1998—2015年新疆玛纳斯河流域湿地动态变化遥感监测

引用本文

魏本赞, 付丽华, 范芳, 张策, 揭文辉, 董双发. 1998—2015年新疆玛纳斯河流域湿地动态变化遥感监测[J]. 国土资源遥感, 2017,29(s1): 90-94.
WEI Benzan, FU Lihua, FAN Fang, ZHANG Ce, JIE Wenhui, DONG Shuangfa. Remote sensing monitoring of wetlands dynamics in the Manas River basin from 1998 to 2015[J]. REMOTE SENSING FOR LAND & RESOURCES,2017,29(s1): 90-94. 复制到剪切板

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《国土资源遥感》编辑部

1998—2015年新疆玛纳斯河流域湿地动态变化遥感监测

魏本赞^1,², 付丽华¹, 范芳¹, 张策¹, 揭文辉^1,², 董双发¹

1.核工业航测遥感中心,石家庄 050002

2.东华理工大学地球科学学院,南昌 330013

第一作者: 魏本赞(1986-)男,工程师,主要从事遥感技术应用和环境地质调查研究。Email:524473847@qq.com。

收稿日期: 2017-06-01

基金项目: 中国地质调查局地质调查项目“大西北地区自然资源遥感综合调查”(编号: DD2016007721)资助

摘要

利用1998年、2005年、2010年TM影像和2015年土地变更调查遥感数据作为数据源,通过目视解译结合GIS技术,提取玛纳斯河流域湿地界线,同时分析了气候和人为因素对研究区湿地动态变化的响应关系。结果表明: ①1998—2015年,玛纳斯河流域湿地退化较为严重,突出表现在湖泊湿地和沼泽湿地的退化,特别是2010—2015年,湿地面积大幅度萎缩; ②2010—2015年,沼泽湿地和湖泊湿地年变化率最大,数值分别为-12.90%和-14.30%; ③通过研究气候和人类活动与湿地变化的响应关系,发现人为因素已成为湿地变化的最主要因素。

关键词: 湿地; 遥感监测; 动态变化; 人为因素; 玛纳斯河流域

文献标志码:A 文章编号:1001-070X(2017)s1-0090-05 doi: 10.6046/gtzyyg.2017.s1.15

Remote sensing monitoring of wetlands dynamics in the Manas River basin from 1998 to 2015

WEI Benzan^1,², FU Lihua¹, FAN Fang¹, ZHANG Ce¹, JIE Wenhui^1,², DONG Shuangfa¹

1. Airborne Survey and Remote Sensing Center of Nuclear Industry, Shijiazhuang 050002, China

2. Faculty of Earth Sciences, East China Institute of Technology, Nanchang 330013, China

Abstract

Using TM data of 1998, 2005, 2010 and land change survey remote sensing data, in combination with the visual interpretation and GIS technology, the authors extracted boundaries of the Manas River basin wetlands, and analyzed the influence produced by climate and anthropogenic factors on dynamic changing of wetland. The results show three different relationships. Firstly, the degradation of Manas River basin wetland was more serious from 1998 to 2015, especially lake wetlands and marsh wetlands. Meanwhile, wetland had shrunk dramatically from 2010 to 2015. Secondly, the period of 2010—2015 had the highest annual changing rate of lake wetlands and marsh wetlands, reaching respectively -12.90% and -14.30%. Thirdly, human activities have become the most important factor for wetland change. The study of the relationship between human activities and climate change as well as wetlands response reveals that the human factor has become the more important factor than climate for wetland change.

Keyword: wetland; remote sensing monitor; dynamics; human factor; Manas River basin

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0 引言

湿地是地球表层最富有生物多样性的生态系统之一, 保护湿地及其生物多样性已经成为当前国际社会备注关注的热点^{[1, 2]}。遥感技术具有快速、宏观、动态监测的优势, 与传统的景观生态学理论相结合, 为分析玛纳斯流域的生态系统提供了新的思路。刘玉安等基于“ 3S” 技术探讨了于田绿洲湿地的动态变化特征, 并分析了发生变化的原因^[3]; 唐湘玲等使用数理统计和时间序列方法分析了该流域气温、降水和径流的变化趋势, 确定了年降水量与玛纳斯河流域径流量的正响应关系^[4]; 封玲利用4期遥感影像数据对玛纳斯河流域草地资源的变化情况进行了分析, 为加强该流域草地资源建设、实现流域生态重建提出了合理有效的措施^[5]; 张青青等从可持续发展角度分析了玛纳斯河流域人工绿洲的发展方向^[6]; 姜亮亮等运用景观生态学的原理探讨该流域的景观格局变化以及其驱动机制, 提出了需要合理规划流域土地利用模式和水资源配置方案^[7]。以上学者均从不同角度对玛纳河流域的自然资源及生态环境进行了较深入的研究; 而针对目前造成玛纳斯河流域生态环境日益恶化的湿地退化缺乏系统性的调查与研究。

