采用MODIS数据和改进的光能利用率模型(CASA模型)对2006-2016年塔里木河流域植被生长季草地净初级生产力(NPP)进行估算,通过一元线性回归趋势分析、变异系数、Hurst指数等方法,分别从时间特征、空间特征、空间稳定性和未来变化趋势4个方面对其时空变化过程进行分析,阐述了2006-2016年塔里木河流域草地NPP的时空格局与变化特征。结论如下:1)时间特征上,2006-2016年塔里木河流域草地NPP总体呈波动上升趋势,其中增长区域占64.1%,负增长区域占35.9%,NPP总量平均增长速度为1.31×1011 g C·m-2·yr-1;6-8月为流域内草地的主要生长期,NPP总量占生长季总量的47.3%。2)空间特征上,2006-2016年塔里木河流域草地NPP分布呈现明显空间分异特征,总体分布特征为西北向东南呈递减趋势,草地NPP多年平均值为13.62 g C·m-2·yr-1。在垂直变化(海拔)上,呈现出随海拔升高NPP呈“降低-升高-降低”的特点;在水平变化上(经、纬度),草地NPP变化没有明显特征。3)空间稳定性上,塔里木河流域草地NPP变异系数介于0.19~3.17。草地NPP存在明显的空间差异性,草地NPP变异系数大部分地区均属于低值区,其中变异系数在0.5以下的占总面积的94.6%。高波动区域主要集中在“四源一干”和车尔臣诸小河流域。4)未来变化趋势上,塔里木河流域草地NPP Hurst指数介于0.10~0.97,均值为0.57。未来变化趋势呈持续性特征面积占71.6%,反持续性特征面积占28.4%,除开孔河流域北部及车尔臣诸小河西南大部呈反持续性特征,其余草地均呈现出持续性特征,预示着流域草地NPP未来处于持续增加趋势。草地NPP时空分布特征显示,塔里木河流域草地生态系统健康状况总体好转,局部恶化。
自上世纪60年代以来,由于塔里木河上中游水资源的不合理开发利用,导致河流下游及台特玛湖干涸,干涸的湖底荒漠化快速发展。生态输水后,湖泊面积恢复并扩大,生态环境改善,荒漠化逆转。根据对研究区域多次实地考察、结合前人研究的成果资料、借助GIS(Geographic Information System)和RS(Remote Sensing)技术对1990—2018年台特玛湖湖区水域面积变化及其对生态环境的影响进行了分析。结果表明:生态输水后台特玛湖水域面积明显扩大,生态环境明显改善。深入分析引起台特玛湖区域生态环境变化的原因并进行敏感性评价,最终提出科学合理的台特玛湖区域生态环境综合治理方案,为塔里木河下游环境保护管理决策提供科学依据和技术支撑。
