遥感技术在荒漠化滥测中的应用

阐述了利用航片及精处理过的ＴＭ影像编制１：１０万陕西省榆林市芹河乡土地荒漠化分布图的方法及过程，１９６０年及１９８７年分布图的定量分析比较表明，该乡荒沙漠化现象在东部经过治理得到了抑制，而原先多为植被覆盖的西部出现了耕地，牧地奶化成沙地。２７年间全乡林地增另了１３．１３ｋｍ＾２，沙地，耕地及牧地分别减少了７．１８ｋｍ＾２、１．０３ｋｍ＾２和５．９８ｋｍ＾２，结果表明建造防护林是治沙的有效途径。     

20世纪80年代以来全球耕地变化的基本特征及空间格局

本文基于全球1982-2011年土地利用/覆被的矢量数据,分析了20世纪80年代以来全球耕地变化的基本特征及空间格局。结果表明：① 20世纪80年代以来,全球耕地面积增加了528.768×10⁴ km²,增加速率为7.920×10⁴ km²/a,呈不显著增加趋势,全球耕地面积以20世纪80年代增速最快。20世纪80年代以来,北美洲、南美洲、大洋洲耕地面积呈显著增加趋势,分别增加了170.854×10⁴ km²、107.890×10⁴ km²、186.492×10⁴ km²,增加速率分别为7.236×10⁴ km²/a、2.780×10⁴ km²/a、3.758×10⁴ km²/a;亚洲、欧洲、非洲耕地面积为减少趋势,分别减少了23.769×10⁴ km²、4.035×10⁴ km²、86.76×10⁴ km²,减少速率分别为-5.641×10⁴ km²/a、-0.813×10⁴ km²/a、 -0.595×10⁴ km²/a。② 20世纪80年代以来,全球增加的耕地主要由草地、林地转化,分别占53.536%、26.148%。新增耕地面积主要分布在非洲南部及中部、澳大利亚东部和北部、南美洲东南部、美国的中部及阿拉斯加、加拿大中部、俄罗斯西部及芬兰北部、蒙古北部等区域。非洲南部的博茨瓦纳为全球耕地增加比例最高区域,增加了80%~90%。③ 20世纪80年代以来,全球耕地换化为其他用地共计1071.946×10⁴ km²,全球减少的耕地主要转化为了草地、林地,分别占比为57.482%、36.000%;全球减少耕地主要分布在非洲中部的苏丹南部、美国中南部、俄罗斯南部及欧洲南部的保加利亚、罗马尼亚、塞尔维亚和匈牙利等国,减少最大的区域为非洲南部,减少了60%。④ 各大洲耕地均表现出向高纬扩张的趋势,全球多数国家表现出新增耕地扩张而原有耕地减少的特点。     

榆林市农业景观格局变化研究

根据1986年和2000年两期TM影像资料和其他辅助资料, 运用人机交互解译方法以及地理信息系统的空间分析和数理统计功能, 分析了榆林市农业景观格局变化, 包括土地利用数量变化、变化速度和区域差异等特征, 以及各景观类型之间的转化情况, 并对景观格局变化进行了定量分析。结果表明: 14a间, 榆林市未利用地减少1305.56km², 其中主要是沙地减少; 耕地、林地、草地分别增加567.11km²、99.6km²和616.79km²; 未利用地和建设用地的变化率最大, 分别为-22.11%和18.18%; 土地利用变化存在明显的区域差异; 各类型间的转化突出表现为未利用地向草地转化, 草地向林地和耕地转化。榆林市近十几年景观类型发生了明显转换, 土地整治取得显著成绩。     

近年来的黄土高原耕地时空变化与口粮安全耕地数量分析

基于遥感调查数据集定量分析了1990—2015年中国黄土高原地区耕地的时空变化特征和口粮绝对安全最小耕地保障面积的数量变化。结果表明：黄土高原耕地面积从1990年的192 529.65 km²至2015年的182 688.50 km²,净减少了9 841.14 km²,幅度达5.11%,其中2000—2010年的减幅最大,净减少8 483.00 km²;较大的耕地动态变化图斑主要分布于中部和西部区域,细碎的变化图斑广泛分布;耕地地类转出面积（31 875.82 km²）大于转入面积（21 815.25 km²）,耕地面积的增加主要由草地和林地转化而来,主要分布在灌溉农业区和东南部平原区,减少的耕地主要转化为草地和林地,主要分布在中部沟壑区的雨养农业区。此外,该时期耕地转化为建筑用地和交通用地等人工表面的面积逐渐增加,主要分布在东南部低海拔平原地区;黄土高原口粮绝对安全所需最小耕地保障面积呈明显减少特征（从1990年的70 913.37 km²下降到2015年的33 981.64 km²）,占该区耕地总面积比例呈明显缩减态势（从1990年的36.83%缩减到2015年的18.60%）,目前耕地总量的净减少未对口粮绝对安全的耕地保障数量造成大的影响。     