本文以多期次的卫星遥感数据为基础信息源, 结合景观生态学分析方法, 动态、宏观地分析湿地的演变趋势及空间变化差异性, 分别探讨气候和人类活动对湿地生态系统具体的影响, 以期为后期的环境保护及环境治理提供理论依据。

1 研究区概况

玛纳斯河流域位于新疆天山北麓、准噶尔盆地南缘, 是西北干旱地区具有代表性的内陆河流域(图1)。流域地处N43° 27'~45° 21', E85° 01'~86° 32'之间。河流发源于和静县境内海拔5 000 m以上的冰川积雪地带, 最后注入准噶尔盆地西北部的玛纳斯湖, 整个水系河流出山口后, 流速变缓, 泥砂大量堆积, 形成了较平缓的洪积冲积扇^[8]; 流域水系主要由玛纳斯河, 塔西河, 金沟河, 宁家河, 大、小南沟河和巴音沟河等河流构成。玛纳斯河流域属温带大陆性干旱气候, 降水量时空差异较大, 年均降水量110~200 mm, 年均蒸发量1 500~2 100 mm, 年均气温6.6℃。玛纳斯河流域按行政位置主要在玛纳斯县和沙湾县。玛纳斯河流域地貌具有明显的分带性, 主要地貌单元可以划分为5个地貌带: 山地带, 低山丘陵带, 冲积扇缘带, 平原带和沙漠、湖泊带。玛纳斯河流域地貌特点复杂多样, 所以地质、气候、土壤、生物群落等均具有明显的区域性和差异性。

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	图1 玛纳斯河流域示意图Fig.1 Map of the Manas River basin

2 数据与方法

2.1 湿地的分类体系

参照《湿地公约》、《全国湿地资源调查与监测技术规程》及《全国自然资源遥感综合调查技术要求》(初稿), 并考虑到新疆地区湿地的分布现状, 将玛纳斯河流域自然湿地分为河流湿地、湖泊湿地及沼泽湿地, 同时将水库、农用池塘、淡水养殖场和灌溉用沟渠等合并为人工湿地。

2.2 数据源及技术路线

采用多期(1998年、2005年、2010年和2015年)多元遥感数据影像解译与地面调查相结合的方法, 来分析玛纳斯河流域湿地近20 a来湿地演化特征。其中, 1998年、2005年和2010年玛纳斯河流域湿地解译采用美国陆地卫星TM数据, 空间分辨率30 m, 2015年玛纳斯流域湿地解译主要使用土地变更调查遥感数据, 数据类型主要包括资源三号(ZY-3)、高分一号(GF-1)、资源一号02C(ZY1-02C)等, 空间分辨率1~3 m。

首先, 对遥感数据进行辐射校正、大气校正、几何纠正、镶嵌和分幅等处理, 得到具有统一地理坐标、互相配准的多源基础数据库; 然后在此基础上通过数据分析, 利用计算机自动提取和人机交互解译方法, 得到各时期自然资源和生态地质环境现状初步成果, 开展野外调查验证, 建立详细解译标志, 验证各期初步解译成果, 经室内再解译、分析判断、修改补充和整理, 获得不同时期湿地资源信息的最终结果; 最后利用GIS软件的空间分析技术提取变化信息, 根据监测结果, 查明湿地资源的变化情况, 深入分析其变化原因。

2.3 研究方法

目前, 基于遥感影像获取湿地边界的自动解译方法有比值阈值法、监督非监督分类法、最大似然法、决策树法及面向对象分类法等^[9]; 然而, 积雪、阴影、冰碛物及水体的存在, 使得这些方法在获取冰川边界的精度上难以得到保障。为了提高解译精度, 本研究对4期遥感影像数据采用目视解译法。目视解译是根据现有的生态环境学知识和湿地技术调查规范, 利用遥感影像获取湿地各类型的分类边界。

湿地平均变化率定义为在一个时间段内湿地面积变化量与初始年湿地面积的比值, 是一种评价湿地面积变化程度的常见指标, 可以较好地将不同时间尺度的湿地变化研究结果进行统一比较。文章从湿地面积变化统计学角度, 引入了土地利用动态度模型^{[10, 11]}, 来计算研究区内各湿地类型的动态变化, 其计算公式为

K= $\begin{matrix} \frac{U_{b} - U_{a}}{U_{a}} \end{matrix}$ × $\begin{matrix} \frac{1}{T} \end{matrix}$ × 100% , (1)

式中: K为湿地的年变化率; U_a和U_b分别为2期湿地的分布面积; T为时间间隔。通过计算研究内部的湿地年变化率, 分析保护区内湿地的动态变化。当区域中湿地年变化率成正值即表示湿地成正向演替; 相反的, 当湿地的年变化率呈负值则表示湿地呈逆向演替。

2.4 精度评价

对影像上获取湿地分布信息的精度评价是一个十分重要的问题, 本文主要从3个方面评价玛纳斯河流域湿地信息提取的精度: ①所选影像云量基本为零, 同时为消除积雪的影响, 选择消融期末(8— 10月份)的影像; ②1998年、2005年及2010年采用遥感数据是TM数据, 部分湿地类型的识别借助于Google Earth影像进行修正; ③通过2015年度野外湿地实地调查, 室内解译判断与实地调查相符的共25个调查点, 判断错误2个, 遗漏1个。野外验证正确率为88%。

