RS和GIS支持下的生态风险评估_以塔里木河下游为例
生态风险评价及研究进展
生态风险评价及研究进展*阳文锐 王如松**黄锦楼 李 锋 陈 展(中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京100085)摘 要 生态风险是当前环境管理研究领域中的一个热点问题,其研究着重关注化学、物理和生物的胁迫因子可能对生态系统或其组分的有害影响.生态风险评价对科学制定环境管理决策有着重要的意义.要对生态系统进行有效地管理,必须预测不利生态影响发生的可能性及后果,减小其对于生态系统或某些组分的损害程度.本文对生态风险评价的研究方法、工具以及研究趋势进行了综述,指出了目前生态风险评价中还需要进一步加强的研究领域,认为在当前城市化水平不断提高的情况下要关注城市生态风险,并针对存在的一些问题提出了今后的研究展望.关键词 生态风险 风险评价 环境管理文章编号 1001-9332(2007)08-1869-08 中图分类号 F205;X862 文献标识码 A E cologica l r isk a ssess m e n t and its resear ch pr ogr ess .YANG W en 2r u,i WANG Ru 2song ,HUANG Ji n 2lou,LI Feng ,C HEN Zhan (Sta teK e y L a bora tory of Urba n and Re giona lE cology,Re 2se a rc h Ce nte r for Eco 2Environmenta l Sciences ,Chinese Ac ade my of Scie nces ,Beiji n g 100085,Chi 2na ).2Chin.J.A ppl .E c ol .,2007,18(8):1869-1876.A bstra ct :E col o gical risk is a hotspot in the presen t envir onmenta lmanage ment study ,which m ai n 2ly f ocuses on the che m ica,l physica,l and b i o logica l stressors that may da mage ecosyste m or its co mponents .E col o gical r i s k assess ment (ERA )has a great si g nificance f or m aking scientific envi 2ronmenta lmanage m ent strategi e s .I n order to lessen the da mage of ecosyste m or its parts ,and to manage t h e ecosyste m eff ective ly ,it is necessary to predict the probability the adverse ecologica l ef fects would occur and the consequences .This paper summarized the research m et h ods ,tools and trends of ERA ,and poi n ted out t h e areas that need to be f urther stud ied .Itwas suggested that un 2der the background of urban ization ,urban ecol o gica l risk shou l d be given more attenti o ns .The prospects of f urther study were d i s cussed ,based on the issues existed in current researches .K ey words :ecological risk;risk assess men;t environment manage m en.t*国家自然科学基金重点资助项目(70433001).**通讯作者.E 2m ai:l wangrs @rcees .ac .cn 2006207213收稿,2007205204接受.1 引 言生态风险评价是伴随着环境管理目标和环境观念的转变而逐渐兴起并得到发展的一个新的研究领域[19].20世纪70年代,各工业化国家/零风险0的环境管理逐渐暴露出弱点,进入80年代后,便产生了风险管理这一全新的环境政策.风险管理观念着重权衡风险级别与减少风险成本,着重解决风险级别与一般社会所能接受的风险之间的关系.生态风险评价正是为风险管理提供科学依据和技术支持的,因而得到了迅速发展[6],其已成为健康环境管理必不可少的一部分[10].近年来,我国连续发生的环境事故,标志我国已经进入一个环境事故高发期.为减轻或消除由于这些环境事故带来的生态风险后果,需要进行有效的风险管理.本文阐述了生态风险评价的方法,对国内外生态风险评价的研究进行了综述和总结,以期能促进我国生态风险评价的研究工作.2 生态风险评价的基本内涵211 风险美国传统词典给风险的定义是:遭受损失、危险的可能性;有不确定危险、危害的因子、组分或过程[39].陆雍森[32]和胡二邦[25]认为,风险是由不幸事件发生的可能性及其发生后将要造成的损害所组成的概念,它由风险度(不幸事件发生的可能性)和风应用生态学报 2007年8月 第18卷 第8期 Ch i nese Jo urna l of App lied E colo gy ,Aug .2007,18(8):1869-1876险后果(不幸事件所造成的损害)两者的乘积来表示.212生态风险和生态风险评价生态风险是生态系统及其组分所承受的风险,指一个种群、生态系统或整个景观的正常功能受外界胁迫,从而在目前和将来减少该系统内部某些要素或其本身的健康、生产力、遗传结构、经济价值和美学价值的可能性[31].美国环保局在1992年颁布的生态风险评价框架中对生态风险评价进行了定义:评价负生态效应可能发生或正在发生的可能性,而这种可能性是归结于受体暴露在单个或多个胁迫因子下的结果[57].其目的就是用于支持环境决策[48].213生态风险评价的方法目前,不同国家对于生态风险评价的方法有所不同.美国环保局将生态风险评价分为4个过程[59]:1)提出问题;2)分析(暴露和效应表征);3)风险表征;4)风险管理和交流.加拿大和欧盟则将生态风险评价分为4个步骤[7-9]:1)危害识别;2)剂量2反应评价;3)暴露评价;4)风险表征.H ayes[24]认为生态风险评价的方法和类型太多,没有一个标准的框架.他认为每一个评价应该包括5个方面: 1)严格的、系统的危害分析;2)数据、理论和模型的准备、分析.强调不确定性,在第一步中要考虑到潜在危害的可能性和导致的后果;3)基于事件的可能性和后果的风险估计,它反映在评价过程中的不确定性水平.每一个评价终点做单体风险估计,单一的风险评价可能要进行多个终点的评价,因此可能要做多重风险估计;4)在项目的整个阶段,以有效的统计方式检验评价假设和推断的一个监测系统;5)风险的社会评价,包括重要性、持续时间、可控性、地理范围、社会的分布、背景风险和可逆性.1992年,美国环保局颁布了生态风险评价框架,随后其他的一些部门和组织也建立了与此类似的方法或原则[5,17,41].在此基础上,1998年美国环保局颁布了生态风险评价导则,对原有框架的内容进行了修改和延伸,替代了原有的框架.其生态风险评价方法被多数学者采用.该方法的主体部分概括如下.21311问题表述问题表述是确定评价范围和制定计划的过程.评价者描述目标污染物特性和有风险的生态系统,进行终点选择和有关评价中假设的提出.这个阶段包括3个步骤(数据的收集、分析和风险识别)和3个方面(评价终点、概念模型和一个分析方案).21312分析(暴露和效应表征)分析是检验风险、暴露和影响以及它们之间相互关系和生态系统特性的过程,是生态风险评价的关键部分.目标是确定和预测组分在暴露条件下对胁迫因子的生态反应.不确定性的评价贯通于整个分析阶段,其目标是尽可能地描述和量化系统中一些已知的和未知的暴露和影响.不确定性的分析使得评价更可靠,为收集有效数据或应用精确方法提供了基础.不确定性主要来自于:可变性参数值的估算;数量的真实值,包括数量、位置或出现的次数;数据差异;模型的开发和应用,包括过程模型结构和经验模型中变量之间的关系.21313风险表征风险表征是风险评价的最后一步,是计划编制、问题阐述以及分析预测或观测到的有害生态效应和评价终点之间联系的总结,其包括风险估算、风险描述和风险报告3个主要部分[16].风险估算是整合暴露和效应的数据以及评估其中不确定性的一个过程.估算方法包括实地观测;直接分级;单一点的暴露和效应的比较;比较综合整个胁迫2响应的关系;比较综合暴露和效应的可变性;过程模拟.3国外生态风险评价研究进展311从人体健康风险评价与生态风险评价到综合的风险评价人体健康风险评价大部分是源于美国国家研究委员会1983年提出的框架[50].在此基础上,美国环保局制定和颁布了有关风险评价的一系列技术性文件、准则或指南以及危害和风险评价的草案,用于保护人体健康[13].例如,1986年发布了致癌风险评价、致畸风险评价、化学混合物健康风险评价、发育毒物健康风险评价、暴露评价、超级基金场地危害评价和风险评价等指南.1988年又发布了内吸毒物和男女繁殖性能毒物等评价指南.1992年美国环保局颁布了生态风险评价框架,1998年又对该框架内容进行了修改和扩充,形成了迄今风险评价的基本导则.生态风险评价与人体健康风险评价的区别在于:生态风险评价的对象是一个复杂系统,需要综合物理、化学和生态过程以及它们之间的相互关系,评价对象不是单一物种(如人类)所遭受的风险,而更多的关注于多个物种所遭受的风险.它强调种群和生态系统的过程和功能[8].人体健康风险评价的对象单一,主要评价环境污染物对人体健康的危害.1870应用生态学报18卷Noss[39]认为,从历史的观点来看,当生态变化直接威胁到人类生命和财富的时候,生态风险评价大部分是评价人类的风险,并力图减轻或减少这类风险;当所遭受风险的主要对象为非人类的生物或它们的栖息地时,又或者人类所遭受的风险为间接的或分散的情况时,生态风险评价就很少涉及到.但这种情况正在逐渐改变,原因是社会对生物多样性和生态完整性的关注,要求风险评价者和管理者对于环境、非人类物种和生态系统给予更多的考虑. Troyer和Brody[53]在对美国环保局的风险评价纲要的评论中认为,美国环保局过多地专注于保护人类健康,相比之下,对生态系统的关注较少.但是,美国环保局正在努力调整这种不平衡.许多学者已经在生态系统的风险评价方面开展了研究工作,并提出了各自生态系统生态风险评价的研究方法[29,39,52].为了提高风险评价的有效性和效率,世界卫生组织(WH O)国际化学安全计划、美国环保局(U S EPA)、欧洲委员会(EC)、世界经济合作组织(OECD)进行了合作,提出要综合评价人体健康和生态风险,将两者合二为一,并且已经初步形成一个框架,认为两者的综合为评价结果提供了共同的表达方式,将人类和环境融为一体,提高了人体健康和生态风险评价的效率和质量以及预测能力[37,49-50].将人体和野生生物的毒理动力学和动态作对比研究,综合风险评价就能判断出环境污染是如何以及在多大程度上对人体健康和野生生物造成风险的.综合的风险评价从健康和环境保护的观点出发,有利于我们更有效地进行环境风险管理[44].312从单因子到多因子的生态风险评价在人体健康风险评价和生态风险评价中往往运用生态毒理学进行单一污染物的风险分析,在既定的实验条件下判断生物对某一化合物的反应.但在实际情况中造成风险的并非单一的化学污染物,即使是单一的化合物污染也可能有代谢物或转化为其副产物,结果可能低估环境的风险[35],并且单一的化学污染物质暴露的途径也并非单一的.在实验室条件下,测定生物对化学物的反应往往假定生物为单一暴露途径.单一物种的测试,例如慢性或急性反应测试就没有考虑到群落中生物之间的相互作用[47]以及化合物之间的相互作用.从风险产生的因子看,风险也有可能是由物理因子(由于人类活动导致的生物栖息地丧失或减少等)、生物因子(物种入侵等)和化学因子共同作用造成的,因此在实际情况中,风险可能是由多因子共同造成的.所以传统的风险评价从单因子的风险评价开始向多因子的生态风险评价转移.1986年美国环保局发布了化学复合物的健康风险评价导则,表明了对多种化学物暴露所导致的健康风险的关注[54],1989年美国环保局发布了危险废弃物超基金纲要导则,对从事化学复合物风险评价给出了可行的步骤[55],1990年美国环保局发布了一个技术支持文件,提供了关于整体复合物毒性以及两种化合物之间毒性作用的更为详细的信息[56],同时也讨论了毒性相似的概念.国家环境评价中心依此发布了化学复合物健康风险评价技术支持文件.1994年美国国家科学研究委员会呼吁要从单一的化合物评价转移[12].1997年美国环保局科学政策委员会颁布了关于累积风险评价的一条政策,该政策对综合评价过程中的第一个步骤进行了说明[58].2000年美国环保局的研究策略十分强调了对化学复合物的研究,发布了复合化学物健康风险评价的补充导则[60].一些研究者已经认识到需要更加全面和综合的方法进行模拟,能同时评价生态系统中若干个组分的风险[51].Zandbergen[64]选取多个评价指标利用G I S对城市流域进行了生态风险评价.Fernandez等[18]用多物种的土壤系统MS2 3作为实验工具,对有机和无机复合污染的场地进行了生态风险评价.Skaare等[46]对北极的持久性有机污染物有机氯杀虫剂进行了生态风险评价,认为有机氯杀虫剂对北极熊的种群状况和健康存在较大的风险.313评价工具更加模型化生态风险评价由单纯依靠生态毒理学实验工具向毒理学和模型模拟相结合转化.E fr oy mson等[15]用TR I M1FaT E模型对多介质的有害空气污染物进行生态风险评价,评价空气中多种媒体污染物暴露和效应.Kar m an等[27]利用化学物危害评价和风险管理(C HAR M)模型对石油天然气生产平台的废水排放进行了动态的风险评价,该模型基于对废水中化合物归宿的真实计算,考虑到化合物浓度的动态变化,对生产废水进行了动态可能性风险评估,用于选择最经济的风险减少措施方案.N aito等[38]利用综合水生系统模型(CAS M2S U MA)评价了水生生态系统的化合物生态风险评价.该模型对于确定水生生态系统中化合物生态防护水平提供了很好的基础,同时还给水生生态系统中化合物风险管理的决策过程提供了额外的信息.Sydelko等[51]对动态信息结构系统(D I A S)在综合风险评价中的应用进行了介绍,该框架将生态系统中的真实实体作为软件18718期阳文锐等:生态风险评价及研究进展中的/实体目标物0,用于复杂的模拟.D I A S可用于预测生态风险的范围和大小,评价在时间和经济上进行生态修复的有效性,并对基于DI A S的/目标导向的综合动态景观分析和模拟系统O O2I DL A MS0模型进行了说明.Q WASI模型用于模拟湖泊中污染物的运移和归宿[33].威斯康星海格兰特鱼生物能Ò模型用于评估鱼类的污染物生物富集[23].314风险评价定性和定量相结合定性评价涉及到如何用自然语言表述定性概念,并反映出自然语言中概念的模糊性和随机性.通常,定性评价可以用例如低、中等、高或者有、无来说明风险级别,这在某种程度上避免了定量评价对于风险的精确估算.对于不同的种群,风险的大小可能存在差别,采用与其他风险种群对比的方法,可以从定性的角度对存在的风险进行评价.在数据和信息有限的条件下,定性评价可能不失为一种好的选择.因为在数据量小的条件下,定量的风险评价方法难以估算低水平暴露的污染物.Zandbergen[64]在城市流域的生态风险评价中采用了定性的标准,用无量纲表达各种评价指标的优良,以此作为风险管理者作出决策的基础依据.Cra wf or d[14]运用定性的风险评价方法成功地对由于贝壳养殖造成的Tas man ian 海洋生态环境恶化进行了评价,并且指出了其他人类活动可能造成海洋生态恶化的风险级别,提出了为保护Tas mania海洋生态环境的海洋养殖管理计划.针对渔业养殖造成的生态系统风险,A stles等[2]运用他们自己开发的一个定性风险矩阵对该风险进行了评价,认为在数据量有限以及对于渔业知识了解不多的情况下,定性风险评价方法对于渔业管理者和科学家在制定良好的管理方法上发挥了很大作用.但是,定性评价对于多重风险表达不足,不能用数学运算(如相加求和)来表达.而且定性的风险评价目前至少不能满足两个重要的科学原则)透明性和可重复性.这样,不同的分析者使用同样的风险评价方法和数据就可能得到不同的结论[24].当数据、信息资料充足的时候,就可以采用定量的方法来评价风险.定量风险评价有很多优点:允许对可变性进行适当的、可能性的表达;能迅速地确定什么是未知的,分析者能将复杂的系统分解成若干个功能组分,从数据中获取更加准确的推断;并且十分适合于反复的评价,即风险计算)收集数据)基于事实的假设)提炼模型)再计算风险,如此反复,为如何收集数据提供了更好的思路;能通过风险2收益分析,比较可替代性的管理策略.当前定量或半定量的化学风险评价一般都用商值法,通过暴露和效应的比值来表达,即:可能的暴露浓度(PEC)B可能的无效应浓度(PNEC).比值大于1,说明有风险,比值越大风险越大;比值小于1则安全.此时各种化学物的参考剂量和基准毒理值被广泛应用[22,40,43].但是,定量的风险评价存在不/客观0的问题,即所有的可能性推断都依靠统计模型,而统计模型的选择本身就是十分主观的.即使最简单的假设检验都在试验设计和过程中存在基本的主观选择[3],另外,定量评价对于评价中的不确定性表达也不清晰.由于种群或剂量的易变性以及毒物数据的有限,使得采用定量评价遇到很大困难,必须寻求不确定性分析.针对定性和定量评价的优缺点,在不同使用条件下,两种方法通常被采用.目前常用的定性和定量的转换方法有:层次分析法、量化加权法、专家打分法,或者是定性分析中夹杂着一些数学模型和定量计算.4国内生态风险评价研究进展我国在20世纪80年代开始了对事故风险的重视和研究工作.国家环保局1990年下发057号文件,要求对重大环境污染事故隐患进行环境风险评价,尤其是世界银行和亚洲开发银行贷款项目的环境影响报告中必须包含有环境风险评价的章节[4].但是迄今为止,我国尚没有生态风险评价的技术指南或指导性文件[35].1993年国家环保局颁布的中华人民共和国环境保护行业标准5环境影响评价技术导则(总则)6(H J/T211)93)规定:对于风险事故,在有必要也有条件时,应进行建设项目的环境风险评价或环境风险分析.同时,该导则也指出/目前环境风险评价的方法尚不成熟,资料的收集及参数的确定尚存在诸多困难0.1999年国家环保总局制定了5工业企业土壤环境质量风险评价基准6(H J/ T25)1999),该评价基准的宗旨是为了保护在工业企业中工作或工业企业附近生活的人群以及工业企业界区内的土壤和地下水,对工业企业生产活动造成的土壤污染危害进行风险评价,而且/该基准仅仅适用于工业企业选址阶段以及工业企业生产活动发生后界区内土壤的环境质量风险评价,不适用于采矿、农田和居住用地0.为贯彻5中华人民共和国环境影响评价法6、5建设项目环境管理条例6以及5环境影响评价技术导则6,2004年国家环保总局发1872应用生态学报18卷布5建设项目环境风险评价技术导则6(H J/T169) 2004),将建设项目环境风险评价纳入环境影响评价管理范畴.2005年陆续发生重大环境污染事故,标志着我国已进入环境污染事故高发期,说明生态风险将成为我国发展的一大障碍.目前,生态风险评价的研究工作在我国已经陆续开展,主要体现在以下几方面.411生态风险评价方法的探讨生态风险评价在我国刚刚处于发展阶段,在方法和技术上还不成熟,对此,基于国外的生态风险评价研究和实践,我国学者对于生态风险评价的方法进行了探讨.殷浩文[63]对水环境的生态风险评价程序作了研究介绍,认为生态风险评价可分为5个部分:源项分析、受体评价、暴露评价、危害评价和风险表征.付在毅等[19]对区域生态风险评价的特点和方法进行了讨论,对评价方法和步骤进行了探讨,他们将区域生态风险评价步骤概括为6个部分:研究区的界定与分析、受体分析、风险识别与源项分析、暴露与危害分析及风险综合评价.412建立区域生态风险评价指标目前,我国开展的生态风险评价研究均以区域为研究范围,通过建立相应的指标来评价区域生态风险.付在毅等[20]对辽河三角洲湿地区域进行了评价,以物种重要性指数、生物多样性指数、干扰强度和自然度作为测量生境的生态指数,以不同的生境类型划分级别作为脆弱性指数,以G IS为工具对湿地区域进行了综合评价;卢宏玮等[31]对洞庭湖流域区域进行了生态风险评价,对各种污染物的毒性污染指数、自然灾害指数和系统本身的生态指数、生物指数、生物多样性指数、物种重要性指数和脆弱性指数进行了综合评价;肖风劲等[61]将我国的森林资源区分为7个区域,以森林火灾、病虫害和酸雨为生态风险源,运用生态风险评价的方法,分析了这些风险源对森林健康的主要危害,对我国森林健康的风险进行了综合评价,并提出了森林风险区的管理策略.马德毅等[34]采用单因子指数法和H akanson生态风险指数法,对中国主要河口沉积物污染的潜在生态风险进行了评价.413生物生态风险、人类活动聚居区生态风险引起关注生态风险在我国发展的近几年,很多研究者对转基因生物工程引发的生态风险进行了论证和分析[11,26-28].同时,人类活动聚居区的生态风险已经引起学者们的关注.周启星等[65-66]通过对城市人口疾病发病率和城镇化水平的分析,对城镇化过程的生态风险评价进行了尝试,对乡村城镇化过程中所引起的水污染和城镇人口密度进行了相关性分析,结果表明,地表水污染和城镇化水平呈正相关,反映了城市化过程中所遭受的生态代价与风险.石璇和杨宇等[45,62]分析了天津地区土壤、水体中持久性有机污染物的生态风险;郭平等[21]对长春市城市土壤重金属污染的特征进行了研究,并对其潜在生态风险进行了评价;刘小琴等[30]将风险分为突发性风险和非突发性风险,对城市化进程中的环境风险评价问题进行了探讨.5讨论和展望国内外关于生态风险评价已经有了一定的研究,但是也存在一些不足.1)从研究角度而言,化学污染物的生态风险评价较多,对于人类聚居地的风险评价研究也多集中于化学污染物引起的人类健康风险.城市是一个社会2经济2自然复合生态系统[36],以后应该考虑以人类活动为主导的城市生态系统的综合风险评价,主要是土地利用和生物入侵所产生的生态风险.2)从研究方法而言,对于化学物品的生态风险多采用生态毒理学的方法,生物和物理生态风险的研究方法还未形成具体的评价方法,正处于摸索阶段.尽管很多学者建议评价生态系统的生态风险采用生态完整性这一指标,但这一指标本身就含糊不清[1],在实际操作中几乎很少被采用.3)从研究手段而言,采用实验和创建模型的手段不能很好地处理各组分不确定性的问题,尽管在不确定性处理上,蒙特卡洛模型、模糊数学和贝叶斯方法都能起到一定作用,但都具有局限性,研究手段有待更新和完善.另外,风险评价中的风险标准,即风险可接受水平,由于涉及不同人群的利益,而且不同区域的自然条件和社会经济水平也存在差异,评价标准存在很大不确定性.如何解决这些不确定性问题,并实现定量表达,是今后风险评价的主要研究方向之一.4)在评价的指标体系方面,生态风险评价的各种指标体系还没有建立起来,各种环境化合物的基准值和参考剂量数据库以及事故风险概率还有待进一步补充.尽管国内已经开展区域范围的生态风险评价,建立了相应的评价指标,但各种评价指标繁杂,没有统一的指标体系.虽然有些国家已经建立了诸如有毒化学品毒性数据库,但由于已知的化学物18738期阳文锐等:生态风险评价及研究进展。
