Institutional Repository of Xinjiang Institute of Ecology and Geography, CAS
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山地探险旅游分类开发研究——以新疆为例
No full text尽管山地探险旅游的重要性日益增加，然而其产业发展已经远远领先于学术研究，对山地探险旅游进行的系统性的研究仍显不足。本文通过进行市场——资源——开发的三段式研究，提出新疆山地探险旅游的开发与保障模式。本文的主要研究结论如下：
（1）通过问卷调查的形式对山地探险旅游参与者的人口统计学特征、社会经济学特征、旅游行为特征进行研究，并基于动机因子对山地探险旅游者进行市场细分。根据本研究，可将山地探险游客分为三类：“求知型游客”、“冒险型游客”和“冲动型游客”。
（2）利用德尔菲法、层次分析法以及多因子加权法构建山地探险旅游资源评价指标体系及指标权重。评价体系的准则层包括资源条件、难度等级、安全条件以及生态敏感度，并下设14个评价指标。基于对探险旅游参与者及其偏好的细分析，本文将山地探险旅游划分为专业探险旅游、求知探险旅游与休闲探险旅游。针对各类旅游产品的特点将山地探险旅游资源划分为转移探险旅游适宜区、求知探险旅游适宜区及休闲探险旅游适宜区。
（3）本文利用GIS空间分析和空间叠加对新疆山地探险旅游资源进行研究。
通过研究，本文划定了不同探险旅游产品的适宜区，其中，专业探险旅游适宜区包括库尔德宁景区、库车大峡谷景区、托木尔峰自然保护区、慕士塔格峰冰川公园以及乔戈里峰区域；求知探险旅游适宜区包括天山天池、天山大峡谷、江布拉克、东天山、果子沟—托乎拉苏风景区、巩留野果林、喀纳斯、蝶泉谷—红山嘴以及可可托海；休闲探险旅游适宜区包括乌鲁木齐南山、鹿角湾、乌苏佛山森林公园、巴里坤怪石峪、阿图什天门大峡谷等。
（4）本文提出了分类山地探险旅游的开发及保障模式。专业探险旅游产品分为吸引点、赢利点和支撑点分别开发；求知探险旅游产品分为世界闻名、国内知名和区内分类开发；休闲探险旅游产品的开发应主打本地市场，辅以外来游客。此外，本文认为山地探险旅游的保障体系建设应从市场准入、价格管理、从业者管理、旅游者管理、安全管理、环境管理以及营销管理等方面展开，以保障山地探险旅游市场健康、稳定、有序地发展
生物土壤结皮覆盖下风沙土入渗特征及模拟
No full text干旱荒漠区广泛分布着生物土壤结皮（BSCs），探索BSCs对土壤入渗的影响，对于深入揭示荒漠地区水分循环过程具有重要的意义。本文以古尔班通古特沙漠南缘的BSCs为研究对象，基于野外原位实验与室内模拟实验等方法，探究藓类、地衣和藻等3种类型BSCs覆盖下风沙土的入渗特征。主要结论如下
1、BSCs覆盖对风沙土水分入渗过程有着重要影响：与无结皮覆盖的风沙土对照相比，3种类型BSCs均显著降低了风沙土初渗速率，藓类结皮、地衣结皮、藻结皮覆盖下初渗速率降低幅度依次为36.10%、46.42%、50.39%；藓类结皮、地衣结皮和藻结皮覆盖下风沙土稳定入渗率区间依次为2.205-2.799 mm/min、1.622-2.283 mm/min和1.128-2.254 mm/min，藓类结皮、地衣结皮（p<0.05）和藻结皮（p<0.05）均明显降低了风沙土稳渗速率，降低幅度依次为17.81%、34.57%和45.04%；3种类型BSCs均限制了湿润锋在风沙土中的推进过程，表现为：藓类结皮、地衣结皮、藻结皮的渗漏时间分别为裸沙对照的2.13、3.04和2.98倍；各类型BSCs均减小了风沙土累积入渗量，阻碍了风沙土水分入渗，与裸沙对照相比，藓类结皮、地衣结皮、藻结皮的1 h累积入渗量分别降低16.10%、28.56%和26.56%。
