中国西北塔里木盆地人居环境适宜性分析外文翻译资料

 2022-12-22 17:27:00

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中国西北塔里木盆地人居环境适宜性分析

W.Halik a,b,*, A.Mamata, J.H.Danga, B.SH.Denga, T.Tiyipa

a新疆大学绿洲生态教育部重点实验室，新疆乌鲁木齐830046

b新疆大学旅游管理学院，乌鲁木齐830046

摘要：定居点周围的环境是人类社会和文化发展的重要基础。利用地理空间技术的综合方法和对人类居住模式与生活环境的理论分析，从而在组织理论和可持续发展框架的基础上建立了干旱地区的发展概念，并通过增加环境这一影响因素，提出了人类居住环境的总体适宜性指标 （SUiHSE）。然后采用这一概念和指标来评估塔里木盆地人居环境的适宜性。该研究在空间上将控制以及调节干旱地区社会经济发展的自然环境因素加以量化，然后计算了所研究范围内的每个空间网格的人类居住环境（SUiHSE）的总适宜性指数。结果表明，最适合人类居住的区域和社会经济发展的最佳适宜面积仅占总面积的3.1％，一般适宜面积为7.2％，边际适宜面积为8.4％。通常不适合和极不适合的类别占总面积的81.2％。

1.介绍

人类不良活动造成的生态环境退化是人类社会面临的主要危机之一。特别是在过去半个世纪里，由于长期社会经济的不可持续发展，世界干旱地区的生态环境以惊人的速度退化（Zhao等，2005）。因此，干旱地区人类住区的现状凸显了迫切需要给予关注的问题。塔里木盆地研究区位于天山山脉和昆仑山（34°15′—49°10′N; 73°20′— 96°25′E;图1）。它在行政上包括五个县：巴音 - 戈尔金蒙古自治州、阿克苏地区、喀什噶尔州、基策尔苏柯尔克孜族自治州、浩田县，还包括由新疆生产建设兵团管理的56个农业部门。

塔里木盆地以干旱的大陆性气候和独特的山地-绿洲-沙漠生态地貌景观为代表。绿洲是人类住区的核心，因而也是人类社会经济发展的基础。绿洲基本上是人造生态系统，拥有广泛种植的植物和生物群落，从而作为灌溉和水文工程的副产品。虽然绿洲仅占地区范围的一小部分，但它们产生了超过90％的社会财富，并支持了塔里木盆地95％以上人口的生活。由于经济扩张和人口增长的压力，绿洲内的放牧和农业扩张等人类活动已经扩展到绿洲和周围沙漠之间的生态系统。因此，生态环境变得非常脆弱，独特的植物群和动物群正面临着灭绝的威胁。本研究在组织理论和可持续发展框架的基础上建立了干旱地区的发展概念（Halik，2011），并通过增加人类住区环境的影响因素，提出了人类住区环境（SUiHSE）的适宜性指数（Wei等，2001）来评估塔里木盆地人居环境的适宜性。

图 1 研究区概况

  1. 材料与方法

2.1.数据

通过参考年平均温度的网格数据，使用反距离加权（IDW）从基于台站的离散点数据生成平均年降水量的空间插值方法。离散点数据是从国家气候数据库中提取，包括1915年气象站的观测数据，网格分辨率（或单元格大小）为1000米。每月归一化植被指数（NDVI）数据是来源于美国分辨率成像光谱仪（MODIS）档案，取自地质调查局（USGS）从1999年至2008年观测得出的数据，NDVI数据的空间分辨率为1000米。GDP和2003年人口普查光栅数据，空间分辨率为1000米，来自地理科学研究所中国科学院自然资源研究所。塔里木盆地1978年至2009年每月平均湿度数据和月平均温度数据获得是来自中国气象局网络数据分发中心。流网络矢量数据集是中国科学院新疆生态地理研究所提供的1：25万水文地图编制。来自SRTM（航天飞机雷达地形图）的DEM数据是从USGS网站下载，具有空间分辨率为90米。收集和使用的其他数据包括水文数据、人口和经济数据以及各种信息和该地区景观类型的照片。所有数据集被世界大地测量系统（WGS-1984）用墨卡托投影系统（UTM）基准重新投影到45°N。

2.2.方法

地形、水、气候、土壤类型和植被等生物和非生物因素具有不同的空间组合，这些因子的空间组合控制或调节着人类居住的适宜性和相关社会经济的发展情况（Wei 等.，2001）。 尽管这一水平通常取决于自然因素的空间组合，社会经济发展水平仍然是促进人类活动适应性和社会经济发展的重要因素（Xue，2007）。基于五个标准（即B1hellip;B5）建立评估方案（即C1hellip;C6）（表1），这些适用性指数具有许多物理含义，其中还包含表示经济发展水平的各种社会经济成分条件。

