The change of oasis structure / scale and its influencing factors in Zhangye Basin in recent 20 years

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

Journal of Desert Research ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (6): 131-141.DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2023.00053

The change of oasis structure / scale and its influencing factors in Zhangye Basin in recent 20 years

Tiaoxue Lu¹^,²(), Linshan Yang¹(), Qi Feng¹, Meng Zhu¹, Naiyu Li¹^,³

^1.Northwest Institute of Eco-Environment and Resources，Chinese Academy of Sciences，Lanzhou 730000，China
^2.University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China
^3.Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070，China

Received:2023-02-03 Revised:2023-05-10 Online:2023-11-20 Published:2023-11-30
Contact: Linshan Yang

Abstract

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

CLC Number:

Tiaoxue Lu, Linshan Yang, Qi Feng, Meng Zhu, Naiyu Li. The change of oasis structure / scale and its influencing factors in Zhangye Basin in recent 20 years[J]. Journal of Desert Research, 2023, 43(6): 131-141.

Figures/Tables 10

References 31

1	马亚兰，刘普幸.河西走廊金塔绿洲农业生态系统资源环境效应综合评价［J］.中国沙漠，2011，31（3）：709-715.
2	申元村，汪久文，武光和，等.中国绿洲［M］.河南开封：河南大学出版社，2001.
3	郝丽娜，粟晓玲.黑河干流中游地区适宜绿洲及耕地规模确定［J］.农业工程学报，2015，31（10）：262-268.
4	文星，王涛，薛娴，等.1975-2010年石羊河流域绿洲时空演变研究［J］.中国沙漠，2013，33（2）：478-485.
5	蒙吉军，李正国.河西走廊土地利用格局及影响因子研究：以张掖绿洲为例［J］.北京大学学报（自然科学版），2003（2）：236-243.
6	唐霞.黑河流域人工绿洲时空演变特征及其驱动力［D］.北京：中国科学院大学，2016.
7	蒙吉军，李正国.河西走廊张掖绿洲LUCC的驱动力分析［J］.地理科学，2003，23（4）：464-470.
8	Pieter S A B， Clement A K， Bernt J，et al.Improved monitoring of vegetation dynamics at very high latitudes： a new method using MODIS NDVI［J］.Remote Sensing of Environment，2005，100（3）：368-375.
9	顾娟，李新，黄春林.基于时序MODIS NDVI的黑河流域土地覆盖分类研究［J］.地球科学进展，2010，25（3）：317-326.
10	金晓媚，胡光成，李文梅.中国西北地区额济纳绿洲植被盖度与黑河流量的滞后效应研究［J］.地学前缘，2008（4）：198-203.
11	任立清，冉有华，任立新，等.2001-2018年石羊河流域植被变化及其对流域管理的启示［J］.冰川冻土，2019，41（5）：1244-1253.
12	李艳，张成才，罗蔚然，等.基于改进最大值法合成NDVI的夏玉米物候期遥感监测［J］.农业工程学报，2019，35（14）：159-165.
13	蒋兴国，郑杰，叶其炎.祁连山山水林田湖草保护修复调查研究之一：张掖祁连山黑河流域生态环境保护的重大意义［J］.边疆经济与文化，2018（1）：29-31.
14	盛丹睿，温小虎，冯起，等.张掖盆地地下水硝酸盐污染与人体健康风险评价［J］.中国沙漠，2019，39（5）：37-44.
15	吴敏，温小虎，冯起，等.基于随机森林模型的干旱绿洲区张掖盆地地下水水质评价［J］.中国沙漠，2018，38（3）：657-663.
16	王文祥，王旭清，蔡月梅，等，张掖盆地分层地下水动态特征及其影响因素研究［J］.地下水，2019，41（6）：34-36.
17	连英立.张掖盆地地下水对气候变化响应特征与机制研究［D］.北京：中国地质科学院，2011.
18	秦欢欢，郑春苗.基于宏观经济模型和系统动力学的张掖盆地水资源供需研究［J］.水资源与水工程学报，2018，29（1）：9-17.
19	程国栋，肖洪浪.中国内陆河水资源高效利用与流域生态恢复：黑河流域水-生态-经济管理试验示范［C］//全国水土保持生态修复研讨会论文汇编.2004：183-186.
20	Wang J， Ye B S， Liu F J，et al.Variations of NDVI over elevational zones during the past two decades and climatic controls in the Qilian Mountains，Northwestern China［J］.Arctic，Antarctic，and Alpine Research，2011，43（1）：127-136.
21	梁吉业，冯晨娇，宋鹏.大数据相关分析综述［J］.计算机学报，2016，39（1）：1-18.
22	文星.近2 ka来石羊河流域绿洲化和荒漠化过程［D］.北京：中国科学院研究生院，2012.
23	于琳.新疆绿洲生态经济系统可持续发展研究［D］.重庆：西南大学，2006.
24	王忠静，王海峰，雷志栋.干旱内陆河区绿洲稳定性分析［J］.水利学报，2002（5）：26-30.
25	刁维杰，赵勇，翟家齐，等.1987—2017年民勤绿洲面积时空演变规律及驱动因素解析［J］.灌溉排水学报，2019，38（10）：106-113.
26	齐敬辉.疏勒河流域绿洲生态演变研究［D］.兰州：兰州大学，2017.
27	周俊菊，雷莉，石培基，等.石羊河流域河川径流对气候与土地利用变化的响应［J］.生态学报，2015，35（11）：3788-3796.
28	葛晓光，薛博，万力，等.黑河下游径流量与额济纳绿洲NDVI的滞后模型［J］.地理科学，2009，29（6）：900-904.
29	何旭强，张勃，孙力炜，等.气候变化和人类活动对黑河上中游径流量变化的贡献率［J］.生态学杂志，2012，31（11）：2884-2890.
30	高鑫，张世强，叶柏生，等.河西内陆河流域冰川融水近期变化［J］.水科学进展，2011，22（3）：344-350.
31	董敬儒，颉耀文，段含明，等.黑河流域绿洲变化的模式与稳定性分析［J］.干旱区研究，2020，37（4）：1048-1056.

