本文在整合多年氣象資料的基礎(chǔ)上,以科爾沁沙地東南緣的奈曼旗中部沙地為研究區(qū)域,以1983、1987、1995、2004、2007、2013和2015年的遙感影像為信息源,利用GIS技術(shù)對影像進行處理,獲取研究區(qū)域各年的流動沙丘變化情況,分析流動沙丘斑塊在時空上的動態(tài)變化與降水波動、土壤水分的響應關(guān)系,以及流動沙丘在區(qū)域水量平衡中的作用。為區(qū)域水資源合理利用和調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)提供理論基礎(chǔ),也為流動沙丘綜合整治、植被恢復和區(qū)域整體協(xié)調(diào)發(fā)展提供理論依據(jù)。主要結(jié)論如下:(1)從50多年來降水波動特征來看,不同時間分析尺度年降水量較大值出現(xiàn)的時間范圍和值有較大差異。從年內(nèi)降水波動來看,降水主要集中在6~8月份,集中度為69.22%(±8.12);從降水的年代際來看,20世紀90年代降水量的平均值最大為409.63mm,近15年降水量平均值最小為320.11mm。從不同尺度分析來看,10年和15年尺度年降水變化趨勢基本一致,大致以1991年和2001年為界,呈上升——下降——上升的趨勢;20年和25年尺度降水變化趨勢基本一致,主要以下降趨勢為主。這一結(jié)果表明,對降水特征進行分析時,采用不同的時間尺度,降水變化趨勢也會存在差異。(2)從流動沙丘分布整體動態(tài)來看,斑塊總面積在1983-1995年間,由113998.84 hm2增加到170398.34hm2;2004年流沙面積減小至72074.26hm2,2004年到2013年流沙面積總體變化不大,2013~2015年流沙面積急劇減少。從流動沙丘面積總體變化情況來看,總面積呈下降趨勢。從各級別流動沙丘斑塊面積變化趨勢來看,除小斑塊外,其他三類斑塊面積均呈下降趨勢。流動沙丘斑塊總面積變化趨勢與降水波動的關(guān)系,說明人為治沙活動因素大于降水量波動的影響。較大斑塊和大斑塊流動沙丘面積變化與流沙總面積變化與年降水量的關(guān)系存在一致性。小斑塊和中斑塊對降水量波動的更敏感,能更好的對降水波動做出響應。由于流動沙丘面積呈下降趨勢,在區(qū)域中的面積比例不斷減小,其蓄水面積也隨之減小,這將會減弱流動沙丘對區(qū)域水量平衡和區(qū)域生態(tài)環(huán)境的調(diào)節(jié)作用。(3)從流動沙丘土壤水分的空間變化特點來看,舍力虎和堯勒甸子土壤水分在垂直方向上變化趨勢基本一致,都呈顯著下降趨勢;京通線K657處和大柳樹土壤水分變化趨勢與舍力虎相反,以上升趨勢為主,但不顯著。4個樣地在垂直方向上土壤水分均發(fā)生過突變但不顯著,主要發(fā)生在60cm,120cm,200cm和280cm處。對4個樣地垂直方向上的每層的土壤水分進行方差分析,得到深度為60cm時,方差最小,土壤水分變異程度最小,為土壤水分穩(wěn)定層,土壤含水率為3.40%。流動沙丘土壤水分的時間變化特點:5~7月份在垂直方向上土壤水分由淺層向深層逐漸下降,8月份土壤水分由淺層向深層呈先增加后下降趨勢,9月份土壤水分由淺層向深層逐漸增加。5~8月土壤水分變化層不斷向深層增加分別為60cm、100cm、180cm、200cm處,9月份突變層向淺層方向發(fā)展,突變點發(fā)生在160cm處。土壤水分與當月降水、前月降水和年降水均存在正相關(guān)關(guān)系,其中與前月降水的相關(guān)性最強;降水的時間和數(shù)量變化對沙丘土壤水分的變化產(chǎn)生十分重要的影響。當降水量大于沙丘儲水能力時,其水分將會滲入到土壤深層進而補充地下水。(4)根據(jù)水量平衡分析原理結(jié)合流動沙丘面積,經(jīng)計算得出近30多年來流動沙丘土壤總的蓄水量為0.45~5.69×109m3。流動沙丘對地下水的貢獻量為0.92~7.93×108m3。從流動沙丘補給地下水的量來看,流動沙區(qū)具有較強的聚水作用,每年有七分之一的降水滲入到地下補充地下水,表明流動沙丘是一個“集水庫”,表現(xiàn)出區(qū)域集水功能和作用。流動沙丘面積在近幾十年來呈減少的趨勢,這在植被恢復的角度是一個巨大的進步,但是從區(qū)域水資源的供需平衡來看是一個負面的影響。這一結(jié)果是對我國當前以強調(diào)沙漠化治理為主,而忽視流動沙丘在自然生態(tài)系統(tǒng)里所扮演的正面作用這一現(xiàn)象的重要警示。在流動沙丘的治理過程中,要把握一個合適的“度”,適量的保留一部分流動沙丘,發(fā)揮流動沙丘在區(qū)域水量平衡中的作用,對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的良性發(fā)展和變化會起到極大的促進作用。
【學位單位】：魯東大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：P333.1

【參考文獻】

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本文編號：2814833