表1评估塔里木盆地人居环境适宜性的指标体系

目标层（A）

标准层（B）

评估层（C）

A 绿洲自然适应性评测

B1 地形条件

C1 坡度

B2 水文条件

C2 水系统

B3 植被条件

C3 植被指数

B4 气候条件

C4 平均降水量

C5 平均气温

B5 经济状况

C6 国内生产总值

2.2.1.坡度计算

地球表面上一点的坡度S指的是高程变化率，它是一种地球曲面的函数（Li等，2008）。使用方程式（1）计算坡度。

（1）

其中S代表表面坡度; dz / dx代表x方向的高程变化率; dz / dy代表y方向的高程变化率。

2.2.2.NDVI计算

归一化植被指数（NDVI）是一种广泛使用的指数，用于评估区域和全球范围内植被覆盖的状况（Weier等，2011）。 通常，对于光合作用活性强的植物，其NDVI值较高，而处在生长条件不良的生态环境的植被，其NDVI值则较低。 NDVI计算结果是取自卫星遥感数据的红色和近红外光谱反射，计算公式如下：

（2）

其中VIS和NIR分别代表在可见（红色）和近红外区域获得的频谱反射测量量。 本研究是基于1999-2008的月平均NDVI数据，进而计算每个像素的NDVI的最大值和最小值。

2.2.3.气象指数

气候是影响经济发展和人类住区的重要因素（Xu等，2009）。 人类居住环境的气候适应性是基于人体与周围空气之间的热交换原理，因此可适用于评估人体舒适度（He等，2010）。 这里研究的气象指数包括温湿指数（THI）和风效指数（K），温湿指数（THI）是人体对气候舒适程度感的指标（Tang等，2008）。 风效指数（K）由刮风天数和风力强度所描述的。 这些指数是根据气象数据利用公式计算建立而成的，并根据实际地区的不同情况进行等级划分。

分别使用等式（3）-（5）计算THI和K.

（3）

（4）

（5）

其中t是月平均温度（℃），f是平均相对湿度（％），v是平均风速（m/ s），s代表日照时间（h / d）。

2.2.4.人居环境的多变量适宜性指数（SUiHSE）

自然和社会因素，包括植被条件、温度、降水量、坡度、人口密度和总生产量（GDP），这些因素被用来确定适宜性指数。 将所有数据集采样到1000mtimes;1000m栅格，由于这些自然因素和社会因素的测量值具有不同的范围，因此它们需要被归一化为相同的变化幅度，即变化范围在0（即最低适合性）和100（即最高适应性）之间（Wu，2005）。 然后将每个因素测量值的归一化值（范围在0和100之间）分类为从I（最合适）到V（极不合适）的五个类别（表2）。最后，建立了基于多因素的综合多变量适应性指数指标来评估人类住区环境的整体适用性（Ghulam等，2011）。 将整体适用性指数作为输入因子的加权和乘以100，如公式（6）所示：

（6）

其中SUiHSE是环境的多变量适宜性指数，i代表特定因子，B代表特定贡献指数，W是单个指数的权重。 特定因子的权重可以使用输入变量和总适用性指数之间的回归分析来计算（Ghulam等，2011）。 在这种方法中，权重是使用协方差矩阵和输入变量的相关矩阵加以表示。

表 2 塔里木盆地主要河流径流年度和季节变化

河流

年平均

季节性分配（%）

径流（108m3）

径流模数（dm3 / 8 km2）

最大径流（108 m3）

最小径流（108 m3）

K 最大值/最小值

Cv变化系数

春季

夏季

秋季

冬季

塔里木

50.25

4.07

69.6

34.8

2

0.21

5.2

60.1

21.4

13.3

阿克苏

57.66

4.22

79

49.2

1.61

0.13

9

56.3

21.4

13.3

叶尔羌

62.5

4.08

88.1

44.7

1.97

0.18

6.75

66.79

20.17

6.29

喀拉喀什

18.9

3.48

31.8

12.3

2.59

0.22

8.67

74.49

13.56

3.28

尤伦卡什

23.1

5.03

37.1

12.2

3.04

0.25

5.54

80.4

11.55

2.51

克里雅

7.026

4.83

10.76

4.92

2.19

0.2

11.9

66.6

14.3

7.2

开都河

33.8

5.61

45.8

26.2

1.75

0.15

23.9

0 42.0

22.9

11.2

味甘

21.8

4.12

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