3 结果与分析

3.1 湿地变化分析

玛纳斯河流域各湿地类型4期面积统计如表1所示。

表1 玛纳斯河流域1998— 2015湿地面积统计表 Tab.1 Statistical table of wetlands area in the Manas River basin from 1998 to 2015

1998— 2015年的17 a间, 玛纳斯河流域湿地退化较为严重, 湿地总面积减少1 175.87 km²。湿地退化突出表现湖在湖泊湿地和沼泽湿地的退化, 分别减少了209.14 km²和1 010.73 km²; 其中, 以沼泽湿地退化幅度最大, 湖泊湿地居次。另外, 河流湿地和人工湿地略有增加。

1998— 2005年间, 玛纳斯河流域湿地总面积略有增加, 湿地各类型总体变化不大。2005— 2010年, 玛纳斯河流域湿地总面积略有增加, 湿地各类型总体变化不大。2010— 2015年间, 玛纳斯河流域湿地总面积下降幅度最大(表2)。

表2 1998— 2015年玛纳斯河流域湿地动态变化 Tab.2 Wetlands dynamics in the Manas River basin from 1998 to 2015

以研究区内的玛纳斯湖为例, 该湖在1998年时还是一水域面积较大的咸水湖, 如今该湖已经濒临消失, 这里植物稀疏, 地表沙化严重, 干涸的湖底形成的盐壳在风力作用小造成的盐尘对环境危害很大(图2)。湖泊湿地的减少直接导致湖区西部和西部附近大面积沼泽湿地水源补给不足, 湿地逐渐退化为植被覆盖条件差的草地和盐碱质荒漠化土地。

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	图2 玛纳斯河遥感影像系列图Fig.2 Remote sensing images of Manas Lake

3.2 湿地变化成因分析

3.2.1 气候因素

气候条件对湿地资源的影响主要表现在降水和气温2个方面。气候变化对湿地的物质和能量循环、湿地生产力和湿地动植物等均会产生重大影响, 同时, 湿地消长也会改变湿地生态系统, 进而加快气候变化的速度^[9]。通过对玛纳斯河流域上游一气象站点降雨和气温资料分析(图3)。玛纳斯河流域在1980— 2010年间平均气温为7.2 ℃, 最高气温出现在2008年, 且气温一直呈上升趋势。期间平均降水量在190 mm左右, 最高降水量出现在2010年为328 mm, 且降水量一直呈逐年增加趋势。年平均气温及年降水量均呈现逐年增加趋势, 这与施雅风等研究的西北干旱区气候由暖干向暖湿转变的结论相一致^[12]。因此, 从气候上分析, 近30 a来气候的变化正向利于湿地扩张的方向发展。

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	图3 玛纳斯河流域年平均气温和年降水量曲线图Fig.3 Curves of mean temperature and amount of precipitation in Manas River basin

3.2.2 人为因素

湿地的动态变化是气候变化和人类活动综合作用下的产物。人类通过自身的农业生产活动改变了湿地的分布和格局。一方面通过农垦活动侵占湿地, 截留湿地水源补给, 造成湿地资源的萎缩; 另一方面, 人类为了增加土地的有效利用, 通过兴修水利、开挖水渠等方式增加了人工湿地。

近年来, 玛纳斯河流域由于石河子市、沙湾县和玛纳斯县人口不断增加和经济快速发展, 人们对房屋居住和粮食作物的需求扩大, 从而大量开垦农田, 增加了农业用水量, 在水资源总量没有增加的情况下, 减少了生态用水量。虽然当地的气候有所改善如降水量增加, 但还不足以影响总的变化趋势。

湿地在防止湿地萎缩退化、防止次生盐渍化、保护流域内生物多样性、防风固沙、防止土壤沙化、抵御洪旱灾害威胁、加强湿地调控能力以及增加了绿洲的人口承载能力和生产力等方面起到了很好的保护作用。近年来, 人类活动对土地资源的大规模开发和过度利用水资源成为玛纳斯河流域湿地退化的最主要因素。

4 结论

1)1998— 2015年间, 玛纳斯河流域湿地退化较为严重, 突出表现在湖泊湿地和沼泽湿地的退化, 特别是2010— 2015年间, 湿地面积大幅度萎缩。

2)2010— 2015年间, 玛纳斯河流域湿地总面积下降幅度最大, 特别是沼泽湿地和湖泊湿地均大幅度下降, 年变化率分别为-12.90%和-14.30%。

3)人类活动和气候相互叠加共同作用于生态环境, 玛纳斯河流域年平均气温及年降水量均呈现逐年增加趋势, 气候由暖干向暖湿方向转变。因此, 气候的变化虽然正向利于湿地扩张的方向发展, 但不足以阻止该流域湿地总体上的退化; 人类活动的影响愈来愈大, 流域农业用水的增加, 生态用水的减少, 已成为湿地变化的最主要因素。

