土地利用/覆被變化是當前全球變化研究的核心和熱點問題,土地利用/覆被變化過程中的生態(tài)水文效應是該研究主題的重要組成部分。在全球變暖和人類活動共同作用下,土地利用/覆被變化影響著水資源的空間分布,同時也改變了天然水循環(huán)過程和水量水質狀況,對社會經(jīng)濟的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境質量有著重要影響。地處我國西北干旱區(qū)的博斯騰湖是博斯騰湖流域的心臟,作為流域地表水資源的紐帶,它串聯(lián)著開都河與孔雀河,對整個流域的生態(tài)環(huán)境狀況起著無可替代的作用。本文選擇博斯騰湖流域為研究靶區(qū),以1990年、2000年和2010年的同期Landsat TM遙感影像數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源,應用多種方法對過去20年(1990-2010年)研究區(qū)土地利用變化進行分析。利用RS、GIS技術及多種土地利用動態(tài)變化參數(shù)模型,揭示了博斯騰湖流域土地利用演時空變化規(guī)律和特點;探討了引起土地利用時空演變的驅動力機制;通過建模等技術手段,探究土地利用重心與經(jīng)濟重心遷移軌跡;并利用相關資料,分析土地利用/覆被變化對水資源、水質以及生態(tài)水文過程的影響。主要研究成果如下:(1)近20年博斯騰湖流域土地利用狀況發(fā)生了顯著變化,主要表現(xiàn)為耕地面積的快速擴張和天然植被的逐步減少。對土地利用程度指數(shù)的研究表明,研究區(qū)土地利用程度始終保持上升趨勢;信息熵與均衡度同時在1990-2000年有所降低,但在2001-2010年迅速上升,這充分反映了研究區(qū)土地利用的無序化水平隨著經(jīng)濟、人口的增加以及工業(yè)化水平的不斷提高越發(fā)嚴重。(2)博斯騰湖流域土地利用變化的驅動機制由自然因素和人類活動因素共同構成。雖然自然因素影響著土地利用的格局、結構和水平,并且這種影響的長期性依然存在,但是隨著社會的不斷進步、流域內(nèi)人口數(shù)量的不斷攀升以及現(xiàn)代化設施的完善和產(chǎn)業(yè)類型的轉變,使得人類活動在土地利用變化的過程中扮演的角色更為重要。博斯騰湖流域人類活動是造成綠洲區(qū)內(nèi)耕地、草地、荒地等土地利用類型時空格局變化的主要驅動因素。(3)在過去的20年間(1990-2010年),博斯騰湖流域人口、GDP、第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)均表現(xiàn)出由東北向西南遷移的趨勢。GDP、第二產(chǎn)業(yè)與人口分布仍存在較大的不均衡性,而第一產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)與人口分布的不均衡性逐漸變小,它們之間的穩(wěn)定性日益增強。而土地類型重心分布中,水體重心遷移相對穩(wěn)定,其重心遷移速度與幅度都不大;草地與林地重心遷移趨勢較為明顯;耕地、居工用地及未利用地遷移波動性大。同時,研究還發(fā)現(xiàn),塔里木盆地人口重心在向盆地西南部遷移的同時,經(jīng)濟重心卻在向盆地東北部的博斯騰湖流域遷移,經(jīng)濟與人口不均衡性日益增強。(4)博斯騰湖流域中綠洲農(nóng)業(yè)的發(fā)展深刻影響著流域的河流、湖泊及水環(huán)境。研究表明,農(nóng)業(yè)灌溉過程中的排水、排鹽直接影響了博斯騰湖水質,進而影響了下游孔雀河的水質。河流中總磷、總氮濃度增高,發(fā)生區(qū)也多在農(nóng)業(yè)區(qū)。綠洲農(nóng)業(yè)的發(fā)展,大大促進了該地區(qū)農(nóng)用化學品的施用量,而不合理化肥施用方式導致化肥利用率較低,化肥隨灌溉水的流失嚴重。流域上游開都河灌區(qū)的大量引水一方面導致入湖水量減少、湖泊水位下降,同時,農(nóng)業(yè)排水排鹽也使曾經(jīng)的淡水湖泊向微咸水湖泊發(fā)展。
【學位單位】：新疆大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：X143;F301.2
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 土地利用/覆蓋變化研究進展
        1.2.2 區(qū)域重心理論研究進展
        1.2.3 土地利用/覆蓋變化對水資源影響研究進展
    1.3 研究內(nèi)容和技術路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術路線圖
    1.4 本文特色與創(chuàng)新點
第二章 博斯騰湖流域自然概況
    2.1 研究區(qū)概況