2、各类型BSCs覆盖下风沙土累积蒸发量均大于裸露沙地。总体来看，地衣结皮覆盖下风沙土蒸发能力最强，藓类结皮次之，而藻结皮最弱，藓类、地衣和藻结皮覆盖下风沙土5-9月累计蒸发量分别是同条件下裸沙地的1.09、1.14和1.01倍。BSCs所固定的水分在相对较长的时间内维持较高的蒸发速率，从而增加了降水在雨后散逸损失的可能性。可见，BSCs覆盖总体上减少了降水入渗补给土壤水分的能力。
3、在本实验条件下，Kostiakov模型最适用于模拟不同类型BSCs覆盖下风沙土水分入渗过程，Horton模型模拟效果次之
世界自然遗产监测综合体系研究——以新疆天山为例
No full text世界自然遗产是地球演化过程中形成的具有突出科学与美学价值的自然精华区域，在全球生态多样性保护、景观多样性保护和濒危动植物保护中的起到关键作用，其保护与管理在世界范围内得到了持续关注。遗产监测是重要的保护管理工具，能够对世界自然遗产面临的人类及自然威胁进行预警，为遗产管理者提供决策依据，保障遗产地及其价值的完整保存。新疆天山世界自然遗产地处多民族的偏远地区，普遍面临着过度放牧和保护管理规划不足的问题，需要进一步完善监测体系，开展遗产监测研究，并制定合理的保护管理规划。
文章在全面梳理文献研究，总结已有监测工作的基础上，界定遗产监测的内涵及监测内容，并构建遗产监测综合体系框架，为世界自然遗产的保护与监测提供理论工具。对新疆天山进行了实证研究，提出新疆天山监测指标体系，以及监测保障措施，并选取博格达进行遗产监测网络优化应用示范研究，从而为新疆天山的保护与监测提供科技支撑，丰富世界遗产保护理论。
本文主要结论如下：
（1）基于对遗产监测的广泛文献阅读和工作总结，结合世界自然遗产威胁因素分析，提出遗产监测内涵及其特征；根据遗产保护管理目标，提出包括监测指标体系框架、监测网络优化框架以及监测保障机制等内容的遗产监测综合体系框架，指导世界自然遗产的监测工作。
（2）通过实地调研，评估新疆天山的保护管理现状，结合新疆天山遗产价值研究，确定了遗产价值保护、遗产地发展、威胁因素治理的保护管理目标。根据各遗产地的实际情况，筛选具体的监测对象和内容，并布局通用监测和特定监测两类监测项目，以满足新疆天山系列遗产的保护管理特点。基于国内外已有的监测项目的标准和研究，提出相应的监测指标体系，及时、全面地反映新疆天山遗产价值的动态变化。
（3）基于多次的实地调研和管理者访谈，发现新疆天山的保护与监测工作受到来自保护管理体制、人才队伍、资金等因素的制约，且各遗产地间的监测工作开展方式和水平存在差异。结合对56位管理者进行的开放式问卷调查，发现管理者对新疆天山的监测工作普遍持积极态度。通过建立健全的保护管理机制、提供稳定的资金支持、充实保护与监测队伍、制定规范化的监测制度等，能够保障新疆天山得到有效的保护与监测。各遗产地应结合自身的实际情况，参照已有的政府单一部门主导模式、多利益相关者的协同模式、第三方监测模式、国际组织的监督监测模式，采取适宜的措施和模式，从而保障遗产监测工作的顺利开展，提升遗产保护管理水平。
