基于自组织的绿洲及自然适宜性研究

论文摘要

随着绿洲人口继续增长及随后而来的生产规模的增大,绿洲开发过程加快、绿洲规模不断扩大。在干旱区绿洲有限的自然资源和脆弱的生态环境背景下绿洲规模的扩张有两种可能的结果:一是,当扩张保持在一定的限度之内时,它具有建设性作用,会巩固绿洲系统功能,为干旱区人类提供舒适的生存环境,足够的生产空间和更多的社会经济财富;二是,作为干旱区的脆弱系统,当绿洲扩张超过一定的限度,往往会起着破坏性作用,出现一些不可恢复的严重生态环境问题,使绿洲易失其稳定性,走向崩溃。因此,充分剖析绿洲体系及其内容,提高人类对绿洲及其发展规律的认识、科学实施绿洲的规划与开发、有效长期的组织绿洲,适当的选择绿洲系统发展模式、正确引导发展方向具有十分重要的战略意义。本文以自组织为指导思想,从绿洲的系统性、整体性、复杂性特征出发树立了基于自组织的绿洲发展观,并在此基础上进一步对绿洲自然适宜性进行了评价,因此,内容上可分为两大部分:一是基于自组织的理论研究;二是基于RS/GIS空间分析的实例研究。在理论研究中本文着力揭示绿洲系统的自组织发展规律,主要研究成果为:(1)自组织理论在解释绿洲复杂系统的发生、发展、演化过程方面是一种非常强大而有效的理论依据;(2)绿洲系统的发展是由干旱环境背景下的特殊自然地理要素的自发演化所构成的自组织与由人为进行的规划与干预所构成的他组织的复合发展过程;(3)绿洲系统具有开放性、非平衡性、非线性、涨落等明显的自组织特征,有着从非组织到组织、从组织程度低到组织程度高、复杂度不断增长等自组织演化过程;(4)绿洲系统中自组织与他组织的相互影响机制决定着绿洲系统运行态势及其特征。新疆绿洲发展的特征分析充分揭示并验证了绿洲系统的自组织与他组织特征与演化过程,充实了绿洲研究的理论体系及其内容,为提高我们对绿洲发展规律的认识、科学实施他组织、有效长期的组织绿洲,为正确引导绿洲系统发展过程与方向提供了科学的理论依据。本文在理论研究成果基础上,基于特定研究区自然因素(自组织因素)及其空间特征信息,在RS/GIS技术支持下证明了理论成果的应用价值与操作方式,对研究区进行了绿洲自然适宜性评价,对研究结果进行了分级分类。结果表明:在且末县境内属于各类适宜类型(包括高度适宜、中等适宜和勉强适宜)的土地总面积只有3118km2,占县土地总面积的2.234%,适宜绿洲的发展与开发、适宜人类进行生产和改造;将近97.8%的区域由于自然环境条件不允许,属于不适宜面积,不适宜开发与发展、不适宜人类的居住与生存。由此可知,绿洲的分布与发展在很大程度上受到各种自然因素的支配与控制,只有各种自然因素在时空上适当耦合、满足人类最基本生活条件时才能有人口分布与发展。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和研究意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.1.3 研究内容
• 1.2 国内外绿洲研究及其进展
• 1.2.1 绿洲分布
• 1.2.2 绿洲研究进展
• 第二章 研究方法与数据
• 2.1 研究方法
• 2.1.1 自组织理论指导
• 2.1.2 基于 RS/GIS 的空间分析法
• 2.1.3 典型实证分析
• 2.2 研究环境
• 2.3 研究数据
• 2.3.1 数字高程模型（DEM）数据
• 2.3.2 研究数据
• 2.3.3 统计数据
• 2.3.4 实地调查
• 第三章 绿洲与自组织
• 3.1 自组织国内外相关研究
• 3.1.1 国外相关研究
• 3.1.2 国内相关研究
• 3.1.3 自组织在地理界的部分研究
• 3.2 自组织的概述
• 3.2.1 自组织理论结构
• 3.2.2 自组织的概念
• 3.2.3 自组织演化
• 3.2.4 自组织与他组织
• 3.3 自组织的绿洲发展观
• 3.3.1 绿洲的定义
• 3.3.2 天然和人工绿洲的新审视
• 3.3.3 绿洲系统构成及发展
• 3.4 绿洲发展的自组织条件与特征
• 3.4.1 绿洲系统的开放性
• 3.4.2 绿洲发展的非平衡性
• 3.4.3 绿洲系统的非线性
• 3.4.4 绿洲系统中的涨落
• 3.5 绿洲发展自组织表现形式
• 3.5.1 由非组织到组织的演化过程：绿洲空间结构的自发形成及维持
• 3.5.2 复杂度增长：绿洲规模扩散和萎缩
• 3.5.3 层次性跃升：绿洲系统自组织进化
• 3.6 新疆绿洲系统的自组织条件与特征
• 3.6.1 开放性
• 3.6.2 非平衡性
• 3.6.3 涨落
• 3.7 新疆绿洲系统发展的自组织解释
• 3.7.1 绿洲发育地点的自发选择
• 3.7.2 绿洲规模的扩散与萎缩
• 3.7.3 绿洲系统复杂度增长，结构和功能互动
• 3.8 绿洲发展的他组织机制
• 3.8.1 绿洲系统自组织和他组织成分的界定
• 3.8.2 绿洲系统自组织和他组织作用机制
• 3.9 自组织与他组织的启发
• 第四章 绿洲自然适宜性评价方法概述
• 4.1 绿洲自然适宜性评价指标体系的建立
• 4.2 评价因子选取及其原则
• 4.3 评价方法与模型
• 4.3.1 空间叠合分析
• 4.3.2 单因子评价
• 4.3.3 综合指数法
• 4.4 评价指标权重的计算
• 4.5 技术流程图
• 第五章 研究区概况
• 5.1 研究靶区的选择
• 5.2 研究区自然环境特征
• 5.2.1 地理位置
• 5.2.2 地形和地貌
• 5.2.3 气象气候
• 5.2.4 水文特征
• 5.2.5 土壤植被
• 5.3 社会经济概况
• 5.3.1 行政区划与人口组织
• 5.3.2 社会经济现状
• 第六章 研究区空间数据的提取与分析
• 6.1 空间数据预处理
• 6.1.1 投影变换与栅格统一
• 6.1.2 数据裁切与提取
• 6.2 坡度数据层的建立与分析
• 6.2.1 DEM 的拼接
• 6.2.2 坡度数据层的生成
• 6.2.3 坡度空间分布及分析
• 6.3 植被指数数据层提取与分析
• 6.3.1 NDVI 数据层的生成
• 6.3.2 数据转换
• 6.3.3 NDVI 空间分布及分析
• 6.4 气候因素数据层的提取与分析
• 6.4.1 温湿指数THI 的计算与分析
• 6.4.2 气候数据层的提取与分析
• 6.5 人口分布数据层的建立与分析
• 6.5.1 数据处理
• 6.5.2 结果与分析
• 第七章 绿洲自然适宜性评价及其空间分布研究
• 7.1 单因子适宜性评价
• 7.2 绿洲自然适宜性综合评价
• 7.2.1 数据标准化处理
• 7.2.2 指标权重的确定
• 7.3 结果与分析
• 7.4 结果检验与分析
• 7.4.1 面积误差检验
• 7.4.2 对比检验
• 第八章 研究成果、展望与不足
• 8.1 研究成果总结
• 8.2 展望与不足
• 参考文献
• 在读期间发表论文清单
• 致谢