天山北麓新垦绿洲土地覆被变化与局地气候互动效应研究

天山北麓绿洲是新疆重要的经济发展带，土地覆被变化表现较剧烈。该项目立足于新疆绿洲土地覆被的时空演化格局、变化过程、驱动机制与局地气候的互动效应，从动态关联及生态响应角度研究天山北麓新垦绿洲土地覆被变化与温度、降水之间的互动机理，揭示土地覆被对气候变化的响应以及土地覆被变化引起的表征该区域局地气候生态环境状况的径流量、地下水位、土壤状况和小气候条件发生了怎样的变化，地表抗蚀模数、土壤旱情指数和沙尘暴发生频率等生态效应指数变化的量和强度是多少，这是科学定量评价绿洲生态环境质量的基础。通过实地调查、定点观测和资料文献收集等方法，确定合理的生态效应指标，利用多源数据融合和空间信息模拟手段构建土地利用变化与局地环境效应评价模型，客观评估绿洲开发的环境效应，为新疆绿洲综合开发和健康可持续发展提供科学思路和决策依据。

土地利用/覆被变化（Land Use/Land Cover Change，LUCC）是描述地球自然环境和人类活动双重作用进程的表征要素，是生态环境质量的直观反映。本研究围绕新疆土地覆被变化的大背景，探讨天山北麓经济带土地利用/覆被变化的时空演化格局、驱动过程与生态效应，尤其是土地覆被变化与区域气候的相互关系，旨在掌握天山北坡经济迅速发展过程中新垦绿洲土地利用/覆被变化与区域小气候的生态效应、过程及机制。研究显示新疆暖湿化背景下，天山北麓近25年植被覆盖呈增长趋势，绿洲农田植被增幅较大，植被覆盖变化对气温和降水有一定响应关系，但在不同时段对气温和降水的敏感性有差异且存在敏感阈值。近20年该区新垦殖绿洲使土地覆被转换剧烈，尤其表现为草地转变为耕地、林地和荒漠，草地、耕地转变为城乡建设用地，盐碱地和冰川/永久积雪转变为荒漠，以及荒漠与草地间的相互转化。此过程引起该区景观格局发生改变，景观水平上多样性指数和均匀度指数降低、景观异质性减弱、破碎化程度增大。其受自然驱动贡献率小而受人类活动的影响大。由于新垦绿洲大规模的水土开发和农业覆被增加使近地面局地气候产生了荒漠降温明显、山区增雨趋势增大、绿洲增湿、阻风等效应，使得局地小气候得到一定程度改善，但天山北麓区域干旱的总体特征不会改变，局地气候改善无助于解决区域干旱缺水的程度。相反，在新垦绿洲高强度土地利用开发过程中导致了草地退化、荒漠化和湿地萎缩等土地退化过程。可见，通过天山北麓新垦绿洲覆被变化与局地气候互动效应的研究有利于很好地揭示绿洲开发活动的生态效应，为诠释土地覆被变化影响环境系统的生态学过程和机理提供局地尺度的依据，也将为绿洲稳定性研究服务。