（4）运用多准则决策分析方法，对博格达遗产监测网络体系进行优化研究。基于博格达已有监测工作，分析现有监测工作不足，并提出博格达的遗产监测网络布局的原则。构建博格达监测网络优化数据库，在确定监测优先区和可行区的基础上，得到博格达的监测适宜区。综合博格达监测需求和监测网络布局原则，规划布局适用于博格达的监测网络体系，为博格达的遗产监工作提供科技支撑
塔里木河水系变迁与古城池演变分析
No full text塔里木河是新疆人民的为“母亲河”。然而，她在历史时期曾发生过重大变迁，因频繁改道而又被冠以“无缰之马”。它的每一次改道和变化都对塔里木盆地的生态环境以及河流沿线古城池的兴衰产生了重大影响，古城池、古文明因河流改道而废弃、消失的例子屡见不鲜，如楼兰文明、海头文明等等。本文结合史记和相关文献,对过去2000年塔里木河流域水系变化以及古城池的变迁轨迹和兴衰历史进行了梳理，并分析了塔里木河河道变迁与古城池兴衰的关系及塔里木河变迁的驱动力。
查史记发现，在过去的2000年间，塔里木河一直表现为由南向北移动并逐步萎缩的态势：北魏（约公元386年）以前，塔里木河由南河和北河构成，两者相距240km以上；北魏至唐中期（约公元755年），塔里木河南河北移约160-180km，使其失去2条源流并开始瓦解，同时北河下段北移60-85km；唐中期至元前夕（公元1225年），南河进一步瓦解，仅剩一条源流；元至清初（约公元1670年），南河仅存的一条源流北移约70km汇入北河，南河消失；清初至民国，塔里木河干流反复南北摆动，幅度为40-50km，最后仍回到清初位置；近60年来，塔里木河中游北移约50-100km。
在对塔里木盆地内记录较好的205座古城池信息统计过程中发现，古城池兴衰存在如下规律：在时间上，汉、唐、清三代为古城池建造和废弃高峰期（汉代新筑城77座，废弃32座；唐代新筑城43座，废弃77座；13座新城筑于清代，19座废弃）；魏晋南北朝、五代十国和宋代、元明时期则为低谷期（魏晋南北朝新筑城20座，废弃19座；五代十国和宋代新筑城8座，废弃15座；元明新筑城9座，废弃10座）。在空间上，汉、唐、清三代古城池建造和废弃遍及整个塔里木盆地，其它历史时期则局限于盆地部分地区。
通过对比塔里木河水系的变迁轨迹与塔里木盆地古城池兴衰历史发现，塔里木河自北魏以来至整个唐代的大规模北移、干流在清代的南北摆动正是塔里木盆地古城池弃废的高峰期，河道变迁与古城池废弃存在较为明显的一致性。对40座具有确定废弃因素的古城池进行统计分析表明：废弃于河流改道和断流的古城池的26座，占65%；废弃于战争的11座，占27.5%；废弃于洪水、河流断流和战争、人为拆毁的各1座，
各占2.5%。表明河流改道和断流为古城池废弃的最主要因素，塔里木河水系变迁及由此引起的水资源时空变化从根本上决定着古城池的存亡。
研究分析，塔里木河河道变迁及北移是区域构造运动与地势特征、盛行风和沙丘移动、气候水文变化以及人为经济活动等多方面因素共同作用的结果。本文最后结合人类活动讨论了塔里木河未来3种可能的结局并提出治理建议，认为塔里木河不大可能回到昔时汪洋东逝的状态，也不会出现整个干流的断流干涸，而是继续保持目前“四源一干”态势，未来应当提高流域水资源管理水平，以保证流域经济和生态平衡
伊犁河谷水土流失特征及发生规律研究