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

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

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

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

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

The change of oasis structure / scale and its influencing factors in Zhangye Basin in recent 20 years

RichHTML

PDF

Knowledge

Abstract

Cite this article

share this article

Figures/Tables 10

References 31

Related Articles 15

Recommended Articles

Metrics

Comments

	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^*

[1]	Shilin Fu, Jiaqiang Lei, Yiqi Zhou, Na Zhou, Malicha Loje Hare, Zinabu Bora Jorro. Analysis of land degradation trends and driving factors in Ethiopia based on NPP-WUE [J]. Journal of Desert Research, 2023, 43(1): 128-141.
[2]	Xiaoyun Cheng, Qin Zhang, Fangfang Lan, Yuan Li, Yaxuan Han, Limin Zhang, Yanke Yang, Xinyuan Wang. Dynamic characteristics and driving factors of grassland desertification in Hexi Corridor [J]. Journal of Desert Research, 2022, 42(6): 134-141.
[3]	Yun Chen, Yuqiang Li, Xuyang Wang, Caiping Yao, Yayi Niu. Risk and countermeasures of global change in ecologically vulnerable regions of China [J]. Journal of Desert Research, 2022, 42(3): 148-158.
[4]	Yongdao Gao, Rongrong Qiao, Shuxin Ji, Xuelian Bai, Lixiang Wang, Xueli Chang. Changes and driving factors of crops planting structure in Hetao Irrigation Region in Inner Mongolia [J]. Journal of Desert Research, 2021, 41(3): 110-117.
[5]	Sheng Danrui, Wen Xiaohu, Feng Qi, Wu Jun, Si Jianhua, Wu Min. Groundwater Nitrate Pollution and Human Health Risk Assessment in the Zhangye Basin, Gansu, China [J]. Journal of Desert Research, 2019, 39(5): 37-44.
[6]	Wu Min, Wen Xiaohu, Feng Qi, Yin Zhengliang, Yang Linshan. Assessment of Groundwater Quality Based on Random Forest Model in Arid Oasis Area [J]. Journal of Desert Research, 2018, 38(3): 657-663.
[7]	Yao Wenyi, Zhang Xiaohua, Gao Yajun, Jiao Peng. Features of Runoff and Sediment Variations in Wide-valleyed Desert Reach of Upper Yellow River and Contribution Rate of Driving Factors for the Variations [J]. JOURNAL OF DESERT RESEARCH, 2017, 37(2): 361-371.
[8]	Gao Guanlong, Zhang Xiaoyou, Yu Tengfei, Li Xiaoqin. Land Cover Change and Its Driving Factors in the Ejin Oasis during 1987-2008 [J]. JOURNAL OF DESERT RESEARCH, 2015, 35(3): 821-829.
[9]	Li Xiaoying, Yao Zhengyi, Wang Hongwei, Xiao Jianhua. The Driving Mechanism of Sandy Desertification in the Zoige Basin of China [J]. JOURNAL OF DESERT RESEARCH, 2015, 35(1): 51-59.
[10]	Huang Lei, Zhang Zhishan, Hu Yigang, Yang Haotian. Soil CO₂ Concentration under Different Types of Plant Communities and the Driving Factors in Arid Desert Area [J]. JOURNAL OF DESERT RESEARCH, 2014, 34(1): 125-132.
[11]	DUAN Hai-xia, ZHAO Jian-hua, LI Yao-hui. The Frequencies, Severities, and Driving Factors of the Sand-dust Weather Processes Occurred in Northern China in the Spring of 2011 [J]. JOURNAL OF DESERT RESEARCH, 2013, 33(1): 179-186.
[12]	WU Xiao-xu;ZOU Xue-yong;. Analysis of Landscape Pattern Change and Its Driving Factors based on 3S Technology:A case study in Uxin Banner of Inner Mongolia [J]. JOURNAL OF DESERT RESEARCH, 2010, 30(4): 763-769.
[13]	WU Zhao-peng;JIN Hai-long. Heterogeneity of Oasis Soil in Bohe and Jinghe River Basins of Xinjiang [J]. JOURNAL OF DESERT RESEARCH, 2010, 30(1): 120-127.
[14]	LI Yi-ling;QAO Mu;YANG Xiao-lin;ZHOU Sheng-bin;ZENG Ya-juan. Analysis on Land Use/Cover Change and Landscape Fragmentation in Typical Watershed of Arid Zone in Last 30 Years—A Case of Manasi River Watershed, Xinjiang [J]. JOURNAL OF DESERT RESEARCH, 2008, 28(6): 1050-1057.
[15]	Aruhan;YANG Chi. Cumulative Impacts of Driving Factors on Desertification in Duolun Country, Inner Mongolia [J]. JOURNAL OF DESERT RESEARCH, 2007, 27(6): 936-941.