丝绸之路沿线河西段绿洲化时空过程及其驱动机制研究

The Hexi Corridor sector of the Silk Road, located in the prime location of "the Silk Road economic belt", is one of the earliest and representative areas of oasis agriculture in the northwest China. Because of the endless cycles between reclamation and abandonment in the past 2000 years, the areas and the locations changed sharply. Most notably, the fast extension during the past nearly 60 years had caused serious ecological problems. With the support of GIS technology, this project attempt to utilize historical document, archaeological material, historical map and remote-sensing images comprehensively, to rebuild the historic temporal-spatial patterns of oasis development and utilization from Han dynasty. Then combined with the changes of the Silk Road, its influence on the oasis development was discussed. With the help of automatic extraction and inversion technique,and combined with the field investigation, the spatial-temporal patterns in the past 60 years will be reconstructed accurately on the scale no less than 1:100000 and time interval of 3-5 years on the basis of temporal remote sensing images. Meanwhile, the changes of human landscape, such as reservoir channels, urban and rural settlements will be focused and studied. Quantitative analysis on the change characteristics of natural and artificial oases will be conducted respectively by using the temporal-spatial change model. Finally, the main ecological consequences caused by the oasis development will be illustrated, and the driving mechanism of oasis development will be revealed. This study has profound significance to Hexi Corridor in the aspects of ecological civilization construction and joining "the Silk Road economic belt".

丝绸之路沿线河西段地处"丝绸之路经济带"黄金段，是我国西北干旱区绿洲农业发展最早而且极具代表性的地区之一。近2000多年来，由于经历了垦殖和废弃的多次轮回，该地区绿洲的数量和位置发生了剧烈变化，尤其是近60多年来的绿洲快速扩展造成了严重的生态问题。本项目拟综合运用历史文献、考古资料、历史地图和遥感影像，在GIS技术的支持下，重建汉代以来历史时期绿洲开发利用的时空格局；结合丝绸之路的变迁，探讨其对绿洲开发的影响；利用时序遥感影像，借助自动提取和反演技术，结合实地考察和验证，按不小于1:10万的比例尺和3-5年的时间间隔，精确重建近60年来绿洲化的时空格局，同时对水库渠道、城乡聚落等主要人文景观的变化进行检测；利用时空变化模型，定量分析天然和人工绿洲各自的变化特征；分析绿洲化时空过程的主要驱动因子，揭示其驱动机制。本研究对河西地区生态文明建设和全面融入"丝绸之路经济带"具有重要借鉴意义。

本项目综合运用多学科研究方法和3S技术手段，在深入细致的实地考察基础上，以历史文献、考古资料、遥感影像、历史地图为基础资料，重建了汉代以来历史时期绿洲的时空格局，结合丝绸之路的变迁，探讨了其对绿洲开发的影响。结果表明，绿洲的大规模垦殖始于西汉，其后逐渐缩小，至元代达到最低值，明代后又开始复兴，清代及民国时期保持了持续增长的势头；在空间分布上，垦殖绿洲表现为自下游逐渐向中游迁移和同时向外围扩张的总态势。利用时序遥感影像，借助RS和GIS手段，结合实地考察和验证，精确重建了近60年来绿洲的时空格局，同时对城乡聚落等主要人文景观进行了变化检测；利用时空变化模型定量分析绿洲时空变化特征及其主要驱动因子，揭示其驱动机制。结果表明，绿洲多集中于中东部地区，且形状规则、连通性好；西部绿洲则规模小，破碎度大且较为分散。30年间，绿洲变化以扩张为主，总体上经历了“两低两高”的波动式增加。2000年以前东部绿洲扩张显著，2000年以后西部扩张明显。不同流域绿洲扩张呈现不同的增长过程，黑河流域增长平稳，石羊河流域后期有退缩，而疏勒河流域后期扩张明显。绿洲变化模式以“稳定型”和“基本稳定型”为主，变化主要是“后期出现型”和“新近出现型”。绿洲演化的驱动因素可分为自然因素和人文因素两个方面，气候变化等自然因素通过改变水资源、水系、土壤和自然灾害的数量和分布，影响绿洲的演化；政治局势、人口、经济、技术等人文因素是绿洲演化的主要影响因素。.项目基本完成了申请书设计的研究内容，实现了预期目标。研究对河西地区生态文明建设和全面融入“丝绸之路经济带”具有重要借鉴意义，也为河西地区的绿洲开发和沙漠化治理提供了基本信息。项目共发表学术论文36篇，其中SCI 6篇（含1区1篇，2区1篇），EI 2篇，CSSCI 3篇，CSCD 16篇。