4)建议切实启动和保障“ 退耕退牧还湿” 工作, 合理分配水资源, 重视生态用水的保护。通过采取节水措施和计划用水, 减少农业灌溉用水量, 实现水资源合理配置, 进而增加湿地的生态用水量; 湿地生态水量的增加必将提高湿地生态环境的质量, 从而在一定程度上改善整个玛纳斯流域的生态环境。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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[1]	牛振国, 张海英, 王显威, 等. 1978—2008年中国湿地类型变化[J]. 科学通报, 2012, 57(16): 1400-1411. Niu Z G, Zhang H Y, Wang X W, et al. Mapping wetland changes in China between 1978 and 2008[J]. Chinese Science Bulletin, 2012, 57(16): 2813-2823. [本文引用:1]
[2]	曾光, 高会军, 朱刚, 等. 近32年新疆博斯腾湖湿地动态变化及机制分析[J]. 国土资源遥感, 2010, 22(s1): 213-218. doi: 106046/gtzyyg. 2010s1. 44. Zeng G, Gao H J, Zhu G, et al. A remote sensing analysis of wetland s dynamic changes and Mechanism in the past 32 years in Bosten Lake, Xinjiang[J]. Remote Sensing for Land and Resources, 2010, 22(s1): 213-218. doi: 10.6046/gtzyyg.2010.s1.44. [本文引用:1]
[3]	刘玉安, 塔西甫拉提·特依拜, 沈涛, 等. 基于“3S”技术的于田绿洲湿地动态变化研究[J]. 中国沙漠, 2005, 25(5): 706-710. Liu Y A, Tiyip T, Shen T, et al. Study on dynamic change of wetland in Yutian oasis based on RS, GIS and GPS technologies[J]. Journal of Desert Research, 2005, 25(5): 706-710. [本文引用:1]
[4]	唐湘玲, 魏文寿. 玛纳斯河流域气候变化对径流变化的影响[J]. 石河子大学学报(自然科学版), 2005, 23(6): 730-734. Tang X L, Wei W S. Impacts of climate change on surface runoff in Manas River Basin[J]. Journal of Shihezi University(Natural Science), 2005, 23(6): 730-734. [本文引用:1]
[5]	封玲. 玛纳斯河流域草地资源变化及其对生态环境的影响[J]. 石河子大学学报(自然科学版), 2009, 27(5): 588-592. Feng L. Change of grassland resource and its effects on ecological environment in Manasi River watershed[J]. Journal of Shihezi University(Natural Science), 2009, 27(5): 588-592. [本文引用:1]
[6]	张青青, 徐海量, 樊自力, 等. 玛纳斯河流域人工绿洲扩张对社会经济和生态环境的影响分析[J]. 中国沙漠, 2012, 32(3): 863-871. Zhang Q Q, Xu H L, Fan Z L, et al. Effect of artificial oasis expansion on social economy and ecological environment in Manas River Basin, Xinjiang of China[J]. Journal of Desert Research, 2012, 32(3): 863-871. [本文引用:1]
[7]	姜亮亮, 刘海隆, 包安明, 等. 玛纳斯河流域景观格局演变特征与驱动机制分析[J]. 水土保持研究, 2014, 21(4): 256-262. Jiang L L, Liu H L, Bao A M, et al. Analysis on land scape pattern change and driving mechanism in Manas River watershed[J]. Research of Soil and Water Conservation, 2014, 21(4): 256-262. [本文引用:1]
[8]	樊自立, 穆桂金, 马英杰. 天山北麓灌溉绿洲的形成和发展[J]. 地理科学, 2002, 22(2): 184-189. Fan Z L, Mu G J, Ma Y J. Formation and development of the artificially irrigated oases in the northern piedmont of the Tianshan Mountains[J]. Scientia Geographica Sinica, 2002, 22(2): 184-189. [本文引用:1]
[9]	徐春海, 王飞腾, 李忠勤, 等. 1972—2013年新疆玛纳斯河流域冰川变化[J]. 干旱区研究, 2016, 33(3): 628-635. Xu C H, Wang F T, Li Z Q, et al. Glacier variation in the Manas river basin during the period from 1972 to 2013[J]. Arid Zone Research, 2016, 33(3): 628-635. [本文引用:2]
[10]	梁晨. 中国湿地保护的有效性评估及系统保护规划研究[D]. 北京: 北京师范大学, 2012. Liang C. Assessment on the Efficiency of Wetland s Conservation System and Systematic conservation planning for wetland s in China[D]. Beijing: Beijing Normal University, 2012. [本文引用:1]
[11]	祖皮艳木·买买提, 赛迪古丽·哈西木, 玉米提, 哈力克, 等. 1976—2011年博斯腾湖小湖区湿地生态系统服务价值变化分析[J]. 水土保持研究, 2016, 23(3): 328-332, 337. Zulpiya M, Saidiguli H, Umut H, et al. Changes of the ecosystem service values of the wetland s of small lake in Bosten Lake Basin during the period from 1976 to 2011[J]. Research of Soil and Water Conservation, 2016, 23(3): 328-332, 337. [本文引用:1]
[12]	施雅风, 沈永平, 胡汝骥. 西北气候由暖干向暖湿转型的信号、影响和前景初步探讨[J]. 冰川冻土, 2002, 24(3): 219-226. Shi Y F, Shen Y P, Hu R J. Preliminary study on signal, impact and foreground of climatic shift from warm-dry to warm-humid in Northwest China[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2002, 24(3): 219-226. [本文引用:1]

