本文關(guān)鍵詞：黑河流域綠洲時(shí)空變化過(guò)程的驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究

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【摘要】：近幾十年來(lái),在全球變化與人類活動(dòng)雙重作用背景下,綠洲在不同時(shí)間和空間尺度發(fā)生著快速的變化,成為干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境演變和人類活動(dòng)的最直接反映,因而受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。隨著多學(xué)科交叉綜合研究的開(kāi)展,綠洲變化的規(guī)律和機(jī)制更成為國(guó)內(nèi)外干旱區(qū)領(lǐng)域的研究的重要課題。黑河流域是我國(guó)西北干旱區(qū)灌區(qū)農(nóng)業(yè)大規(guī)模開(kāi)發(fā)最早的流域,在這個(gè)漫長(zhǎng)的人類歷史過(guò)程中,人類活動(dòng)變遷劇烈,是我國(guó)環(huán)境演變與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展等研究和實(shí)踐的最活躍的地區(qū)之一。黑河流域中下游綠洲過(guò)程及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究不僅是認(rèn)識(shí)該流域水土資源問(wèn)題的重要途徑,也是干旱區(qū)綠洲變化研究的理想案例。本文選擇黑河流域綠洲為研究對(duì)象,在利用近50多年來(lái)長(zhǎng)時(shí)間序列的遙感影像資料重建綠洲時(shí)空變化的基礎(chǔ)上,基于地圖資料、氣象監(jiān)測(cè)資料、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和實(shí)地調(diào)查等資料,采用定性與定量相結(jié)合的多學(xué)科手段綜合分析了綠洲變化過(guò)程的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。所獲得的認(rèn)識(shí)對(duì)進(jìn)一步探討干旱區(qū)環(huán)境演變及促進(jìn)水土資源的合理開(kāi)發(fā)利用具有重要意義。綠洲變化過(guò)程研究從1963年開(kāi)始采用遙感影像提取綠洲信息,以3-5年步長(zhǎng)獲取到1963-2013年14期有效遙感影像,運(yùn)用面向?qū)ο蠓椒ㄗ詣?dòng)提取,并結(jié)合目視解譯修正,得到各期綠洲分布數(shù)據(jù)；采用面積統(tǒng)計(jì)、變化檢測(cè)等方法分析了綠洲空間格局變化特點(diǎn)和規(guī)律。結(jié)果表明,綠洲在空間格局上基本保持了主體穩(wěn)定,局部擴(kuò)張的態(tài)勢(shì)；50年來(lái)綠洲面積從4448.64km2增加到7191.92km2,共增長(zhǎng)2743.28km2,年平均增長(zhǎng)率為1.03%；綠洲發(fā)生頻繁變化的區(qū)域主要分布在流域主體綠洲外圍的沖洪積扇的邊緣、沿河渠兩岸低洼地區(qū)和綠洲-荒漠過(guò)渡帶。利用CASA模型模擬綠洲生產(chǎn)力,結(jié)果表明,最大月NPP水平在58.5～124.0 g.m-2.month-1之間,中游平原綠洲主體區(qū)普遍較高,下游的額濟(jì)納旗綠洲普遍較低,整體水平在1986-2013年間整體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。各縣區(qū)單位面積NPP均值在民樂(lè)、甘州、山丹、臨澤等縣較高,在額濟(jì)納旗最低。在深入分析綠洲變化的驅(qū)動(dòng)力及其作用機(jī)理的基礎(chǔ)上,采用邏輯推理方法構(gòu)建了綠洲變化驅(qū)動(dòng)機(jī)制概念模型。人類和自然共同作用促使了研究區(qū)綠洲及其生產(chǎn)力的變化,其中人文因素為主導(dǎo)作用。自然環(huán)境因素中,氣候、水文、土壤等是主要影響因素。人文因素主要包括人口數(shù)量、政策、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技進(jìn)步等。結(jié)合各因素作用機(jī)理,又將其分成間接與直接因素。間接因素通過(guò)影響直接因素作用于綠洲。綠洲變化驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)中,每一種因子對(duì)綠洲變化產(chǎn)生的影響不是獨(dú)立發(fā)生的,而是受到眾多驅(qū)動(dòng)因子的影響和制約。根據(jù)綠洲變化頻繁的“熱點(diǎn)地區(qū)”,選取近百個(gè)典型區(qū)域作為案例樣區(qū),采用一線參與式農(nóng)村社會(huì)調(diào)查方法,以半結(jié)構(gòu)訪談形式對(duì)綠洲變化明顯的典型區(qū)域進(jìn)行了大量的實(shí)地調(diào)查和研究。