应急输水工程对塔里木河下游生态环境时空变化影响的遥感监测与分析
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运用RS和GIS的生态风险模糊综合评估方法研究
基金项 目： 国家 重 大工 程项 目“ 里 木 河 水 量 调 度 管 理信 息 系 统 ” 四川 省 教 育 厅 科 研 基 金 （ ７ Ｃ ５ ） 四川 省 教 育 厅 人 文 社 会 塔 ； ０Ｚ ０２ ； 科学 （ 游研 究） 题（ Ｙ ０ 旅 课 Ｌ Ｍ ７—１ ） 西 华 师 范 大 学 科 研 启 动 基 金 （５ ０ ５ ０ Ｂ ５ ） ７； ０ Ｂ ４ ，５ ０ ０ ． 作 者 简 介 ： 良群 （９ ８一） 女 ， Ｊ 广 安 人 ， 华 师 范 大 学 国 土 资 源 学 院讲 师 ， 要 从 事 地 理 信 息 系 统 教 学 与应 用 研 究 ． 蒋 １７ ， Ｉｔ ￣ ｌ 西 主
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第２ ９卷 第 ３期
Ｖ０ ９ Ｌ２
Ｎｏ ３ ．
西 华 师 范 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｊｕ ａ ｏ ｈｎ ｓ Ｎ ｒ ａ Ｕ ｉｅｓｙ（ ａ ｒｌ ｃ ｎ ｅ） ｏ ｒ ｌ ｆ ｉ Ｗｅｔ ｏｍ ｌ ｎｖｒｉ Ｎ ｔ ａ Ｓ ｉ ｃｓ ｎ Ｃ ａ ｔ ｕ ｅ
在 ２ ４ ｍ 之 间． ０— ０ｋ 大部 分 为 冲积 平 原 ， 势起 伏 和缓 ， 高 南低 ， 地 北 南部 的台 特玛 湖地 势最 低 ， 海拔 高 度 ８０ １
ｍ 地表组成物质以细沙为主． ， 塔里木河下游区地处欧亚大陆腹地， 远离海洋， 四周高山环绕， 属大陆性暖温
带 、 端干旱 沙漠 性气 候 ． 里木 河下 游 河 岸天 然 植 被 十分 稀 疏 ， 色 带 宽度 仅 有 １—８ｋ 自然 植 被 以 极 塔 绿 ｍ， 胡杨 为主体 ， 是一 个生 态 环境 条件 比较 恶劣 的地 区 ， 流域生 态 系统 处于 脆弱 的平 衡状态 ．
景观格局研究综述
• 4.4 地统计学法
• 在研究早期，景观指数法在揭示格局的多尺度特征方面发 挥了重要作用，但景观指数尺度图的突变和转折很少，不 能准确预示景观等级结构的存在(Wu，2000)。 • 而地统计学法在景观尺度的研究工作中则应用相对广泛得 多(王政权，1999；吕一河和傅伯杰，2001)，如空间自相 关分析(Spatial autocorrelation analysis ) ( Pierre, 1998 ; Fortin, 1999 )、半方差分析(semivariogram analysis ) C Rossi et al，1992)、谱分析(Spectral analysis ) (Rensahaw et al,1984)、小波分析(Wavelet analysis ) ( Bradshaw, 1992; Monica, 1999;祖元刚等，1999；孙 丹峰，2003)、分形分析(Fractals ) ( Sugihara et al, 1990 )、尺度方差分析(Cullinan, 1997 )、点格局分析 (Point pattern analysis ) ( Ripley BD, 1976; Diggle PJ， 1983；张金屯，2004)等。
• 李秀珍等(2004)应用景观中性模型对常用景观指数进行了 评价，认为值得推荐的指标有总板块数目、平均斑块大小、 总边界密度，分维数，这几种指标都可应用于类型水平和 景观水平。 • 陈文波等(2002)认为平均周长面积比、蔓延度、相对斑块 面积、分维数和斑块类型数几个指标间独立性较好，又能 比较全面的描述景观格局。
• Dietzel （2005）比较了不同时期景观指数的差异，揭示 了城市增长存在“分散一融合”的震荡过程；
• Luck and Wu ( 2002)以空间代时间，研究了城市化梯度 上景观指数的变化，从而揭示了城市景观格局随着城市化 过程发展的变化规律。
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贵州龙里 豫两地区 调控对策 解析木 西藏 西安市 草地退化轨迹 草地退化 芜湖市 艾比湖地区 耦合模型 耕地质量 缓解效应 绿水资源耗用 综述 综合评价模型 综合评价 结构 经济林学 红水河 精度评定 管理对策 管理和控制 等高线生成 空间过程 空间行为特征 空间异质性 空间叠合分析 空间化 空间分析 空间信息 福建省 社会统计数据 研究方法 知识库 相对退化指数 盲分解 生物量 生态规划 生态服务价值 生态价值 甘州区 珠江三角洲 猫跳河流域 独立成分分析(ica) 牧户信息档案库 点模式分析 灾后评估 灰色理论 灌区 演变 混合像元 深圳 泰安市
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
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遥感本科生毕业论文题目借鉴
遥感本科生毕业论文题目借鉴遥感是以航空摄影技术为基础，在20世纪60年代初发展起来的一门先进又实用的空间探测技术。
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遥感本科生毕业论文题目一：1、GIS和遥感辅助下流域模拟的空间离散化与参数化研究与应用2、遥感和地理信息系统支持的土水资源分类、评价与预测研究3、基于遥感与地理信息系统的洪灾风险区划研究4、基于遥感影像与GIS数据的变化检测理论和方法研究5、基于遥感、GIS的陕北农牧交错带土地利用与生态环境效应研究6、遥感图像的目标检测方法研究7、遥感图像编码技术与算法研究8、基于遥感和地理信息系统的矿区环境监测与评价9、卫星遥感成像计算机仿真系统的研究与应用10、基于JPEG2000的高速遥感图像实时压缩仿真系统研究11、基于内容检索的遥感影像数据库系统研究12、基于遥感影像的地图道路网数据的变化检测13、基于小波变换的遥感图像融合算法的研究14、高分辨率遥感影像道路分割算法研究15、基于控制点影像数据库的遥感卫星影像几何矫正和半自动配准16、遥感和GIS技术在磐石市土壤侵蚀定量分析的应用研究17、GIS技术支持下的海岸带遥感动态监测分析18、基于灰度共生法和小波变换的遥感影像纹理信息提取19、荒漠化评价遥感信息模型的研究20、基于J2EE的遥感影像数据库检索与发布系统的设计与实现21、现代遥感和GIS技术支持下的江苏省某市土地利用变化研究22、基于单时相遥感影像与GIS的土地利用变化检测方法研究23、GIS和遥感（RS）在滇西北三江并流区地貌环境演化研究中的应用24、海量遥感图像内容检索关键技术研究25、基于多分辨率分析的遥感图像融合算法研究26、遥感软件知识产权与数字遥感影像版权保护27、基于特征点的遥感图像配准方法及应用研究28、基于成像系统建模提高遥感图像分辨率方法研究29、基于随机场模型的遥感影像变化检测方法研究30、基于特征区域的遥感影像数字水印研究31、基于数据库方式的遥感图像库内容检索研究32、面向对象的滩涂湿地遥感与GIS应用研究33、基于面向对象理论的城市空间信息遥感分析研究34、基于遥感和GIS的上海土地利用变化与土壤碳库研究35、高空间分辨率遥感影像单株立木识别与树冠分割算法研究36、虚拟样机技术及其在航天遥感器研发中的应用37、基于内容的光学遥感图像检索关键技术研究38、空域自适应滤波方法及其在斜模式遥感图像复原中的应用39、基于遥感和GIS的观测气温订正及对LUCC响应研究40、遥感影像数字水印算法研究遥感本科生毕业论文题目二：41、遥感与GIS在油气管道线路选择中的应用研究42、基于AcrGISServer的卫星遥感影像管理系统43、多权限遥感影像信息隐藏技术研究44、MODIS卫星遥感数据云检测软件设计45、基于GIS的遥感影像快速浏览系统的设计与实现46、基于遥感与GIS技术的锡林郭勒盟干旱监测与预警研究47、点、线结合下的多源高分辨率遥感影像匹配48、基于无人机遥感平台图像采集处理系统的研究49、基于OpenGL的遥感图像三维可视化重建50、面向对象的高分辨率遥感图像分割方法的研究51、基于遥感与GIS技术的汶川县地震前后生态环境质量评价52、遥感和GIS在汶川地震灾区地质灾害调查与评价中的应用研究53、遥感影像面状地物半自动提取方法54、遥感影像数据库原型系统的设计与实现55、遥感图像配准与变化检测中的关键技术研究56、遥感图像分割算法研究与实现57、高分辨率可见光遥感图像港口及港内目标识别方法研究58、遥感图像融合及应用研究59、暴雨诱发的地质灾害遥感监测与评估60、基于遥感和GIS的高分辨率城市人口密度模拟61、基于遥感技术的大庆地区地质环境监测与变化趋势评价62、基于ArcGISEngine的遥感土地退化监测子系统的设计与实现63、基于ArcGIS与ENVI一体化的遥感影像数据的网络发布与共享64、基于GIS和遥感的景观视觉资源评价65、第二次土地调查遥感解译与数据库建立研究66、基于遥感分类图的矢量化算法研究及应用67、GIS支持下的中国陆地生物量遥感动态监测研究68、基于多源遥感信息的WebGIS的设计与实现69、GIS辅助的遥感图像处理与分析技术的研究70、GIS和遥感辅助下的江西潋水河流域化学径流计算机模拟探讨71、基于遥感和GIS的土地利用变化及其环境效应分析72、基于遥感和GIS的塔里木河下游土地利用/覆盖变化研究73、基于小波包的遥感图像半脆弱性数字水印74、海量遥感影像数据库系统的设计和实现75、基于遥感和GIS的青藏铁路生态累积效应研究76、多光谱和全色遥感图像融合算法研究77、矿区遥感监测业务处理及管理信息系统设计与实现78、决策树分类器的实现及在遥感影像分类中的应用79、基于Hadoop遥感影像存储与管理系统的设计与实现80、基于空间信息核模糊C均值聚类算法的遥感图像分类遥感本科生毕业论文题目三：81、基于高分辨率遥感影像的交通路网提取技术研究82、基于面向对象遥感技术的矢量元胞自动机建模及应用83、基于遥感技术的土地违法发现系统的研制与开发84、主客观相结合的遥感图像质量评价方法研究85、遥感图像几何定位精度评价方法研究86、基于颜色和纹理特征的遥感图像检索87、基于特征的遥感图像自动配准技术研究88、基于MongoDB与Hadoop的地学遥感大数据管理系统的设计89、陇南金矿区矿山环境遥感监测与GIS评价研究90、定量化遥感数据网络发布模型设计与实现91、遥感与GIS技术在工业园规划中的应用研究92、多源遥感信息集成应用系统综合处理平台的设计与实现93、海量遥感影像管理系统的设计与实现94、基于遥感和GIS的兴和县土地利用时空变化研究95、彩色遥感图像分割算法研究96、基于遥感和GIS的京津冀都市圈城乡建设用地变化分析97、基于遥感与GIS的乌鲁木齐市绿地资源分析98、湖北省土壤侵蚀遥感监测信息WEB发布系统开发及实现99、基于小波变换的遥感图像自动配准算法研究100、基于内容的遥感图像数据库检索研究及实现101、遥感影像纹理特征提取及其在影像分类中的应用102、基于高光谱遥感图像的植被分析软件设计103、基于MODIS遥感影像及元胞自动机的京津冀地区城市模拟研究104、土地调查数据库中海量遥感影像数据的组织管理模式研究105、多源微波遥感数据综合应用系统设计与实现106、遥感影像配准与融合技术研究107、分布式遥感空间数据库信息共享平台的设计与实现108、基于遥感与GIS的北京市城镇化进程的动态研究109、基于支持向量聚类的遥感图像分割算法研究110、基于遥感和GIS技术的淮安市土地利用变化研究111、基于遥感与GIS的土地利用更新调查方法研究112、基于地理信息Web服务的海量遥感影像分布式处理与发布113、基于Oracle数据库的遥感影像数据管理与应用114、基于遥感和GIS的河流湖泊湿地信息提取与分析115、遥感图像分割算法研究及应用116、遥感与GIS技术在矿山环境监测与质量评价中的应用117、遥感与GIS技术在山区铁路工程地质勘察中的应用研究118、基于遥感影像的专题图制图综合研究及实践119、基于遥感影像的地物信息自动提取技术研究与实现120、基于遥感和GIS的重庆市涪陵区城市扩展分析遥感本科生毕业论文题目四：121、基于高分辨率遥感影像中舰艇目标的分割与提取技术研究122、土地利用遥感监测本底数据库建设与应用123、水源林遥感图像空间信息特征数据挖掘124、多尺度遥感图像分割算法研究与应用125、基于遥感和GIS的矿山环境评价体系的构建与研究126、遥感数据处理软件的设计与实现127、卫星遥感影像处理系统浏览图生成与云掩膜生成模块的设计与实现128、遥感图像道路信息提取研究129、基于四元数的彩色图像部分加密研究及在遥感图像的应用130、遥感专题产品生产中业务流程控制与资源调度设计与实现131、基于隐马尔可夫树模型与旋转不变性的遥感图像纹理检索方法研究132、基于遥感图像的内河航道识别研究133、资源三号遥感影像阴影检测与补偿系统研究与开发134、红外遥感图像仿真系统算法集成软件设计与实现135、基于MongoDB遥感数据存储管理策略的研究136、多光谱遥感图像变化检测的聚类算法研究137、基于Hadoop的遥感数据存储与管理系统的研究与实现138、海洋遥感数据传输系统研究与设计139、中科星图遥感应用软件营销策略研究140、基于遥感影像的数字水印的研究与实现141、基于脆弱水印的遥感影像完整性认证算法研究142、面向遥感产品的可视化建模方法研究143、基于Petri网的遥感产品生产模型研究与应用144、遥感产品并行生产技术的研究及其应用145、面向服务的消息中间件在XX异构遥感系统中的应用146、面向遥感数据的云数据库技术研究与应用147、面向高分应用的在线遥感数据挖掘研究。
沈阳市生态环境敏感脆弱区评价及划分
沈阳市生态环境敏感脆弱区评价及划分刘智（沈阳环境科学研究院，辽宁沈阳110167）摘要：以沈阳市为例，从空间角度识别沈阳市生态环境敏感脆弱区域，来明确生态环境保护的目标与重点，确保生态保护红线划定范围的科学准确，项目组依据《生态保护红线划定指南》(环办生态〔2017〕48号)等技术规范要求，运用GIS空间分析与遥感影像解译技术，结合沈阳市生态环境现状调查结果，对沈阳市不同环境敏感脆弱类型区域进行了评价及等级、区域划分工作。
评价结果表明，沈阳市生态环境敏感性中极敏感和高度敏感区域主要分布于康平县的西北部和中部，法库县的西部，新民市的西部和中部，辽河、蒲河、浑河、养息牧河、秀水河、柳河等河流沿岸，以及全市的湿地、水库区。
生态环境极敏感区域为2335km2,占沈阳市土地总面积的18.16%O关键词：生态环境敏感性评价；水土流失；土地沙化；河湖滨带Abstract:Taking Shenyang as an example,this paper identifies the environment sensitive and fragile areas in Shenyang from the spatial point of view,in order to clarify the goal and key points of ecological environmental protection,and to ensure the scientific and accurate scope of ecological protection Red Line delimitation.Based on the technical specifications such as the Guidelines for the Delimitation of the Red Line of Ecological Protection (wco[2017^48),the project team used GIS spatial analysis and remote sensing image interpretation technology to combine the results of Shenyang ecological environment survey,and the evaluation,grading and zoning of different environmentally sensitive and vulnerable types of Shenyang were carried out.The evaluation results showed that the extremely sensitive and highly sensitive areas of Shenyang ecological environment sensitivity were mainly distributed in the northwest and middle of Kangping County,the western part of Faku County,the western and central part of the Xinmin,the west and middle of Liaohe river,Puhe river,Hunhe river,Yangximu River,Xiushui River,Liuhe river and other rivers along the rivers,as well as the city's wetland and reservoir area.The ecological environment is extremely sensitive to the area of2335km2,accounting for18.16%of the total land area of Shenyang.Key words：ecological environment sensitivity assessment;soil erosion;land desertification;river lakeside belt中图分类号：X32文献标识码:A文章编号:1674-1021(2019)06-0035-051引言沈阳市位于我国生态环境一级敏感带上，东北水土流失区"J及蒙新沙漠化盐渍化区两大敏感区域均包括沈阳市，特殊的地理位置导致沈阳市在有着多维度发展潜力的同时，自身抗环境干扰能力较差,整体生态功能脆弱。
喀什市区域景观生态风险分析
河南科技Henan Science and Technology 地球与环境总772期第二期2022年1月喀什市区域景观生态风险分析张婷1李霞1王倩2（1.长安大学土地工程学院，陕西西安710054；2.长安大学地球科学与资源学院，陕西西安710054）摘要：揭示喀什市发展建设过程中景观生态风险的特征，以便为区域规划发展提供决策。
数据源以2020年第三次全国土地调查初步成果，采用生态风险指数和空间分析方法（半方差分析法和克里金插值法）将研究区域分为低、较低、中等、较高和高风险区5类，得到生态风险分布图。
研究表明:喀什市态风险指数空间分布主要呈环带状，高风险区主要位于无人区，低风险区主要位于喀什市城区和其余地区的过渡地区。
关键词：喀什市；区域景观；生态风险中图分类号：X826；P901文献标志码：A文章编号：1003-5168（2022）2-0133-04 DOI:10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2022.02.032Landscape Ecological Risk Assessment of the KaShi CityZHANG Ting1LI Xia1WANG Qian2(1.School of Land Engineering Changan University,Xi′an710054,China;2.School of Earth Science and Resources Changan University,Xi′an710054,China)Abstract:In order to reveal the characteristics of landscape ecological risk in the process of development and construction of Kashi City,so as to provide decision-making for regional planning and development. Taking the preliminary results of the third national land survey in2020as the data source,this paper uses ecological risk index and spatial analysis methods(semi variance analysis and Kriging interpolation) to divide the research area into five categories:low,low,medium,high and high risk areas,and obtains the ecological risk distribution map.The research shows that the spatial distribution of risk index in Kashi City is mainly circular and banded,the high-risk area is mainly located in no man′s land,the low-risk area is mainly located in the transition area between the urban area of Kashi City and other areas. Keywords:Kashi City;regional landscape;ecological risk0引言景观生态风险评价是基于环境科学、生态学、地理学等的运用，利用数学方法进行预测以及分析由不确定因素导致的灾害可能对生态系统及其组分造成的损害［1-3］。
塔里木河下游地下水及土壤对胡杨林长势的影响