甘肃省荒漠化宏观监测研究

"甘肃省荒漠化宏观监测研究"是全国荒漠化监测的组成部分。文章依据联合国《荒漠化防治公约》中有关规定,结合《全国荒漠化监测技术方案》,首次划定了荒漠化气候类型区,确定了甘肃省荒漠化潜在发生范围;应用先进的"3S"技术与抽样理论相结合的调查方法,对荒漠化本底现状与演变动态进行了全面评价;首次查清了全省荒漠化(风蚀、水蚀、盐渍化)的有关翔实数据并进行了程度分级。结果表明:①甘肃省荒漠化潜在发生范围为2300万hm²,占省实际管辖面积的50.57%,荒漠化土地面积17784918.25 hm²,占荒漠化潜在发生范围的77.33%,占甘肃省实际管辖面积的43.73%。@荒漠化土地按程度划分:轻度荒漠化面积1777482.86 hm²;中度荒漠化面积5464505.98 hm²;重度荒漠化面积5862203.28 hm²;极重度荒漠化土地面积4680726.13 hm²。③荒漠化土地面积按气候区分:干旱区9919533.90 hm²;半干旱区6320399.25 hm²;亚湿润干旱区1544985. 10hm²。④荒漠化土地按类型划分:风蚀荒漠化14290986.25 hm²;水蚀荒漠化2806446.45 hm²;盐渍荒漠化687485.15 hm²。⑤甘肃省沙化土地总体呈蔓延趋势。本监测期沙化上地总面积为1113.4万hm²,占监测总面积200554.0 km²的 55.52%,较1994年增加了18491.32hm²,每年增加37898.26hm²,年递增率为0.34%。     

巴西土地利用/覆盖变化时空格局及驱动因素

土地利用/覆盖变化(LUCC)是全球变化研究的热点问题之一。本文采用人机交互方法基于2005 年基准年的Landsat TM/ETM遥感影像修正欧空局GlobalCover 2005 年土地利用数据,进而采用逆时相目视解译法从1980年基准年的Landsat MSS/TM遥感影像数据提取1980-2005 年土地利用/覆盖变化信息,分析其变化的时空格局及驱动因素。结果表明:1980-2005年的25年间,巴西土地利用/覆盖变化面积达79.43万km²,占土地总面积的9.33%。其中,单纯耕地像元面积增加了20.18 万km²;耕地/自然植被镶嵌混合像元区面积增加了10.70 万km²;林地面积减少了53.12 万km²;灌丛与草地净增加21.10 万km²;水体面积增加0.46 万km²;城乡建设用地面积增加7573.87 km²。由此导致热带和亚热带湿润阔叶林生态地理区、热带和亚热带干旱阔叶林生态地理区、热带及亚热带草原生态地理区、草原和沼泽湿地生态地理区、沙漠和旱生植物生态地理区以及红树林生态地理区内分别呈现不同的土地利用/覆盖变化特征。近25 年间,地形地貌、气候、植被等自然地理条件深刻影响着土地利用的宏观格局,而土地利用政策调控、经济及对外贸易发展、人口增加及空间迁移、道路修建等是导致巴西土地利用变化的主要原因。     

新开河流域土地利用格局变化图谱分析

基于地学信息图谱分析方法,运用ARC/INFO软件,以马尔柯夫空间概率模型为基础,利用新开河流域33 年(1969-2001 年) 土地利用格局4 期的空间数据(1969 年、1979 年、1992年、2001 年),合成了一系列土地利用格局变化图谱,通过图谱分析来了解新开河流域的土地利用格局变化规律。结果表明：在过去33 年期间该流域土地利用格局发生了显著变化。耕地大幅度增加,其净增面积1357.2 km²,占流域总面积超过32%,其主要来源于草地、沙地、沼泽地、林地;沙地变化有所起伏,占流域总面积不低于23%,虽然总体呈减少趋势,但流域的草地沙化、耕地沙化还比较严重;草地大幅度减少,其净减面积1582.6 km²,占流域总面积由36.2%缩减为18.5%,其主要来源于开垦草地为耕地、草地退化成沙地、沼泽地、盐碱地以及草地改造种植林地;居民地、盐碱地呈增加趋势,湿地、林地呈减少趋势。     