No full text水土流失危害巨大，作为全球最大的环境问题，已经受到了广泛的关注。我国西北地区干旱少雨，荒漠广布。绿洲作为该地区生存发展的根基，其水土资源的保护迫在眉睫。伊犁河谷因其独特的地形地貌特征，使得该流域温度适宜，降雨充沛，成为新疆乃至整个西北地区重要的农业、牧业生产基地。近年来伊犁河谷社会经济发展迅速，人口数量不断增长，耕地需求量急剧上升，致使草地、林地遭到过度开垦，水资源利用不合理，生态环境问题十分突出：森林资源衰减、草地退化严重、植被减少、水土流失加剧，严重制约着地区经济和社会的发展。探索伊犁河谷水土流失发生规律，削弱当地土壤侵蚀势在必行。本文以通用土壤流失方程USLE为计算模型，借助ArcGIS空间分析功能，选取降水、植被、土壤、地形因子，并对方程中的可变因子降水、植被进行季节区分，对伊犁河谷土壤侵蚀敏感性进行综合评价。
对伊犁河谷土壤侵蚀敏感性研究发现受可变因子的影响，研究区土壤侵蚀敏感性在季节尺度上差异显著，主要表现为：伊犁河谷土壤侵蚀春季最敏感，秋季次之，夏季土壤侵蚀以轻度敏感为主；土壤侵蚀高敏感地区所占面积随季节推进逐渐缩减，春季、夏季、秋季，所占面积比例分别为32.3%，6.1%，6%；空间上土壤侵蚀轻度敏感地区主要分布在河谷盆地及平原地区，中度、高度敏感地区集中分布在山前坡地，以及海拔1500 m以上，坡度20°左右的山区；在可变因子中，植被因子对土壤侵蚀敏感性的影响程度大于降雨因子。
选取人为扰动较为严重的河谷西部山前坡地为研究区域，对该地区不同土地利用类型及不同坡度范围内的土壤侵蚀强度进行分析发现：研究区土壤侵蚀在不同坡度范围内呈现出不同的分布状态，坡度介于0-15°区域内，坡度越大土壤侵蚀越严重，波动幅度显著。坡度值大于15°的区域，土壤侵蚀比较严重，但随着坡度的增加其土壤侵蚀强度分布格局变化并不明显。不同的土地利用方式之间，土壤侵蚀强度存在差异。其中耕地、建设用地主要以微度侵蚀为主，林地及草地集中在轻度侵蚀范围内，也存在部分中度侵蚀区域，未利用地侵蚀强度较大。通过对1995、2005、2013年各土地利用类型土壤侵蚀率的计算分析，可以发现该地区土壤侵蚀率较高，其中林地、草地、未利用地的土壤侵蚀率均高于60%，耕地及建设用地的土壤侵蚀率也在20%以上。
在河谷西部山前坡地获取研究区的坡度，1995年、2005年和2013年的降雨、植被、土地利用和土壤侵蚀强度数据，对土壤侵蚀典型区域进行子流域划分，以子流域为单元，采用相关分析与回归分析方法，对土壤侵蚀强度空间格局与其主要影响因素的动态变化关系进行分析。结果表明，1995年、2005年、2013年3个时期河谷山前坡地土壤侵蚀强度先上升后下降；坡度因子是影响各个时期土壤侵蚀强度格局最主要的影响因素之一，贡献率由1995年的46.6%下降到2005年的45.0%，2013年为47.1%；植被覆盖度对土壤侵蚀格局的影响仅次于坡度因子，其影响程度波动中下降，贡献率由1995年的31.3%下降到2013年的30.2%；随着该地区水土资源的开发，土地利用因子的影响力持续上升，其对土壤侵蚀格局的贡献率由1995年的8.2%，上升到2013年的13.9%；降雨侵蚀力因子的贡献率波动中下降，由1995年的13.9%下降到2013年的8.8%，但由于降水量及极端降水事件的增加，降雨侵蚀力因子的影响力会呈波动上升趋势；在无法改变自然因子对地区土壤侵蚀影响的情况下，建议优先考虑调整土地利用结构，削弱地区土壤侵蚀
中国西北干旱区裸果木遗传多样性分析及裸果木属的进化历史研究
No full text本研究应用叶绿体，核基因和微卫星三种分子标记分析中国西北干旱区裸果木（Gymnocarpos przewalskii）的遗传多样性和谱系地理结构。同时利用叶绿体和核基因分析裸果木属（Gymnocarpos）的进化历史。
（1）裸果木的遗传结构与居群动态分析