        2.1.1 地理位置
        2.1.2 地形地貌
        2.1.3 氣候特征
    2.2 水質
        2.2.1 地表水水質
        2.2.2 地下水水質
    2.3 社會經(jīng)濟狀況
第三章 遙感影像處理及土地利用分類
    3.1 數(shù)據(jù)來源
    3.2 遙感數(shù)據(jù)預處理
        3.2.1 波段選擇
        3.2.2 輻射校正
        3.2.3 幾何精校正
        3.2.4 影像裁剪
    3.3 土地利用分類
        3.3.1 土地利用分類體系的建立
        3.3.2 地類影像特征解譯
    3.4 分類精度驗證
    3.5 結論
第四章 博斯騰湖流域土地利用格局時空演變及分析
    4.1 博斯騰湖流域土地利用變化動態(tài)監(jiān)測
        4.1.1 空間尺度與時間尺度的選擇
        4.1.2 土地利用變化動態(tài)監(jiān)測方法
    4.2 土地利用變化時空特征演變
        4.2.1 土地利用結構
        4.2.2 土地利用轉移矩陣
        4.2.3 空間格局變化及分析
    4.3 土地利用時空動態(tài)變化分析模型
        4.3.1 土地利用動態(tài)度
        4.3.2 土地利用程度綜合指數(shù)
        4.3.3 土地利用結構信息熵與均衡度
        4.3.4 土地利用多樣化程度
    4.4 本章小結
第五章 博斯騰湖流域土地利用變化驅動力分析
    5.1 驅動因子界定及選取
        5.1.1 驅動因子的診斷與界定
        5.1.2 驅動因子的選取標準
    5.2 自然驅動因子
        5.2.1 研究思路與方法
        5.2.2 近50年氣溫變化特征
        5.2.3 近50年降水變化特征
        5.2.4 近50年徑流變化特征
        5.2.5 自然驅動因素
    5.3 人類驅動因子
        5.3.1 人口因素
        5.3.2 人類活動影響強度
        5.3.3 生態(tài)輸水對土地利用的影響
        5.3.4 政策因素
        5.3.5 技術發(fā)展因素
    5.4 結論
第六章 博斯騰湖流域人口、經(jīng)濟及土地利用重心遷移分析
    6.1 研究思路及方法
    6.2 博斯騰湖流域在塔里木盆地的經(jīng)濟主導地位
        6.2.1 人口重心偏離博斯騰湖流域
        6.2.2 經(jīng)濟重心迅速向博斯騰湖流域遷移
        6.2.3 經(jīng)濟與人口不均衡性日益增強
        6.2.4 人口與經(jīng)濟重心均衡性分析
    6.3 博斯騰湖流域人口與經(jīng)濟重心演變及其關聯(lián)分析
        6.3.1 人口重心演變
        6.3.2 經(jīng)濟重心演變
        6.3.3 人口與經(jīng)濟重心經(jīng)緯向演變關聯(lián)分析
        6.3.4 經(jīng)濟重心與人口重心的偏移距離分析
    6.4 博斯騰湖流域土地利用重心變化研究
        6.4.1 耕地重心變化
        6.4.2 草地重心變化
        6.4.3 林地重心變化
        6.4.4 居工用地重心變化
        6.4.5 水體重心變化
        6.4.6 未利用地重心變化
    6.5 結論
第七章 博斯騰湖流域土地利用變化的水環(huán)境效應
    7.1 數(shù)據(jù)資料與方法
        7.1.1 數(shù)據(jù)資料
        7.1.2 測定方法
    7.2 土地利用變化對水量及其時空分布的影響
    7.3 土地利用變化對水質及其時空分布的影響
        7.3.1 博斯騰湖水體水質變化
        7.3.2 農(nóng)業(yè)用地對水質的影響
        7.3.3 居工用地對水質的影響
    7.4 土地利用變化對博斯騰湖影響
        7.4.1 農(nóng)業(yè)灌溉面積與引水量變化
        7.4.2 農(nóng)業(yè)灌溉面積與博斯騰湖水位變化
    7.5 水資源變化對綠洲生態(tài)服務功能影響
    7.6 水資源變化對孔雀河下游生態(tài)影響
    7.7 結論
第八章 結論與展望
    8.1 結論
    8.2 展望
參考文獻
主要發(fā)表文章目錄
致謝


本文編號：2880483