第５１卷第１１期东㊀北㊀林㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报Ｖｏｌ．５１Ｎｏ．１１２０２３年１１月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＯＲＴＨＥＡＳＴＦＯＲＥＳＴＲＹＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＮｏｖ．２０２３１）中国地质调查局项目（ＤＤ２０２２０８７１㊁ＤＤ２０２２０８８７）；第二师铁门关市科技计划项目（２０２３ＨＺ０１０１）㊂第一作者简介：何亮，男，１９９１年１０月生，中国地质调查局乌鲁木齐自然资源综合调查中心，工程师㊂Ｅ－ｍａｉｌ：５６８７２２８３９＠ｑｑ．ｃｏｍ㊂通信作者：王浪，中国地质调查局乌鲁木齐自然资源综合调查中心，工程师㊂Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｌａｎｇ＠ｍａｉｌ．ｃｇｓ．ｇｏｖ．ｃｎ㊂收稿日期：２０２３年３月２７日㊂责任编辑：段柯羽㊂塔里木河下游地下水及土壤对胡杨林长势的影响１）何亮㊀韩风㊀郭帅㊀蒋磊㊀布龙巴特㊀王浪杜清㊀（中国地质调查局乌鲁木齐自然资源综合调查中心，乌鲁木齐，８３００５７）㊀㊀（新疆维吾尔自治区林业规划院）㊀㊀㊀摘㊀要㊀胡杨（Ｐｏｐｕｌｕｓｅｕｐｈｒａｔｉｃａ）是塔里木河重要的物种之一，也是抑制荒漠化进程的 绿色守卫者 ㊂采用样方调查结合取样测试的方法，获取了塔里木河下游恰拉水库至英苏段１６个样方的林分因子及水土理化参数㊂利用单因素方差分析㊁聚类分级㊁相关分析的方法研究了地下水及土壤因子对胡杨长势的影响㊂结果表明：塔里木河下游不同长势胡杨的林分因子差异显著，长势良好的胡杨平均胸径２２．５１ｃｍ㊁树高７．２６ｍ㊁冠幅３．４４ｍ，均明显高于长势极差㊁较差的样方㊂受塔里木河影响，林分因子随河道距离增加呈波浪递减的趋势㊂古河道附近的胡杨通常拥有较大的树高及冠幅，但长势较差，若不加以治理将很快枯萎㊂地下水理化性质对胡杨长势的影响均显著高于土壤化学性质，其中地下水埋深㊁距河道的距离对胡杨长势的影响最为显著，相关系数分别为０．９２２㊁０．８９８，８０ｃｍ＜ｈɤ１２０ｃｍ土层土壤全盐量对胡杨长势的影响次之，相关系数为０．８７１㊂关键词㊀塔里木河下游；胡杨长势；水土理化性质分类号㊀Ｑ９４８．１１ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＧｒｏｕｎｄｗａｔｅｒａｎｄＳｏｉｌｏｎｔｈｅＧｒｏｗｔｈｏｆＰｏｐｕｌｕｓｅｕｐｈｒａｔｉｃａＦｏｒｅｓｔｉｎＬｏｗｅｒＲｅａｃｈｅｓｏｆＴａｒｉｍＲｉｖｅｒ／／ＨｅＬｉａｎｇ，ＨａｎＦｅｎｇ，ＧｕｏＳｈｕａｉ，ＪｉａｎｇＬｅｉ，Ｂｕｌｏｎｇｂａｔｅ，ＷａｎｇＬａｎｇ（ＣｈｉｎａＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙＵｒｕｍｑｉＮａｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＳｕｒｖｅｙＣｅｎｔｅｒ，Ｕｒｕｍｑｉ８３００５７，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）；ＤｕＱｉｎｇ（ＦｏｒｅｓｔｒｙＰｌａｎｎｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＸｉｎｊｉａｎｇＵｙｇｕｒＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＲｅｇｉｏｎ）／／ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０２３，５１（１１）：３３－３９．ＰｏｐｕｌｕｓｅｕｐｈｒａｔｉｃａｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｐｅｃｉｅｓｉｎｔｈｅＴａｒｉｍＲｉｖｅｒａｎｄａｌｓｏａ ｇｒｅｅｎｇｕａｒｄｉａｎ ｔｏｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｅｓｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｕｓｉｎｇｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｓａｍｐｌｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｓａｍｐｌｉｎｇｔｅｓｔｉｎｇ，ｔｈｅｆｏｒｅｓｔｓｔａｎｄｆａｃｔｏｒｓａｎｄｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆ１６ｓａｍｐｌｅｐｌｏｔｓｆｒｏｍｔｈｅＱｉａｌａＲｅｓｅｒｖｏｉｒｔｏＹｉｎｇｓｕｓｅｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｌｏｗｅｒｒｅａｃｈｅｓｏｆｔｈｅＴａｒｉｍＲｉｖｅｒｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒａｎｄｓｏｉｌｆａｃｔｏｒｓｏｎｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆＰ．ｅｕｐｈｒａｔｉｃａｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｕｓｉｎｇｏｎｅ⁃ｗａｙＡＮＯＶＡ，ｃｌｕｓｔｅｒｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｓ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｉｎｓｔａｎｄｆａｃｔｏｒｓｏｆＰ．ｅｕｐｈｒａｔｉｃａｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｔｈｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｌｏｗｅｒｒｅａｃｈｅｓｏｆｔｈｅＴａｒｉｍＲｉｖｅｒ．Ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｄｉａｍｅｔｅｒａｔｂｒｅａｓｔｈｅｉｇｈｔ，ｔｒｅｅｈｅｉｇｈｔ，ａｎｄｃｒｏｗｎｗｉｄｔｈｏｆＰ．ｅｕｐｈｒａｔｉｃａｗｉｔｈｇｏｏｄｇｒｏｗｔｈｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅ２２．５１ｃｍ，７．２６ｍａｎｄ３．４４ｍ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗｈｉｃｈｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｅｘｔｒｅｍｅｌｙｐｏｏｒｏｒｐｏｏｒｇｒｏｗｔｈｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．ＡｆｆｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅＴａｒｉｍＲｉｖｅｒ，ｔｈｅｆｏｒｅｓｔｆａｃｔｏｒｓｈｏｗｓａｗａｖｅｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｔｒｅｎｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎ⁃ｃｒｅａｓｅｏｆｒｉｖｅｒｄｉｓｔａｎｃｅ．Ｐ．ｅｕｐｈｒａｔｉｃａｎｅａｒｔｈｅａｎｃｉｅｎｔｒｉｖｅｒｃｈａｎｎｅｌｕｓｕａｌｌｙｈａｓａｌａｒｇｅｔｒｅｅｈｅｉｇｈｔａｎｄｃｒｏｗｎｗｉｄｔｈ，ｂｕｔｉｔｓｇｒｏｗｔｈｉｓｐｏｏｒ，ａｎｄｉｆｌｅｆｔｕｎｔｒｅａｔｅｄ，ｉｔｗｉｌｌｑｕｉｃｋｌｙｗｉｔｈｅｒ．ＴｈｅｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｈａｖｅａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆＰ．ｅｕｐｈｒａｔｉｃａｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｓｏｉｌｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ａｍｏｎｇｔｈｅｍ，ｔｈｅｄｅｐｔｈｏｆｇｒｏｕｎｄｗ⁃ａｔｅｒｂｕｒｉａｌａｎｄｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｆｒｏｍｔｈｅｒｉｖｅｒｃｈａｎｎｅｌｈａｖｅｔｈｅｍｏｓｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆＰ．ｅｕｐｈｒａｔｉｃａ，ｗｉｔｈｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆ０．９２２ａｎｄ０．８９８，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｔｏｔａｌｓａｌｔｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｏｉｌｉｎｔｈｅ８０ｃｍ＜ｈɤ１２０ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒｈａｓａｓｅｃｏｎｄｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆＰ．ｅｕｐｈｒａｔｉｃａ，ｗｉｔｈａｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆ０．８７１．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ㊀ＬｏｗｅｒｒｅａｃｈｅｓｏｆＴａｒｉｍＲｉｖｅｒ；Ｐｏｐｕｌｕｓｅｕｐｈｒａｔｉｃａｇｒｏｗｔｈ；Ｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｗａｔｅｒａｎｄｓｏｉｌ㊀㊀在干旱或半干旱地区，天然植被是保持生物多样性和抑制荒漠化进程的关键因素之一［１］㊂地质环境是植被赖以生存的先决条件，其中，土壤和地下水是生态系统内物质交换和能量守恒的载体，为植被生长发育提供了必需物质［２－４］，水土条件的优劣对植被的长势及分布起着关键性作用㊂大部分干旱地区植被群落结构单一，稳定性和抗逆性较差，且土壤中养分缺失㊁盐分含量过高都会对植物生长及种子萌发产生一定的抑制作用，进而成为植被演替的限制条件［５－７］㊂众所周知，水是植被生长发育㊁繁衍后代的生命之源，在远离河道地区以及枯水期河道两岸，地下水成为天然植被生长的唯一水源［８］㊂由于干旱区自然植被群落的演替及物种组成对地下水位高低㊁水质条件变化极为敏感，因此其易影响生态系统的稳定［９－１０］㊂胡杨（Ｐｏｐｕｌｕｓｅｕｐｈｒａｔｉｃａ）又称异叶杨，是杨属中最古老的树种，能在干旱㊁严寒㊁盐碱化的恶劣环境下生长㊂胡杨自然分布于中国最西部省份至地中海地区东部和南部，分布最广的地区为哈萨克斯坦和中国西北部［１１］㊂中国８９．１％的胡杨林生长在新疆塔里木盆地，占世界胡杨林资源的５４．３％［１２－１３］㊂胡杨是塔里木河荒漠河岸林植被重要的建群种和表征种［１４－１５］，是构成荒漠河岸林生态系统的主体，也是河道变迁的重要证据，其在水源保护㊁防风固沙㊁维持生态系统平衡方面均发挥着重要作用［１６－１７］㊂自２０世纪５０年代以来，由于人类过度开发和气候变化，导致塔里木河流域大面积的天然胡杨林衰退，尤其是下游地区胡杨面积减少了近７０％［１８－１９］，对该流域生态安全及经济发展造成了巨大威胁㊂随着国家对生态保护的重视，胡杨在１９９３年被确认为世界沙漠地区急需优先保护的树木遗传资源［１９］㊂２０００年后，国家实行生态输水政策，塔里木河胡杨衰退的趋势有所减缓［２０］㊂近年来，学者们在塔里木河流域生态保护方面开展了广泛研究，内容主要涉及塔里木河生态需水量及合理地下水位㊁地下水与植被多样性关系㊁土壤性质对植被的影响㊁流域土地利用变化及驱动机制等方面［１，４－７］㊂众多研究表明，地下水位是决定胡杨生长与繁衍的关键因素，生态输水可以缓解胡杨的水分胁迫［２１－２３］，保持合理的地下水位既能维持荒漠河岸林生物多样性，也能保证流域内人类生活与经济发展需求㊂然而，关于地质条件对塔里木河下游胡杨长势影响的研究大多集中在地下水㊁土壤这２个单因子层面，针对水㊁土条件对胡杨长势综合影响的研究较少㊂因此，本研究以塔里木河下游恰拉－英苏之间胡杨林为对象，研究胡杨林长势与地下水和土壤性质的关系，探究影响胡杨长势的主要地质因子，为塔里木河下游胡杨林保护修复提供参考㊂１㊀研究区概况研究区位于塔里木河下游恰拉水库至英苏段［２４］，处于塔克拉玛干沙漠东北缘，地势呈西北高东南低，平均海拔８５５ｍ，属于暖温带大陆性干旱气候，具有降水稀少㊁蒸发强烈㊁四季气候悬殊㊁多风沙和浮尘天气㊁光热资源丰富等特点㊂该地区年平均气温１２．３ħ，年降水量为８．９ ３９．２ｍｍ，年蒸发力高达２５００ ３０００ｍｍ，平均风速１．８ｍ㊃ｓ－１，太阳年总辐射量为５６９２ ６３６０ＭＪ㊃ｍ－２，是我国最干旱的地区之一［２５］㊂该地区土壤以风沙土㊁草甸盐土为主，受塔河水文作用影响，河漫滩及两岸为乔㊁灌㊁草组成的荒漠河岸林植被［２６］，主要乔木为胡杨（Ｐｏｐｕｌｕｓｅｕｐｈｒａｔｉｃａ）㊁沙枣（Ｅｌａｅａｇｎｕｓａｎｇｕｓｔｉｆｏｌｉａ）；灌木为柽柳（Ｔａｍａｒｉｘｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）㊁梭梭（Ｈａｌｏｘｙｌｏｎａｍｍｏｄｅｎ⁃ｄｒｏｎ）㊁铃铛刺（Ｈａｌｉｍｏｄｅｎｄｒｏｎｈａｌｏｄｅｎｄｒｏｎ）㊁黑果枸杞（Ｌｙｃｉｕｍｒｕｔｈｅｎｉｃｕｍ）㊁罗布麻（Ａｐｏｃｙｎｕｍｖｅｎｅｔｕｍ）等；草本植被为芦苇（Ｐｈｒａｇｍｉｔｅｓａｕｓｔｒａｌｉｓ）㊁花花柴（Ｋａｒｅｌｉｎｉａｃａｓｐｉａ）㊁骆驼刺（Ａｌｈａｇｉｃａｍｅｌｏｒｕｍ）等㊂２㊀研究方法２．１㊀样方设置２０２２年７月中旬，在塔里木河下游恰拉至英苏段内进行野外调查，按照距河道远近分为河岸带㊁过渡带㊁荒漠带３种生境，并根据高分遥感影像中胡杨的分布，确定每种生境内林地样方的布设位置，其中，河岸带布设６个㊁过渡带６个㊁荒漠带４个，总计１６个样方㊂依据森林蓄积量调查标准将样方设置为２５．８２ｍˑ２５．８２ｍ的正方形，面积为６６６．６７ｍ２㊂样方四角和中心点采用ＲＴＫ记录坐标，将直径５ｃｍ的ＰＶＣ管打入中心及四角地面作为定位标记，要求埋深３５ｃｍ，外露１５ｃｍ，每根ＰＶＣ管标记样方编号㊂采用皮尺围绕四角ＰＶＣ标记管拉直线，使用自喷漆对位于皮尺内的所有胡杨按照 Ｓ 型进行编号㊂采用每木检尺的方法对胸径大于５ｃｍ的乔木进行调查，主要测定乔木的胸径㊁树高㊁冠幅㊁疏失度等林分特征㊂使用围尺在距地面１．３ｍ处测量树干胸径，树高采用标记米数的加长鱼竿测量，冠幅通常采用皮尺直接测量或测量投影㊂疏失度指树木枯枝占树冠的百分比，通常由两人观察判定，以５％为最小单位递增，疏失度越大表示树木长势越差［１４］㊂２．２㊀样品采集在每个林地样方中，设置５个采样点，其中Ｏ点位于样方中心，使用土钻对每个采样点分３层采集土壤样品，土壤深度（ｈ）分别为０＜ｈɤ４０ｃｍ㊁４０ｃｍ＜ｈɤ８０ｃｍ㊁８０ｃｍ＜ｈɤ１２０ｃｍ（图１），每件样品约１ｋｇ，每个样地采集１５件土壤样品，分别装入布样袋并标记样号㊂样方中心点使用土钻打到潜水位，记录水位埋深，用取水器采集地下水１Ｌ，装入取水样瓶并低温保存㊂取样结束后将土壤依次回填，样品带回实验室风干㊁碾磨㊁过筛㊁过滤，用于化学性质测定㊂２．３㊀样品测定地下水化学指标测定：矿化度采用残渣烘干质量法测定，ｐＨ采用玻璃电极法测定㊂土壤化学指标的测定：土壤ｐＨ通过玻璃电极法测定（水土比例为２．５ʒ１．０），碱解氮用碱解扩散法测定，有效磷采用碳酸氢钠／氟化钠盐酸浸提 钼锑抗比色法测定，速效钾采用火焰光度法测定，有机质采用重铬酸钾氧化 火焰光度法测定，全盐采用去离子水浸提 质量法测定㊂２．４㊀数据处理采用ＳＰＳＳ１９统计软件进行数据处理及分析㊂采用单因素方差分析法（ＡＮＯＶＯ）对不同林地样方林分因子（胸径㊁树高㊁冠幅㊁疏失度）㊁地下水化学性质（ｐＨ㊁地下水埋深㊁矿化度㊁距河流距离）㊁土壤化学性质（土壤ｐＨ㊁碱解氮㊁有效磷㊁速效钾㊁有机质㊁含盐量）进行差异分析㊂本研究将同一林地样方内所有胡杨树的林分因子和相同深度的５个土壤４３㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀东㊀北㊀林㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５１卷样品数据作为单样本进行差异性分析㊂由于各样方林分因子符合正态分布但方差不齐，故采用盖姆斯－豪厄尔法（Ｇａｍｅｓ－Ｈｏｗｅｌｌ）进行多重比较［２７］，并采用系统聚类的方法对其进行归类㊂各样方相同深度的土壤理化性质符合正态分布，且方差齐性，故采用最小显著差数法（ＬＳＤ）进行多重比较［２８］㊂对胡杨林样方疏失度和水土理化性质进行Ｐｅａｒｓｏｎ相关性分析，以探究不同水土条件对胡杨长势的影响程度㊂图１㊀胡杨林样方采样点３㊀结果与分析３．１㊀不同样方林分因子差异性分析使用ＳＰＳＳ１９软件对１６个样方的４类林分因子进行单因素方差分析（表１），并采用组间链接－平方欧式距离的方法对林分因子进行系统聚类分析（图２）㊂从表１可以看出，１６个胡杨林样方的平均胸径㊁平均树高㊁平均冠幅㊁平均疏失度的变化范围分别为１２．５９ ３３．１４ｃｍ㊁４．３７ １１．０８ｍ㊁２．２３ ４．６０ｍ㊁１４．６４％ ６８．３３％，标准差的变化范围分别为２．７１ ９．３３ｃｍ㊁０．７７ ４．０１ｍ㊁０．４３ １．１５ｍ㊁５．１２％ １２．２１％，相同林分因子之间存在显著性差异（Ｐ＜０．０５）㊂表１㊀不同样方林分因子信息样方编号胡杨数量／棵胸径／ｃｍ树高／ｍ冠幅／ｍ疏失度／％河道距离／ｋｍ生境类型１４９（１８．０３ʃ３．１３）ｂｃ（８．２５ʃ０．７７）ａ（３．１４ʃ０．４３）ｂ（３０．１０ʃ６．３３）ｄ０．２３４河岸带２１３（２７．２４ʃ９．３３）ａｂ（９．７２ʃ２．７６）ａ（４．２０ʃ１．１５）ａｂ（４５．７７ʃ８．１３）ｂａ１．３６４荒漠带３２４（１３．２９ʃ３．６２）ｃ（６．９４ʃ２．２２）ａｂ（２．４８ʃ０．６９）ｃ（５４．５８ʃ９．３２）ｂ１．０６６荒漠带４２１（１８．９４ʃ４．４２）ｂｃ（８．１４ʃ０．８０）ａ（３．２２ʃ０．５４）ｂ（３４．７６ʃ５．１２）ｃｄ０．７０５过渡带５１１（２４．２６ʃ５．３３）ｂ（７．５５ʃ０．７７）ａｂ（３．６７ʃ０．８９）ａｂ（２５．９１ʃ８．６１）ｄｅ０．６０２过渡带６２７（１９．５６ʃ５．７８）ｂｃ（８．５５ʃ１．０５）ａ（３．３１ʃ０．５６）ｂ（２６．３０ʃ７．６７）ｄｅ０．３４８河岸带７３０（１５．８７ʃ５．００）ｃ（７．１１ʃ１．９８）ａｂ（２．７９ʃ０．８３）ｂｃ（２５．８３ʃ１０．９１）ｄｅ０．５２５过渡带８２１（１３．９５ʃ５．１１）ｃ（５．０９ʃ１．０１）ｂｃ（２．２３ʃ０．６１）ｃ（６８．３３ʃ７．３０）ａ１．２０５荒漠带９４２（１７．４５ʃ６．１７）ｂｃ（６．２８ʃ２．１１）ｂ（２．７８ʃ１．０３）ｂｃ（２１．５５ʃ９．５３）ｅ０．０５６河岸带１０１７（１６．７８ʃ５．０１）ｂｃ（６．１４ʃ１．１１）ｂ（２．６４ʃ０．６４）ｂｃ（３１．４７ʃ９．４８）ｃｄ０．８１０过渡带１１１４（２８．９３ʃ７．３２）ａｂ（８．０９ʃ０．９５）ａ（４．１５ʃ０．７６）ａｂ（１４．６４ʃ７．９６）ｅ０．０８５河岸带１２２８（１８．３６ʃ５．３３）ｂｃ（５．４１ʃ１．５６）ｂｃ（２．８０ʃ０．７６）ｂｃ（２１．２５ʃ１０．９４）ｅ０．４１２河岸带１３１７（１８．３１ʃ５．９９）ｂｃ（４．３７ʃ１．２２）ｃ（２．６４ʃ０．８１）ｂｃ（５０．２９ʃ１０．５３）ｂｃ０．９５６过渡带１４２７（１９．６８ʃ８．３８）ｂｃ（７．０７ʃ１．８１）ａｂ（３．０７ʃ１．０５）ｂｃ（４０．１９ʃ１２．２１）ｃ０．６９３过渡带１５１５（３３．１４ʃ６．４４）ａ（７．８６ʃ１．１４）ａｂ（４．６０ʃ０．８６）ａ（１９．６７ʃ８．１２）ｅ０．１６６河岸带１６１７（１２．５９ʃ２．７１）ｃ（５．９７ʃ１．３２）ｂｃ（２．３６ʃ０．４５）ｃ（６４．４１ʃ９．３３）ａｂ１．５２４荒漠带㊀㊀注：表中数据为 平均值ʃ标准差 ；数据后同列不同小写字母表示差异显著（Ｐ＜０．０５）㊂㊀㊀根据不同林分因子的聚类图可将１６个胡杨林样方划分为３或４个等级，不同林分因子的聚类结构差异较大㊂对于平均胸径，胸径最大的是１５号样方，为３３．１４ｃｍ，位于河岸带；较大是２㊁１１㊁５号样方，胸径为２４．２６ ２８．９３ｃｍ，三者之间差异不显著，生境类型各不相同；中等的是１２㊁１３㊁１㊁９㊁１０㊁６㊁１４㊁４号样方，胸径为１６．７８ １９．６８ｃｍ，各样方间差异不显著，位于河岸带及过渡带；最小的是３㊁８㊁１６㊁７号样方，胸径为１２．５９ １５．８７ｃｍ，主要位于荒漠带㊂其中，１５号样方的胸径是１６号样方的２．７５倍㊂根据树高的聚类分析可将１６个样方分为３类，较高的为２号样方，位于荒漠带，树高为９．７２ｍ；中等的包括７㊁１４㊁３㊁５㊁４㊁１１㊁１㊁１５㊁６号样方，树高为５．９７ ８．２５ｍ，各样方间差异不显著，主要位于河岸带及过渡带；其余样方的树高均较小，树高为５．０９ ６．２８ｍ㊂其中，树高最大的样方（２号）是最小样方（１３号）的５３第１１期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀何亮，等：塔里木河下游地下水及土壤对胡杨林长势的影响２．２倍㊂对于冠幅，可划分为３类，相同类型内样方冠幅间无显著差异，其中，冠幅较大的样方为２㊁１１㊁１５号，冠幅为４．１５ ４．６０ｍ，除２号样方位于荒漠带外，其余样方均位于河岸带；冠幅中等的包括１㊁１４㊁４㊁６㊁５号样方，冠幅为３．０７ ３．６７ｍ，位于河岸带及过渡带；剩余样方的冠幅均较小，为２．２３ ２．７９ｍ，生境类型也各不相同㊂疏失度是评价胡杨长势的主要指标，根据疏失度高低可将１６个样方分为４类，疏失度最高（长势极差）的为８㊁１６号，疏失度在６４％以上，均生长在远离塔河的荒漠带；疏失度较高（长势较差）的为３㊁１３㊁２㊁１４号样方，疏失度在４０．１９％５４．５８％，主要生长在荒漠带及过渡带；疏失度中等（长势较好）的为１㊁１０㊁４号样方，疏失度在３０．１０％ ３４．７６％，主要生长在过渡带；剩余样方为疏失度最低（长势良好）的一类，疏失度在１４．６４％ ２６．３０％，主要生境类型为河岸带㊂疏失度最大的样方（８号）是疏失度最小样方（１１号）的４．６８倍㊂图２㊀林分因子聚类分析结果㊀㊀通过比较可以看出，位于不同生境类型的胡杨林样方林分因子差异较大，位于河岸带的１５号样方胸径㊁冠幅最大，位于荒漠带的１３号样方树高最高，位于河岸带的１１号样方长势最好㊂长势良好样方的平均胸径㊁树高㊁冠幅分别为２２．５１ｃｍ㊁７．２６ｍ㊁３．４４ｍ，均明显高于长势极差㊁较差的样方㊂３．