绿洲-荒漠交错带土地利用/覆盖时空变化研究

选择新疆于田县为研究区,从导致区域生态环境问题的主要驱动因素--土地利用/覆盖变化(LUCC)为出发点,以遥感技术为依托,对3个时相的陆地卫星数据及相关统计资料进行了处理,利用得到的土地覆盖差值图像,定量分析评价了该区域1979-2001年的时空变化趋势及其主要驱动机制.结果表明:造成绿洲-荒漠交错带生态环境变化的原因主要是绿洲人口数量的剧增以及过渡樵采等,不合理的水土资源利用导致绿洲荒漠化和交错带地下水位下降.绿洲-荒漠交错带普遍存在植被覆盖度大面积下降现象,原先连续的过渡带已有转化成生态裂谷的趋势,绿洲的屏障作用进一步降低.在绿洲外围风沙前沿地带,地表裸露、松散,在起沙风的作用下,流沙侵入农田,进一步恶化了本已很贫瘠而又脆弱的农业生态环境.因此,现阶段绿洲外围生态环境较为恶劣,整体处于不稳定状况.      

GIS与RS技术在延安宝塔区生态环境评价中的应用

本文以陕西省延安市宝塔区生态环境评价为例,基于延安宝塔区遥感图像资料和生态环境资料,利用map GIS,Arc View软件进行了延安宝塔区基础生态环境图件的成图、裁剪、数据转换,图像合成分析和多波段组合,得到了研究区生态环境区划图、土地利用图、水资源分布图、土壤图和植被分布图。利用遥感图象处理软件ERDAS进行了研究区彩色图像的合成分析和多波段图像组合分析,并对延安宝塔区的生态环境进行初步评价和讨论。     

中国土地沙漠化、水土流失和盐渍化的原因和驱动力:总体分析

论文收集了102篇沙漠化、79篇水土流失和64篇盐渍化的案例研究(共245篇),运用总体分析方法,把造成3种生态环境问题的因素归结为四类原因(农业扩张、资源利用、基础设施建设和自然因素)和五类驱动因子(经济、制度、技术、文化和人口)。分析结果表明,生态环境问题绝大多数由多因子所引起;在原因层面上,对沙漠化、水土流失和盐渍化案例影响最频繁的因子分别是农业扩张因子(92%)、资源利用因子(90%)和自然因素(86%);从驱动因子的层面上看,对沙漠化、水土流失和盐渍化案例影响最频繁的都是经济因素,影响频率分别为86%、81%和89%;总体来看,在发生生态环境问题的区域中,往往以经济因素的影响最为常见(85%),其次为技术(69%)和人口因素(62%)。因此,不适当地发展经济是造成我国沙漠化、水土流失和盐渍化日益严重的重要原因。     

渭干河-库车河三角洲绿洲土壤盐渍化现状特征及其与光谱的关系

利用遥感、土壤光谱及土壤盐分数据相结合的方法进行土壤盐渍化监测,选择2组不同特征的变量,对渭干河-库车河三角洲绿洲土壤盐渍化的现状特征进行了探讨,并计算了14个盐分因子与光谱波段(405 nm,410 nm,…,890 nm)的Pearson相关系数.结果发现,除少数光谱波段外,盐分因子与光谱波段之间的相关性并不显著. 在此基础上,利用后向多元线性回归分析,建立了部分盐分因子的预测模型,并对pH模型的精度进行了验证. 最后在野外考察,GPS定点和土壤采样分析的基础上,给出了土壤盐渍化程度及其分布范围.      

