基于RS与GIS的天山北麓生态环境演化研究

【摘要】：天山北麓地区是新疆西部大开发战略的示范区和重点经济开发区,在当地经济结构中处于核心地位。但在经济快速发展过程中,人们不合理的开发利用对当地生态系统产生了一系列负效应,使非常脆弱的干旱荒漠生态系统受到严重干扰和破坏,天然植被退化、土地荒漠化和湖泊萎缩等环境问题日渐突出,直接威胁农业绿洲与生态系统的稳定性,已影响到区域社会经济的可持续发展。本文以天山北麓为研究区,基于RS和GIS技术对生态环境演化问题进行研究,完成了研究区近30年土地利用/覆盖的本底和现状调查(70年代、1990年和2000年),并利用景观格局指标和土地利用变化动态模型,定量化研究了该地区在自然因素和人类活动耦合下的土地利用/覆盖和景观格局的时空演变特征;在此基础上,建立了研究区20多年来植被覆盖和典型湖泊面积信息数据集,分析了不同土地利用类型的植被覆盖变化差异,揭示了植被覆盖及典型湖泊面积的变化特征;综合分析了生态环境演化与自然因素和人类活动问的耦合性,探讨了研究区生态环境演化的驱动因子。研究发现,近30年研究区土地利用和景观格局发生很大的变化。耕地、居民城乡工矿用地和水体明显增加,而灌草地、湿地和林地等显著减少;且各类型之间的转换呈现多元化。垦殖指数急剧上升,植被覆盖指数持续下降,反映了人工绿洲不断扩张,天然绿洲逐渐萎缩。土地利用多样性指数和均匀度指数整体降低,景观破碎度指数增大。研究区植被总体上有改善的趋势,但人工绿洲和天然绿洲有所不同,人工绿洲面积和利用程度明显增加,而天然绿洲呈现恶化态势。同时发现,1998～2004年艾比湖面积逐年线性增加,2004年年平均湖面积达到900km~2多,年内月平均湖面积回升至1900年的水平。分析认为天山北麓地区生态环境演化是自然因素和人为因素耦合的结果,其中,自然因素是生态环境演化的主要因素,而人类不合理的开发利用加剧了生态环境的恶化。上述研究成果为查明研究区生态环境演化的成因,进行区域生态环境整治和保护提供了科学的基础数据和决策依据,丰富和完善了干旱和半干旱地区生态环境演化研究的方法和内容,可为其他地区进行生态环境演化研究提供借鉴。