选择西北第二大内陆河黑河流域中上游为研究区, 以2000—2015年逐月NDVI数据、月均温和月降水数据、DEM数据和基础地理信息数据为数据源, 采用RS, GIS 和数理统计分析等方法, 从区域尺度和像元尺度揭示区域NDVI时空变化格局及其与气候的关系。结果显示: 1) 2000—2015年, 黑河流域中上游NDVI总体上呈现增长趋势, 其中夏季的增长速率最大, 明显高于春季和秋季; NDVI快速增长区主要位于中游地区黑河干流两侧的绿洲地带; NDVI显著下降区位于张掖市市辖区、酒泉市市辖区以及其他县城所在地; 2) 夏季NDVI与降水相关性较高, 而春、秋季NDVI与气温相关性较高; 夏季NDVI与夏季降水的显著相关性主要体现在远离黑河干流的大片低覆被草地、戈壁以及荒漠, 而邻近黑河的人工绿洲地带NDVI与降水没有显著相关性; 3) NDVI响应降水的时滞效应较明显, 夏季NDVI对降水的响应普遍存在1个月的时间滞后, 最长能滞后2个月。研究结果可以为区域植被恢复和生态系统管理提供参考。
以黑河中游农业绿洲灌区为研究对象, 以基础地理信息数据、土地覆被数据和绿洲灌区统计数据等为数据源, 基于Penman-Monteith公式和NDVI数据, 研究生态需水量的时空分异, 在此基础上, 结合实际引水量和单产耗水量, 分析绿洲灌区水资源配置的效率, 得到以下结果。1) 年潜在蒸散量在800~1200 mm/a之间, 每年6—8月为峰值。多年平均生态需水量在614~999 mm之间, 每年4—8月需求最大, 空间上呈现从东南向西北逐渐减少的变化趋势, 黑河干流沿岸灌区生态需水量相对较大。2) 黑河中游引水以地表水为主, 地下水为辅。2008年引水总量最大, 引水量较大的灌区主要集中在黑河干流沿岸。3) 黑河中游水资源配置总体情况较好, 黑河干流周边灌区供需比普遍大于1, 山丹县及民乐县灌区供需比小于1。近80%的灌区属于水资源配置高效或相对有效的地区, 仅4个灌区水资源配置效率低下, 1个灌区引水量严重不足, 因此适当调整部分灌区引水量, 进一步推广节水理念和技术, 是全面提高水资源配置效率的途径。研究结果对提高干旱区水资源配置水平有借鉴意义。
选择黑河中游为研究区, 通过生态系统服务价值、景观连接性和生境质量识别核心生态源地, 根据显性阻力、隐性阻力、地形和道路数据构建生态阻力面, 基于最小累积阻力模型识别生态廊道网络与节点, 并进行生态功能分区, 进而从点、线、面进行景观格局优化。结果表明: 1) 黑河中游生境质量较好的斑块仅占总面积的13.77%, 主要由湿地、高-中覆盖度草地和耕地构成, 集中分布在东南部大起伏中高山以及黑河干流两侧; 2) 主干生态廊道呈东南-西北走向贯穿整个研究区, 辅助生态廊道主要连接核心生态源地与主干生态廊道, 分支廊道主要分布在东部, 连接相邻主干廊道(或是源地), 生态节点多分布在生态廊道薄弱的地方; 3) 根据累积阻力值频率突变与空间分布特点, 将黑河中游分为生态缓冲区、生态连通区、生态过渡区和生态边缘区 4 个功能区, 并在此基础上针对生态源地、生态廊道和生态节点提出建设策略。研究结果可为黑河中游生态系统管理提供切实可行的科学指导。
以西北内陆黑河中游绿洲为研究区, 基于土地利用数据、基础地理信息数据及 DEM、土壤、气候和DMSP/OLS 灯光数据, 采用多时序 Logistic 逐步回归方法, 分析 1986—1995, 1995—2000 和 2000—2010 年景观类型变化的驱动力, 揭示水资源空间分布对耕地和建设用地变化的约束范围。结果表明: 1) 各时段耕地增加不存在共性驱动因子, 但耕地减少有共性驱动因子(海拔和人类活动); 建设用地增加的共性驱动因子是海拔、距离和人类活动, 但不同时段驱动效应不同; 2) 机井和河渠对耕地和建设用地变化的影响机理类似, 影响范围为 1000~1500 m, 但河渠比机井更具约束力; 3) 海拔对耕地和建设用地的影响范围在3500 m 以下, 其主要限制来自地形起伏的约束。研究结果对优化绿洲水土资源空间配置、提高绿洲水资源利用率具有重要的指导意义。
基于1986, 1995, 2000和2010年土地利用数据和InVEST模型, 研究近25年来黑河中游的土地利用变化规律, 模拟不同土地利用格局下的流域产流量, 并采用多元线性回归模型分析不同用地类型对流域产流的影响。结果表明: 1) 黑河中游主要用地类型为未利用地、草地和耕地, 2000年后土地利用结构变化较大, 大量耕地转化为建设用地; 2) 经过反复检验, 发现当Z=7.3时, 模拟产流量与自然径流量最为接近, 从子流域来看, 产流深度呈现从东南部到西北部逐渐递减的空间分布规律; 3) 林地面积增加抑制流域产流, 而草地、建设用地和未利用地会促进产流, 耕地在不同的利用方式下会产生正负不同的水文效应。研究结果可为实现绿洲水土资源平衡提供借鉴。