土壤盐渍化及其治理措施研究综述

土地是人类赖以生存及其一切社会活动的基本条件。土壤盐渍化是当今世界上土地荒漠化和土地退化的主要类型之一,也是世界性的资源问题和生态问题。土地盐渍化对地区的农业生产和生态环境造成很大影响。因此,较准确的分析土壤盐渍化的空间变异特征及变异尺度,揭示其分布规律来防治区域土壤盐渍化具有重要意义。本文首先提出了盐渍化的相关概念,然后对导致土壤盐渍化的主要因素及其土壤盐渍化的研究目标、研究方法进行全面阐述。结论表明土壤盐渍化的时空变化及其与导致这种变化的驱动力之间的因果反馈关系足够有效地揭示人为和自然因素与土壤盐渍化之间相互作用的内在机制,而且可以此来预测其未来发展趋势。最后在此基础上,提出了防治土壤盐渍化的综合性建议以及土壤盐渍化研究中急待解决的研究课题及其有效的研究手段,从而为进一步拓展和深化土壤盐渍化研究的内容及水平打下了牢固基础。     

基于CBERS-02卫星数据的地震滑坡识别——以青川县为例

以5.12地震后四川省青川县为研究区域,以该区域CBERS-02 CCD数据及DEM数据为基础数据,结合国内外滑坡遥感识别数据处理方法,通过九个特征指标(CBERS-02 CCD五个波段、亮度、绿度、湿度及坡度)组合对青川县进行滑坡识别。首先经过镶嵌裁剪得到研究区影像图,用1、2、3波段合成真彩色图像,对该区域遥感影像滤波增强处理,减少图像斑点,改善图像质量,同时应用穗帽变换生成研究区的亮度、绿度、湿度指标;然后结合地震滑坡分布的地质地貌、构造岩性、形状纹理特点,对九个特征指标进行最大似然法监督分类;最后利用青川县的现场调查资料,对该滑坡识别结果进行了验证,同时结合滑坡发生的机理对滑坡分布进行了分析。研究区域的滑坡分布具有以下特点:1)分布范围广泛,且河谷两岸较多;2)地震产生的滑坡大多发生在坡度40°～50°、海拔700～1 100 m的山坡上。研究结果表明,利用中巴卫星进行滑坡识别的分类精度为76.4676%,Kappa系数为0.7130,抽取初步识别的96个滑坡进行野外校验,正确率为89%。证明中巴卫星适应于山区地震滑坡的识别。     

基于多项植被指数的景观生态类型遥感解译与分类——以额济纳天然绿洲景观为例

基于研究区2001年Landsat7ETM+遥感影像数据,运用遥感与GIS技术手段,在对遥感影像的边界裁定、几何校正、辐射校正等预处理的基础之上,根据绿洲景观生态类型分类体系,通过综合应用非监督分类、植被指数与波段比值指数聚类、监督分类以及类型叠加与图像整合等方法,进行绿洲景观生态类型的遥感解译与分类,生成研究区2001年的景观生态类型图。为尽可能利用到遥感影像的所有原始数据信息,论文选取5种植被指数(NDV I、DV I、RV I、IPV I、SA VI)和9种波段比值指数(Index1I-ndex9)参与到遥感影像的解译与分类当中,结果表明:NDV I、DV I、IPV I、SAV I、R VI、Index5、Index6具有较大的相似性,能够明显地将具有植被信息的类别分离出来,利于划分具有植被信息的景观类型;Index1-Index4具有较好的类别空间分离性,利于不同类别间的聚类与区分;而Index7-Index9的类别分离性则较差,不利于类别聚类与划分。因此,在实际的应用中,选取多项植被指数参与景观分类,不仅能够发现新的信息,而且也会明显提高景观生态类型、尤其是干旱区绿洲景观生态类型的遥感解译与分类能力。     

