新疆渭干河流域土地利用/土地覆盖生态风险及预警研究

This item guided by the theories of geography, ecology and environmental science, etc. subjects, with spatial information technologies, statistics research methods, will carry out land use/land cover dynamic changes, and landscape pattern spatio-temporal changes analysis and ecological risk quantitative evaluation and early-warning research of land use/land cover changes in the Weigan river basin of Xinjiang based on the authoritative statistics department data, field survey data and temporal remote sensing image data. Using ecological risk strength index model, divide ecological risk strength grade for land ecological system in the Weigan river basin of Xinjiang, identify ecological risk strength grade of the different land use/land cover, and by the method of buffer zone, analysis of the space associated intensity between the land use/land-cover and ecological risks; further using BP neural network analysis method, construct the ecological risk early-warning model of land use/land cover changes in the weigan river basin of xinjiang. This item can be an important scientific basis for the rational allocation of land resources, the protection, restoration and reconstruction of ecological environment in Weigan river basin of Xinjiang. At the same time, this item has also played a positive role on national economic development, social progress and stability in the border areas.

本项目以地理学、生态学、环境科学等学科理论为指导，借助空间信息技术和统计学等研究方法，依据权威部门的统计数据、野外调查数据和多时相遥感影像数据，开展新疆渭干河流域土地利用/土地覆盖动态变化、景观格局时空变化分析以及土地利用/土地覆盖变化的生态风险定量评价与预警研究。利用生态风险强度指数模型，对新疆渭干河流域土地生态系统进行生态风险强度等级划分，确定不同土地利用/土地覆盖下的生态风险强度等级，并通过缓冲区分析方法分析土地利用/土地覆盖与生态风险强度之间的空间关联性；进一步运用BP神经网络分析方法，构建新疆渭干河流域土地利用/土地覆盖变化生态风险预警模型。本项目的研究可为新疆渭干河流域土地资源的合理配置、流域生态环境的保护、恢复与重建提供重要的科学依据，同时，也对民族地区经济的发展、社会的进步和边疆的稳定起到积极作用。

本项目以多学科理论为指导，借助“3S”信息技术和数理统计等研究方法，通过运用野外调查和遥感影像数据，对近25年来的新疆渭干河流域荒漠绿洲区开展土地利用/覆盖动态变化研究和土壤质量综合评价；在对研究区土壤盐渍化现状和生态环境脆弱性进行分析的基础上，对该区域土地利用/覆盖变化下的生态风险进行综合评价；通过构建生态风险预警指标体系，运用BP神经网络分析方法，对渭干河流域荒漠绿洲区的生态环境进行风险预警。通过本项目的研究，可得到以下主要结论：. （1）在1989-2013年间，渭干河-库车河三角洲绿洲的土地利用/覆被类型没有发生变化，但各土地利用/覆被类型的面积与比例变化较大，表现为耕地增长较快，而草地和其它地类呈快速下降趋势。. （2）在不同土地利用方式之间，渭干河-库车河三角洲绿洲的土壤质量存在显著差异：林地和耕地的土壤质量较高，盐碱草地最低；土壤质量从绿洲中部向边缘地带，呈不断降低趋势。. （3）在不同土地利用方式和土层深度下，渭干河-库车河三角洲绿洲的土壤电导率和总盐量差异显著（P＜0.05），其含量由高到低依次为：荒漠灌丛＞盐碱草地＞耕地＞林地，土壤盐分呈现出明显的表层富集现象。. （4）目前，渭干河-库车河三角洲绿洲的生态环境以不脆弱、轻度脆弱和高度脆弱为主，植被覆盖度和土壤盐渍化是影响该区域生态环境脆弱程度的主导因素。. （5）在1989-2013年间，渭干河-库车河三角洲绿洲的低及较低风险区域主要集中分布在以耕地为主的绿洲区域，而较高及高风险区域主要分布在山地和沙地等未利用地，生态风险总体上呈现降低的趋势。. （6）采用BP神经网络分析方法，以研究区高程、植被覆盖度、地下水埋深及土壤表层盐分为预警因子建立生态风险预警模型。通过多次训练，网络拟合度达到0.874，训练效果比较理想，预报结果与实际趋势基本一致。. 本项目的研究成果可为该区域土地资源的合理配置、生态环境的可持续发展提供科学决策服务。