2012

0.0

牛振国, 张海英, 王显威, 等. 1978—2008年中国湿地类型变化[J]. 科学通报, 2012, 57(16): 1400-1411.

Niu Z

, Zhang H

, Wang X

, et al. Mapping wetland changes in China between 1978 and 2008[J]. Chinese Science Bulletin, 2012, 57(16): 2813-2823.

分别基于美国陆地卫星(Landsat MSS/TM/ETM + )和中巴资源卫星(CBERS-02B)影像数据,以人工目视解译为主, 完成了中国1978~2008 年4 期(基准年分别为1978, 1990, 2000 和2008 年)湿地遥感制图, 并进行了大量的室内外验证. 在此基础上, 对我国湿地现状及近30 年来湿地变化进行了初步分析, 得到以下主要结论: (ⅰ) 截止2008 年, 中国湿地面积约为324097 km 2 , 其中以内陆沼泽(35%)和湖泊湿地(26%)为主. (ⅱ) 1978~2008 年, 中国湿地面积减少了约33%, 而人工湿地增加了约122%. 过去30 年里湿地减少的速度大幅降低, 由最初5523 km 2 /a(1978~1990 年)降为831 km 2 /a(2000~2008 年). (ⅲ) 减少的自然湿地(包括滨海湿地和内陆湿地), 其类型变化由湿地向非湿地转化的比例逐渐降低. 初期(1978~1990 年)几乎全部(98%)转换为非湿地; 在1990~2000 年间减少的自然湿地约有86%转化为非湿地, 而在2000~2008 年, 这一比例下降为77%. (ⅳ) 气候变化和农业活动是中国湿地变化的主要驱动因素, 湿地变化在中国分为三大不同特征区域, 即西部三省/自治区(西藏、新疆和青海)、北部两省/自治区(黑龙江和内蒙古)和其他省市区. 其中西部区域尤其是青藏高原, 湿地变化的驱动因子以气候增温为主; 新疆湿地由于气候增温和农业活动共同作用造成变化不大. 北部省/自治区的湿地变化则主要由农业活动引起; 而其他省市区的湿地变化几乎完全受控于人类的农业经济活动.

... 0 引言湿地是地球表层最富有生物多样性的生态系统之一,保护湿地及其生物多样性已经成为当前国际社会备注关注的热点^[1,2] ...

2010

0.0

曾光, 高会军, 朱刚, 等. 近32年新疆博斯腾湖湿地动态变化及机制分析[J]. 国土资源遥感, 2010, 22(s1): 213-218. doi: 106046/gtzyyg. 2010s1. 44.

Zeng

, Gao H

, Zhu

, et al. A remote sensing analysis of wetland s dynamic changes and Mechanism in the past 32 years in Bosten Lake, Xinjiang[J]. Remote Sensing for Land and Resources, 2010, 22(s1): 213-218. doi: 10.6046/gtzyyg.2010.s1.44.

Based on remote sensing images of 1975(MSS), 2000(ETM) and 2007(CBERS-2), this paper interpreted lake wetland, marsh wetland, river wetland and cultivated land of Bosten Lake at the scale of 1∶50000. Some conclusions have been reached：The areas of lake wetland, marsh wetland and river wetland have decreased gradually, while cultivated land has increased significantly in the past 32 years. During the period from 1975 to 2000, the areas of lake wetland and total wetlands increased by a small margin, and cultivated land increased by 454.52 km2, but marsh wetland and river wetland decreased by 23.71 km2 and 18.44 km2 respectively. The resources of wetlands were destroyed seriously from 2000 to 2007. During these 7 years, lake wetland, river wetland, marsh wetland and total wetlands decreased considerably whereas cultivated land increased by more than 526.55 km2. The deterioration velocities of marsh wetland and river wetland were 37.13 and 5.24 times higher than the velocities during 1975~2000. Natural factors and human activities were two important factors responsible for the serious degradation of wetlands. Wetland-agriculture and wetland-desertification constituted two processes of wetland degradation.