２㊀不同长势的样方地下水及土壤理化性质差异性分析根据样方疏失度聚类分析，将１６个样方分为良好㊁较好㊁较差㊁极差４个长势类型，并对不同长势类型中各样方的地下水理化性质及不同深度土壤化学性质进行显著性差异分析，结果见表２㊁表３㊂由表２可知，地下水埋深㊁矿化度㊁ｐＨ在不同长势的样方间差异显著㊂长势极差㊁较差样方的地下水埋深（４．７９ ５．９５ｍ）明显大于长势较好㊁良好样方的地下水埋深（２．４８ ２．９４ｍ）㊂地下水埋深与胡杨长势之间的响应关系明显，表现为胡杨长势随着地下水埋深的增大而逐渐变差㊂地下水矿化度在不同长势样方间差异显著㊂长势极差的地下水矿化度明显高于长势较差的样方，长势较差的地下水矿化度又明显高于长势较好㊁良好的样方，且随着地下水矿化度增大样方长势逐渐变差㊂不同长势样方距河道的距离也存在显著性差异㊂长势极差㊁较差的样方距河道的距离明显大于长势较好㊁良好的样方，且随着距河道距离的加大胡杨长势逐渐变差㊂地下水ｐＨ在４种长势的样方间无显著差异，即地下水ｐＨ对胡杨长势无显著影响㊂由表３可知，土壤ｐＨ㊁有效磷质量分数㊁有机质质量分数㊁全盐量质量分数在不同长势类型的样方间存在显著性差异，土壤碱解氮质量分数㊁速效钾质量分数在各样方间无显著差异㊂土壤理化性质在不同深度及长势类型间有所差异㊂对于土壤ｐＨ，在６３㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀东㊀北㊀林㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５１卷０＜ｈɤ４０ｃｍ㊁０＜ｈɤ１２０ｃｍ土层，长势极差㊁较差样方的平均土壤ｐＨ显著高于较好㊁良好样方的；在４０ｃｍ＜ｈɤ８０ｃｍ㊁８０ｃｍ＜ｈɤ１２０ｃｍ土层，不同长势类型的样方土壤ｐＨ差异不显著㊂对于０＜ｈɤ４０ｃｍ土层土壤ｐＨ，随着样方长势变差，土壤ｐＨ呈先减小后增高的趋势；对于其余土壤深度，随着土壤ｐＨ增大样方长势逐渐变差㊂表２㊀胡杨不同长势类型的地下水特性样方长势类型样方数量／个埋深／ｍ矿化度／ｇ㊃Ｌ－１距河道距离／ｋｍ地下水ｐＨ良好７（２．４８ʃ０．７０）ｂ（１．８６ʃ１．３３）ｃ（０．３１ʃ０．２２）ｂ（７．４９ʃ０．３６）ａ较好３（２．９４ʃ０．７２）ｂ（３．７６ʃ１．０５）ｃ（０．５８ʃ０．３１）ｂ（７．８２ʃ０．７０）ａ较差４（４．７９ʃ１．０３）ａ（１３．６０ʃ２．６９）ｂ（１．０２ʃ０．２８）ａ（７．７５ʃ０．２０）ａ极差２（５．９５ʃ０．３７）ａ（２５．５３ʃ１．６６）ａ（１．３６ʃ０．２３）ａ（８．０８ʃ０．１８）ａ㊀㊀注：表中数据为 平均值ʃ标准差 ；数据后同列不同小写字母表示差异显著（Ｐ＜０．０５）㊂表３㊀不同土壤深度及胡杨样方长势类型的土壤特性土壤深度（ｈ）／ｃｍ土壤样品数量／个样方长势类型土壤ｐＨ碱解氮质量分数／ｍｇ㊃ｋｇ－１有效磷质量分数／ｍｇ㊃ｋｇ－１速效钾质量分数／ｍｇ㊃ｋｇ－１有机质质量分数／％全盐质量分数／ｇ㊃ｋｇ－１０＜ｈɤ４０３５良好（８．４９ʃ０．２６）ｂ（１７．３６ʃ８．９８）ａ（２２．２５ʃ４．２２）ａ（２３７．６５ʃ２２．４４）ａ（０．４６ʃ０．１２）ａ（４．７３ʃ４．４６）ｂ１５较好（８．３７ʃ０．２３）ｂ（１７．５０ʃ２．６０）ａ（２１．８０ʃ１．４９）ａｂ（２１４．６４ʃ１８．７４）ａ（０．４０ʃ０．０９）ａ（６．０４ʃ４．５９）ｂ２０较差（８．８２ʃ０．２５）ａｂ（１２．６３ʃ３．２８）ａ（２０．２２ʃ２．７９）ａｂ（２１０．０３ʃ４１．７５）ａ（０．１９ʃ０．０８）ｂ（７．４１ʃ４．７４）ｂ１０极差（８．９８ʃ０．２８）ａ（１８．９５ʃ４．３２）ａ（１５．８６ʃ２．５９）ｂ（２２５．７６ʃ２７．７１）ａ（０．１１ʃ０．０１）ｂ（１７．７３ʃ１．９４）ａ４０＜ｈɤ８０３５良好（８．６９ʃ０．４６）ａ（１７．４３ʃ７．８７）ａ（２１．１７ʃ３．９２）ａ（２３５．７５ʃ２３．７５）ａ（０．４７ʃ０．１２）ａ（２．３７ʃ１．４３）ｂ１５较好（８．８０ʃ０．５７）ａ（１７．３３ʃ１．２５）ａ（２１．６７ʃ１．６９）ａ（２０９．９７ʃ２１．２４）ａ（０．４０ʃ０．０７）ａ（３．１０ʃ１．６５）ｂ２０较差（８．８９ʃ０．２６）ａ（１２．０５ʃ２．７９）ａ（１９．６１ʃ２．６７）ａｂ（２０５．９９ʃ４３．２０）ａ（０．１９ʃ０．１１）ｂ（４．６２ʃ２．７１）ａｂ１０极差（９．０９ʃ０．２８）ａ（１７．４４ʃ１．８６）ａ（１４．７８ʃ０．８９）ｂ（２０８．１０ʃ３８．９７）ａ（０．１０ʃ０．０１）ｂ（６．７６ʃ０．６８）ａ８０＜ｈɤ１２０３５良好（８．８０ʃ０．４５）ａ（１７．５９ʃ７．２５）ａ（２０．７２ʃ３．２１）ａ（２４５．１７ʃ２９．７９）ａ（０．４７ʃ０．１４）ａ（０．７７ʃ０．８７）ｃ１５较好（８．８８ʃ０．７３）ａ（１７．２０ʃ１．５７）ａ（１９．６４ʃ０．８６）ａｂ（２０２．７５ʃ２４．２２）ａ（０．４０ʃ０．０９）ａｂ（１．９０ʃ０．８９）ｂｃ２０较差（８．８７ʃ０．５７）ａ（１２．００ʃ２．９２）ａ（１９．９２ʃ２．８２）ａｂ（２１９．１３ʃ５６．２６）ａ（０．２０ʃ０．１３）ｂｃ（３．３２ʃ１．４２）ａｂ１０极差（９．３５ʃ０．３４）ａ（１８．５６ʃ１．４１）ａ（１５．０４ʃ１．６６）ｂ（１８３．３３ʃ６３．８１）ａ（０．１１ʃ０．０１）ｃ（５．０１ʃ０．１６）ａ０＜ｈɤ１２０１０５良好（８．６６ʃ０．４０）ｂ（１７．４６ʃ７．６５）ａ（２１．３８ʃ３．６７）ａ（２３９．５２ʃ２４．５８）ａ（０．４７ʃ０．１２）ａ（２．６２ʃ３．１０）ｂ４５较好（８．６８ʃ０．５３）ｂ（１７．３４ʃ１．６５）ａ（２１．０４ʃ１．６０）ａ（２０９．１２ʃ１９．３５）ａ（０．４０ʃ０．０７）ａ（３．６８ʃ３．０９）ｂ６０较差（８．８６ʃ０．３５）ａｂ（１２．２２ʃ２．７３）ａ（１９．９２ʃ２．５１）ａｂ（２１１．７１ʃ４３．３６）ａ（０．１９ʃ０．１０）ｂ（５．１２ʃ３．４４）ｂ３０极差（９．１４ʃ０．２９）ａ（１８．３１ʃ２．３１）ａ（１５．２３ʃ１．５２）ｂ（２０５．７３ʃ４０．４４）ａ（０．１１ʃ０．０１）ｂ（９．８３ʃ６．２３）ａ㊀㊀注：表中数据为 平均值ʃ标准差 ；数据后同列不同小写字母表示同一土壤深度不同长势类型间差异显著（Ｐ＜０．０５）㊂㊀㊀不同土壤深度的土壤碱解氮质量分数在４种长势样方间差异不显著（表３），由于相同长势类型的样方土壤碱解氮质量分数差异较大，导致单因素方差分析时组内标准差过大，方差齐性检验不通过㊂以０＜ｈɤ４０ｃｍ土层为例，４种长势的土壤碱解氮质量分数为１２．６３ １８．９５ｍｇ㊃ｋｇ－１，标准差为２．６０８．９８ｍｇ㊃ｋｇ－１，其中，该土壤深度长势良好样方的碱解氮质量分数差异较大，７个样方３５件土壤样品的碱解氮质量分数为１７．３６ｍｇ㊃ｋｇ－１，而标准差达到了８．９８ｍｇ㊃ｋｇ－１，标准差占均值的５０％㊂由此说明，土壤碱解氮质量分数对胡杨长势的影响不显著㊂随着土壤有效磷质量分数的增加胡杨长势逐渐变好（表３），这一趋势在不同土壤深度内均存在㊂土壤有效磷在４种土壤深度内仅在长势良好与长势极差样方间存在显著性差异㊂土壤有效磷质量分数在长势良好样方的０＜ｈɤ４０ｃｍ土层中最高，达到（２２．２５ʃ４．２２）ｍｇ㊃ｋｇ－１；长势极差样方的４０ｃｍ＜ｈɤ８０ｃｍ土层中土壤有效磷质量分数最低，仅为（１４．７８ʃ０．８９）ｍｇ㊃ｋｇ－１㊂在不同土壤深度及长势类型的样方中，土壤速效钾质量分数㊁碱解氮质量分数均无显著差异（表３）㊂在０＜ｈɤ４０ｃｍ㊁４０ｃｍ＜ｈɤ８０ｃｍ土层，随着胡杨长势变差，土壤速效钾质量分数呈先降低后升高的趋势；在８０ｃｍ＜ｈɤ１２０ｃｍ㊁０＜ｈɤ１２０ｃｍ土层，土壤速效钾质量分数呈降低－升高－降低的趋势㊂长势良好样方的８０ｃｍ＜ｈɤ１２０ｃｍ土层土壤速效钾质量分数最高，为（２４５．１７ʃ２９．７９）ｍｇ㊃ｋｇ－１，长势极差样方的８０ｃｍ＜ｈɤ１２０ｃｍ土层土壤速效钾质量分数最低，为（１８３．３３ʃ６３．８１）ｍｇ㊃ｋｇ－１㊂不同长势样方的土壤有机质质量分数差异显著，这种显著性差异在不同土层均存在（表３）㊂０＜ｈɤ４０ｃｍ㊁４０ｃｍ＜ｈɤ８０ｃｍ㊁０＜ｈɤ１２０ｃｍ土层土壤有机质质量分数表现出相同的差异性㊂以０＜ｈɤ４０ｃｍ土层为例，该土层长势良好㊁较好样方的土壤有机质质量分数（（０．４６ʃ０．１２）％㊁（０．４０ʃ０．０９）％）显著高于长势较差㊁极差的土壤有机质质量分数（（０．１９ʃ７３第１１期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀何亮，等：塔里木河下游地下水及土壤对胡杨林长势的影响０．０８）％㊁（０．１１ʃ０．０１）％）㊂不同长势样方８０ｃｍ＜ｈɤ１２０ｃｍ土层土壤有机质质量分数有显著差异，长势良好的样方土壤有机质质量分数（（０．４７ʃ０．１４）％）显著高于长势较差㊁极差的（（０．２０ʃ０．１３）％㊁（０．１１ʃ０．０１）％），长势较好样方的土壤有机质质量分数（（０．４０ʃ０．０９）％）显著高于长势极差的（（０．１１ʃ０．０１）％）㊂不同长势间土壤全盐质量分数存在显著性差异，且不同深度间差异显著性不一致（表３）㊂０＜ｈɤ４０ｃｍ㊁０＜ｈɤ１２０ｃｍ土层处，长势极差样方的土壤全盐质量分数明显高于长势较差㊁较好㊁良好的样方，其中，长势极差样方的土壤全盐质量分数为长势良好样方的３．７５倍㊂４０ｃｍ＜ｈɤ８０ｃｍ㊁８０ｃｍ＜ｈɤ１２０ｃｍ土层中，长势极差样方的土壤全盐质量分数与长势较差的没有显著差异，但显著高于长势较好㊁良好样方的㊂随着土壤全盐质量分数增加，胡杨长势变差㊂３．３㊀胡杨长势与水土理化性质的关系为了进一步分析水㊁土理化性质对胡杨长势的影响，将１６个样方的平均疏失度与地下水理化性质㊁不同深度土壤化学性质之间进行Ｐｅａｒｓｏｎ相关性分析（表４）㊂结果显示，除土壤碱解氮外（Ｒ２＝－０．１０２），其余水㊁土理化性质均与胡杨疏失度间存在显著或极显著相关性㊂从各种土壤化学性质来看，土壤全盐质量分数对胡杨疏失度的影响最大（Ｒ２＝０．７４３），表现为随着土壤深度增加，土壤全盐质量分数对胡杨疏失度的影响程度逐渐增大，在８０ｃｍ＜ｈɤ１２０ｃｍ土层处影响程度达到最大（Ｒ２＝０．８７１）㊂土壤有机质质量分数与胡杨疏失度间呈极显著负相关（Ｒ２＝－０．８４１），相关性略低于土壤全盐质量分数，其中，４０ｃｍ＜ｈɤ８０ｃｍ土层土壤有机质质量分数与胡杨疏失度相关性最高，相关系数为－０．８５２，８０ｃｍ＜ｈɤ１２０ｃｍ土层的相关性最低，相关系数为－０．８１７㊂不同土层土壤有效磷质量分数与胡杨疏失度间呈显著或极显著负相关性，其中４０ｃｍ＜ｈɤ８０ｃｍ土层土壤有效磷质量分数对胡杨树疏失度有极显著影响（Ｒ２＝－０．６２６），而其他土层深度土壤有效磷质量分数对胡杨疏失度有显著影响㊂不同深度土壤速效钾质量分数与胡杨疏失度间呈现弱相关或显著相关性，其中０＜ｈɤ４０ｃｍ土层土壤速效钾质量分数与胡杨疏失度的相关性最弱（Ｒ２＝－０．４１３），８０ｃｍ＜ｈɤ１２０ｃｍ土层土壤速效钾质量分数与胡杨疏失度的相关性最高（Ｒ２＝－０．５７４）㊂土壤ｐＨ只有在０＜ｈɤ４０ｃｍ土层时与胡杨疏失度存在显著正相关关系（Ｒ２＝０．６０２），其余土层深度的土壤ｐＨ与胡杨疏失度间均呈弱相关性㊂地下水理化性质与胡杨疏失度间呈显著或极显著正相关性，相关性最高的是地下水埋深（Ｒ２＝０．９２２），其次是距河道距离（Ｒ２＝０．８９８）㊁地下水矿化度（Ｒ２＝０．８６０），相关性最小的为地下水ｐＨ（Ｒ２＝０．５１５）㊂表４㊀胡杨林疏失度与土壤理化性质的相关系数土壤理化性质土壤深度（ｈ）／ｃｍ与胡杨林疏失度的相关系数土壤ｐＨ０＜ｈɤ４００．６０２∗４０＜ｈɤ８００．３０２８０＜ｈɤ１２００．２１１０＜ｈɤ１２００．３７３土壤碱解氮０＜ｈɤ４０－０．０３３４０＜ｈɤ８０－０．１５５８０＜ｈɤ１２０－０．１１９０＜ｈɤ１２０－０．１０１土壤有效磷０＜ｈɤ４０－０．６０１∗４０＜ｈɤ８０－０．６２６∗∗８０＜ｈɤ１２０－０．５５９∗０＜ｈɤ１２０－０．６２１∗土壤速效钾０＜ｈɤ４０－０．４１３４０＜ｈɤ８０－０．５１２∗８０＜ｈɤ１２０－０．５７４∗０＜ｈɤ１２０－０．５３２∗土壤有机质０＜ｈɤ４０－０．８５０∗∗４０＜ｈɤ８０－０．８５２∗∗８０＜ｈɤ１２０－０．８１７∗∗０＜ｈɤ１２０－０．８４５∗∗土壤全盐量０＜ｈɤ４００．６７１∗∗４０＜ｈɤ８００．６７１∗∗８０＜ｈɤ１２００．８７１∗∗０＜ｈɤ１２００．７６０∗∗㊀㊀注：∗表示显著相关（Ｐ＜０．０５）；∗∗表示极显著相关（Ｐ＜０．０１）㊂４㊀结论与讨论塔里木河下游恰拉－英苏段间不同区域胡杨林的胸径㊁树高㊁冠幅㊁长势均存在明显差异，河岸带胡杨林４类林分因子明显高于过渡带㊁荒漠带，且这４类林分因子随河道距离增加呈波浪递减的趋势㊂根据聚类分析可将１６个样方划分为４个等级，分别为良好㊁较好㊁较差㊁极差㊂其中，长势良好的样方平均胸径㊁树高㊁冠幅分别为２２．５１ｃｍ㊁７．２６ｍ㊁３．４４ｍ，均明显高于长势极差㊁较差的样方㊂位于塔里木河河岸带１６６ｍ处１５号样方的胸径明显大于其他胡杨林样方；距离河道１３６４ｍ的２号样方树高最高；２㊁１１㊁１５号样方的冠幅最大㊂１１号样方位于距河道８５ｍ的河岸带，该样方树冠疏失度最小㊂总体上，距离河道越近，胡杨树胸径㊁树高㊁冠幅越大，疏失度越小，出现该现象是由于受塔里木河水源补给的影响㊂在特殊的地形及地貌中，胡杨林分因子变化的规律也有所改变㊂本研究中，２号样方位于远离现代河道的荒漠带，其胡杨树高㊁冠幅均较大㊂经实地调查发现，此样方周边有古河道痕迹，说明塔河支流８３㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀东㊀北㊀林㊀业㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５１卷曾经从此样方经过，受河水滋养，胡杨生长茂盛，但近年来由于水流减小导致支流干涸㊁水位下降，从而导致该地胡杨长势变差，但依旧保留原有的树高及冠幅，若不加以治理将很快枯萎㊂通过对比不同长势类型的胡杨林地下水理化性质发现，除地下水ｐＨ外，地下水埋深及矿化度都与胡杨长势存在显著负相关关系，即地下水埋深越大及矿化度越高胡杨长势越差㊂本研究中，长势良好㊁较好的胡杨地下水位为２．４８ ２．９４ｍ，长势较差㊁极差的胡杨地下水位为４．７９ ５．９５ｍ，Ｌｉｎｇｅｔａｌ．［１９］研究表明，塔里木河长势良好的胡杨地下水位保持在２ ３ｍ，当地下水位低于５ｍ时胡杨出现生长不良的现象㊂不同土层土壤化学性质对胡杨长势的影响也存在显著差异，其中，土壤有效磷㊁有机质㊁全盐量对胡杨长势的影响明显，表现为随着土壤有效磷及有机质质量分数增加，全盐质量分数减少，胡杨长势逐渐变好㊂土壤碱解氮质量分数㊁速效钾质量分数对胡杨长势的影响较弱㊂钟家骅等［１２］研究表明，土壤ｐＨ为７．８３ ８．００时胡杨长势良好，而本研究中，胡杨长势良好的土壤ｐＨ为８．４９左右，这是由于研究区内塔河携带各种碱性离子，其汇集到下游地区，导致此处土壤ｐＨ比中上游偏高㊂本研究通过相关分析得到地下水埋深对胡杨疏失度的影响最大（Ｒ２＝０．９２２），其次为距河道距离（Ｒ２＝０．８９８）㊁８０ｃｍ＜ｈɤ１２０ｃｍ土层土壤全盐质量分数（Ｒ２＝０．８７１），再次为地下水矿化度（Ｒ２＝０．８６０）㊁４０ｃｍ＜ｈɤ８０ｃｍ土层土壤有机质质量分数（Ｒ２＝－０．８５２），相比前５项，对胡杨疏失度影响较小的是４０ｃｍ＜ｈɤ８０ｃｍ土层土壤有效磷质量分数（Ｒ２＝－０．６２６）㊂该现象说明，地下水对胡杨长势的影响显著高于土壤化学性质㊂这是由于距河道距离与地下水埋深之间本身就存在较强的相关性，同样地下水矿化度的高低也会影响下层土壤的全盐质量分数㊂参㊀考㊀文㊀献［１］㊀郝兴明，陈亚宁，李卫红，等．塔里木河中下游荒漠河岸林植被对地下水埋深变化的响应［Ｊ］．地理学报，２００８，６３（１１）：１１２３－１１３０．［２］㊀徐亮，陈功锡，刘慧娟，等．吉首蒲儿根种群土壤养分特征与分布格局［Ｊ］．西北植物学报，２０１２，３２（８）：１６６４－１６７０．［３］㊀李昌龙，肖斌，王多泽，等．石羊河下游盐渍化弃耕地植被演替与土壤养分相关性分析［Ｊ］．生态学杂志，２０１１，３０（２）：２４１－２４７．［４］㊀张海涛，梁继业，周正立，等．塔里木河中游荒漠河岸林土壤理化性质分布特征与植被关系［Ｊ］．水土保持研究，２０１６，２３（２）：６－１２．［５］㊀ＸＩＡＪＢ，ＬＡＮＧＹ，ＺＨＡＯＱＫ，ｅｔａｌ．Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ⁃ｔｉｃｓｏｆＴａｍａｒｉｘｃｈｉｎｅｎｓｉｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｄｅｐｔｈｓｉｎｆｒｅｓｈｗａｔｅｒｈａｂｉｔａｔｓ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｃｅｏｆｔｈｅＴｏｔａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０２１，７６１．ｄｏｉ：１０．１０１６／ｊ．ｓｃｉｔｏｔｅｎｖ．２０２０．１４３２２１．［６］㊀ＬＩＵＷＺ，ＺＨＡＮＧＱＦ，ＬＩＵＧＨ．Ｓｅｅｄｂａｎｋｓｏｆａｒｉｖｅｒ⁃ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｗｅｔｌａｎｄｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｉｒｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ［Ｊ］．ＡｑｕａｔｉｃＢｏｔａｎｙ，２００９，９０（１）：７－１２．［７］㊀ＨＯＬＭＥＳＰＭ．Ｓｈｒｕｂｌａｎｄｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｆｏｌｌｏｗｉｎｇｗｏｏｄｙａｌｉｅｎｉｎｖａ⁃ｓｉｏｎａｎｄｍｉｎｉｎｇ：ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｏｐｓｏｉｌｄｅｐｔｈ，ｓｅｅｄｓｏｕｒｃｅ，ａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚ⁃ｅｒａｄｄｉｔｉｏｎ［Ｊ］．ＲｅｓｔｏｒａｔｉｏｎＥｃｏｌｏｇｙ，２００１，９（１）：７１－８４．［８］㊀李小明，张希明．塔克拉玛干沙漠南缘自然植被的水分状况及其恢复［Ｊ］．生态学报，２００３，２３（７）：１４４９－１４５３．［９］㊀ＣＨＥＮＹＮ，ＺＩＬＬＩＡＣＵＳＨ，ＬＩＷＨ，ｅｔａｌ．Ｇｒｏｕｎｄ⁃ｗａｔｅｒｌｅｖｅｌａｆｆｅｃｔｓｐｌａｎｔｓｐｅｃｉｅｓｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｌｏｎｇｔｈｅｌｏｗｅｒｒｅａｃｈｅｓｏｆｔｈｅＴａｒｉｍＲｉｖｅｒ，ＷｅｓｔｅｒｎＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｉｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ，２００６，６６（２）：２３１－２４６．［１０］㊀蒋磊，赵毅，张鹏伟，等．基于氢氧稳定同位素特征的潜水蒸发影响程度研究［Ｊ］．干旱区研究，２０２２，３９（６）：１７９３－１８００．［１１］㊀ＴＨＯＭＡＳＦＭ，ＹＵＲＤ，ＳＣＨÄＦＥＲＰ，ｅｔａｌ．ＨｏｗｄｉｖｅｒｓｅａｒｅＰｏｐｕｌｕｓ ｄｉｖｅｒｓｉｆｏｌｉａ ｌｅａｖｅｓ？Ｌｉｎｋｉｎｇｌｅａｆｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｔｏｅｃｏ⁃ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｓｔａｎｄｖａｒｉａｂｌｅｓａｌｏｎｇｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙａｎｄｓａｌｉｎｉｔｙｇｒａｄｉｅｎｔｓ［Ｊ］．Ｆｌｏｒａ，２０１７，２３３：６８－７８．［１２］㊀钟家骅，管文轲，易秀，等．荒漠化地区土壤理化性质及其对胡杨林生长的影响［Ｊ］．水土保持研究，２０１８，２５（４）：１３４－１３８．［１３］㊀ＡＩＳＨＡＮＴ，ＨＡＬＩＫÜ，ＣＹＦＦＫＡＢ，ｅｔａｌ．Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｔｈｅｈｙｄｒｏ⁃ｌｏｇｉｃａｌａｎｄｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏｗａｔｅｒｄｉｖｅｒｓｉｏｎｉｎｔｈｅｌｏｗｅｒｒｅａ⁃ｃｈｅｓｏｆｔｈｅＴａｒｉｍＲｉｖｅｒ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＱｕａｔｅｒｎａｒｙＩｎｔｅｒ⁃ｎａｔｉｏｎａｌ，２０１３，３１１．ｄｏｉ：１０．１０１６／ｊ．ｑｕａｉｎｔ．２０１３．０８．００６．［１４］㊀古丽加米拉木㊃买买提，玉米提㊃哈力克，塔依尔江㊃艾山，等．胡杨树冠疏失度对塔里木河下游应急生态输水的响应［Ｊ］．新疆农业科学，２０１０，４７（２）：２４１－２４５．［１５］㊀陈亚宁，陈亚鹏，李卫红，等．塔里木河下游胡杨脯氨酸累积对地下水位变化的响应［Ｊ］．科学通报，２００３，４８（９）：９５８－９６１．［１６］㊀ＴＨＯＭＡＳＦＭ，ＪＥＳＣＨＫＥＭ，ＺＨＡＮＧＸＭ，ｅｔａｌ．Ｓｔａｎｄｓｔｒｕｃ⁃ｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆＰｏｐｕｌｕｓｅｕｐｈｒａｔｉｃａａｌｏｎｇａｇｒａｄｉｅｎｔｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｄｉｓｔａｎｃｅｓａｔｔｈｅＴａｒｉｍＲｉｖｅｒ（ＮＷＣｈｉｎａ）［Ｊ］．Ｊｏｕｒ⁃ｎａｌｏｆＰｌａｎｔＥｃｏｌｏｇｙ，２０１７，１０（５）：７５３－７６４．［１７］㊀ＺＨＡＮＧＰ，ＤＥＮＧＸＹ，ＬＯＮＧＡＨ，ｅｔａｌ．ＣｈａｎｇｅｉｎｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｓａｎｄｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆＰｏｐｕｌｕｓｅｕｐｈｒａｔｉｃａｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｕｒｆａｃｅｓｏｉｌｓａｌｉｎｉｔｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｐｏｒｔｓ，２０１９，９．ｄｏｉ：１０．１０３８／ｓ４１５９８－０１９－４２３０６－７．［１８］㊀刘加珍，陈亚宁，李卫红，等．塔里木河下游植物群落分布与衰退演替趋势分析［Ｊ］．生态学报，２００４，２４（２）：３７９－３８３．［１９］㊀ＬＩＮＧＨＢ，ＺＨＡＮＧＰ，ＸＵＨＬ，ｅｔａｌ．ＨｏｗｔｏｒｅｇｅｎｅｒａｔｅａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｄｅｓｅｒｔｒｉｐａｒｉａｎＰｏｐｕｌｕｓｅｕｐｈｒａｔｉｃａｆｏｒｅｓｔｉｎａｒｉｄａｒｅａｓ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｐｏｒｔｓ，２０１５，５．ｄｏｉ：１０．１０３８／ｓｒｅｐ１５４１８．［２０］㊀韩路，王海珍，牛建龙，等．荒漠河岸林胡杨群落特征对地下水位梯度的响应［Ｊ］．生态学报，２０１７，３７（２０）：６８３６－６８４６．［２１］㊀王振，李均力，张久丹，等．输水漫溢对塔里木河中游胡杨林恢复的影响［Ｊ］．干旱区地理，２０２３，４６（１）：９４－１０２．［２２］㊀孙占海，李旭，张学东．基于Ｌａｎｄｓａｔ时间序列的塔里木河上游胡杨林ＮＤＶＩ与水文因子关系研究［Ｊ］．塔里木大学学报，２０２２，３４（２）：９６－１０２．［２３］㊀张久丹，李均力，包安明，等．２０１３ ２０２０年塔里木河流域胡杨林生态恢复成效评估［Ｊ］．干旱区地理，２０２２，４５（６）：１８２４－１８３５．［２４］㊀陈亚宁，吾买尔江㊃吾布力，艾克热木㊃阿布拉，等．塔里木河下游近２０ａ输水的生态效益监测分析［Ｊ］．干旱区地理，２０２１，４４（３）：６０５－６１１．［２５］㊀玉米提㊃哈力克，柴政，艾尔肯㊃艾白不拉，等．塔里木河下游输水恢复过程中胡杨生长对地下水位的响应［Ｊ］．水土保持通报，２０１１，３１（５）：１８－２２．［２６］㊀ＬＡＮＧＰ，ＡＨＬＢＯＲＮＪ，ＳＣＨÄＦＥＲＰ，ｅｔａｌ．ＧｒｏｗｔｈａｎｄｗａｔｅｒｕｓｅｏｆＰｏｐｕｌｕｓｅｕｐｈｒａｔｉｃａｔｒｅｅｓａｎｄｓｔａｎｄｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙａｌｏｎｇｔｈｅＴａｒｉｍＲｉｖｅｒ，ＮＷＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＦｏｒｅｓｔＥｃｏｌｏｇｙａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，２０１６，３８０：１３９－１４８．［２７］㊀戴金辉，袁靖．单因素方差分析与多元线性回归分析检验方法的比较［Ｊ］．统计与决策，２０１６（９）：２３－２６．［２８］㊀杨小勇．方差分析法浅析：单因素的方差分析［Ｊ］．实验科学与技术，２０１３，１１（１）：４１－４３．９３第１１期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀何亮，等：塔里木河下游地下水及土壤对胡杨林长势的影响。
