規(guī)律,以地下水循環(huán)演化與表生生態(tài)環(huán)境的關(guān)系為主線,將研究區(qū)劃分為山地、人工綠洲、天然綠洲、天然水域和荒漠五大生態(tài)系統(tǒng)類型�；谶b感解譯和LUCC理論系統(tǒng)分析了準噶爾盆地表生態(tài)環(huán)境格局—動態(tài)—演化特征:荒漠和山地生態(tài)系統(tǒng)是盆地的背景和基質(zhì),盆地生態(tài)環(huán)境總體極為脆弱。近40年來,荒漠生態(tài)系統(tǒng)的面積逐漸減少,人工綠洲生態(tài)系統(tǒng)的面積逐漸增加,天然綠洲生態(tài)系統(tǒng)的面積呈弱減少趨勢,天然水域生態(tài)系統(tǒng)的面積略有減少。通過土地利用程度、土地利用動態(tài)度和土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析可知:研究區(qū)土地利用程度總體增大,耕地和建設(shè)用地的面積增加,在人類活動影響下水資源利用量增加;永久性冰川雪地、山區(qū)林草地面積均呈減少趨勢,說明準噶爾盆地水資源總量減少,水資源涵養(yǎng)能力呈下降趨勢。(3)基于AVHRR-NDVI和MODIS-NDVI數(shù)據(jù),利用最大值合成和時間序列數(shù)據(jù)重建技術(shù)獲得研究區(qū)不同尺度的植被指數(shù)時間序列數(shù)據(jù),采用均值、標準差和線性趨勢法對準噶爾盆地和天山北麓植被覆蓋變化進行不同時空尺度的研究,其總體特征為:(1)盆地尺度上:NDVI均值為0.158,NDVI小于0.2的面積占研究區(qū)總面積的43.8%,盆地整體植被覆蓋度低,生態(tài)環(huán)境脆弱。1982-2006年植被指數(shù)年際變化幅度為0.0004/a,呈弱增加趨勢。由NDVI空間變化分析可知,天山北麓平原區(qū)和戈壁帶多年NDVI標準差均較大,屬于生態(tài)環(huán)境強和較強敏感區(qū),平原區(qū)多年植被指數(shù)呈顯著增加趨勢;山前戈壁帶多年植被指數(shù)呈顯著較少趨勢,天山高山區(qū)植被指數(shù)呈增加趨勢。(2)2001-2010年準噶爾盆地重點地段,即生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)NDVI年際變化幅度為29.336/a,植被覆蓋整體上是逐年增加的;植被極度增加的地區(qū)主要集中在農(nóng)田植被區(qū);植被減少區(qū)主要集中在中低山區(qū)的戈壁等稀疏植被地區(qū);植被極度減少主要集中在濕地及水體邊緣區(qū)。(4)基于天山北麓DEM數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、地下水位埋深數(shù)據(jù)、土地利用類型、人口及GDP數(shù)據(jù),采用空間分析和統(tǒng)計分析方法,對天山北麓植被覆蓋變化的驅(qū)動力進行系統(tǒng)分析,天山北麓植被覆蓋及其變化存在著明顯的垂直分異特性。地質(zhì)地貌因素控制著天山北麓表生生態(tài)環(huán)境的基本格局,氣候變化、地下水狀態(tài)和人類活動是天山北麓表生態(tài)環(huán)境在時間尺度上變化的主要驅(qū)動因素。在海拔大于700m的區(qū)域植被覆蓋變化受坡度、坡向、降水和氣溫等自然因素的影響較大,而在海拔小于700m的平原綠洲區(qū)植被覆蓋受土地利用類型、地下水位埋深、人口及經(jīng)濟因素的共同影響較大,而此類因素的變化來源于人類對水土資源的開發(fā)利用。(5)基于地下水的生態(tài)功能,構(gòu)建了基于地下水動態(tài)的天山北麓表生生態(tài)環(huán)境評價指標體系,采用層次分析法對天山北麓平原區(qū)表生生態(tài)環(huán)境進行評價與預(yù)測,結(jié)果表明以現(xiàn)狀條件開采地下水,研究區(qū)生態(tài)環(huán)境呈嚴重惡化趨勢。基于生態(tài)環(huán)境約束條件,設(shè)計現(xiàn)狀水利工程條件下的調(diào)控方案(A)和跨流域引水條件下的調(diào)控方案(B),經(jīng)預(yù)測結(jié)果對比分析可知:方案B有助于維持天然河道的生態(tài)環(huán)境和地下水系統(tǒng)的動態(tài)平衡,優(yōu)于方案A。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X171

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 陳燕麗;龍步菊;潘學標;鐘仕全;莫偉華;;MODIS NDVI和AVHRR NDVI對草原植被變化監(jiān)測差異[J];遙感學報;2011年04期

，

本文編號：2353301