結(jié)果表明,人口數(shù)量的增加是促使綠洲面積擴(kuò)展的“剛性”因素：農(nóng)業(yè)投入的增加以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,為綠洲的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步帶來(lái)土地生產(chǎn)能力逐步提高,使得單位面積耕地的經(jīng)濟(jì)收入增加。因此,人口數(shù)量、固定投入、技術(shù)因素及政策決定了綠洲發(fā)展的方向、結(jié)構(gòu)和規(guī)模,人類活動(dòng)是綠洲變化的主要原因。采用邏輯推斷和相關(guān)分析方法對(duì)綠洲變化驅(qū)動(dòng)因子進(jìn)行篩選與辨識(shí)和量化,將選取的指標(biāo)作為解釋變量,納入Panel Data模型,綠洲面積作為被解釋變量,利用變量的回歸系數(shù)求算自然與人文因素對(duì)綠洲變化的相對(duì)貢獻(xiàn)率,識(shí)別了對(duì)綠洲變化起主要作用的驅(qū)動(dòng)因子。結(jié)果表明,各縣區(qū)人文因素對(duì)綠洲變化的相對(duì)貢獻(xiàn)率分別為：民樂(lè)縣83.99%,肅州區(qū)91.82%,甘州區(qū)89.81%,臨澤縣87.53%,高臺(tái)縣78.65%,金塔縣83.58%。利用面積加權(quán)求得流域綠洲變化的人文因素貢獻(xiàn)率為86.76%。甘州、肅州兩區(qū)綠洲變化相對(duì)其他區(qū)域受人文因素影響更大,說(shuō)明人類活動(dòng)干預(yù)越強(qiáng)的地區(qū),綠洲越趨于穩(wěn)定。將NPP作為綠洲變化過(guò)程中的植被指標(biāo),構(gòu)建了綠洲NPP變化過(guò)程中自然條件變化和人類活動(dòng)作用相對(duì)貢獻(xiàn)的評(píng)價(jià)方法。結(jié)果表明,黑河流域綠洲范圍內(nèi)7個(gè)站點(diǎn)中有5個(gè)都是人文因素對(duì)綠洲NPP的變化起到主導(dǎo)作用。綜合模型結(jié)果與實(shí)地訪談?wù){(diào)查結(jié)果,可以得出：自然因素諸如土壤、水文、氣候等為綠洲的發(fā)展提供了基本條件,但并未構(gòu)成綠洲變化的主要驅(qū)動(dòng)力。從根本上講,人們?cè)诒ＷC基本生活條件的基礎(chǔ)上為追求富裕生活,通過(guò)擴(kuò)大耕地面積來(lái)增加經(jīng)濟(jì)收入是綠洲擴(kuò)張的根本驅(qū)動(dòng)力。
【關(guān)鍵詞】：綠洲 黑河流域 綠洲變化 驅(qū)動(dòng)力 半結(jié)構(gòu)訪談 Panel Data模型 人類活動(dòng) 驅(qū)動(dòng)機(jī)制
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P901
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意義12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展回顧12-15
• 1.2.1 綠洲變化過(guò)程研究12-13
• 1.2.2 綠洲變化的驅(qū)動(dòng)力研究13-15
• 1.3 研究目標(biāo)及技術(shù)路線15-16
• 1.3.1 研究目標(biāo)15
• 1.3.2 研究方法與技術(shù)路線15-16
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)16-17
• 第二章 黑河流域綠洲變化的時(shí)空過(guò)程17-59
• 2.1 研究區(qū)概況17-20
• 2.1.1 自然概況17-19
• 2.1.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況19-20
• 2.2 黑河流域“綠洲”界定與過(guò)程重建20-25
• 2.2.1 黑河流域“綠洲”界定20
• 2.2.2 數(shù)據(jù)源及處理20-23
• 2.2.3 綠洲提取方法與結(jié)果驗(yàn)證23-25
• 2.3. 黑河流域綠洲水平空間格局變化25-42
• 2.3.1 綠洲時(shí)空格局變化25-33
• 2.3.2 綠洲面積變化33-34
• 2.3.3 綠洲變化特征34-42
• 2.3.3.1 時(shí)空變化模型34-36
• 2.3.3.2 綠洲格局變化特征36-42
• 2.4 黑河流域綠洲植被生產(chǎn)力變化42-59
• 2.4.1 NPP及其計(jì)算方法42-44
• 2.4.2 數(shù)據(jù)源及處理方法44-47
• 2.4.3 NPP計(jì)算結(jié)果及變化分析47-59
• 2.4.3.1 綠洲NPP空間分布47-52
• 2.4.3.2 綠洲生產(chǎn)水平變化特征分析52-59
• 第三章 黑河流域綠洲變化驅(qū)動(dòng)力辨識(shí)及驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究方法59-72