塔里木河下游湿地面积时序变化及对生态输水的响应
植物生态学报 2020, 44 (6): 616–627 DOI: 10.17521/cjpe.2019.0267 Chinese Journal of Plant Ecology 塔里木河下游湿地面积时序变化及对生态输水的响应蔚亮1,2李均力1,3*包安明1,3白洁1,3黄粤1,3刘铁1,3沈占锋41中国科学院新疆生态与地理研究所, 绿洲与荒漠国家重点实验室, 乌鲁木齐 830011; 2中国科学院大学, 北京 100049; 3新疆遥感与地理信息系统应用重点实验室, 乌鲁木齐 830011; 4中国科学院空天信息研究院, 北京 100094摘要及时了解和定量分析荒漠区河岸带湿地月度时序变化趋势及对生态输水过程的响应, 对认识湿地生态修复过程, 改进生态输水策略, 维护湿地生态系统稳定具有重要意义。
该文基于Landsat ETM+/TM/OLI和Sentinel 2形成的月尺度的密集长时序遥感数据, 分析2000–2018年塔里木河下游英苏-阿拉干之间的湿地时序变化特征, 并评估湿地变化对生态输水过程的响应。
结果表明: 近19年来湿地面积持续增加, 其中2011–2013年和2017–2018年是面积快速增加的时段。
不同的单、双通道输水方式和输水量大小解释了喀尔达依湿地与博孜库勒湿地在不同时段增长的快慢。
对湿地面积与生态输水量、地下水埋深关系的分析表明, 累计生态输水量的持续增加是近20年来塔里木河下游河岸带湿地扩张的重要因素, 每年大于3.5亿m3的双通道生态输水, 地下水埋深维持在–5.0– –3.5 m是湿地持续稳定增长的关键。
关键词荒漠区河岸带湿地; 时间序列; 生态输水效应; 时滞分析; 塔里木河下游蔚亮, 李均力, 包安明, 白洁, 黄粤, 刘铁, 沈占锋 (2020). 塔里木河下游湿地面积时序变化及对生态输水的响应. 植物生态学报, 44, 616–627. DOI: 10.17521/cjpe.2019.0267Temporal areal changes of wetlands in the lower reaches of the Tarim River and their re-sponses to ecological water conveyanceYU Liang1,2, LI Jun-Li1,3*, BAO An-Ming1,3, BAI Jie1,3, HUANG Yue1,3, LIU Tie1,3, and SHEN Zhan-Feng41State Key Laboratory of Desert and Oasis Ecology, Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, Ürümqi 830011, China; 2University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3Key Laboratory of GIS & RS Application Xinjiang Uygur Autonomous Region, Ürümqi 830011, China; and 4Aerospace Information Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100094, ChinaAbstractAims Ecological water conveyance is of great importance for desert riparian wetland ecosystem. However, few studies have been focused on the quantitative evaluation of water conveyance to wetland restoration due to a lack of continous observation data. This paper analyzed the temporal wetland area changes between Yengisu and Alagan in the lower reach of Tarim River based on time series remote sensing data during 2000–2018, and evaluated the effects of ecological water conveyance on wetland restoration, so as to guide the ecological water conveyance and maintain the stability of the desert wetland ecosystem.Methods About 354 Landsat ETM+/TM/OLI, Sentinel 2 images during 2000–2018 were used to map the monthly wetland area changes in the lower reach of Tarim River, then their annual, seasonal and spaital areal changes were analyzed. The correlation between wetland area changes and ecological water conveyance, underground water levels were also evaluated based on Pearson correlation and cross-correlation methods. Important findings The wetland area has steadly increased in the last 19 years. The areal change rate was minor before 2011 while rapidly increased after 2011. The wetland expanded at a high rate during 2011–2013 and 2017–2018. Different ecological water volumes and water conveyance patterns (single channel or dual channel) can explain different areal changing rates at different stages. The correlation analysis between wetland area changes and ecological water volumes showed that the accumulative ecological water volume is the primary reason causing wetland expansion in recent years. In order to maintain a steady improvement of wetland ——————————————————收稿日期Received: 2019-10-15 接受日期Accepted: 2020-02-24基金项目: 国家重点研发项目(2017YFB0504204), 中国科学院创新交叉团队项目(JCTD-2019-20), 国家自然科学基金(41671034和41971375)和天山雪松人才计划(2018XS11)。
《生态环境》2007年第16卷总目次
第 １期
研 究 论 文
热带城市湖泊生态恢复 中水生植被 、浮游动物和鱼类的关系研究 ………… ………… ……陈光 荣，刘正文 ，钟 萍，等 （ ） １ 化学物添加控制湖泊 内源磷负荷的有效性研究 ……………… ………… ………… …………… 一 包先明，陈开宁，范成新 （ ８） 基于 ＲＳ和 Ｇ Ｓ的长沙城市 热岛效 应与 Ｔ Ｐ污染耦合 关系…… ………… …………… …． 进 ，曾光明 ，石 林 ，等 （ ２） Ｉ Ｓ 曹 １ 北京市秋季大气颗粒物的污染特征研究 ………… …………… ………… ………… ……… 袁杨森 ，刘大锰 ，车瑞俊 ，等 （ ８） １ Ｆ ２Ｅ Ａ液相对 ＮＯ的络合 作用 ……… ………… ……………… …………… ………… ． 乐凡 ，尹奇德 ，郭振华 ，等 （ ６） ｅ＋ ＤＴ ． 马 ２
不 同利 用方式下吴 江市耕地土壤环境质 量变化 …… …………… …………… ……………… 一 鹏程 ，徐 向 东，潘根 兴 （ ５ ） 侯 １ ２
栗钙土 不同土地利用方式下有机碳 和无机碳 剖面分布特征 ………… …………… ………杨黎芳 ，李贵桐 ，赵 小蓉 ，等 （ ５ ） １８ 土壤磷 素解 吸模 型及其特 征值 的作 物效 应 … ………… …………… …………… ……… ． ． 陈子聪 ，李 娟 ，章 明清 ，等 （１３） ６ 蔬 菜地 土壤 磷提取及模拟径流 中磷 素潜 在流失的影响 …………… …………… …………张 国林 ，钟继洪 ，蓝佩玲 ，等 （ ７ １０）
维普资讯
生态环境 ２ ０ ， ６６：Ｉ Ｘ ０ ７ １ （） ． ＶＩ
Ｅ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｅｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｃ ｌ ｇ ｎ ｖ ｒ ｎ ｎ
福建省平潭县某校2021学年-有答案-高二上学期第一次月考地理试题
福建省平潭县某校2021学年高二上学期第一次月考地理试题一、单选题)1. 下图为我国部分干湿地区及农业生产区示意图，图中400mm、800mm为等年降水量线，读图完成下列小题。
（1）半干旱区多是草原放牧区，湿润、半湿润区多是种植业区，这反映出地理环境影响着区域的（）A.生活条件B.生活特点C.经济发展水平D.开发利用发展方向（2）以下叙述可以反映我国地理环境差异的是（）①农业发展方向上东农西牧②传统运输方式上南船（船舶）北马（马车）③粮食生产种类上南稻北麦④糖料作物种植上南蔗（甘蔗）北菜（甜菜）A.①②③④B.②③④C.③④D.①②④2. 图为某地区等高线示意图，读图完成下面小题。
（1）图中所示区域主要的地形类型是（）A.平原B.丘陵C.高原D.山脉（2）图中所示地区的自然条件可重点发展的经济作物是（）A.天然橡胶B.棉花C.茶叶D.甜菜3. 叠图分析是科学选址最常用的方法。
结合下图，完成下列小题。
（1）叠图分析最常用的地理信息技术是（）A.GISB.GPSC.RSD.数字地球（2）选定的区域适合建设（）A.大型垃圾处理场B.水源保护区C.汽车加油站D.大型仓储式超市4. 地理信息技术的大众化应用已成为趋势，结合所学知识完成下列小题。
（1）台风是福建沿海地区的主要灾害，要对台风进行及时监测的最佳地理信息技术是（）A.遥感技术（RS）B.地理信息系统（GIS）C.全球定位系统（GPS）D.气象预报（2）福建省是全国重要的林区，如果将GIS新技术用来监测森林火灾，可以（）A.用来分析、判断引起森林火灾的原因B.用来预测森林火灾的发生地点和灭火所用的大致时间C.用来测量森林火灾所造成的后果，制定植树造林方案D.及时知道火灾地点、范围，预测分析火势蔓延的方向，尽快制定灭火方案5. 如图是我国西北地区土地荒漠化扩大的人为因素示意图，读图完成（1）～（3）题。
（1）内蒙古一些草原地区昔日“风吹草低见牛羊”的风光，如今变为“老鼠跑过露脊梁”的景象，深刻地反映了（）A.过度放牧，草场资源退化B.鼠害猖獗C.草场的季节变化D.草场载畜量可继续增加（2）导致西北荒漠化扩大的因素中比重最大的是（）A.过度樵采B.过度放牧C.过度开垦D.水资源利用不当（3）防治土地荒漠化的措施主要有（）①人口大量外迁，以减轻人口对土地的压力②合理分配利用水资源，发展节水农业③因地制宜开发利用太阳能、风能、水能和生物能④开发深层地水，扩大农田灌溉面积⑤调整土地利用结构，合理放牧，积极营造防护林网⑥扩大植被覆盖率，设置沙障，封育固沙，构筑防护体系A.①③⑤B.②④⑥C.③④⑤D.②③⑤⑥6. 土地荒漠化是指风沙侵蚀和水土流失的发展，最终导致土地生产力长期丧失，形成如同荒漠般的景观。
塔里木河下游植被覆盖度图谱分析
收稿日期:20230424基金项目:国家自然科学基金资助项目(62161048)㊂作者简介:鲁文蕊(1997),女,甘肃天水人,硕士研究生㊂通信作者:蒲 智(1975),男,甘肃天水人,副教授,博士㊂E -m a i l :869831699@q q.c o m ㊂第36卷第1期2024年 2月沈阳大学学报(自然科学版)J o u r n a l o f S h e n y a n g U n i v e r s i t y (N a t u r a l S c i e n c e )V o l .36,N o .1F e b.2024文章编号:2095-5456(2024)01-0028-06塔里木河下游植被覆盖度图谱分析鲁文蕊,蒲 智*,王亚波,许 翔(新疆农业大学计算机与信息工程学院,新疆乌鲁木齐 830052)摘 要:基于G E E (g o o g l e e a r t he n g i n e )平台结合像元二分模型估算了植被覆盖度,并以此构建了地学信息图谱体系㊂应用该体系对塔里木河下游进行植被覆盖度时空变化特征分析㊂得出以下结论:塔里木河下游植被覆盖结构以极低植被覆盖为主,占研究区总面积的80%以上;植被覆盖变化图谱中最明显的是极低植被覆盖与其他植被覆盖类型之间的转换,其次是低植被覆盖与其他植被覆盖类型之间的转换;植被覆盖涨落势图谱中涨势最大的分别是低植被覆盖和中植被覆盖,落势最大的是极低植被覆盖;植被覆盖变化模式图谱以稳定不变型为主,后期变化型占比大于前期变化型㊂整体来看,2000 2022年塔里木河下游生态环境逐渐改善,植被变化情况越来越好㊂关 键 词:植被覆盖度;地学信息图谱;时空变化;塔里木河下游;遥感中图分类号:P 967 文献标志码:AA t l a sA n a l y s i so f V e g e t a t i o n C o v e r a gei n L o w e r R e a c h e so f T a r i m R i v e rL U W e n r u i ,P UZ h i ,WA N GY a b o ,X UX i a n g(S c h o o l o f C o m p u t e r a n d I n f o r m a t i o nE n g i n e e r i n g ,X i n j i a n g A g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y ,U r u m qi 830052,C h i n a )A b s t r a c t :B a s e d o n t h eG E E (g o o g l e e a r t h e n g i n e )p l a t f o r mc o m b i n e dw i t h t h e p i x e l b i pa r t i t e m o d e l ,t h e v e g e t a t i o nc o v e r a g ew a s e s t i m a t e d ,a n dt h e g e o s c i e n c e i n f o r m a t i o n m a p s y s t e m w a sc o n s t r u c t e d .T h e s y s t e m w a s u s e d t o a n a l y z et h et e m p o r a la n d s pa t i a lv a r i a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f v e g e t a t i o n c o v e r a g e i n t h e l o w e r r e a c h e s o f t h eT a r i m R i v e r .T h e f o l l o w i n gc o n c l u s i o n sw e r ed r a w n :t h eve g e t a t i o nc o v e rs t r u c t u r e i nt h e l o w e rr e a c h e sof t h eT a r i m R i v e rw a s d o m i n a t e db y e x t r e m e l y l o wv eg e t a t i o nc o v e r ,a c c o u n t i n g fo rm o r e t h a n80%o f t h e t o t a l a r e a o f t h e s t u d y a r e a ;t h em o s t o b v i o u s c h a n g e i n t h e v e g e t a t i o n c o v e r p a t t e r nw a s t h e t r a n s i t i o nb e t w e e nv e r y l o wv e g e t a t i o n c o v e r a n do t h e r v e g e t a t i o nc o v e r t y pe s ,f o l l o w e d b y t h e t r a n s f o r m a t i o nb e t w e e nl o w v eg e t a t i o nc o v e ra n do th e rv e g e t a ti o nc o v e r t y p e s ;t h e l a r g e s t i n c r e a s e s i n t h e v e g e t a t i o n c o v e r f l u c t u a t i o ns p e c t r u m w e r e l o wv e ge t a t i o nc o v e r a n d m e d i u mv e g e t a t i o n c o v e r ,a n d t h e l a r g e s t d e c l i n ew a s v e r y l o wv e ge t a t i o n c o v e r ;t h e p a t t e r n of v eg e t a t i o n c o v e r ch a n g ew a sm ai n l y s t a b l e a n d i n v a r i a n t ,a n d t h e p r o p o r t i o n o f l a t e c h a n ge t y p ew a s g r e a t e r t h a n t h a t of p r e v i o u s c h a ng e t y pe .O n t h ew h o l e ,f r o m2000t o2022,t h e e c o l og i c a l e n v i r o n m e n t o f th e l o w e r r e a c h e s o f t h eT a ri m R i v e r g r a d u a l l y i m pr o v e d ,a n d t h e v e g e t a t i o n c h a n geb e c a m eb e t t e r a n db e t t e r .K e y w o r d s :v e g e t a t i o nc o v e r a g e ;g e o s c i e n c ei n f o r m a t i o n m a p ;s p a t i a l -t e m p o r a lv a r i a t i o n ;l o w e r r e a c h e s o fT a r i m R i v e r ;r e m o t e s e n s i n g植被变化是生态系统不可或缺的一部分,是生物多样性㊁水文循环㊁土壤质量和气候变化等方面的重要指标,在维护生态平衡的过程中扮演着重要角色[1]㊂因此,监测和评估植被变化情况,并采取相应的保护和管理措施,对于维护生态平衡和实现可持续发展目标具有至关重要的意义[2]㊂地学信息图谱作为一种基于G