本文關鍵詞：黑河流域綠洲時空變化過程的驅動機制研究

  更多相關文章： 綠洲 黑河流域 綠洲變化 驅動力 半結構訪談 Panel Data模型 人類活動 驅動機制

【摘要】：近幾十年來,在全球變化與人類活動雙重作用背景下,綠洲在不同時間和空間尺度發(fā)生著快速的變化,成為干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境演變和人類活動的最直接反映,因而受到國內(nèi)外學者的廣泛關注。隨著多學科交叉綜合研究的開展,綠洲變化的規(guī)律和機制更成為國內(nèi)外干旱區(qū)領域的研究的重要課題。黑河流域是我國西北干旱區(qū)灌區(qū)農(nóng)業(yè)大規(guī)模開發(fā)最早的流域,在這個漫長的人類歷史過程中,人類活動變遷劇烈,是我國環(huán)境演變與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展等研究和實踐的最活躍的地區(qū)之一。黑河流域中下游綠洲過程及其驅動機制研究不僅是認識該流域水土資源問題的重要途徑,也是干旱區(qū)綠洲變化研究的理想案例。本文選擇黑河流域綠洲為研究對象,在利用近50多年來長時間序列的遙感影像資料重建綠洲時空變化的基礎上,基于地圖資料、氣象監(jiān)測資料、社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)和實地調(diào)查等資料,采用定性與定量相結合的多學科手段綜合分析了綠洲變化過程的驅動機制。所獲得的認識對進一步探討干旱區(qū)環(huán)境演變及促進水土資源的合理開發(fā)利用具有重要意義。綠洲變化過程研究從1963年開始采用遙感影像提取綠洲信息,以3-5年步長獲取到1963-2013年14期有效遙感影像,運用面向對象方法自動提取,并結合目視解譯修正,得到各期綠洲分布數(shù)據(jù)；采用面積統(tǒng)計、變化檢測等方法分析了綠洲空間格局變化特點和規(guī)律。結果表明,綠洲在空間格局上基本保持了主體穩(wěn)定,局部擴張的態(tài)勢；50年來綠洲面積從4448.64km2增加到7191.92km2,共增長2743.28km2,年平均增長率為1.03%；綠洲發(fā)生頻繁變化的區(qū)域主要分布在流域主體綠洲外圍的沖洪積扇的邊緣、沿河渠兩岸低洼地區(qū)和綠洲-荒漠過渡帶。利用CASA模型模擬綠洲生產(chǎn)力,結果表明,最大月NPP水平在58.5～124.0 g.m-2.month-1之間,中游平原綠洲主體區(qū)普遍較高,下游的額濟納旗綠洲普遍較低,整體水平在1986-2013年間整體呈增長趨勢。各縣區(qū)單位面積NPP均值在民樂、甘州、山丹、臨澤等縣較高,在額濟納旗最低。在深入分析綠洲變化的驅動力及其作用機理的基礎上,采用邏輯推理方法構建了綠洲變化驅動機制概念模型。人類和自然共同作用促使了研究區(qū)綠洲及其生產(chǎn)力的變化,其中人文因素為主導作用。自然環(huán)境因素中,氣候、水文、土壤等是主要影響因素。人文因素主要包括人口數(shù)量、政策、經(jīng)濟發(fā)展、科技進步等。結合各因素作用機理,又將其分成間接與直接因素。間接因素通過影響直接因素作用于綠洲。綠洲變化驅動力系統(tǒng)中,每一種因子對綠洲變化產(chǎn)生的影響不是獨立發(fā)生的,而是受到眾多驅動因子的影響和制約。根據(jù)綠洲變化頻繁的“熱點地區(qū)”,選取近百個典型區(qū)域作為案例樣區(qū),采用一線參與式農(nóng)村社會調(diào)查方法,以半結構訪談形式對綠洲變化明顯的典型區(qū)域進行了大量的實地調(diào)查和研究。結果表明,人口數(shù)量的增加是促使綠洲面積擴展的“剛性”因素：農(nóng)業(yè)投入的增加以及社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,為綠洲的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎；農(nóng)業(yè)科技進步帶來土地生產(chǎn)能力逐步提高,使得單位面積耕地的經(jīng)濟收入增加。因此,人口數(shù)量、固定投入、技術因素及政策決定了綠洲發(fā)展的方向、結構和規(guī)模,人類活動是綠洲變化的主要原因。采用邏輯推斷和相關分析方法對綠洲變化驅動因子進行篩選與辨識和量化,將選取的指標作為解釋變量,納入Panel Data模型,綠洲面積作為被解釋變量,利用變量的回歸系數(shù)求算自然與人文因素對綠洲變化的相對貢獻率,識別了對綠洲變化起主要作用的驅動因子。結果表明,各縣區(qū)人文因素對綠洲變化的相對貢獻率分別為：民樂縣83.99%,肅州區(qū)91.82%,甘州區(qū)89.81%,臨澤縣87.53%,高臺縣78.65%,金塔縣83.58%。利用面積加權求得流域綠洲變化的人文因素貢獻率為86.76%。甘州、肅州兩區(qū)綠洲變化相對其他區(qū)域受人文因素影響更大,說明人類活動干預越強的地區(qū),綠洲越趨于穩(wěn)定。將NPP作為綠洲變化過程中的植被指標,構建了綠洲NPP變化過程中自然條件變化和人類活動作用相對貢獻的評價方法。結果表明,黑河流域綠洲范圍內(nèi)7個站點中有5個都是人文因素對綠洲NPP的變化起到主導作用。綜合模型結果與實地訪談調(diào)查結果,可以得出：自然因素諸如土壤、水文、氣候等為綠洲的發(fā)展提供了基本條件,但并未構成綠洲變化的主要驅動力。從根本上講,人們在保證基本生活條件的基礎上為追求富裕生活,通過擴大耕地面積來增加經(jīng)濟收入是綠洲擴張的根本驅動力。
