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为探究绿洲动态变化与可持续发展，研究人员以河西走廊为对象，基于 1985-2022 年数据，用复杂网络模型和水热平衡法分析绿洲变化特征与适宜规模。发现绿洲面积增 6394.196 km2，呈亚稳定状态，适宜规模小于实际，为区域可持续发展提供依据。
在广袤的干旱半干旱区域，绿洲宛如镶嵌在荒漠中的翡翠，不仅是维系生态平衡的重要屏障，更是人类生存发展的核心依托。然而，随着全球气候变化加剧与人类活动强度增加，这些脆弱的绿洲正面临着规模扩张与资源承载力失衡的严峻挑战。一方面，过度的农业开垦和城市化进程导致水资源过度消耗，土地盐碱化、沙漠化风险上升；另一方面，传统研究多聚焦绿洲面积与空间分布的静态分析，缺乏对绿洲系统内各要素复杂相互作用的动态解析，难以精准识别驱动绿洲演变的关键因子。在此背景下，探明绿洲长时序变化规律及其与资源环境的适配关系，成为干旱区生态安全与可持续发展亟待解决的科学问题。
为破解上述难题，国内研究团队针对中国河西走廊这一典型干旱半干旱区绿洲集中分布区展开深入研究。该团队以 1985-2022 年为时间跨度，综合多源地理数据，系统分析了绿洲演变的时空特征，并创新性地引入复杂网络模型（一种用于揭示系统内要素关联与结构特征的分析工具），从拓扑学与动力学视角解析绿洲变化过程中各土地利用类型的相互转化机制。同时，基于水热平衡法（通过量化区域水分与热量收支平衡，评估生态系统可持续承载规模的方法），科学测算绿洲的适宜发展规模，为区域资源合理配置提供理论支撑。这项研究成果发表在《Applied Geography》，为干旱区绿洲的科学管理提供了新的思路与方法。
研究主要采用了以下关键技术方法：
- 遥感监测与地理信息系统（GIS）：获取并分析河西走廊 1985-2022 年绿洲空间分布数据，揭示绿洲面积与空间格局变化特征。
- 复杂网络模型：构建绿洲系统内土地利用类型转化的复杂网络，识别关键转化路径与主导地类。
- 水热平衡法：基于区域气候、水文数据，计算绿洲生态系统的水分供需平衡，确定适宜绿洲规模。
时空变化特征
研究发现，河西走廊绿洲空间分布呈现 “西北少、东南多” 的格局，面积在 1985-2022 年间累计增加 6394.196 km2，其中 2020 年达到最大值 37881.318 km2，1990 年为最小值 30388.577 km2，整体呈增长趋势。绿洲面积占比维持在 12%-16%，局部时段虽有波动，但扩张态势显著。
变化过程与关键要素分析
通过复杂网络模型分析表明，绿洲系统内土地利用类型转化以 “弱变化” 为主，占总面积的 61.326%，57.455% 的绿洲面积保持稳定。绿洲扩张强度约为收缩强度的 3 倍，未利用地与草地是绿洲扩张的主要土地来源，二者在绿洲转化过程中起到关键作用。这一结果揭示了人类活动（如农业开发）与自然植被演替对绿洲扩张的双重驱动机制。
适宜规模评估
基于水热平衡法的评估结果显示，研究期内河西走廊绿洲实际规模均大于适宜规模。其中，2010 年适宜规模最大，为 24117.707 km2；2020 年最小，为 13619.811 km2。绿洲整体处于 “亚稳定” 发展状态，表明当前绿洲扩张已对区域水资源与生态环境造成一定压力，需通过科学规划调控绿洲规模，以维持系统稳定性。
结论与意义
本研究通过长时序数据与多方法融合，系统揭示了河西走廊绿洲演变的复杂机制，证实了未利用地与草地在绿洲转化中的关键作用，并量化了绿洲发展的资源环境阈值。研究结果不仅填补了干旱区绿洲系统动态解析的研究空白，为理解绿洲 - 荒漠生态系统交互作用提供了新范式，更通过适宜规模的科学测算，为河西走廊乃至中国干旱半干旱区的国土空间规划、水资源优化配置与生态保护政策制定提供了重要参考。未来研究可进一步拓展至多流域对比与气候变化影响评估，以完善干旱区绿洲可持续发展的理论体系与实践路径。