以1975年MSS、2000年ETM和2007年CBERS-2共3期遥感影像为数据源，在1∶5万尺度上对新疆博斯腾湖地区的湖泊湿地、沼泽湿地、河流湿地及耕地进行了遥感解译，并编制了动态变化图。调查结果表明，32 a间，该区湖泊湿地、沼泽湿地与河流湿地严重退化，而耕地呈持续性扩张的发展趋势。其中，1975~2000年，除湖泊湿地与湿地总面积呈小幅度增长外，沼泽湿地与河流湿地分别减少了23.71 km2和18.44 km2，耕地增加面积达454.52 km2； 2000~2007年，除耕地面积继续增加526.55 km2外，湿地资源遭到严重破坏，主要表现在湖泊湿地的萎缩、河流湿地与沼泽湿地的严重退化，7 a间沼泽湿地与河流湿地退化速率分别是1975~2000年的37.13倍和5.24倍；人类活动与气候因素是导致湿地严重退化的两个重要方面，主要表现为“湿地的农业化”和“湿地的荒漠化”两个过程。

... 0 引言湿地是地球表层最富有生物多样性的生态系统之一,保护湿地及其生物多样性已经成为当前国际社会备注关注的热点^[1,2] ...

2005

0.0

刘玉安, 塔西甫拉提·特依拜, 沈涛, 等. 基于“3S”技术的于田绿洲湿地动态变化研究[J]. 中国沙漠, 2005, 25(5): 706-710.

Liu Y

, Tiyip

, Shen

, et al. Study on dynamic change of wetland in Yutian oasis based on RS, GIS and GPS technologies[J]. Journal of Desert Research, 2005, 25(5): 706-710.

Taking the Yutian Oasis in arid South Xinjiang as the study area, we investigated into the wetland resources by using RS, GIS and GPS technologies. We have ascertained the types, the area and the regional distribution of Yutain wetland; have also discussed the characteristics of wetland dynamics and the changing causes by adopting dynamic change model and the fractal theory. The research results have important realistic significance to the reasonable exploiting and the sustainable development of the wetlands in arid area.

1. School of Resources and Environment Sciences, Xinjiang University, Urumqi 830046, China; 2. Research Center for Remote Sensing and GIS, School of Geography, Beijing Normal University, Beijing 100875, China

以极端干旱区典型绿洲——于田绿洲为研究区,采用遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)相结合的方法,进行了湿地资源调查,查明了于田绿洲湿地类型、区域分布及面积,应用模型和分形理论,探讨了于田绿洲湿地的动态变化特征,并分析了其发生动态变化的原因。研究结果对于干旱区绿洲湿地的合理开发和可持续发展有着重要现实意义。

... 技术探讨了于田绿洲湿地的动态变化特征,并分析了发生变化的原因^[3] ...

2005

0.0

唐湘玲, 魏文寿. 玛纳斯河流域气候变化对径流变化的影响[J]. 石河子大学学报(自然科学版), 2005, 23(6): 730-734.

Tang X

, Wei W

Impacts of climate change on surface runoff in Manas River Basin[J]. Journal of Shihezi University(Natural Science), 2005, 23(6): 730-734.

摘　要：根据玛纳斯河流域5个基本气象台站建站以来的数据资料,利用1961～2003年的月平均气温、降水量及肯斯瓦特水文站径流量的观测记录,使用数理统计和时间序列方法分析了该流域气温、降水和径流的变化趋势,结果表明:近43年该河流域气温升高显著,且年降水量呈增加趋势,降水量偏多集中在4、5、6三个月.计算玛纳斯河地表径流与气候的相关性,建立二者的回归方程,定量分析该流域气候变化对径流变化的影响,结果得出:当该流域5～9月平均气温增加1℃时,年径流量会增加或减少1.3%;当该流域5～9月气温出现±2℃(或±3℃)的变化时,年径流量会做出±2.68%(或±4.0%)的正响应;当该流域水文年降水量偏多或偏少10%时,年径流量会偏多或偏少1.98%;当水文年降水量偏多或偏少20%(或30%)时,年径流量会做出偏多或偏少3.95%(或5.93%)的正响应.

... 唐湘玲等使用数理统计和时间序列方法分析了该流域气温、降水和径流的变化趋势,确定了年降水量与玛纳斯河流域径流量的正响应关系^[4] ...

2009

0.0

封玲. 玛纳斯河流域草地资源变化及其对生态环境的影响[J]. 石河子大学学报(自然科学版), 2009, 27(5): 588-592.

Feng

Change of grassland resource and its effects on ecological environment in Manasi River watershed[J]. Journal of Shihezi University(Natural Science), 2009, 27(5): 588-592.

通过利用1980年、1990年、2000年和2005年四期的遥感影像和数据对玛纳斯河流域草地资源的变化情况进行分析,结果表明:流域内草地面积减少,覆被度降低、牧草产量下降、种群退化和种类减少的趋势明显,并对流域内的生态环境造成了不利影响.为此,退耕还草,改革草场管理体制、改良建设草地、优化畜群品种结构、加大草地投入是加强草地资源建设,是实现流域生态重建的有效措施.

... 封玲利用4期遥感影像数据对玛纳斯河流域草地资源的变化情况进行了分析,为加强该流域草地资源建设、实现流域生态重建提出了合理有效的措施^[5] ...