【關鍵詞】：綠洲 黑河流域 綠洲變化 驅動力 半結構訪談 Panel Data模型 人類活動 驅動機制
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P901
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意義12
• 1.2 國內(nèi)外研究進展回顧12-15
• 1.2.1 綠洲變化過程研究12-13
• 1.2.2 綠洲變化的驅動力研究13-15
• 1.3 研究目標及技術路線15-16
• 1.3.1 研究目標15
• 1.3.2 研究方法與技術路線15-16
• 1.4 論文組織結構16-17
• 第二章 黑河流域綠洲變化的時空過程17-59
• 2.1 研究區(qū)概況17-20
• 2.1.1 自然概況17-19
• 2.1.2 社會經(jīng)濟概況19-20
• 2.2 黑河流域“綠洲”界定與過程重建20-25
• 2.2.1 黑河流域“綠洲”界定20
• 2.2.2 數(shù)據(jù)源及處理20-23
• 2.2.3 綠洲提取方法與結果驗證23-25
• 2.3. 黑河流域綠洲水平空間格局變化25-42
• 2.3.1 綠洲時空格局變化25-33
• 2.3.2 綠洲面積變化33-34
• 2.3.3 綠洲變化特征34-42
• 2.3.3.1 時空變化模型34-36
• 2.3.3.2 綠洲格局變化特征36-42
• 2.4 黑河流域綠洲植被生產(chǎn)力變化42-59
• 2.4.1 NPP及其計算方法42-44
• 2.4.2 數(shù)據(jù)源及處理方法44-47
• 2.4.3 NPP計算結果及變化分析47-59
• 2.4.3.1 綠洲NPP空間分布47-52
• 2.4.3.2 綠洲生產(chǎn)水平變化特征分析52-59
• 第三章 黑河流域綠洲變化驅動力辨識及驅動機制研究方法59-72
• 3.1 綠洲變化的自然環(huán)境因素及其作用機理59-62
• 3.1.1 地形地貌對綠洲變化的影響及其作用59-60
• 3.1.2 氣候變化對綠洲變化的影響及其作用60-61
• 3.1.3 土壤變化對綠洲變化的影響及其作用61-62
• 3.2 綠洲變化的人文社會因素影響及其作用機理62-66
• 3.2.1 人口因子對綠洲變化的影響及其作用62-63
• 3.2.2 經(jīng)濟因子對綠洲變化的影響及其作用63
• 3.2.3 技術進步對綠洲變化的影響63-64
• 3.2.4 土地制度與政策對綠洲變化的影響64-65
• 3.2.5 水資源及其利用方式對綠洲變化的影響65-66
• 3.3 綠洲變化的驅動機制概念模型及研究方法66-72
• 3.3.1 驅動力系統(tǒng)的構成66-67
• 3.3.2 驅動機制概念模型67-68
• 3.3.3 驅動力系統(tǒng)的特征68-69
• 3.3.4 綠洲變化的驅動機制研究方法69-70
• 3.3.5 自然因素與綠洲變化趨勢對比70-72
• 第四章 黑河流域綠洲變化人文驅動機制調(diào)研與分析72-90
• 4.1 綠洲變化案例選擇72-75
• 4.1.1 綠洲變化“熱點地區(qū)”確定方法72-73
• 4.1.2 調(diào)研樣區(qū)73-75
• 4.2 綠洲變化人文驅動機制的調(diào)查75-77
• 4.2.1 半結構訪談問卷設計75-76
• 4.2.2 半結構訪談提綱76
• 4.2.3 調(diào)查方案與路線76-77
• 4.3 調(diào)查成果及結論77-87
• 4.3.1 半結構訪談成果77-82
• 4.3.1.1 案例1：臨澤縣鴨暖鄉(xiāng)大鴨村77-80
• 4.3.1.2 案例2：金塔縣羊井子灣鎮(zhèn)榆樹井村80-82
• 4.3.2 調(diào)查結論與討論82-87
• 4.4 黑河流域綠洲變化人文驅動機制87-90
• 第五章 黑河流域綠洲變化驅動機制的定量分析90-107
• 5.1 綠洲面積變化的驅動力貢獻定量分析90-100
• 5.1.1 驅動力模型的選擇90-91
• 5.1.2 Panel Data模型介紹91-92
• 5.1.3 綠洲驅動力Panel Data模型構建92-97
• 5.1.3.1 模型的基本形式92-93
• 5.1.3.2 驅動因子選擇93
• 5.1.3.3 數(shù)據(jù)來源及處理93-95
• 5.1.3.4 Panel Data模型因子識別95-96
• 5.1.3.5 模型參數(shù)估計與分析96-97
• 5.1.4 Panel Data模型模擬結果及討論97-100
• 5.1.4.1 模擬結果及不確定性分析97-99
• 5.1.4.2 分析結論與討論99-100
• 5.2 綠洲NPP變化的驅動力貢獻定量分析100-105
• 5.2.1 模型理論基礎100
• 5.2.2 模型構建100-102
• 5.2.3 數(shù)據(jù)處理102-103
• 5.2.4 結果與討論103-105
• 5.3 黑河流域綠洲變化驅動機制105-107
• 第六章 結論與展望107-110
• 6.1 主要結論107-108
• 6.2 不足與展望108-110
• 附錄1：黑河流域綠洲變化驅動機制調(diào)研樣區(qū)表110-113
• 附錄2：黑河流域綠洲變化驅動機制訪談提綱113-117
• 附錄3：調(diào)查結果實例1：臨澤縣鴨暖鄉(xiāng)大鴨村調(diào)查結果117-121
• 附錄4：調(diào)查結果實例2：金塔縣羊井子灣鎮(zhèn)榆樹井村121-125
• 參考文獻125-131
• 在學期間的研究成果131-132
• 致謝132

