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气候变化和人类活动的影响,使得中亚地区生态系统脆弱,跨界流域问题和生态系统变化导致了诸如“咸海危机”等一系列问题。 本文以中亚咸海两大支流流域——阿姆河和锡尔河为研究区,以2000年和2010年国家基础地理信息中心提供的GlobeLand30数据产品作为研究区数据源,在统一数据完整性、统一数据分类体系和统一投影坐标系的基础上,开展土地覆被变化时空分析。阿姆河整个流域内,耕地面积在2000-2010年持续增长,其面积增加主要来自草地和裸地的转换,且主要分布于上游山麓和平原地区,及下游干流河道的周边。草地面积增加主要来自裸地和耕地的转换。下游的三角洲、湿地等逐渐缩小,2000-2010年水体面积减小,尤其是在咸海区域,约有48%的水体面积转换为裸地。锡尔河整个流域内,耕地面积在2000-2010年持续增长,其面积增加主要来自草地和裸地的转换,新增加面积主要集中在流域北部地区以及流域南部的零星分布。草地面积增加主要来自裸地和耕地的转换,森林面积增加主要来自草地的转换。流域北部分布的湖泊减小,流域中部分布零星且面积较小的水体也在减少,水体面积共减少了7.68%。湿地面积也有微弱地增加。 通过生态风险指数的计算分析了中亚两大内陆河流域的生态风险程度。基于土地覆被类型变化,利用Fragstats计算有关景观生态风险指数,并在此基础上构建土地覆被类型的景观生态风险指数,借助地统计学及空间分析方法对区域土地覆被类型的变化所导致的景观生态风险进行插值,在得到空间上连续分布的景观生态风险指数之后,对其进行全局及局部相关分析。利用地统计方法分析了生态风险指数的时空变化特征。阿姆河流域,2000-2010年全局MoransⅠ指数呈增加的态势,说明该区域内整体景观格局呈现正相关,且景观类型之间的相互依赖程度加强;而局部LISA系数分析可以得出,高—高(HH)区域聚集分布且呈现面积减少的态势,低—低(LL)区域聚集分布且呈现面积增加的态势。对于景观生态风险指数进行普通克里金插值后,分析块金值、基台值、基台效应等,得到2000-2010年间该区域空间异质性呈现增加的趋势,区域生态风险程度逐渐趋于平稳,高生态风险等级区域面积减小,而低、较低生态风险等级区域面积在增加,说明该地区2000-2010年生态环境质量相对得到改善。锡尔河流域,2000-2010年全局MoransⅠ指数呈减小的态势,说明该区域内整体景观格局正相关,且景观类型之间的相互依赖程度减弱;而局部LISA系数分析可以得出,高—高(HH)区域聚集分布且呈现面积减少的态势,低—低(LL)区域聚集分布且呈现面积增加的态势。普通克里金插值后,对块金值、基台值、基台效应等进行分析,得到2000-2010年间该区域空间异质性减小,区域生态风险程度逐渐趋于平稳,高生态风险等级区域面积减小且呈不规则零散分布,而低、较低生态风险等级区域面积在增加,说明该地区2000-2010年生态环境质量也相对得到改善。通过一定的精度评价方法,讨论了较低空间分辨率的三期遥感土地覆被数据产品与本文较高空间分辨率数据产品的精度对比,得出耕地和水体面积的变化趋势基本一致,但是本文所利用的更高精度的数据更好地解决了低分辨率数据中存在的草地变化与NDVI变化趋势不一致、冰川和永久积雪面积变化过大的误差等。因此本文所用数据在中亚两大内陆河流域具有可靠的精度和参考价值。 通过对阿姆河和锡尔河流域土地覆被时空变化及生态风险指数评价分析,说明了过去一段时间内,不合理水土资源开发尤其是两大流域持续的灌溉农业发展导致了咸海面积的缩减,未来应该通过改变水资源的有效利用,改善跨界流域上下游的水资源供需矛盾日益严重问题,诸如实现上下游分水协调机制,只有真正的实现流域上中下游统筹协调,才能实现流域水资源的合理配置和可持续利用,实现生态环境的健康和可持续发展。