2012

0.0

张青青, 徐海量, 樊自力, 等. 玛纳斯河流域人工绿洲扩张对社会经济和生态环境的影响分析[J]. 中国沙漠, 2012, 32(3): 863-871.

Zhang Q

, Xu H

, Fan Z

, et al. Effect of artificial oasis expansion on social economy and ecological environment in Manas River Basin, Xinjiang of China[J]. Journal of Desert Research, 2012, 32(3): 863-871.

Based on field survey and monitoring data in 2007-2009 and remote sensing image data in 1958, 1976, 1987, 1998 and 2006, we analyzed the evolution of artificial oasis in Manas River basin and the effects of rapid artificial oasis expansion on social economy and ecological environment in the 60 years. The importance of maintaining appropriate oasis scale was stressed and adjustment measures for sustainable development of the Manas River basin were proposed too. Main conclusions are that: (1) The growth rates of cultivated land and oasis are 107.756 km2·a-1 and 122.401 km2·a-1 respectively in the 60 years. (2) The rapid expansion of oasis has a positive influence on the social economy development. Meanwhile, the rapid oasis expansion in Manas River basin results in some environmental problems, such as overload operation of surface water with utilization rate more than 90%, ground water table dropping significantly at an annual rate of 0.5～1 m·a-1 because of over-exploitation, serious environmental pollution, dieing of large number of protective forest, serious deforestation, grassland area decrease of 4 316.39 km2 from 1958 to 2006, and serious desertification threat to human beings. Therefore, adjustment measures for the future development of the oasis are proposed from the perspective of sustainable development, such as oasis scale control, moderate exploitation of groundwater, transformation of industrial structure and establishment of ecological compensation mechanism.

利用2007—2009年的实地调查资料，结合1958—2006年的5期遥感影像解译数据，从干旱区内陆河流域典型绿洲的演变进程出发，分析了新中国成立以来近60 a玛纳斯河流域人工绿洲快速扩张的影响，强调了保持绿洲适宜规模的重要性，并从可持续发展的角度探讨了绿洲今后发展的方向。主要结论为:①近60 a玛纳斯河流域耕地和绿洲分别以107.756 km2·a-1和122.401 km2·a-1的速度迅速增长，二者扩张的方向基本一致；②绿洲的快速扩张对社会经济产生一定推动作用的同时，也带来了一系列的环境问题。如地表水利用率超过90%，地下水过度开采并以0.5~1 m·a-1的速度下降，水质污染增加，防护林大量死亡，森林破坏严重，草地从1958年到2006年减少4 316.39 km2，土地荒漠化威胁严重等；③从可持续发展的角度看，控制绿洲规模，适度开采地下水，转变产业结构，建立生态补偿机制等是今后本区发展的关键。

... 张青青等从可持续发展角度分析了玛纳斯河流域人工绿洲的发展方向^[6] ...

2014

0.0

姜亮亮, 刘海隆, 包安明, 等. 玛纳斯河流域景观格局演变特征与驱动机制分析[J]. 水土保持研究, 2014, 21(4): 256-262.

Jiang L

, Liu H

, Bao A

, et al. Analysis on land scape pattern change and driving mechanism in Manas River watershed[J]. Research of Soil and Water Conservation, 2014, 21(4): 256-262.

干旱区景观格局演变特征与驱动机制分析对区域水土资源可持续利用具有重要意义,选择了西北干旱区水土开发的典型区域玛纳斯河流域,基于GIS/RS技术对研究区的1990,2000,2005,2010年TM影像数据进行土地利用分类处理,运用景观生态学的原理分别从类型水平和景观水平上计算出8个景观指数,探讨景观格局变化以及其驱动力.结果表明:(1)研究区草地和未利用土地的优势逐渐减小,耕地的优势逐渐上升,景观多样性升高,优势度下降,趋于分离、破碎化方向发展.(2)人类活动使草地和未利用土地转为耕地, 类型转化逐渐由双向转化逐渐趋向于单向转化,草地面积的变化和聚集度指数成线性关系,草地面积每减少1％,聚集度作出减少0.66的响应.(3)降水与气温都有明显的增长,前十年的永久冰川雪地的最大斑块指数和聚集度下降的幅度,均大于后十年,响应了M-K趋势分析“降雨、气温和径流的突变点都集中在 1995年左右”.最后提出需要合理规划流域土地利用模式和水资源配置方案,不能挤占生态用水,要实现水土资源的合理开发.

... 姜亮亮等运用景观生态学的原理探讨该流域的景观格局变化以及其驱动机制,提出了需要合理规划流域土地利用模式和水资源配置方案^[7] ...

2002

0.0

樊自立, 穆桂金, 马英杰. 天山北麓灌溉绿洲的形成和发展[J]. 地理科学, 2002, 22(2): 184-189.

Fan Z

, Mu G

, Ma Y

Formation and development of the artificially irrigated oases in the northern piedmont of the Tianshan Mountains[J]. Scientia Geographica Sinica, 2002, 22(2): 184-189.