内蒙古生态环境敏感性综合评价

针对内蒙古土地沙化、土壤侵蚀、土壤盐渍化和生物多样性减少等区域自然环境演变过程中出现的生态问题,采用遥感和地理信息系统技术,构建敏感性评价指标体系与评价模型,对内蒙古生态环境敏感性进行综合研究,定量揭示研究区生态环境敏感性程度和空间分布特征.结果表明:土地沙化不敏感区、极敏感区分别占研究区面积35.9%和10.1%;土地沙化敏感性等级高的区域集中分布在内蒙古辖区内主要沙漠边缘和沙地;土壤基质多为沙粒、冬春季节多大风且植被覆盖度较低是土地容易发生沙化的主要原因.土壤侵蚀轻度、中度和高度敏感区分别占研究区面积的43.9%、30.2%和19.2%;受降水空间差异影响,土壤侵蚀敏感性等级自东南向西北呈逐步下降趋势.土壤盐渍化不敏感区、极敏感区分别占研究区面积的57.6%和14.6%,盐渍化明显地区主要分布在内蒙古西北部和东部;蒸发量远大于降水量,人类活动影响较明显,是土壤盐渍化高发的主要原因.生境不敏感、高度和极敏感区分别占研究区面积的30.5%、25.1%和10.6%,敏感性等级高的区域主要分布在大小兴安岭地区;这些区域水热条件相对较好,植被覆盖度高,物种数量较为丰富,是生物多样性重点保护区域.综合生态环境高度和极敏感区分别占研究区面积的27.9%和9.6%;敏感性等级高的区域位于内蒙古中北部,等级较低的区域位于内蒙古西北、东北和东南部.     

民勤绿洲的环境问题及其治理措施

民勤绿洲目前面临多个严重的环境问题,包括绿洲地下水位急剧下降,荒漠化加剧,土壤次生盐渍化加剧,以及耕地的白色污染等.本文分别从自然因素和人为因素两个方面分析了导致这些环境问题产生的原因,并且针对不同的问题提出相应的治理措施.要解决民勤绿洲的这些环境问题,必须同时采取各项措施,包括严格控制人口增长,发展节水农业,降低对水资源的需求量,同时保护天然植被,恢复盐渍化土地,集中回收地膜减少白色污染等.这样才能逐步减少人与自然的矛盾,避免民勤绿洲成为第二个罗布泊.     

阿拉善高原生态环境退化研究进展

区域生态环境退化问题是当前研究的热点内容,分析其研究现状及存在问题能更好地把握其核心领域并开展更进一步的研究。本文以典型生态环境脆弱区——阿拉善高原为研究对象,系统梳理了该区域土地沙漠化、沙尘暴演化、土地利用/覆被变化、绿洲退化、水量减少与水质恶化等与生态环境退化相关领域的研究进展。在分析已有研究成果的基础之上,就不同生态环境退化问题研究存在的不足进行了归纳总结,并提出了今后需要重点开展的研究内容,以期为阿拉善高原乃至其他生态环境脆弱区生态系统的研究提供参考。     

基于贝叶斯网络分类的土壤盐渍化遥感监测

贝叶斯网络是一种将贝叶斯概率方法和有向无环图的网络拓扑结构有机结合的概率模型。采用贝叶斯网络分类对具有典型干旱特征的库车县土壤盐渍化情况进行监测，首先应用条件独立性测试原理建立贝叶斯网络结构，把研究区遥感数据进行离散化，然后应用贝叶斯定理作为分类原则，将每个像元分为像元最大概率的类别。研究结果表明该方法分类6种地类的整体分类精度达到96％，为该区盐渍地面积、空间分布等特征监测提供了较好的依据。     

干旱荒漠区人工绿洲土壤盐碱化风险综合评估与演变分析

为明晰干旱荒漠区人工绿洲水盐时空分异特征与盐碱化风险空间格局演变过程, 以甘肃省景电灌区为研究区, 以2002, 2010及2018年为研究代表年, 基于多级模糊理论从地质气候驱动、水土环境驱动和自然-人类驱动3个驱动过程构建土壤盐碱化风险评估体系, 集成云发生器原理、黄金分割率法、组合赋权法以及排队理论构建土壤盐碱化空间风险综合评价模型.将长序列监测数据、多时相空间数据以及经济社会数据依据各驱动要素权重以ArcGIS10.2为技术平台进行多源融合, 对各空间风险状态进行了空间可视化表达与流向追踪.结果表明: 1)研究区2002, 2010及2018年土地盐碱化整体风险分别为“临界状态”、“临界状态—轻度风险”、“轻度风险”; 2)地下水埋深及地下水矿化度是驱动土壤盐碱化进程加剧的主导因素; 3)灌区盐碱化空间风险演变模式剧烈程度排序为持续变化型>前期变化型>后期变化型>持续稳定型>反复变化型.研究区盐碱化整体风险状态呈现出由“无风险—临界状态”以及“临界状态—轻度风险”过渡的趋势; 4)2002~2018年间研究区盐碱化空间风险整体呈升级态势, 表征出明显的地区差异性且总体呈现由西北向东南以弧射状增高的空间格局.     