I S (g e o g r o p h i c i n f o r m a t i o n s ys t e m )和信息可视化技术的工具,融合了空间和非空间属性数据[3]㊂植被覆盖度(f r a c t i o n a l v e ge t a t i o n c o v e r ,F V C )是指植被在地面的垂直投影面积占统计总面积的百分比,能够很好地反映出植被的生长状况[45]㊂近年来,越来越多的学者对全球各地的植被变化展开了广泛而深入的研究,为生态环境的改善提供了丰富的科学方法和可靠的数据支持㊂例如,钟静等[6]通过2000 2020年的N D V I (n o r m a l i z e d d i f f e r n c e v e ge t a t i o n i n d e x )数据,采用像元二分模型计算了湖北省西部山体地区的植被覆盖度,并采用斜率模型等方法对该区植被覆盖度的时空变化规律进行分析㊂目前,地学信息图谱法多被用于土地利用领域,该方法在植被变化方面的应用研究相对较少㊂塔里木河流经中国西北部,是丝绸之路经济带上的一个重要节点[7]㊂作为中国连接西亚和东亚的重要门户,该地区的生态环境尤为重要㊂其下游地区的生态系统丰富多彩,对维护当地气候稳定和环境保护起着至关重要的作用㊂本研究采用塔里木河下游2000㊁2011和2022年的3期遥感数据,采用像元二分模型法估算植被覆盖度并以此构建地学信息图谱,通过变化图谱㊁涨落势图谱和变化模式图谱分析研究期内塔里木河下游植被覆盖时空特征变化,为促进塔里木河下游生态环境可持续发展提供科学依据㊂1 材料与方法1.1 研究区概况研究区位于塔里木河下游,覆盖英巴扎水库至台特玛湖,总长约430k m ㊂该区域地理位置为东经86ʎ00ᶄ至89ʎ30ᶄ,北纬39ʎ00ᶄ至41ʎ30ᶄ,属于典型的暖温带干旱的大陆性气候,常年气候干燥且降水稀少,日照时间长㊂为解决大西海子水库建成所造成主河道断流的问题[8],国家对下游实施了生态输水工程㊂截至2021年,已向塔里木河下游输水22次,累计下泄生态水8.79ˑ109m 3[9]㊂1.2 数据来源及预处理本研究基于G E E (g o o g l e e a r t h e n g i n e )平台获取2000㊁2011和2022年L a n d s a t 系列影像和年最大化N D V I 数据,空间分辨率为30m ㊂结合像元二分模型法估算植被覆盖度,得到塔里木河下游3期植被覆盖变化数据㊂将植被覆盖度变化数据按照以0.25㊁0.35㊁0.45㊁0.70㊁0.85为节点划分为极低植被覆盖㊁低植被覆盖㊁中低植被覆盖㊁中植被覆盖㊁中高植被覆盖和高植被覆盖6类㊂并赋数值编码为1㊁2㊁3㊁4㊁5㊁6,建立塔里木河下游植被覆盖变化数据集㊂1.3 研究方法1.3.1 估算植被覆盖度植被覆盖度是描述植被变化的重要参数之一,而像元二分模型则是目前最广泛使用的估算植被覆盖度的模型[10]㊂公式为I f v c =I N D V -I N D V ,s o i lI N D V ,v e g -I N D V ,s o i l ㊂(1)式中:I f v c 为植被覆盖度;I N D V 为像元的N D V I 值;I N D V ,s o i l 为完全无植被覆盖区域的N D V I 值;I N D V ,v e g 为完全被植被覆盖区域的像元N D V I 值㊂1.3.2 图谱单元的确定地学信息图谱是综合物体空间形态特征和时空序列变化规律的一种显示方式[11]㊂本次选取30mˑ30m 的空间分辨率作为图谱的空间单元,选择2000 2011年和2011 2022年这两个时段作为图谱的时间单元㊂1.3.3 植被覆盖变化图谱利用A r c G I S 10.8软件将相邻两期植被数据通过类型编码结合地图代数运算构建植被覆盖变化图谱[12]㊂公式为C =10A +B ㊂(2)式中:C 表征该时段植被变化的图谱单元编码;A 表征该时段起始年份植被类型的编码;B 表征该时段92第1期 鲁文蕊等:塔里木河下游植被覆盖度图谱分析结束年份植被类型的编码㊂植被变化比率表示发生变化的植被类型占研究区所有发生变化的植被类型的比例[1314]㊂公式为P=S i jðn i=1ðn j=1S i jˑ100%,iʂj㊂(3)式中:P表征研究时段植被变化比率;S i j表征前期第i类植被类型转变为后期第j类植被类型的图谱单元的面积;n为植被类型的个数㊂空间分离度表示变化的离散程度,可以进一步地描述植被变化特征[15]㊂公式为D a b=L a bðn a=1ðn b=1P a b2P a bðn a=1ðn b=1P a b㊂(4)式中:D a b表示植被变化的空间分离度,值越大说明植被变化在空间上的离散程度越大;P a b表示植被类型变化的图谱单元数;L a b表示植被变化的面积;a表示起始年份的植被类型单元属性值;b表示结束年份的植被类型单元属性值;n表示类别数㊂1.3.4植被覆盖涨落势图谱植被覆盖转型包括转入和转出两个动态过程[16]㊂转入为其他植被类型转为该植被类型,即涨势;转出则为该植被类型转化为其他植被类型,即落势㊂通过统计转入转出情况,构建土地植被覆盖涨落势图谱,分析塔里木河下游2000 2011年㊁2011 2022年2个时段的涨落势情况㊂1.3.5植被覆盖变化模式图谱将3期植被覆盖数据通过叠加计算得到植被覆盖变化模式图谱,图谱变化模式分为5种类型:稳定不变型,2000 2022年期间植被类型一直保持不变;反复变化型,2000年与2022年的植被类型相同,中间发生植被类型变化;全期变化型,植被类型一直发生变化,未出现连续相同的植被类型转移;前期变化型,仅在第一个时段发生植被变化;后期变化型[1718],仅在后一个时段发生植被变化㊂2结果与分析2.1植被覆盖结构2000 2022年塔里木河下游植被覆盖类型结构如图1(见封3)及表1所示㊂研究区因地理位置及气候等原因,植被主要为极低植被覆盖类型,占比在80%以上㊂随着塔里木河生态输水工程的实施,极低植被覆盖逐年减少,其他植被覆盖类型整体呈现增长趋势㊂表1植被覆盖类型占比统计T a b l e1S t a t i s t i c s o n t h e p r o p o r t i o no f v e g e t a t i o n c o v e r t y p e s植被覆盖类型2000年面积/k m2占比/%2011年面积/k m2占比/%2022年面积/k m2占比/%极低植被覆盖12270.9290.4412043.1488.7611389.7383.94低植被覆盖346.682.56318.752.35513.793.79中低植被覆盖173.391.28193.031.42309.022.28中植被覆盖224.111.65257.041.89452.723.34中高植被覆盖72.370.5391.840.68159.401.17高植被覆盖481.013.54664.694.90743.825.482.2植被覆盖变化分析由2000年㊁2011和2022年植被覆盖数据相交得到两个时段植被变化图谱,除去始末类型相同,即未发生变化的6类后,选取发生改变的图谱单元30类,其中主要变化数据如表2所示㊂2000 2011年植被变化最为明显的是 极低植被覆盖低植被覆盖 类型,变化比率为14.34%,面积为158.24k m2;其次是 低植被覆盖极低植被覆盖 类型,变化比率为13.48%,面积为148.74 03沈阳大学学报(自然科学版)第36卷k m 2;第三是 极低植被覆盖高植被覆盖 类型,变化比率为9.84%,面积为108.58k m 2㊂通过表2可发现该时序中最为明显的是极低植被覆盖与其他植被覆盖类型之间的转换,其次是低植被覆盖和中植被覆盖与其他植被覆盖类型之间的转换㊂该时段整体上植被变化情况逐渐变好且变化聚集㊂表2 植被覆盖变化T a b l e2 V e g e t a t i o n c o v e r c h a n ge 编码变 化 过 程2000 2011年面积k m2变化比率%空间分离度2011 2022年面积k m 2变化比率%空间分离度12极低植被覆盖低植被覆盖158.2414.340.04372.7724.600.0321低植被覆盖极低植被覆盖148.7413.480.0458.803.880.0816极低植被覆盖高植被覆盖108.589.840.0572.684.800.0713极低植被覆盖中低植被覆盖68.656.220.06148.329.790.0514极低植被覆盖中植被覆盖68.386.200.06145.169.580.0546中植被覆盖高植被覆盖55.315.010.0752.183.440.0832中低植被覆盖低植被覆盖45.024.080.0728.041.850.1123低植被覆盖中低植被覆盖41.793.790.0872.554.790.0743中植被覆盖中低植被覆盖40.053.630.0830.762.030.1124低植被覆盖中植被覆盖35.363.200.0870.714.670.0734中低植被覆盖中植被覆盖33.032.990.0969.434.580.0731中低植被覆盖极低植被覆盖30.262.740.0920.041.320.1356中高植被覆盖高植被覆盖29.092.640.0932.442.140.10注:表中仅显示主要变化㊂2011 2022年植被发生变化相比2000 2011年更为明显㊂变化较为明显的是极低植被覆盖与其他植被覆盖类型之间的转换㊂首先是 极低植被覆盖低植被覆盖 类型的变化,变化比率为24.60%,面积为372.77k m 2;其次是 极低植被覆盖中低植被覆盖 类型的变化,变化比率为9.79%,面积为148.32k m 2;第三为 极低植被覆盖中植被覆盖 ,变化比率为9.58%,面积为145.16k m 2㊂通过表2可看出,该时序植被覆盖变化整体呈增长趋势且变化聚集㊂以上时段主要变化原因是国家对塔里木河下游的不断治理㊂自2000年5月开启塔里木河下游生态输水工程以来,研究区域的植被变化显著㊂目前塔里木河下游生态环境得到改善,重现 绿色走廊㊂2.3 植被覆盖涨落势分析2.3.1 2000 2022年植被覆盖涨势由表3可知,2000 2011年高植被覆盖呈现最大涨势,转入面积为246.63k m 2;其次低植被覆盖,转入面积为233.88k m 2;第三是极低植被覆盖,转入面积为197.90k m 2㊂2011 2022年低植被覆盖呈最大涨势,转入面积为427.69k m 2;第二是中植被覆盖,转入面积为354.29k m 2;第三是中低植被覆盖,转入面积为268.31k m 2㊂综上所述,2011 2022年植被类型转入级别高于2000 2011年,并且能够明显看出塔里木河下游植被转入情况趋势向好㊂2.3.2 2000 2022年植被覆盖落势通过表3可知,2000 2011年期间塔里木河下游按照转出面积排序为极低植被覆盖㊁低植被覆盖㊁中植被覆盖㊁中低植被覆盖㊁高植被覆盖和中高植被覆盖㊂其中极低植被覆盖呈现最大落势,转出面积为425.69k m 2;其次是低植被覆盖,转出面积为261.81k m 2;第三是中植被覆盖,转出面积为152.07k m 2㊂2011 2022年期间塔里木河下游各植被覆盖类型的转出面积相对于上一阶段有所增加,主要萎缩类型为极低植被覆盖㊁低植被覆盖㊁中植被覆盖㊁中低植被覆盖㊂排名第一的仍是极低植被覆盖,转出面积为781.15k m 2;第二是低植被覆盖,转出面积为232.65k m 2;第三是中植被覆盖,转出面积为158.61k m 2㊂综上所述,可以看出塔里木河下游植被覆盖类型不断从较低等级转出,转入到较高等级㊂13第1期 鲁文蕊等:塔里木河下游植被覆盖度图谱分析表3植被覆盖涨落势T a b l e3V e g e t a t i o n c o v e r f l u c t u a t i o n单位:k m2时段变化极低植被覆盖低植被覆盖中低植被覆盖中植被覆盖中高植被覆盖高植被覆盖2000 2011年2011 2022年涨197.90233.88159.57185.0080.64246.63落425.69261.81139.94152.0761.1862.95涨127.74427.69268.31354.29142.18194.90落781.15232.65152.32158.6174.62115.772.4植被覆盖变化模式分析由图2(见封3)和表4可知,2000 2022年植被覆盖变化模式图谱以稳定不变型为主,变化面积11592k m2,变化比率为85.43%,最大图谱单元类型为 极低植被覆盖 ,面积为11151.42k m2,变化比率为96.20%;其次是后期变化型,变化面积872.86k m2,变化比率为6.43%,最大图谱单元为 极低植被覆盖极低植被覆盖低植被覆盖 ,面积为324.66k m2,变化比率为37.19%;第三为全期变化型,变化面积473.08k m2,变化比率为3.49%,最大图谱单元类型为 极低植被覆盖低植被覆盖中植被覆盖 ,面积为37.97k m2,变化比率为8.03%㊂表4植被覆盖变化模式T a b l e4V e g e t a t i o n c o v e r c h a n g e p a t t e r n s模式图谱类型面积/k m2占比/%最大图谱单元类型面积/k m2占比/%反复变化型169.171.25低植被覆盖极低植被覆盖低植被覆盖37.9622.44后期变化型872.866.43极低植被覆盖极低植被覆盖低植被覆盖324.6637.19前期变化型461.363.40极低植被覆盖高植被覆盖高植被覆盖84.1018.23全期变化型473.083.49极低植被覆盖低植被覆盖中植被覆盖37.978.03稳定不变型11592.0085.43极低植被覆盖极低植被覆盖极低植被覆盖11151.4296.20综上所述,2000 2022年植被覆盖变化模式图谱以稳定不变型为主,后期变化型占比大于前期变化型㊂由此可以看出塔里木河下游植被逐年变好㊂3结论与讨论本研究基于3期植被覆盖数据,对塔里木河下游植被覆盖进行时空变化特征分析,得出以下结论: 1)塔里木河下游植被覆盖结构以极低植被覆盖为主,占研究区总面积的80%以上㊂2000 2022年,塔里木河下游植被覆盖变化主要是以极低植被覆盖的减少为主,这与塔里木河下游生态输水工程紧密联系㊂2)该时序中最明显的变化是从极低植被覆盖向其他植被覆盖类型的转变,其次是从低植被覆盖向其他植被覆盖类型的转变㊂整个时段植被变化情况呈现出逐渐变好的趋势且变化聚集㊂3)总体上低覆盖度和中覆盖度的涨势最大,极低覆盖度的落势最大㊂2011 2022年期间,植被类型向更高级别转化的比例高于2000 2011年期间,且植被覆盖度从低等级不断向高等级转移㊂这表明塔里木河下游的植被状况正持续向好发展㊂根据植被覆盖变化模式图谱可以看出,稳定不变型的面积占比为主,后期变化型占比略高于前期变化型㊂这表明随着塔里木河下游生态输水工程的不断实施,植被覆盖度在逐年稳步提高㊂参考文献:[1]张茜,苏宝玲,李娟,等.沈阳典型地带性植被油松栎林群落植物多样性分析[J].沈阳大学学报(自然科学版),2015,27(1):16.Z HA N GQ,S UBL,L I J,e t a l.S p e c i e s d i v e r s i t y a n a l y s i s o f t y p i c a l z o n a l v e g e t a t i o n i n P i n u s t a b u l a e f o r m i s a n d Q u e r c u sm o n g o l i c a m i x e d f o r e s t s o f S h e n y a n g[J].J o u r n a l o f S h e n y a n g U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e),2015,27(1):16.[2]刘天弋,孙慧兰,卢宝宝,等.1998 2018年新疆伊犁河谷植被覆盖度时空变化及驱动力[J].东北林业大学学报,2023,51(4):6874.L I U T Y,S U N H L,L U BB,e t a l.S p a t i a l-t e m p o r a l v a r i a t i o na n dd r i v i n g f o r c ea n a l y s i so f v e g e t a t i o nc o v e r a g e i nt h e I 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e t a t i o n c o v e r a g e c h a n g e a n d i t s r e s p o n s e t oe c o l o g i c a l p r o t e c t i o n p r o je c t i nF e n h eR i v e r B a s i n [J ].J o u r n a l o fD e s e r tR e s e a r c h ,2023,43(3):8695.[6]钟静,皇永波,郭明强.近20年鄂西地区植被覆盖度时空变化特征分析[J ].地理空间信息,2023,21(2):5055.Z HO N GJ ,HU A N G Y B ,G U O M Q.S p a t i o -t e m p o r a l c h a n g ec h a r a c t e r i s t i c sa n a l y s i so fv e g e t a t i o nc o v e r a g e i n w e s t e r n H u b e i P r o v i n c e i n r e c e n t 20y e a r s [J ].G e o s pa t i a l I n f o r m a t i o n ,2023,21(2):5055.[7]魏光辉,周海鹰,徐继红.塔里木河流域生态廊道治理与修复对策[J ].中国水利,2023(6):1923.W E IG H ,Z H O U H Y ,X UJH.M a n a g e m e n t a n dm e a s u r e s f o r r e s t o r a t i o no f e c o l o g i c a l c o r r i d o r i nt h eT a r i m R i v e rB a s i n [J ].C h i n aW a t e rR e s o u r c e s ,2023(6):1923.[8]薛联青,杨明杰,廖淑敏.间歇性输水条件下塔里木河下游地下水时空变化模拟[J ].水资源保护,2023,39(2):2530.X U ELQ ,Y A N G MJ ,L I A O S M.S i m u l a t i o no f s p a t i o t e 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a n du s e c h a n g e i n t h e g o l d e n f o u r c o r n e r s a r e a o f C h i n a ,M ya n m a r ,T h a i l a n d a n dL a o sb a s e do n g e oi n f o r m a t i o na t l a s [J ].J o u r n a lo f Y u n n a n A g r ic u l t u r a l U n i v e r s i t y (N a t u r a lS c i e n c e ),2023,38(2):333342.[17]潘政,郭伟玲,蒋婷婷.基于地学信息图谱的安徽省土地利用时空变化分析[J ].安徽农学通报,2022,28(8):144147.P A NZ ,G U O W L ,J I A N G T T.A n a l y s i so f t e m p o r a l a n ds p a t i a l c h a n geo f l a n du s e i n A n h u iP r o v i n c eb a s e do n g e o s c i e n c e i n f o r m a t i o na t l a s [J ].A n h u iA gr i c u l t u r a l S c i e n c eB u l l e t i n ,2022,28(8):144147.[18]张鸿龄,王斅誉,唐雪寒.辽河保护区河岸带植被类型对土壤性质的影响[J ].沈阳大学学报(自然科学版),2023,35(1):1625.Z HA N G H L ,WA N G XY ,T A N GX H.E f f e c t s o f v e g e t a t i o n t y p e s o n s o i l p h y s i c o c h e m i c a l p r o pe r t i e s i nL i a o h eR i v e r p r o t e c t e d a r e a [J ].J o u r n a l of S h e n y a ng U n i v e r s i t y (N a t u r a l S c i e n c e ),2023,35(1):1625.ʌ责任编辑:肖景魁ɔ33第1期 鲁文蕊等:塔里木河下游植被覆盖度图谱分析第36卷第1期2024年2月沈阳大学学报(自然科学版)J o u r n a l o f S h e n y a n g U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e)V o l.36,N o.1F e b.2024文章编号:2095-5456(2024)01-0034-07基于改进O R B算法的遥感图像匹配田丹a,陈钰坤b(沈阳大学a.智能科学与工程学院,b.