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 許端陽;李春蕾;莊大方;潘劍君;;氣候變化和人類活動在沙漠化過程中相對作用評價綜述[J];地理學報;2011年01期

2 李并成;河西走廊漢唐古綠洲沙漠化的調(diào)查研究[J];地理學報;1998年02期

3 張勃;毛彥成;柳景峰;;黑河中游土地利用/覆蓋變化驅動力的定量分析[J];干旱區(qū)地理;2006年05期

4 李靜;桑廣書;;西漢以來黑河流域綠洲演變[J];干旱區(qū)地理;2010年03期

5 朱慧明;周帥偉;李素芳;曾昭法;;基于Gibbs抽樣算法的貝葉斯動態(tài)面板數(shù)據(jù)模型分析[J];經(jīng)濟數(shù)學;2011年01期

6 田文婷;頡耀文;陳云海;;甘肅省高臺縣綠洲變化的人文驅動力[J];蘭州大學學報(自然科學版);2014年02期

7 馬禮;唐毅;牛東宇;;北方農(nóng)牧交錯帶耕地面積變化驅動力研究——以沽源縣近15年為例[J];人文地理;2008年05期

8 姚奕;郭軍華;;我國城市化與經(jīng)濟增長的因果關系研究——基于1978—2007年東、中、西部、東北地區(qū)面板數(shù)據(jù)[J];人文地理;2010年06期

9 羅格平,周成虎,陳曦;從景觀格局分析人為驅動的綠洲時空變化——以天山北坡三工河流域綠洲為例[J];生態(tài)學報;2005年09期

10 吳文浩;李明陽;卜子匯;;基于開放式數(shù)據(jù)庫的江蘇省植被凈生產(chǎn)力遙感估測方法研究[J];西北林學院學報;2010年05期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 唐世浩;地表參量遙感反演理論與方法研究[D];北京師范大學;2001年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 代德磊;1949-1977年間黑河中游地區(qū)綠洲化時空過程研究[D];蘭州大學;2011年

2 路瑤;海拉爾河流域土地利用/土地覆被變化及其驅動力研究[D];內(nèi)蒙古大學;2011年

3 包剛;基于MODIS數(shù)據(jù)的內(nèi)蒙古陸地植被凈第一性生產(chǎn)力遙感估算研究[D];內(nèi)蒙古師范大學;2009年

4 趙曉Q，

本文編號：913147