基于RS和GIS的贺兰山高山林线初步研究

论文基于RS和GIS方法,运用Landsat 8-OLI影像和DEM数据获取贺兰山高山林线分布信息,并对林线植被NDVI特征和林线分布特征进行研究。结果表明：1）生长季初期山地针叶林和高山灌丛草甸NDVI值差异明显,两种植被NDVI栅格像元的分布及其数量在山地垂直空间的变化指示出贺兰山2 900~3 200 m海拔范围出现高山林线现象。2）贺兰山高山林线主要分布在中部顶峰周边区域,林线上边界平均高度3 106 m,下边界平均高度3 022 m。主山脊两侧区域的东坡和北坡林线的平均高度较高,西坡和南坡低。3）山地针叶林与高山灌丛草甸NDVI栅格数据可以作为影像分类数据的补充,对影像分类方式确定的高山林线分布区域进行修正,能够提高林线提取的准确性。     

基于DEM的白云山区域三维景观模型的建立和应用

数字高程模型DEM是对地形地貌的一种离散的数字表达,是构建三维模型的基础数据。DEM的一种数据格式GRID通过二维的格网灰度描述地形的起伏,另一种数据格式TIN通过连续三角面模拟地形表面。文章根据DEM对地形高程变化敏感这一特性,选取地形起伏大和地貌类型多样的山地丘陵地区—白云山区域作为研究区,在ARCGIS环境下将二维等高线数据转化为三维地形表面,以TIN为基准高程叠加区域内的矢量图层和遥感影像图,最终构建区域环境的三维景观模型.并以模型为基础,假设区域内的磨刀坑水库在无源淹没的情况下,应用三维分析功能计算水库淹没地形的表面积和体积。     

西北干旱荒漠生态区脆弱性动态监测及驱动因子定量分析

全球气候变化和人类活动双重胁迫下,西北干旱荒漠生态区的脆弱生态系统发生了深刻变化。论文在充分考虑研究区生态环境背景特征（沙漠化、盐渍化、风力侵蚀、干旱等灾害严重）的基础上,引入极端气候灾害因子（指示气候变化）和大尺度景观格局指数（指示人类活动对生态景观的干扰）,构建了西北干旱荒漠生态区的生态脆弱性评价体系,并对研究区2000—2013年的生态脆弱性时空变化格局及其驱动机制进行了定量分析和讨论。研究结果表明：西北干旱荒漠生态区的生态脆弱性总体上处于中-重度脆弱状态;其生态脆弱性空间分布格局总体上呈现自东向西递减的趋势,西部局部地区则呈现“E”字型格局,该分布格局主要受西北内陆地区大气环流以及三山夹两盆的特殊地貌影响;2000—2013年,西北干旱荒漠生态区生态脆弱性呈现减小趋势,其生态脆弱性变化状况受气温、降水以及人类活动影响显著。研究成果可以为西北干旱荒漠生态区的生态保护和治理提供决策支持。     

干旱内陆灌区土壤水分平衡计算及灌溉利用效率分析

干旱内陆灌区大水漫灌,不仅浪费宝贵的水资源,还会造成肥料流失和土壤盐渍化。在建立非饱和带一潜水带水量平衡模型的基础上,利用典型区负压计和中子水分观测仪的配套观测,依据水势水分剖面分布,分不同阶段分析计算灌水后蒸散发量。在水量平衡分析、计算的基础上,得出灌溉水流失率(不包括蒸散发)达82％,节水灌溉潜力巨大。     