信息工程学院,辽宁沈阳110044)摘要:针对遥感图像匹配中存在的误匹配率高㊁匹配速度慢等问题,结合相似图像局部结构一致的思想,提出一种将O R B特征提取算子与B R I S K特征描述算子相结合的遥感图像匹配算法㊂首先使用O R B算法的特征点提取算子对特征点进行检测,再使用B R I S K算法的特征点描述算子对检测到的特征点建立特征描述符,然后基于汉明距离使用暴力匹配完成特征点匹配,最后使用L P M算法剔除错误匹配点㊂实验结果表明:本文算法提取的特征点数量㊁匹配精确度和运行速度都满足遥感图像匹配的要求;相较于O R B㊁B R I S K 算法,做到了速度和精度的较好平衡,展现出了良好的匹配性能㊂关键词:遥感图像;图像匹配;O R B算法;B R I S K算法;L P M算法中图分类号:T P751文献标志码:AR e m o t e S e n s i n g I m a g e M a t c h i n g B a s e d o n I m p r o v e d O R B A l g o r i t h mT I A N D a n a,C H E NY u k u n b(a.S c h o o l o f I n t e l l i g e n t S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g,b.S c h o o l o f I n f o r m a t i o n E n g i n e e r i n g,S h e n y a n gU n i v e r s i t y,S h e n y a n g110044,C h i n a)A b s t r a c t:A i m i n g a t t h e p r o b l e m so fh i g hf a l s e m a t c h i n g r a t ea n ds l o w m a t c h i n g s p e e d i n r e m o t es e n s i n g i m a g e m a t c h i n g,c o m b i n e d w i t ht h ei d e ao fc o n s i s t e n tl o c a ls t r u c t u r eo f s i m i l a ri m a g e s,a r e m o t e s e n s i n g i m a g e m a t c h i n g a l g o r i t h m c o m b i n i n g O RB f e a t u r e e x t r a c t i o no p e r a t o r a n dB R I S Kf e a t u r e d e s c r i p t i o no p e r a t o rw a s p r o p o s e d.F i r s t,t h e f e a t u r e p o i n te x t r a c t i o n o p e r a t o ro ft h e O R B a l g o r i t h m w a su s e dt o d e t e c tt h ef e a t u r e p o i n t s; s e c o n d,t h e f e a t u r e p o i n t d e s c r i p t i o no p e r a t o r o f t h eB R I S Ka l g o r i t h m w a s u s e d t o e s t a b l i s h f e a t u r e d e s c r i p t o r s f o r t h e d e t e c t e d f e a t u r e p o i n t s;t h e n,b r u t e f o r c em a t c h i n g b a s e do n t h e H a mm i n g d i s t a n c e w a su s e dt oc o m p l e t et h ef e a t u r e p o i n t m a t c h i n g;f i n a l l y,t h e L P M a l g o r i t h m w a s u s e dt o e l i m i n a t et h e w r o n g m a t c h i n g p o i n t s.T h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t s s h o w e d t h a t t h e n u m b e r o f f e a t u r e p o i n t s,m a t c h i n g a c c u r a c y a n d r u n n i n g s p e e d e x t r a c t e d b y t h e p r o p o s e d a l g o r i t h m a l l m e tt h e r e q u i r e m e n t s o fr e m o t e s e n s i n g i m a g e m a t c h i n g;c o m p a r e dw i t h t h eO R Ba n dB R I S Ka l g o r i t h m s,i t a c h i e v e dab e t t e rb a l a n c eb e t w e e ns p e ed a n d a c c u r a c y,s h o w i n g a g o o dm a t c h i n gpe rf o r m a n c e.K e y w o r d s:r e m o t es e n s i n g i m a g e;i m a g e m a t c h i n g;O R B a l g o r i t h m;B R I S K a l g o r i t h m; L P Ma l g o r i t h m遥感图像一般分为航空图像和卫星图像[1]2种,常由不同成像器材在不同时间㊁不同天气㊁不同视角下拍摄获得,广泛应用于土地资源监测㊁抢险救灾㊁目标定位等领域㊂近些年,随着无人机技术的快速发展,应用灵活㊁成本低廉的无人机在遥感图像的获取中备受青睐,而基于无人机航拍图像与卫星图像的图像匹配也逐渐成为研究热点之一㊂收稿日期:20221204基金项目:辽宁省自然科学基金计划资助项目(2023-M S-322)㊂作者简介:田丹(1980),女,辽宁沈阳人,教授;博士后研究人员㊂图像匹配是指从2个或多个图像中识别出相同或相似的内容㊁并将具有几何意义的关系相互对应的过程㊂根据特征性质和匹配策略的不同,可将图像匹配分为基于区域的匹配方法和基于特征的匹配方法[2],其中,基于特征的匹配方法能更好地应对几何变形失真的问题[3],从而降低光照变化和背景变化等引起的误匹配,在遥感图像匹配中更受研究者青睐㊂基于特征的图像匹配算法主要有S I F T [46]㊁S U R F [79]㊁B R I S K [1011]㊁O R B [1214]等㊂S I F T 算法对图像受到的旋转㊁尺度㊁光照㊁噪声和几何变换等不利影响都有较强的鲁棒性,但其每个特征点都要建立128维的特征描述符,因而降低了匹配实时性;S U R F 算法是对S I F T 算法的优化,引入积分图思想来减少计算量并降低了生成特征描述符的维度,保证特征提取质量的同时提高了算法运行速度;O R B 算法和B R I S K 算法均使用二进制描述子进行特征点描述,大大提高了计算速度,但O R B 算法运行速度比B R I S K 算法更快㊂O R B 算法在进行特征描述时使用随机采样,而B R I S K 算法则是在领域内进行均匀采样,因此B R I S K 算法有机会获得更高质量的匹配关系㊂为了提高特征匹配的精度,往往会对匹配关系进行误匹配剔除,主要的误匹配剔除算法有R A N S A C 和GM S 等[15]㊂R A N S A C 算法是最常用的误匹配剔除方法,但对于样本中的外点比例和迭代次数较敏感,外点比例过高或迭代次数过多都容易导致局部最优模型计算时间呈指数增长,迭代次数过少则无法有效剔除误匹配点㊂GM S 算法是将运动平滑约束结合到一个统计框架中,以剔除错误的匹配,在计算实时性上有较大优势㊂M a 等[16]提出的L P M 算法根据局部结构的一致性来建模,区分描述符集合中的内点和外点,以实现误匹配点的剔除㊂L P M 算法不需要对2幅图像之间的变换进行任何预先估计,且时间复杂度和空间复杂度均为线性,能在几毫秒内完成上千个匹配对中的误匹配剔除㊂虽然S I F T 和S U R F 算法在匹配时表现出更佳的鲁棒性,但算法复杂㊁计算速度慢,难以满足无人机航拍图像与卫星图像之间对实时性要求较高的匹配任务㊂针对这个问题,提出一种改进O R B (O R B -B R I S K )结合L P M 误匹配剔除算法的遥感图像匹配方法,满足了精度和计算效率的需求㊂1 O R B 算法O R B 算法中的o F A S T 特征点检测算子和r B R I E F 特征描述算子是在F A S T 特征检测器和B R I E F 特征描述算子的基础上改良而来的㊂O R B 算法在特征提取速度方面具有极大的优势,是S I F T的100倍左右,是S U R F 的10倍左右[17]㊂1)特征点检测㊂o F A S T 特征点检测器根据被检测点与周围邻域内的所有像素点的灰度值之差来判断其是否为特征点,当差值达到设定的阈值时,则认为该被检测点是一个特征点㊂即以图像中一被检测点P 为中心,将半径为3像素的圆上的16个像素点与之比较㊂假设这16个像素点中有连续的N 个像素点(N 通常取9,即F A S T -9;其他常用值有11㊁12[18])满足灰度差异阈值的要求,则认为该被检测点是一个特征点,判定函数为:f de t =1,I o -I P>t;0,e l s e{㊂式中:o 表示圆上任一像素点;I o 表示它的灰度值;I P 表示被检测点的灰度值;t 表示阈值㊂通过灰度质心法,给检测到的特征点赋予方向信息㊂该方法通过特征点的灰度与质心之间的偏移来确定方向,定义邻域矩为m p q =ðx ,yx p y q I (x ,y ),p ,q ={0,1}㊂式中:x 和y 为像素坐标;I (x ,y )表示此像素坐标的灰度值;p 和q 控制质心在横向和纵向上的偏移程度㊂此时,特征点邻域的质心坐标为C =(C x ,C y )=m 10m 00,m 01m æèçöø÷00㊂特征点与质心的夹角便为F A S T 特征点的方向θ,θ=a r c t a n (m 01,m 10)㊂ O R B 算法为获得尺度不变性,通过构建图像金字塔并检测金字塔中每一层的角点来实现㊂2)特征描述㊂r B R I E F 描述子是一种二进制描述子,具有简单㊁快速的特点㊂定义M ˑM 大小的图像邻域췍p的准则τ为:53第1期 田 丹等:基于改进O R B 算法的遥感图像匹配τ(췍p ;A ,B )=1,췍p(A )<췍p (B );0,췍p(A )ȡ췍p (B {)㊂式中:邻域췍p 要进行图像平滑;(A ,B )为旋转后的随机点对;췍p(A )为췍p 在A =(u ,v )处的灰度值;u 和v 为像素坐标㊂可以得到n 维二进制比特串f n (췍p)=ð1ɤi ɤn2i -1τ(췍p ;A i ,B i )㊂(1)在特征点上选取n 对特征,得到2ˑn 的矩阵S ,S =A 1A 2A nB 1B 2B éëêêùûúún㊂再对矩阵S 进行旋转变换,变换矩阵采用特征点方向θ的旋转矩阵R θ,R θ=c o s θs i n θ-s i n θs i n éëêêùûúúθ㊂ 用变换矩阵R θ对矩阵S 进行旋转,即可得到新的描述矩阵S θ,S θ=R θS =c o s θs i n θ-s i n θs i n éëêêùûúúθA 1A 2 A nB 1B 2B éëêêùûúún ㊂(2) 结合式(1)和式(2)可以得到变换后的B R I E F 描述符g n (췍p ,θ)=f n (췍p )|(A i ,B i )ɪS θ㊂式中,n 的取值通常为128㊁256㊁512㊂2 匹配方法O R B 算法进行特征描述时,基于生成的窗口在特征点处随机采样n 对点㊂而B R I S K 算法则是以特征点为圆心,在邻域大小内进行等间距均匀采样㊂虽然O R B 算法匹配速度比B R I S K 算法快,但在内容相似㊁来源不同的遥感图像匹配中,B R I S K 算法因其均匀采样的特征描述方法表现出更高的准确性㊂本文沿用O R B 算法的特征检测算子,但用B R I S K 描述算子替代O R B 描述算子,得到一种更高效的匹配算法O R B -B R I S K ㊂2.1 O R B -B R I S K 特征提取1)特征点检测㊂为了实现尺度不变性和旋转不变性,首先使用O R B 算法中的o F A S T 特征点检测算子进行图像金字塔的构建,对金字塔的每一层进行特征点检测,以得到尺度特征;然后使用灰度质心法来计算特征点灰度和质心之间的偏移,给检测到的特征点赋予方向信息㊂2)特征描述㊂B R I S K 特征描述符使用512b i t 的二进制字符串表示,以特征点为圆心,构建4个不同半径的离散化同心圆,每个同心圆上等间距采样多个点,采样点个数由内到外分别为10㊁14㊁15和20㊂再使用高斯平滑滤波处理采样点并计算相应梯度,根据所有采样点构成的集合计算出特征点的特征模式方向并旋转,最后对旋转后的所有特征点进行灰度值比较,从而得到特征描述符㊂2.2 特征匹配暴力匹配能够有效处理数据敏感性并获得更多潜在的真实匹配[19],同时使用交叉检查的方法来保留双向最佳匹配结果,能够避免一对多的情况㊂本文使用带交叉检查的暴力匹配来进行无人机航拍图像和卫星图像之间的图像匹配,并以汉明距离计算模板图像和待匹配图像的特征点描述符集合之间的相似度,以获得初始匹配点集㊂2.3 误匹配剔除在初始匹配点集中仍会存在较多的误匹配点,本文使用局部保持匹配(L P M )来剔除掉误匹配点㊂L P M 根据局部结构的一致性来建模,首先通过考虑2个特征集之间的所有可能匹配并过滤掉特征描述符中足够不同的匹配,来构造一组假定匹配㊂然后使用几何约束来去除假定集中包含的错误匹配,从而进一步过滤掉特征点之间具有不同空间邻域结构的那些匹配[20],从而获得准确的匹配关系㊂本文算法流程如图1所示㊂63沈阳大学学报(自然科学版) 第36卷。
塔里木河流域水资源生态承载力动态评价与预测
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｅｎｍｉｎｚｈｕｊｉａｎｇ．ｃｎＤＯＩ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１ ９２３５ ２０２４ ０３ ００９第４５卷第３期人民珠江 ２０２４年３月 ＰＥＡＲＬＲＩＶＥＲ基金项目：新疆维吾尔自治区重点研发专项（２０２２Ｂ０３０２４－４）；国家自然科学基金面上项目（５２２７９０２６）收稿日期：２０２３－１０－１５作者简介：朱雪颖（２０００—），女，硕士研究生，主要从事水文水资源研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｕｘｕｅｙｉｎｇ９＠１６３．ｃｏｍ通信作者：黄生志（１９８８—），男，博士，教授，主要从事气象变化与风险调控研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｕａｎｇｓｈｅｎｇｚｈｉ７７８８＠１２６．ｃｏｍ朱雪颖，黄生志，黄强，等．塔里木河流域水资源生态承载力动态评价与预测［Ｊ］．人民珠江，２０２４，４５（３）：７９－８８．塔里木河流域水资源生态承载力动态评价与预测朱雪颖，黄生志 ，黄 强，郑旭东，张绍庆，高月娇（西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室，陕西 西安 ７１００４８）摘要：采用水资源生态足迹模型，评估了塔里木河流域（简称为塔河流域）２００５—２０２０年人均水资源生态足迹、生态承载力、生态盈亏以及生态承载状况的演变过程，并运用灰色预测模型对２０２１—２０３０年的生态盈余／赤字进行预测。
结果表明：２００５—２０２０年塔河流域水资源整体上处于生态赤字状态；多数区域水资源生态压力指数大于１．０，生态状况超载严重，万元ＧＤＰ水资源生态足迹持续下降，而水资源负载指数均呈上升趋势；未来塔河流域水资源赤字状态呈现逐年下降趋势。
研究成果能够有效服务于塔河流域生态环境保护和水资源规划与管理。
关键词：生态足迹；生态承载力；生态赤字；灰色预测模型；塔里木河流域中图分类号：ＴＶ２１３．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１ ９２３５（２０２４）０３ ００７９ １０ＤｙｎａｍｉｃＥｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＣａｒｒｙｉｎｇＣａｐａｃｉｔｙｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎＴａｒｉｍＲｉｖｅｒＢａｓｉｎＺＨＵＸｕｅｙｉｎｇ牞ＨＵＡＮＧＳｈｅｎｇｚｈｉ牞ＨＵＡＮＧＱｉａｎｇ牞ＺＨＥＮＧＸｕｄｏｎｇ牞ＺＨＡＮＧＳｈａｏｑｉｎｇ牞ＧＡＯＹｕｅｊｉａｏ牗ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｃｏ ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｉｎＮｏｒｔｈｗｅｓｔＡｒｉｄＲｅｇｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ牞Ｘｉ ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ牞Ｘｉ ａｎ７１００４８牞Ｃｈｉｎａ牘Ａｂｓｔｒａｃｔ牶Ａｎｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｆｏｏｔｐｒｉｎｔｍｏｄｅｌｏｆｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｓｕｓｅｄｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｔｈｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｐｅｒｃａｐｉｔａｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｆｏｏｔｐｒｉｎｔｏｆｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓ牞ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ牞ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｆｉｔａｎｄｌｏｓｓ牞ａｎｄｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｃａｒｒｙｉｎｇｓｔａｔｕｓｆｒｏｍ２００５ｔｏ２０２０ｉｎｔｈｅＴａｒｉｍＲｉｖｅｒＢａｓｉｎ牞ａｎｄａｇｒａｙｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓｕｓｅｄｔｏｆｏｒｅｃａｓｔｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｕｒｐｌｕｓ／ｄｅｆｉｃｉｔｆｒｏｍ２０２１ｔｏ２０３０．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｔｈｅＴａｒｉｍＲｉｖｅｒＢａｓｉｎａｓａｗｈｏｌｅａｒｅｉｎａｓｔａｔｅｏｆｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｄｅｆｉｃｉｔ牞ａｎｄｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｄｅｘｏｆｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｍｏｓｔｒｅｇｉｏｎｓｉｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ１．０．Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｏｖｅｒｌｏａｄｉｓｓｅｒｉｏｕｓ牷ｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｆｏｏｔｐｒｉｎｔｏｆｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｐｅｒ１００００ｙｕａｎＧＤＰｃｏｎｔｉｎｕｅｓｔｏｄｅｃｌｉｎｅ牞ｗｈｉｌｅｔｈｅｌｏａｄｉｎｄｅｘｏｆｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｓｏｎｔｈｅｒｉｓｅ．Ｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ牞ｔｈｅｄｅｆｉｃｉｔｏｆｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｔｈｅＴａｈｅＲｉｖｅｒＢａｓｉｎｗｉｌｌｓｈｏｗａｄｏｗｎｗａｒｄｔｒｅｎｄｙｅａｒｂｙｙｅａｒ．ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｅｒｖｅｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｐｌａｎｎｉｎｇａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｔｈｅＴａｈｅＲｉｖｅｒＢａｓｉｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｆｏｏｔｐｒｉｎｔ牷ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ牷ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｄｅｆｉｃｉｔ牷ｇｒａｙｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌ牷ＴａｒｉｍＲｉｖｅｒＢａｓｉｎ水资源作为基础性的自然资源，对人类生产生活以及维持生态系统的正常功能具有重要的作用。
基于RS和GIS的近30年来人类活动影响下莱州湾东南岸海岸湿地演变