中美巴印过去300年耕地时空变化的比较研究

本文利用长时间序列数据,对中、美、巴、印四国过去300 年耕地时空变化特征及驱动因素进行了比较分析。结果表明:①四国耕地总量在过去300 年均呈持续增长态势。中国和印度土地垦殖历史悠久,其中,中国在1700-1980s 耕地面积增加了68.21×10⁴ km²,印度在1700-2000 年增加了131.28×10⁴ km²,为中国的1.92 倍;美国和巴西虽然农业起步较晚,但发展迅猛,其中,美国在1700-1950 年的250 年间耕地面积增长了190.87×10⁴ km²,分别是中国、印度增量的2.80 倍和1.46 倍;巴西在1700-2000 年增加了64.57×10⁴ km²,其中近百年的增量为62.82×10⁴ km²,超过了同期其他三国的增加量。②从空间格局变化特征看,近300 年来,中国和印度均是在已有耕地分布格局的基础上向高原及山地丘陵地区扩展;而美国在“西进运动”的影响下,耕地大规模向中西部拓殖;巴西随着向北西部开发的推进,北部、西部地区的耕地急剧增加。③过去300 年推动四国土地垦殖发展最直接的驱动因素是国家政策,但就根本驱动因素而言,中国和印度是人口,而美国和巴西则是国家财政;在农技发展取向方面,中国和印度选择了精耕细作以提高土地生产率;而美国和巴西则选择了机械化以提高劳动生产率。     

沙丘地种植水稻试验的新进展

沙丘地种植水稻试验的新进展冯仲云杨泰运(中国科学院兰州沙漠研究所兰州730000)中国科学院兰州沙漠研究所和内蒙古哲里木盟农科所合作在奈曼沙漠化研究站于1992年首次在沙地试验"沙地衬膜种稻",取得产量9000kg/km²的成功。1996年我们又在腾格里沙漠东南缘的中国科学院沙坡头沙漠研究开放试验站进行了水稻种植试验,也取得了9 225 kg/km²的好收成,为进一步开发沙地高效利用技术提供了新经验,对我国沙漠治理和沙区经济发展有十分重要的意义。     

宁夏沙地遥感宏观动态研究

以宁夏1996年和2000年的TM影像为信息源,在全数字方式下运用遥感技术与地理信息系统技术结合建立了两期宁夏沙地数据库。通过分析得出:2000年宁夏有沙地面积313 498 hm²,与1996年相比新增加4 894 hm²、减少2 9705 hm²、净减少2 4811 hm²,净减少了7.333%。沙地占全区总土地面积的比例由1996年的6.533%减少到2000年的6.054%,平均每年净减少0.120%。同时,分析了全区沙地变化的驱动因子。沙地增加的主要因素是草地沙漠化和耕地沙化,两者分别占沙地总增加量的78.463%和13.302%;沙地减少的相互主要因素是沙地开垦为耕地和沙地恢复草被变为草地,两者分别占沙地总减少量的50.025%和46.666%。     

中国北方沙漠化现状及发展趋势

通过研究,对中国北方沙漠化的现状及趋势得出如下结论:(1)中国北方沙漠化土地的面积为33.4万平方公里,其中已经沙漠化了的土地为17.6万平方公里,潜在沙漠化土地为15.8万平方公里。在已经沙漠化的土地中,属于沙质草原沙漠化发展的土地占42.2%,固定沙丘活化的占52.2%,沙丘前移入侵的占5.5%。(2)按其成因来看,以草原过度农垦为主的占25.4%,以过度放牧为主的占28.3%,以过度樵柴为主的占31.8%,其他则系水资源利用不当和工矿交通建设破坏植被所形成,风力作用下沙丘前移所形成的沙漠化土地仅占5.5%,可见在沙质地表和干旱多风气候条件下沙漠化发展的主要因素是人为作用,因此,调整现有土地利用结构,合理利用资源便是防止沙漠化发展的基本途径.(3)从沙漠化发展程度来看,在已经沙漠化的土地中严重沙漠化土地占19.3%,强烈发展中的沙漠化土地占34.7%,正在发展中的沙漠化土地占46.0%。特别是农牧交错的草原农垦区沙漠化的发展大部分是在50年代以来所形成,更应引起注意.(4)从发展趋势来看,根据50年代末与70年代末航空相片的对比分析,25年来沙漠化土地增加了3.9万平方公里,平均每年扩大1,560平方公里,这些扩大的土地是沙质草原的农垦和固定沙地农垦、樵采及过牧所引起的沙丘活化。     