以裸果木为研究对象，探索其在中国西北干旱区的谱系地理结构。在本研究中一共采集了来自21个居群的194个样品。应用两个叶绿体片段（rps16, psbB-psbI）和一个核基因片段ITS对裸果木的所有样品进行测序。应用谱系地理学方法结合生态位模型分析裸果木的空间基因结构和居群历史动态。研究结果发现裸果木具有很高的遗传多样性（cpDNA: h = 0.8442,π = 0.008417; ITS: h = 0.8477,π = 0.008825）。单倍型或基因型分析表明，在裸果木的分布区内有很多私有单倍型或基因型，在整个裸果木的分布区内没有共享的单倍型或基因型。AMOVA分析表明裸果木居群之间的变异最多发生在组之间。Mental test说明裸果木的遗传距离与地理距离显著相关。裸果木的数据表明裸果木具有显著的谱系地理结构。分化时间分析表明，裸果木的分化时间发生在更新世，与第四纪冰期循环的时间相对应。我们的分析表明，裸果木的进化历史与第四纪的气候震荡有着紧密的联系。
（2）裸果木的微卫星引物开发及遗传多样性分析
在本研究中，利用磁珠富集法，首次开发了17对裸果木的微卫星引物。其中12对具有良好的多态性。应用其中6对多态性微卫星引物分析裸果木的遗传多样性。分析结果表明，裸果木有很高的遗传多样性（Ho = 0.5624，He = 0.7400）。根据Nei氏遗传距离构建的聚类树和贝叶斯法的分类分析表明，裸果木居群的分组与居群之间的地理距离相关。Mental Test分析也证明裸果木的遗传距离与地理距离显著相关。裸果木居群分为三组：第一组由位于裸果木分布区最西部的居群组成，全部来自塔里木盆地；第二组的居群几乎位于裸果木分布区的中间位置，由来自塔里木盆地、哈密盆地和河西走廊的居群组成；第三组的居群位于裸果木分布区的最东部，由来自河西走廊和阿拉善荒漠的居群组成。AMOVA分析表明，裸果木组间有很高的遗传分化，组内居群间分化较小，样品个体间分化较大。研究结果表明，有性繁殖可能是维持裸果木高遗传多样性的重要原因。
（3）裸果木属进化历史的研究
在本章的研究中，采用裸果木属中的八个种（共十个种）的样品为代表分析这个属。应用两个叶绿体片段（rps16和psbB-psbH）和一个核基因（ITS）片段对所有的样品测序。系统发育分析的结果显示，裸果木属是一个单系属，属内的物种分为两个组：第一个组是由两个广布种G. sclerocephalus和G. decandrus组成，这两个种主要分布地为北非及其周边地区；第二组由剩下的六个地区特有种组成，主要分布于阿拉伯半岛南部及其邻近的印度洋岛屿和中国西北部及蒙古国。分化时间分析显示裸果木属的形成时间大约在31.33 Ma，邻近始新世向渐新世的过度时期。裸果木属开始分化的时间是6.69 Ma，大约在晚中新世。裸果木属内的物种的分化时间几乎都发生在上新世与更新世。分化时间分析表明裸果木属的多样化受到自中新世以来气候变化的显著影响。祖先栖息地重建分析表明，裸果木属的祖先分布区为阿拉伯半岛南部及其邻近的印度洋岛屿
HySpex影像地形校正与降维技术研究
No full text随着高光谱遥感及其数据处理技术的发展，成像高光谱技术逐渐成为遥感应用的前沿。成像高光谱遥感最大的特点就是“图谱合一”，即在获取地表物质光谱特征的同时能够得到该物体的图像特征，所拍摄影像拥有上百个波段，光谱分辨率可达到纳米级，能够识别地表更加细微的光谱特征，实现对地表物质更加精细的识别与分析。机载成像高光谱技术在对地表物质进行探测时具有明显优势，但是地形起伏、数据量大等问题都会影响后续的信息识别与提取，进而影响到应用效果。因此，本文将主要对地形起伏引起的几何变形、辐射畸变，以及高光谱数据的维数聚联问题展开研究。
