近20年张掖盆地绿洲结构和规模变化及其影响因素

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2023.00053

摘要/Abstract

摘要：

为明晰内陆河流域绿洲化特征及其驱动因素，以黑河流域张掖盆地绿洲为研究对象，根据土地利用和归一化植被指数（NDVI）数据反演得到2000—2020年张掖盆地绿洲规模连续数据，分析张掖盆地绿洲规模和内部结构演变规律，结合盆地近20年经济、人文、水文资源等数据厘清驱动绿洲演变的关键因素。结果表明：近20年张掖盆地绿洲规模扩张了485.78 km²，整体呈现出荒漠向绿洲转化的趋势；绿洲内部土地利用类型以耕地为主，近20年间耕地面积增加最多，相对于2000年增长了19.00%，而林地面积减少最多，相对于2000年减少了25.38%；绿洲规模和内部结构变化受自然因素和人类活动的共同作用，其中经济发展与人口增加对绿洲规模扩张和内部结构变化起直接作用，水资源对绿洲扩张起决定性作用。

关键词: 张掖盆地, 绿洲规模, 绿洲结构, 驱动因素

Abstract:

In order to clarify the characteristics and driving factors of oasisization in inland river basin， this paper took the oasis in the Zhangye Basin of Heihe River Basin as the research object， obtained the continuous oasis scale data in the Zhangye Basin from 2000 to 2020 based on land use and NDVI data inversion， and analyzed the law of change of oasis scale and internal structure in the Zhangye Basin. The key factors affecting oasis change were clarified based on the data of economic， cultural and hydrological resources in the basin in the past 20 years. The results show that the oasis scale in the Zhangye Basin has expanded by 485.78 km² in the recent 20 years， showing a trend of the desert to oasis transformation on the whole. In oasis， the proportion of cultivated land and unused land was the largest， and the cultivated land area increased the most in the past 20 years， increasing 19.00% compared with 2000， while the forest land area decreased 25.38% compared with 2000. The changes of oasis scale and internal structure are influenced by natural factors and human activities. Economic development and population play a direct role in oasis scale expansion， and irrigation water consumption plays a decisive role in oasis scale expansion. The results can provide a basis for the rational development of soil and water resources in the inland river basin and the future layout of the oasis structure.

Key words: Zhangye Basin, oasis scale, oasis structure, driving factors

中图分类号:

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图/表 10

图1 张掖盆地范围及绿洲空间分布

Fig.1 Boundary of Zhangye Basin and spatial distribution of oases

图2 张掖盆地5期土地利用类型分布

Fig.2 Distribution of land use types in Zhangye Basin in the five stages

表1 张掖盆地5期各土地利用类型面积统计（km2 ）

Table 1 Statistics of the area for the different land use types in Zhangye Basin in the five stages （km2 ）

土地利用类型	年份
土地利用类型	2000	2005	2010	2015	2018
耕地	1 821.20	1 974.10	2 103.98	2 148.00	2 167.96
林地	107.40	92.89	81.30	79.55	80.14
高覆盖草地	7.60	6.79	8.71	10.50	16.14
中覆盖草地	49.49	47.68	49.73	47.84	48.67
低覆盖草地	683.33	668.32	641.96	630.52	673.27
水域	184.57	188.89	189.18	195.52	197.40
建筑用地	165.10	173.56	185.38	208.97	235.12
未利用土地	2 834.02	2 702.21	2 597.25	2 533.47	2 434.02

表2 2000—2018年张掖盆地土地利用转移矩阵（km2）

Table 2 Transformation matrix for the different land use types in Zhangye Basin from 2000 to 2018 （km2）

2000年	2018年
2000年	耕地	林地	高覆盖草地	中覆盖草地	低覆盖草地	水域	建筑用地	未利用土地	总计
耕地	1 606.58	6.18	2.32	3.21	34.56	17.54	97.18	53.26	1 820.83
林地	32.12	58.42	0.22	0.33	5.08	3.19	1.49	6.55	107.40
高覆盖草地	1.19	0.08	4.21	0.37	0.16	1.37	0.00	0.22	7.60
中覆盖草地	8.92	0.15	0.32	32.91	2.76	1.96	0.31	2.16	49.49
低覆盖草地	80.52	4.58	1.11	3.97	517.12	10.23	10.52	54.74	682.79
水域	21.52	0.56	1.68	2.61	11.19	126.07	1.17	19.77	184.57
建筑用地	78.59	0.43	0.11	0.05	0.92	0.48	82.71	1.81	165.10
未利用土地	338.12	9.74	6.17	5.22	100.96	36.56	41.74	2 295.51	2 834.02
总计	2 167.56	80.14	16.14	48.67	672.75	197.40	235.12	2 434.02	5 851.79

表3 张掖盆地绿洲反演的 NDVI 阈值、绿洲面积及相对误差

Table 3 NDVI threshold， oasis area and relative error of oasis inversion in Zhangye Basin

项目	2000年	2005年	2010年	2015年	2018年
NDVI阈值	0.28	0.29	0.32	0.41	0.37
NDVI反演绿洲面积/km2	1 996.12	2 121.48	2 243.73	2 286.63	2 323.48
土地利用绿洲面积/km2	1 985.78	2 121.48	2 243.73	2 285.90	2 313.04
误差/%	0.52	0	0	0.03	0.45

图3 张掖盆地5期NDVI反演绿洲范围与土地利用确定的绿洲范围空间对比

Fig.3 Spatial comparison between the oasis boundary determined by land use and NDVI inversion in the Zhangye Basin in the five stages

图4 2000—2020年张掖盆地NDVI反演的绿洲面积序列与5期土地利用确定的绿洲面积柱状图

Fig.4 Histogram of oasis area determined by NDVI inversion and land use in five stages in Zhangye Basin from 2000 to 2020

图5 张掖盆地2000—2020年绿洲、建筑用地、水域、荒漠面积比例

Fig.5 Proportion of oasis， building land， water area and desert area in Zhangye Basin from 2000 to 2020

图6 张掖盆地绿洲面积与影响因素关系散点图

Fig.6 Scatter diagram of relationship between oasis area and influencing factors in Zhangye Basin

表4 张掖盆地绿洲影响因素之间的相关系数

Table 4 Correlation coefficient of oasis influencing factors in Zhangye Basin

	地区生产总值	第一产业增加值	第二产业增加值	财政支出	农业机械总动力	灌溉用水量
第一产业增加值	0.95^*
第二产业增加值	0.94^*	0.97^*
财政支出	0.99^*	0.91^*	0.88^*
农业机械总动力	0.91^*	0.98^*	0.96^*	0.86^*
灌溉用水量	0.38	0.63^*	0.69^*	0.39	0.73^*
年末总人口	0.72^*	0.79^*	0.83^*	0.62^*	0.83^*	0.67^*

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