• 3.1 綠洲變化的自然環(huán)境因素及其作用機(jī)理59-62
• 3.1.1 地形地貌對(duì)綠洲變化的影響及其作用59-60
• 3.1.2 氣候變化對(duì)綠洲變化的影響及其作用60-61
• 3.1.3 土壤變化對(duì)綠洲變化的影響及其作用61-62
• 3.2 綠洲變化的人文社會(huì)因素影響及其作用機(jī)理62-66
• 3.2.1 人口因子對(duì)綠洲變化的影響及其作用62-63
• 3.2.2 經(jīng)濟(jì)因子對(duì)綠洲變化的影響及其作用63
• 3.2.3 技術(shù)進(jìn)步對(duì)綠洲變化的影響63-64
• 3.2.4 土地制度與政策對(duì)綠洲變化的影響64-65
• 3.2.5 水資源及其利用方式對(duì)綠洲變化的影響65-66
• 3.3 綠洲變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制概念模型及研究方法66-72
• 3.3.1 驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)的構(gòu)成66-67
• 3.3.2 驅(qū)動(dòng)機(jī)制概念模型67-68
• 3.3.3 驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)的特征68-69
• 3.3.4 綠洲變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究方法69-70
• 3.3.5 自然因素與綠洲變化趨勢(shì)對(duì)比70-72
• 第四章 黑河流域綠洲變化人文驅(qū)動(dòng)機(jī)制調(diào)研與分析72-90
• 4.1 綠洲變化案例選擇72-75
• 4.1.1 綠洲變化“熱點(diǎn)地區(qū)”確定方法72-73
• 4.1.2 調(diào)研樣區(qū)73-75
• 4.2 綠洲變化人文驅(qū)動(dòng)機(jī)制的調(diào)查75-77
• 4.2.1 半結(jié)構(gòu)訪談問(wèn)卷設(shè)計(jì)75-76
• 4.2.2 半結(jié)構(gòu)訪談提綱76
• 4.2.3 調(diào)查方案與路線76-77
• 4.3 調(diào)查成果及結(jié)論77-87
• 4.3.1 半結(jié)構(gòu)訪談成果77-82
• 4.3.1.1 案例1：臨澤縣鴨暖鄉(xiāng)大鴨村77-80
• 4.3.1.2 案例2：金塔縣羊井子灣鎮(zhèn)榆樹(shù)井村80-82
• 4.3.2 調(diào)查結(jié)論與討論82-87
• 4.4 黑河流域綠洲變化人文驅(qū)動(dòng)機(jī)制87-90
• 第五章 黑河流域綠洲變化驅(qū)動(dòng)機(jī)制的定量分析90-107
• 5.1 綠洲面積變化的驅(qū)動(dòng)力貢獻(xiàn)定量分析90-100
• 5.1.1 驅(qū)動(dòng)力模型的選擇90-91
• 5.1.2 Panel Data模型介紹91-92
• 5.1.3 綠洲驅(qū)動(dòng)力Panel Data模型構(gòu)建92-97
• 5.1.3.1 模型的基本形式92-93
• 5.1.3.2 驅(qū)動(dòng)因子選擇93
• 5.1.3.3 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理93-95
• 5.1.3.4 Panel Data模型因子識(shí)別95-96
• 5.1.3.5 模型參數(shù)估計(jì)與分析96-97
• 5.1.4 Panel Data模型模擬結(jié)果及討論97-100
• 5.1.4.1 模擬結(jié)果及不確定性分析97-99
• 5.1.4.2 分析結(jié)論與討論99-100
• 5.2 綠洲NPP變化的驅(qū)動(dòng)力貢獻(xiàn)定量分析100-105
• 5.2.1 模型理論基礎(chǔ)100
• 5.2.2 模型構(gòu)建100-102
• 5.2.3 數(shù)據(jù)處理102-103
• 5.2.4 結(jié)果與討論103-105
• 5.3 黑河流域綠洲變化驅(qū)動(dòng)機(jī)制105-107
• 第六章 結(jié)論與展望107-110
• 6.1 主要結(jié)論107-108
• 6.2 不足與展望108-110
• 附錄1：黑河流域綠洲變化驅(qū)動(dòng)機(jī)制調(diào)研樣區(qū)表110-113
• 附錄2：黑河流域綠洲變化驅(qū)動(dòng)機(jī)制訪談提綱113-117
• 附錄3：調(diào)查結(jié)果實(shí)例1：臨澤縣鴨暖鄉(xiāng)大鴨村調(diào)查結(jié)果117-121
• 附錄4：調(diào)查結(jié)果實(shí)例2：金塔縣羊井子灣鎮(zhèn)榆樹(shù)井村121-125
• 參考文獻(xiàn)125-131
• 在學(xué)期間的研究成果131-132
• 致謝132

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：913147