本文采用搭载于动力三角翼平台上的HySpex成像高光谱仪拍摄的高光谱影像。在进行遥感影像采集过程中，动力三角翼飞行高度较低（一般在30-150m），地形变化对遥感影像数据影响很大，数据应用之前需要对HySpex影像进行两个方面的地形校正，即基于地形的正射校正和基于地形的辐射校正，前者主要校正图像的几何形变，后者校正影像的辐射亮度。文中采用的HySpex全谱段高光谱成像仪VNIR-1600、SWIR-384共有504个波段，为了降低数据冗余并且改善信息提取和后续分类效果，需要对数据进行降维处理。本论文的研究内容与结果主要有：
（1）研究分析现有的正射校正模型，并基于HySpex数据的特征，采用有理函数模型，对HySpex数据进行地形几何校正，调整校正中的DEM分辨率，观察不同DEM分辨率下的地形校正效果，并将结果进行对比。结果表明，并不是DEM分辨率越大地形校正效果越好，并且降低DEM分辨率可以提高计算效率。
（2）依据HySpex数据的特征，优化筛选合适的地形辐射校正模型，将处理结果进行评价对比分析，最终得出在地形辐射校正中，改进C校正处理效果较好，并且效率较高
（3）优化筛选适合HySpex数据的降维方法，将降维结果进行评价对比，结果表明KPCA在HySpex数据降维中效果最好，不仅能保留较多的数据特征，并且降维后的波段数明显减少
干旱区开垦年限对土壤剖面无机碳分布的影响
No full text碳循环对全球气候变化的影响至关重要，全球碳循环研究是当前国内外学者关注的重点方向之一。土壤是陆地生态系统中重要的组成部分，土地利用方式的改变使土壤中物质的汇集作用发生改变。干旱和半干旱区占全球总面积的三分一，在全球碳循环中占有重要作用。水循环过程中碳的积聚是当前乃至今后寻求碳失汇的一个重点方向。干旱区大规模的土地开发利用伴随着土地利用方式由自然景观向人工景观的转变，直接改变了水土资源的时空分布，这一过程也必然引起碳循环过程中土壤碳传输的变化。为阐明耕作对干旱区农田0-200 cm土壤无机碳的影响，进一步了解干旱区土地开发利用对碳吸收与存储过程的影响，以新疆三工河流域阜北农场不同开垦年限（荒地、1年、3年、5年、10年、15年、30年和50年）农田为研究对象，对比分析了0-60 cm、60-140 cm和140-200 cm剖面土壤pH值、盐分和无机碳含量在不同开垦年限下含量变化、相关关系以及土壤无机碳储量分布特征。主要研究结论如下：
（1）长时间的耕作对土壤盐分和pH有显著影响，随开垦年限的增加，在0-60 cm剖面，土壤盐分和pH值先增加逐渐降低；在60-140 cm和140-200 cm剖面，土壤盐分含量逐渐降低，而土壤pH值含量逐渐增加。长时间耕作对土壤无机碳储量有显著影响，随开垦年限增加，土壤无机碳储量在0-60 cm呈现先增加再减少的变化趋势；在60-140 cm和140-200 cm土壤无机碳储量呈现先减少再增加的变化趋势。
（2）农田灌溉过程中，在0-60 cm剖面，不同开垦年限土壤的可溶性盐分含量和可溶性无机碳含量呈现先增加再减少的变化趋势。
（3）土壤无机碳含量与土壤pH值呈正相关，且相关性随着耕作时间的增加逐渐增强。土壤无机碳含量与盐分含量呈负相关，且相关性随耕作时间的增加而逐渐增强。耕作时间与土壤无机碳含量呈负相关，表明无机碳含量随开垦年限的增加逐渐减少