气候变化和人类活动对我国荒漠化的可能影响

荒漠化和气候变化作为全球性的重大环境问题,科学界历来对此十分重视。我国是受荒漠化最为严重的国家之一。截止2004年,我国的荒漠化土地面积为263.62万km2,沙化土地面积173.97万km2,分别占国土总面积的27.46%和18.12%。与20世纪90年代中期至20世纪末的情况相比,荒漠化和沙化土地面积、扩展速度均出现减少和减缓的趋势,沙化土地已由90年代末每年扩展3 436 km2转变为每年减少1 283 km2。这是气候变化和人类活动综合影响的体现,也是国家加大生态工程建设力度和加大荒漠化防治投入的结果。我国未来气候变化和人类活动对荒漠化的扩展与逆转过程仍会产生影响。气候变化中的降水变化在大范围内控制着荒漠化土地的扩展与逆转过程,气候暖干化有助于荒漠化的发生与扩展,但在局部地区随着气温升高有降水增多的可能,有利于荒漠化土地的逆转。人类活动对荒漠化的影响有正反两方面的效应,特别是荒漠化地区人口增长以及对农牧产品等物质需求的增加而引起的不合理经济活动是不容忽视的。要遏止荒漠化的扩展,应采取适应与减缓气候干旱化对策,消除人为荒漠化因素,并积极整治荒漠化土地,从根本上促进荒漠化土地的逆转。     

晋西北地区土地荒漠化危害度评价研究

本文在进行土地荒漠化现状研究基础上，对晋西北地区风，水动力地荒漠化危害进行分析，进而结合两类不同性质荒漠化土地现状特征，对全区荒漠化危害度进行了综合评价。     

土地沙漠化动态监测的遥感与GIS一体化探讨--以龙羊峡库区为例

以龙羊峡库区为试验区,实现遥感与ＧＩＳ一体化,建立了龙羊峡库区地理信息系统,在此基础上,探讨了高寒干旱与半干旱地区土地沙漠化动态监测有关问题。研究结果表明,自１９８７￣１９９６年库区土地沙漠化日趋严重,十年来严重沙漠化土地扩大了１８９ｋｍ＾２,以每年２１ｋｍ＾２的速度扩展,土地沙漠化正过程处于强烈发展态势,库区土地沙漠化普遍发生。     

黄河源区土地沙漠化时空变化遥感分析

通过野外调查与室内分析, 建立了黄河源区沙漠化土地分类分级系统。在此基础上, 通过遥感数据处理与参数反演, 建立了沙漠化遥感监测指数模型, 并利用1986~2000 年 Landsat-TM/ETM+ 遥感数据, 对近15 年来黄河源区土地沙漠化过程进行了定量分析与评价。 研究结果表明, 黄河源区沙漠化土地面积达3519.97 km², 其中以轻度沙漠化土地为主。沙漠 化土地集中分布在玛多宽谷盆地南缘与黑河宽谷盆地北缘之间, 沿西北-东南走向的低山丘 陵展布, 分布于河谷, 湖滨、古河道及山麓洪积扇等地形面上, 呈斑块状、片状和带状分布。 1986~1990 年黄河源区沙漠化土地年增长率为21.87%, 沙漠化土地的变化表现为沙漠化土地 快速蔓延。1990~2000 年沙漠化土地年扩展率为2.73%, 虽然沙漠化扩展速率降低, 但在进一 步扩展的同时, 主要表现为沙漠化程度的进一步加重。总之, 20 世纪80 年代末期以来, 黄 河源区沙漠化过程呈现为正在发展和强烈发展的态势。但在不同时段上沙漠化发展呈现出不 同的特征, 80 年代末沙漠化土地增长率高, 沙漠化过程表现为沙漠化土地的迅速蔓延; 进入 90 年代沙漠化土地增长相对减缓, 但中度沙漠化土地则保持直线增长的趋势, 呈现出以沙漠 化程度的加重为主的发展趋势。     