基于RS和GIS的近30年来人类活动影响下莱州湾东南岸海岸湿地演变孙云华;张安定;王庆【摘要】Taking the six-phase MSS/TM remote sensing images since 1973 ns the main information sources, this paper extracts multi-temporal coastline, natural wetland and artificial wetland, analyzes dynamic changes of coastline and flat evolution rules on the basis of field investigation. The result shows that from 1973 to 1980, the coastline, from Hutouya to Jiaolai River, advanced to the sea annually, but it was steady basically after the completion of sea embankment in December, 1980. From Jiaolai River to Bailang River, the coastline also advanced seaward gradually and leaded to coastal deposition. Under the influence of human's activities, the character of coastal wetland evolution the southeastern in Laizhou bay through 30 years was natural wetland's first increase and then n decrease and maximizing in 1981. During the year 1973 to 1981, 1989 to 1995 and 2003 to 2008, the low tidal flat tended to change into middle tidal flat and then changed into high tidal flat, however, the tendency showed the opposite during the year 1995 to 2003. In the year 1981 to 1989, the high tidal flat and the low tidal flat tended to change into middle tidal flat.Artificial wetlands were mainly converted by the supralittoral zone swamp, salinate fields and the middle tidal flat of natural wetland. Therefore, the adjustment of human interference is the root way to improve the coastal wetland environment of southeastern Laizhou bay.%以1973年以来6个时相的MSS/TM遥感影像为主要信息源,在野外调查的基础上,通过目视解译提取莱州湾东南岸多时相海岸线及自然湿地、人工湿地等专题要素信息,并分析了各专题要素的演变规律,结果表明:虎头崖至胶莱河口段的海岸线在1973-1980年向海侵蚀,1980年12月修建防潮堤后基本不变.胶莱河口至白浪河口段海岸线在研究时间内总体上是逐年向海推进,海岸淤涨明显,滩涂围垦力度逐年增大.在人类活动影响下,最近30多年来莱州湾东南岸海岸湿地演化过程的特点为自然湿地总面积先增加后减少,于1981年达到最大值,1973-1981年、1989-1995年和2003-2008年均有低潮滩向中潮滩,中潮滩向高潮滩演化的趋势,而1995-2003年的转化趋势与之相反,1981-1989年呈现出高潮滩和低潮滩向中潮滩演化的趋势:人工湿地主要由自然湿地中的潮上带沼泽、盐碱地和中潮滩演化而来,因此合理调控人类干扰活动是改善莱州湾东南岸海岸湿地的根本途径.【期刊名称】《海洋通报》【年(卷),期】2011(030)001【总页数】8页(P65-72)【关键词】RS;GIS;海岸湿地;莱州湾东南岸【作者】孙云华;张安定;王庆【作者单位】鲁东大学海岸研究所,山东,烟台,264025;鲁东大学海岸研究所,山东,烟台,264025;鲁东大学海岸研究所,山东,烟台,264025【正文语种】中文【中图分类】P736.22+1Abstract：Taking the six-phase MSS/TM remote sensing images since 1973 as the main information sources, this paper extracts multi-temporal coastline, natural wetland and artificial wetland, analyzes dynamic changes of coastline and flat evolution rules on the basis of field investigation.The result shows that from 1973 to 1980, the coastline, from Hutouya to Jiaolai River, advanced to the sea annually, but it was steady basically after the completion of sea embankment in December, 1980.From Jiaolai River to Bailang River, the coastline also advanced seaward gradually and leaded to coastal deposition.Under the influence of human’s activities, the character of coastal wetland evolution the southeastern in Laizhou bay through 30 years was natural wetland’s first increase and then a decrease and maximizing in 1981.During the year 1973 to 1981, 1989 to 1995 and 2003 to 2008, the low tidal flat tended to change into middle tidal flat and then changed into high tidal flat, however, the tendency showed the opposite during the year 1995 to 2003.In the year 1981 to 1989, the high tidal flat and the low tidal flat tended to change into middle tidalflat.Artificial wetlands were mainly converted by the supralittoral zone swamp, salinate fields and the middle tidal flat of naturalwetland.Therefore, the adjustment of human interference is the root way to improve the coastal wetland environment of southeastern Laizhou bay. Keywordss：RS; GIS; coastal wetland; southeastern beach of Laizhou Bay 海岸湿地是指沿海岸线分布、以波浪和潮流为主要动力作用下的倾斜坡地，其在潮汐周期内被海水周期性淹没，或在风暴潮时暂时淹没，或经常处于浅层海水之下(据1971年国际Ramsar公约定为水深 6 m以浅)。
我国水土流失动态监测的现状及对策建议
我国水土流失动态监测的现状及对策建议刘宪春（水利部水土保持监测中心北京100053）摘要：水土流失是我国最严重的环境问题，做好水土流失动态监测工作是搞好水土保持工作的基础。
目前国外以美国、日本为代表的水土流失动态监测工作从机构、人员、经费、技术等方面比较系统完善，国内森林资源监测、土地利用调查等工作也开展的富有成效。
借鉴国内外相关调查工作的成功经验，要搞好水土流失动态监测工作必须：通过立法明确监测机构的职能与定位，明晰经费来源；通过规划确立工作任务，明确各级工作目标；健全运行机制，建立操作性奖惩制度；建立监测数据中心，完善数据存储与发布制度。
一、国内外现状及发展趋势（一）国外相关情况1、美国美国开展全国性的水土流失动态调查已有50余年的历史。
1934年5月，美国发生了有史以来的第一次大尘暴，促成了第一次全国性的土壤侵蚀调查。
随后根据不同土地保护的需要，又在1945、1958和1967年陆续进行了水土保持调查，1975年又作了潜在耕地资源的调查研究。
1972年颁布的《乡村发展法》，授权土壤保持局定期开展资源清查，至少每5年发布一次有关水、土和其它资源情况的报告。
1977年的《水土资源保护法》和1985年的《食品安全法》再次明确，资源保护计划应在资源清查评价的基础上进行。
此后，土壤保持局分别在1977、1982、1987、1992年、1997年进行了5次全国自然资源的定期清查，作为制定资源管理保护计划和政策的基础。
随后，1998年起，根据不同需要，每年都进行专题性质的清查工作。
总体来看，美国的土壤侵蚀调查的方法、范围和内容不断完善，并最终建立了完善的数据库系统，将清查数据库与其他机构的资源数据库相连接，通过计算机网络直接对用户开放。
前两次的清查是以专家勘测和资料收集为主，1958年引入了样点设计方案，在随后的调查中不断完善野外调查方案，最终按照分层抽样的原则确定了30万个样区及80万个样点。
在技术手段上，1977年第一次采用计算机技术用来进行质量控制和数据分析，并第一次收集了计算水蚀和风蚀的参数，定量计算了土壤侵蚀量，1982年第一次在清查数据和土壤数据间建立联系，进行分析，1987年首次利用遥感技术对30%的样点情况进行调查。
基于生态敏感性评价的临江市生态功能分区研究
基于生态敏感性评价的临江市生态功能分区研究
许世界;付士磊
【期刊名称】《林业与生态科学》
【年(卷),期】2024(39)1
【摘要】为了保护临江市生态环境,促进临江市可持续发展,选取土地利用类型、土壤条件、降雨量地形起伏度、植被覆盖度和生态保护区6个敏感因子通过ArcGIS 的空间分析技术对临江市生态敏感性进行研究评价。
评价结果显示临江市整体生态敏感性较高,中敏感区占比最大,零散分布于临江市全域。
基于生态敏感性评价结果,在保证村级行政边界完整的情况下,将临江市划分为5个不同功能类型的生态分区,并对各生态分区提出了不同的发展策略和管控措施,以期为此类生态环境良好、生态敏感性较高的区域制定空间保护策略提供参考依据,为推动生态文明建设奠定基础。
【总页数】9页(P41-48)
【作者】许世界;付士磊
【作者单位】沈阳建筑大学建筑与规划学院
【正文语种】中文
【中图分类】X82
【相关文献】
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于Arcgis的青山湖省级风景名胜区生态敏感性评价及功能分区4.基于生态敏感性评价的森林公园功能分区研究——以江西鄱阳湖口国家森林公园为例
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2 研究区概况
研究区是塔河下游河段 , 由卡拉至 台特玛湖 ( 图 1) , 河 段长 428k m, 呈 东南向狭长 条状 , 宽度 渐窄 , 在 20 ～ 40k m 之间 。 大部分 为冲积 平原 , 地势起 伏和 缓 , 北 高南 低 , 南 部的台特玛湖地势最 低 , 海 拔高度 810m , 地 表组成 物质以 细沙为主 。 塔 河下游 区地 处欧 亚大陆 腹地 , 远 离海 洋 , 四 周高山 环绕 , 属大 陆性 暖 温带 、 极 端 干旱 沙 漠 性气 候 [ 8 ] 。 塔河下 游 河 岸 天然 植 被 十 分 稀 疏 , 绿 色 带 宽 度 仅 有 1 ～
① ① ② ① ①
( ①西华师范大学国土资源学院 , 四川南充 637002;②中国科学院新疆生态与地理研究所 , 乌鲁木齐 830011) 【 摘 要 】 目前为止 , 生态风险评估还没有一套完整的方法 体系 。 本文 以我国 最大的 内陆河 塔里 木河下游 区段 为研究区域 , 将遥感 、 地理信息系统等先进 技术手段与模糊数学方法相结合 , 根据 E R A框架 和层次分析思想建立 塔河下游植被的生态风险 评估指标 , 运用模糊综合评判的方法进行塔河 下游植被 生态风险的 遥感定量 评估 ;在评 估结果的基础上进行可视 化分析 。 结果表明 :在流 域生态 风险评 估缺乏 有效的 定量评估 方法的 情况下 , F u z z y 集 合论与 A HP 方法结合的模糊综合评 判方法是可行的 , 具有较高 的科学 性 ;运用遥 感 、 地理 信息系 统等先进 的技 术手段 , 实现了评估结果 的定性 、 定量和可视化 。 【 关键词 】 生态风险 ;遥感 ;地理信息系统 ;模糊综合评估 【 中图分类号 】 T P 79;P 95 【 文献标识码 】 A 【 文章编号 】 1009-2307( 2009) 03-0028-04
作者简 介 :舒 成 强 ( 1977) , 男, 四川 崇州人 , 硕士 , 讲师 , 目前从事自 然地 理和生态环境方面的研究 。 E m a i l :s cs c q 828@ 126. c o m 收稿日期 : 200801-07 基金项目 :西华师范大学科研启动 基金 ( 05B 050) ;国 家 重大 工 程 项目 “ 塔 里 木河水 量 调 度 管 理 信 息 系 统 ” 资 助 ; 四川省教育厅科研基 金 ( 07Z C052)
1 引言
生态风险 评 估 ( E c o l o g i c a l R i s kA s s e s s me n t , E R A )是 指 定量地确定环境危 害对人 类负 效应之 概率 及其 强度的 过程 ( S u t e r , 1993) , 是伴随着环境管理目标和环境观念 的转变而 逐渐兴起并得到发 展的 一个新 的研 究领域 [ 1] , 它为风 险管 理提供科学依据 , 因而受 到国 内外学 术界 和环 境管理 者的 重视 , 并成为一个研究热点 [ 2] 。 生态风险评 价要 利用 环境 学 、 生态 学 、 地 理学 、 生物 学等多学科 的综合 知识 , 采 用数 学 、 概率 论等量 化分 析技 术手段来预测 、 分 析和评 价具 有不确 定性 的灾 害或事 件对 生态系统及其组 分可 能造成 的损 伤 。 它与 一般 生态影 响评 价的重要区别在 于强 调不确 定性 因素的 作用 , 并在评 价结 果中体现风险程度 。 作为一门年 轻的 、 不 断发 展的实 用技 术 , 生 态风 险评 估在我国还 处于起 步阶 段 , 理 论技 术研 究薄 弱 [ 3 -7] , 大都 以传统的方法进 行风险 评估 [ 1 , 3 , 4 ] 。 本文 选取具 有代表 性的 干旱区内陆河塔里 木河 ( 以下 简 称塔 河 ) 下 游为 研 究单 元 , 运用新兴技术 R S 与 G I S 以及模糊综合评判的方法 对其植被 生态风险进行定 量评 估 。 评估 结果对 于保 护塔 河水资 源和 生态环境 、 实现可持续发展具 有重要的指导意义 。
植被指数 0 ～ 88 89 ～ 131 132 ～ 141 142 ～ 149 150 ～ 166 167 ～ 185 186 ～ 255 植被状况 水体 冰雪 、 戈壁等没有植被的地方 荒漠稀疏植被 绿洲边缘稀少植被 , 植被活性较低 绿洲中耕地 、 菜地及村镇道路周围被少许林木 包围的区域 , 植被活性中等 绿洲内部茂密的林带 、 灌丛包围的区域 , 植被活性 较高 耕地 、 菜地 、 自然 林带 、 人 工 林带 , 植 被活 性 最高
图 1 塔河下游 ( 断面 ) 示意图 8ｋ ｍ ，自然植被以胡杨为 主体 , 是 一个生态环境条件比较恶 劣的地区 , 流域生态系统处于脆 弱的平衡状态 。
3 研究方法及工作步骤
3. 1 风险因子的 选取 干旱区影 响植 被 生长 的主 要 因素 是水 分 和 土壤 盐 分 。 降水不足以维持其 生态系 统特 别是非 地带 性的 中旱生 植物 组成的系统的正 常运 转 , 维持 天然绿 洲生 态系 统的水 分主 要是地下水 。 土壤 盐分对 植被 生长的 影响 也与 地下水 位高 低有关 。 地下水 位过 高 , 溶于 地下水 中的 盐分受 蒸发 的影 响在土壤表 层聚 集 , 导致 盐碱化 , 不利于 植物 的生 长 。 地 下水位过低 , 地下 水不能 通过 毛管上 升到 植物 可以吸 收利 用的程度 , 导致 土 壤 干 化 , 植 被 衰败 , 发 生土 地 荒 漠 化 。 因此 , 在降水稀 少情 况下 , 地 下水位 是干 旱区植 被生 长的 主要风险因子 。 植被的长势 反应了 植被 的生长 状况 , 在 受外 界环 境影 响的条件下 , 植被长势越 好 , 其生态风险 程度越低 , 相 反 , 植被长势较 差 , 郁闭 度低 , 在 外界影 响下 其生态 风险 相对 较高 。 因此 , 反应植 被生 长态 势的植 被指 数也是 植被 生态 风险的一个重要因子 。 另外土壤含 水量 、 土 壤类型 也是 影响干 旱区 植被 生长 的重要因 子 。 随 着 距河 岸距 离 的增 加 , 土 壤 含 水量 下 降 , 盐碱度增加 , 地下水位下降 , 土 壤类型向沙 化盐渍化发 展 , 反映在植被上 , 林分的种类组成 及生长阶段也发生递变 。 干旱区植被生长还有一个最 大的限制因 素是气象因 素 。 塔河下游的干 燥度 [ 9 ] 大于 4, 严重 阻碍 了大 多数 植被 的生 长发育 。
29
壤类型图 ( 图略 ) 分析 得出 , 土 壤分布 随水文和 地形条 件的 变化呈现出 规律性 的变 化 :从河 流横向 看 , 河漫 滩及 河间 地块多发育草甸土 , 在河流自然 阶地则发育 胡杨林草甸 土 , 离河道较远 的地段 多为 盐土和 风沙 土 ;从河 流纵向 看 , 上 部铁干里克 一带多 发育 沼泽土 , 往下为 胡杨 林草甸 土 、 灌 木林草甸土 和草甸 土 , 越往 下风 沙土面 积逐 渐增加 。 在阿 拉干至台特玛湖段除了 沿河 1 ～ 2k m以外 , 其他地段分布着 大面积的风沙土 , 且有继续增加 的趋势 。 3. 2. 4 气象因子数据获取 根据新疆维 吾尔自 治区 气象局 提供 的气象 数据 , 提取 尉犁 、 铁干里克 、 若羌 等 10 个气 象站 2002 年日 降水 量和 日气温值 , 根 据公式 1[ 9, 11 ] 计 算干 燥度指 数 , 然后 用 K r i n g 插值方 法 进行 空 间 插 值 , 得 到 塔河 下 游 流 域 内的 干 燥 度 指数 。 D=0. 16∑ T ≥ 10℃ /P 其中 :D— 干燥度指数 ∑T ≥ 10℃— 全年大于等于 10℃的年积温 P — 全年大于等于 10℃期间的降雨量 3. 3 指标体系的 建立 依据风险评估指标 体系建立的基本原则 [ 12, 13 ] 和 E R A概 念框架 [ 2] , 结合塔河 下游生 态环 境特点 , 建立 起塔河 下游 植被生态风 险评 估指 标体 系 , 主 要包 括 以下 4 个方 面 ( 表 1) , 共 4 个指标 : 植被因子 — — — 植被 指数 ( N D V I ) ; 水资源因 子 — — — 地下 水位 ;土壤因子 — — — 土壤类型 ;气象因子 — — — 干燥度指数 表 2 塔河下游自然植被 生态风险评估指标体系
第 34 卷第 3期 2009 年 5 月
测绘科学 S c i e n c eo f S u r v e y i n ga n dMa p p i n g
V o l . 34 N o . 3 Ma y
Байду номын сангаас
R S 和 G I S 支持下的生态风险评估
— — — 以塔里木河下游为例
舒成强 , 蒋良群 , 陈 曦 , 谌 柯 , 刘 辉
第 3 期 舒成强等 R S 和 G I S 支持下的生态风险评估 — — — 以塔里木河下游为例 3. 2 风险因子 数据获取 3. 2. 1 地下水位因子数据获取 塔河下游流 域面 积较 大 , 而地下 水测 站分 布较 少 , 新 疆塔里木河流域管 理局从 大西 海子水 库开 始沿 塔河下 游输 水河道 齐文阔尔河仅布设 了 11 个监测 断面 , 每个断面间 距约 20k m 。 第一眼 井都 设在 河道 边 , 后 续井 与河 道垂 直 , 井距依次 外沿 100 ～ 300m , 最远 监 测范 围为 1050m 。 利用 G I S 软件地统计 分析 的空 间插 值方 法 ( K r i g i n g ) 对 塔里 木河 流域管理局提供的 2005 年地 下水位进行 空间插值 , 具体插 值时 选用 指数 模型 (E x p o n e n t i a lm o d e l) , 自 相关 阈值 2. 3k m , 块金方 差 ( N u g g e t ) 为 0, 偏 基 台 值 ( P a r t i a ls i l l ) 为 1. 7349, 步长大小 ( l a g es i z e ) 为 0. 53413, 步长 数 目 ( N u m b e r ) 为 12。 此时预测结果的标准平均预测误差接近于 0, 均 方根误差和平均 标准 差都较 小 , 并且 均方 根标 准误差 接近 于 1, 插值图效果较好 , 使点状地下水埋深变成地下水埋深 等值线 , 为流域生态风险评估 提供面状数据 。 3. 2. 2 植被指数因子数据获取 由于塔里木 河下游 区域 面积大 , 进行环 境动 态监 测要 求的时间分 辨率也 较高 , 基 于这 些特点 , 本研究 选用 了高 时间分 辨率 的 MO D I S卫 星数 据 , 利 用 遥 感图 像 处 理软 件 E R D A S8. 7 对其 进 行 数据 预 处理 , 如 解压 H D F数 据压 缩 包 、 辐射纠正 、 几 何精 校正 、 图 像的 裁切 处理 、 图像 的组 合处理等 。 经过质量检验 、 定 标 、 地理定位 和一系列订 正 , 针对塔河下游植被生态风险评 估提取 N D V I 。 考虑 到新疆的 地理 位 置 特 点 , 统 一 采 用 兰 伯 特 等 角 圆 锥 投 影 , WG S 84 坐标 。 MO D I S 的N D V I 计算 [ 10] 选取地 面分 辨率 为 250m 的 1、 2 通道 , 即红波段 ( 波长为 620 ～ 670n m ) 、 近红外波段 ( 波长 为 841 ～ 876n m ) , 其计算公式如下 : B 2 -B 1 N D V I = B 2 +B 1 式中 , B1为 MO D I S 数据的第 一波段 , B2 为 M O D I S 数 据的第二 波段 。 经 过计 算后 N D V I 值在 -1. 0 ～ 1. 0, 为 了便 于显示和 输 出 , 将 该 值 转 换成 0 ～ 255, 按 如 下 公 式进 行 转换 。 B 2B1 N D V I = ×127 +128 B 2+ B1 图像上的 最 低值 是 沙漠 地 区 、 水 体 及居 民 建设 用 地 , 较低值是稀 疏植 被 , 最高 值为 耕地 、 林地 , 基本 反映 了植 被类型间的盖度差异 。 表 1 植被指数 ( ND V I ) 值的定性描述