... 河流发源于和静县境内海拔5 000 m以上的冰川积雪地带,最后注入准噶尔盆地西北部的玛纳斯湖,整个水系河流出山口后,流速变缓,泥砂大量堆积,形成了较平缓的洪积冲积扇^[8] ...

2016

0.0

徐春海, 王飞腾, 李忠勤, 等. 1972—2013年新疆玛纳斯河流域冰川变化[J]. 干旱区研究, 2016, 33(3): 628-635.

Xu C

, Wang F

, Li Z

, et al. Glacier variation in the Manas river basin during the period from 1972 to 2013[J]. Arid Zone Research, 2016, 33(3): 628-635.

... 3 研究方法目前,基于遥感影像获取湿地边界的自动解译方法有比值阈值法、监督非监督分类法、最大似然法、决策树法及面向对象分类法等^[9] ...

... 气候变化对湿地的物质和能量循环、湿地生产力和湿地动植物等均会产生重大影响, 同时,湿地消长也会改变湿地生态系统,进而加快气候变化的速度^[9] ...

2012

0.0

梁晨. 中国湿地保护的有效性评估及系统保护规划研究[D]. 北京: 北京师范大学, 2012.

Liang

Assessment on the Efficiency of Wetland s Conservation System and Systematic conservation planning for wetland s in China[D].

Beijing: Beijing Normal University, 2012.

保护体系的有效性评估及系统保护规划为自然资源保护与管理提供了重要的科学依据，是国际相关领域的研究热点，但目前主要应用于陆域生态系统，国际湿地保护实践迫切需要建立适用于湿地生态系统保护评价和保护规划的理论和方法，中国湿地保护也面临着保护效率不高、保护格局有待优化、优先保护区域确定缺乏科学论证等问题。本研究运用系统保护规划的理论方法，依托遥感与地理信息手段，对中国湿地保护的有效性进行评估；通过划分全国湿地生态地理综合分类类型确定湿地保护宏观目标，同时考虑流域湿地系统连续性和完整性，构建宏观尺度湿地生态系统保护规划...

... 文章从湿地面积变化统计学角度,引入了土地利用动态度模型^[10,11],来计算研究区内各湿地类型的动态变化,其计算公式为 ...

2016

0.0

... 文章从湿地面积变化统计学角度,引入了土地利用动态度模型^[10,11],来计算研究区内各湿地类型的动态变化,其计算公式为 ...

2002

0.0

施雅风, 沈永平, 胡汝骥. 西北气候由暖干向暖湿转型的信号、影响和前景初步探讨[J]. 冰川冻土, 2002, 24(3): 219-226.

Shi Y

, Shen Y

, Hu R

Preliminary study on signal, impact and foreground of climatic shift from warm-dry to warm-humid in Northwest China[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2002, 24(3): 219-226.

A rapid, high amplitude global climatic warming would speed global water cycle and strengthen rainfall and evaporation. Climatic warming and drying course were dominated in past about 100 years since the end of Little Ice Age in Northwest China. The strong signals of climatic shift to warm humid pattern have been appearing in the western part of Chinese Tianshan Mountains and neighborhood regions including Northern Xinjiang since 1987. Precipitation, meltwater of glacier and runoff of rivers increase continuously, and results in lake level rising, flood damaged magnification and intensified, vegetation coverage extending and dust storm weaken in western parts of Northwest China. In the other areas of Xinjiang, and the middle and western section of Qilian Mountains, the precipitations and runoff of rivers have also an increasing tendency. How is the foreground of climatic shift to warn humid conditions, it is just restricted to decadal fluctuation, or possibility to century scale shift trend, and is just limited to western Tianshan or could extend and/or wholly Northwest China down to North China? Using the results of regional climatic model simulation from IPCC and China Assessment Report published, predicting river runoff regime and similar paleoclimate scenarios for the Northwest China are analysed and discussed, and the trend of shifting warm humid climate can be fixed in recent future. However, uncertain of projected results remain, and rating and magnitude of climatic shift extending in temporal and spatial scales can not at present be projected in detail and in being exactitude.

全球大幅度变暖,水循环加快,增强降水和蒸发.中国西北部从19世纪小冰期结束以来100a左右处于波动性变暖变干过程中.1987年起新疆以天山西部为主地区,出现了气候转向暖湿的强劲信号,降水量、冰川消融量和径流量连续多年增加,导致湖泊水位显著上升、洪水灾害猛烈增加、植被改善、沙尘暴减少.新疆其他地区以及祁连山中西段的降水和径流也有增加趋势.这样气候转型前景如何,是仅为年代际波动还是可发展为世纪性趋势,是只限于天山西部还是可能扩及整个西北以至华北.从引用现有区域气候模式预测,对径流变化模式预测和相似古气候情景的讨论,认为转向暖湿的趋势可以肯定,但目前尚不能确切预测转型扩大在时间上与空间上变化的速度和程度.

... 年平均气温及年降水量均呈现逐年增加趋势,这与施雅风等研究的西北干旱区气候由暖干向暖湿转变的结论相一致^[12] ...