毛乌素沙地沙漠化的遥感监测

通过对１９８７年和１９９３年ＴＭ数据的分析和计算机辅助系统的应用，开展了毛乌素沙地沙漠化土地的动态监测。结果表明，在这７ａ间，研究区内沙漠化土地面积共减少了１９３６ｋｍ２，总体上处于稳定的逆转状态，但局部地带沙漠化迅速蔓延不可忽视；几乎所有的逆转面积都来自于被固定和半固定后的流动沙丘（地）面积的减少，可见“三北”防护林建设及沙地围封保护的积极效果；但作为农牧业用地的不同程度沙漠化土地逆转不明显，势必会影响到防治的经济效益。研究还表明，遥感与计算机相结合对沙漠化土地的监测评价是一种行之有效的定量研究方法     

科尔沁沙地沙漠化时空演变及其景观格局——以内蒙古自治区奈曼旗为例

利用1975 年MSS影像, 1992 年、2006 年、2010 年TM影像和1999 年ETM +影像等5 个时期遥感影像为数据源, 提取奈曼旗35 年来沙漠化土地动态变化信息, 并在此基础上, 探讨了区域沙漠化土地景观格局时空演变特征, 旨在为科尔沁地区沙漠化治理和区域生态环境恢复与重建提供参考。结果表明:(1) 35 年来, 奈曼旗沙漠化土地面积总体呈逆转的趋势, 沙漠化总面积减少了123.43 km², 沙漠化土地主要经历了先增加后减少的过程;(2) 景观格局呈波动性变化, 1999 年以前, 景观形状指数和多样性指数增加, 蔓延度和聚集度减小, 破碎化程度加强, 沙漠化程度上升, 沙漠化主导类型为中度和重度沙漠化, 1999 年以后破碎化程度变弱, 沙漠化程度明显下降, 沙漠化主导类型转变为中度和轻度沙漠化;(3) 1975-2010 年间轻度和中度沙漠化土地重心迁移最为明显, 轻度沙漠化土地重心向东北方向偏移了6.35 km, 中度沙漠化土地重心向西南方向偏移了7.24 km。     

Development of land desertification in Bashang area in the past 20 years

1 Physiographic characteristics of Bashang area In broad sense, Bashang area refers to the entire Zhangbei, Kangbao and Guyuan counties, northern part of Shangyi, northern parts of Fengning and Weichang counties of Chengde Prefecture, most part of Duolun county, entire Taipusi Banner (Taipusi County), southern part of Zhenglan and Zhengxiangbai banners (counties) and northeast of Huade in Inner Mongolia, altogether 12 counties or banners covering an area of more than 42,000 km2 with a …     

遥感和GIS支持下的龙羊峡库区土地沙漠化动态研究

地处高寒干旱与半干旱自然环境的龙羊峡库区生态环境脆弱,加之不合理的人为经济活动影响加剧了沙漠化正过程,使本区土地沙漠化普遍发生,威胁到水库的生产、发展,严重影响着库区经济持续稳定地发展。通过多时相、多波段TM影像(1987、1996),结合实地考察,以IDRISI、ARC/INFO、ARCVIEW等为核心软件,以P微机为主平台实现遥感与GIS一体化,建立了易操作可运行的龙羊峡库区地理信息系统,在系统支持下对库区土地沙漠化进行动态监测研究。表明土地沙漠化现象日趋严重,严重沙漠化土地面积日益扩大,平均以21 km²·a^-1的速度递增,沙漠化正过程迅速发展。造成沙漠化普遍发展的主导因子是自然因素,但人为因素也不容忽视,不合理的经济活动加剧了沙漠化正过程发展。     

Development of land desertification in Bashang area in the past 20 years

Natural conditions in Bashang area are characterized by zonal transitions which are liable to be impacted by natural disasters and intensified human activities. The extremely fragile eco-environment is also liable to have desertification formed and developed. In the 18 years from 1978 to 1996, the desertified land area of Bashang within the scope of the map nearly doubled, a total increase of 2199.11 km2, averaging an increase of 122.17 km2 per year. Moreover, the seriously desertified area increases rapidly. Land desertification in Bashang is the combined result of natural factors and irrational human economic activities. Cultivated land expansion, population growth, and overgrazing aggrevate desertification development.