两种不同DEM处理方法提取的水系比较

水系不但是重要的自然地理要素,而且对防洪减灾、资源开发等有着重要意义。基于DEM的坡面径流法是最为常用的水系提取方法,其提取精度直接取决于DEM中洼地的处理方法。为了比较不同DEM处理方法对水系提取精度的影响,本文以江西省潦河流域为例,利用基于DEM数据的J&D算法及基于辅助数据的AGREE方法来处理实验区DEM,然后利用坡面径流法提取水系。结果表明,经两种方法后均可以提取出连续的水系,且提取水系的等级、数量及长度相差不大;在提取精度上,在受人类活动影响较小的山地丘陵地区两种方法提取的水系比较吻合,而在平坦地区或受人类活动影响较大的地区提取的水系差异较大,且AGREE方法处理后提取的水系精度较高。     

中国西北干旱区水资源利用及其生态环境问题

近５０年来,西北干旱区随水土资源开发利用规模的不断扩展,使区域内工农业与经济得以稳定持续发展。但同时,引起一系列生态环境变化。①大多数河流下游水量锐减,甚至断流,河道缩短,终端湖泊萎缩或干涸,水质咸化和污染趋势加剧；②土壤沙漠化和盐碱化,沙漠化土地面积达６７４９３×１０^４ｈｍ^２,盐碱化耕地面积逾１３５５６×１０^４ｈｍ^２；③植被退化,生物多样性减少,与５０年代初相比,天然森林面积减少４９％～５８％,草地面积减少１６％～９２％；④沙尘暴灾害发生频数增加,灾害程度加剧。节约与高效化利用水资源以及生态环境效益与经济效益间统一协调是西北干旱区可持续发展的根本途径     

岷江上游小流域多尺度NDVI与地形的关系研究

基于2015年OLI遥感影像和DEM数据,运用二维小波变换研究了岷江上游干旱河谷渭门小流域NDVI与地形因子的多尺度耦合关系。结果表明：（1）渭门小流域NDVI的空间分布特征为东南低西北高、河谷低山地高。多尺度下低频部分NDVI与地形因子的空间相似性和相关性大小均为坡向 > 高程 > 坡度。高程、坡度与NDVI低频系数的最强相关性出现在较大尺度,而坡向与NDVI低频系数的最强相关性出现在较小尺度。（2）NDVI的空间波动性随着分解尺度的增大而增强,但波动性的强弱与地形因子并未表现出明显的空间相似性。高频部分NDVI与各地形因子的相关性随小波分解尺度的变化规律不明显。（3）NDVI的空间分布特征是由高程、坡度和坡向共同决定,但是各因子对NDVI的控制作用大小随尺度发生改变。小波变换可以揭示出NDVI和地形因子的多尺度特征,对干旱河谷植被景观的合理布局,提高生物多样性,生态环境保护和农业产业规划具有重要意义。     

近30年青海三江源西部干旱区草地退化特征的遥感分析

使用自20世纪70年代末~2004年的3期遥感图像(70sMSS、90sTM和2004年TM/ETM),研究了近30年青海三江源西部干旱区草地退化的格局与过程,结果表明:整个研究时段内,草地退化发生面积占总草地面积的10%左右,且以草地覆盖度轻度下降为主,其退化面积占总草地退化面积的80%以上,其次是轻度沙化/盐化,相应比重占10%以上。草地退化面积呈东南向西北减少趋势,退化程度呈东南向西北降低格局,而退化类型也由复合型向单一型过渡。整个时段内,草地退化面积呈增加趋势,尤其是沙化面积增加较快。不同海拔、坡度和坡向间草地退化面积差异显著。海拔4 800~5 100m范围内为草地退化发生的主要分布区,4 500~4 800m和5 100m以上草地退化基本相当。退化率较高的坡度级别介于2~8°之间,类似于草地面积随坡度变化的基本趋势。不同坡向呈阴坡、半阴半阳坡高于阳坡的态势。脆弱的基底、极端气候年际间周期波动等限制性因子控制着草地退化的基本格局,人为扰动则决定草地退化的强度和速度。总体看来,研究区地带性自然条件决定的荒漠化草地已占据主导地位,人类活动相对较弱,草地退化程度增加趋势不明显,新的草地退化现象不十分突出。