毛乌素沙地近30年沙漠化土地时空动态演变格局

应用1990—2017年7期遥感影像作为数据源,通过计算沙漠化指数和沙漠化重心迁移等指标,对毛乌素沙地近30年沙漠化时空动态演变格局进行了研究。结果表明:(1) 1990—2017年沙漠化程度处于逆转趋势,沙漠化土地面积共减少1 684.09 km~2,平均62.37 km~2/a的沙漠化土地得到有效的治理。(2)阶段性平均沙漠化指数1990—2000年(快速发展)为2.45,2000—2010年(快速逆转)为2.30;2010—2017年(稳定逆转)为2.01,沙漠化程度明显减轻。(3) 1990—2017年,极重度沙漠化土地重心向西迁移3.42 km;重度沙漠化土地重心向西北方向迁移8.80 km;中度沙漠化土地重心向西北偏移5.42 km;轻度沙漠化土地重心向东南方向延伸9.90 km。沙漠化土地重心由西向东依次为极重度沙漠化、重度沙漠化、中度沙漠化、轻度沙漠化,在沙漠化治理与防治过程中,应根据不同沙漠化土地类型而采取不同的治理对策,做到因地制宜,合理有效地改善沙区环境。     

辽西北沙漠化土地生态修复技术研究

辽宁省是我国沙漠化危害比较严重的省份之一,现有沙漠化土地面积5 496 km2,潜在沙化土地面积6 066km2。占全省土地总面积的7.81%,主要分布在辽西北地区。辽西4市土壤侵蚀面积20 906 km2,占全省总侵蚀面积的49.4%。该地区是辽宁省土地沙化及土壤侵蚀危害最严重的地区,也是全省生态环境脆弱的区域。针对该地区土地沙化现状及发展趋势,提出辽西北沙漠化土地生态修复技术的研究,旨在为沙漠化土地的防治及生态修复提供技术支撑。     

浑善达克沙地土地沙漠化时空演变规律研究

通过建立京津风沙源核心地带-浑善达克沙地土地沙漠化程度五级分类体系和遥感影像解译标志,并对1980年代中期、1990年代末期成像的Landsat-TM数字影像以及1970年代中期成像的Landsat-MSS数字影像进行人机交互式解译,并应用空间分析和转移矩阵的方法对该区土地沙漠化的演变过程进行分析,应用土壤分布图、地形图等相关环境条件数据进行叠加分析该区土地沙漠化演变过程的空间分异规律.结果表明,该区1970年代中期、1980年代中期、1990年代末期土地沙漠化面积占区域土地总面积分别占到50.8%,56.6%和64.7%,1970年代中期至1980年代中期、1980年代中期至1990年代末期土地沙漠化扩张平均速度分别为235km2/a和335 km2/a.在10～15 a的时间尺度上土地沙漠化程度加重与减轻过程中存在渐变与跃变两种变化方式,因此该区的土地开发利用需要极其慎重,防止措施不当导致土地在短时间内发展成为重度或极重度沙漠化土地.在沙漠化演变过程中,土地沙漠化程度加重的区域主要分布在半固定风沙土土壤类型区域内、在坡地与坡脚地形区域内、在沿河谷与河岸地貌区域内,土地沙漠化程度减轻的区域主要分布在河流沿岸、湖泊周围、沙地中的地势较低处;土地沙漠化程度始终保持稳定的区域地形多为山地、丘陵、河岸.土壤类型多为栗钙土和黑钙土.在土地沙漠化的治理过程中,应该针对该特征规律采取相应的开发利用或者治理措施.     

黑河流域中下游地区土地沙漠化现状及其原因分析

利用最新的土地沙漠化遥感监测数据(2000年),研究分析了黑河流域中下游地区的土地沙漠化现状及土地沙漠化发展的原因,并提出了其土地沙漠化防治的具体对策和措施。结果表明,2000年黑河流域中下游地区共有沙漠化土地13508.4km2,土地沙漠化类型包括耕地、草场、砾质沙漠化以及沙丘活化4种,总面积占监测土地面积(114446km2)的11.8%,其中轻度沙漠化土地27.4km2,占沙漠化土地总面积的0.2%,中度沙漠化土地1321.4km2,占9.8%,重度沙漠化土地2274.3km2,占16.8%,严重沙漠化土地9885.3km2,占73.2%,区内土地沙漠化形势严峻,以严重沙漠化土地类型占优势,特别是在黑河流域下游地区。黑河流域中下游地区土地沙漠化的发生和发展是自然和人为因素共同作用的结果,其中人类对流域内水资源的不合理利用是其主要驱动力。     

21世纪初科尔沁沙地沙漠化对区域气候变化的响应

利用2000—2013年生长季MODIS-NDVI时间序列遥感数据和降水、气温、蒸发和风速等气象数据,研究21世纪初科尔沁沙地沙漠化动态变化及其对区域气候变化的响应关系。结果表明:21世纪初,科尔沁沙地沙漠化经历了逆转-发展-逆转的过程,轻度和中度沙漠化土地面积呈显著下降趋势,重度和极重度沙漠化土地面积呈下降趋势但不显著。未沙漠化土地主要分布在研究区西北部,轻度和中度沙漠化土地广泛分布在研究区南部、东部和北部,重度和极重度沙漠化土地主要分布在西南部。2000—2013年,科尔沁沙地降水量呈上升趋势,气温、蒸发量和起沙风日数呈下降趋势,斜率分别为8.34 mm/a、-0.04℃/a、-23.56 mm/a和-1.7 d/a,其中蒸发量和起沙风日数下降趋势较为显著;近14 a来,科尔沁沙地沙漠化主要受水热条件的影响,尤其是在2000—2005年、2009—2013年2个时期,降水增多、蒸发减少,区域气候较湿润,研究区沙漠化2次逆转;此外,沙漠化受气候影响具有地域差异性,受气候影响较大的地区主要集中在研究区东部和东南部地区。研究可为科尔沁沙地沙漠形成机理分析及沙漠化防治工作提供理论依据。     

浑善达克沙地以北地区沙漠化动态初探

在收集大量前人研究成果和野外调查的基础上,运用RS和GIS技术,以2000年和2005年具有相同时相(秋季)的landsat TM4,3,2波段(分别赋予红、绿、蓝3种颜色)、分辨率为30 m×30 m的标准假彩色合成卫星影像的两期TM影像为信息源,利用Erdas8.7遥感图像处理软件、Arcinfo9.0和Arcview3.3等GIS软件,对浑善达克沙地以北地区的沙漠化土地进行了动态监测研究和分析。结果表明:土地沙漠化总体呈上升扩展的趋势,5 a多来沙漠化土地面积增加了1 366.057 km2,具体表现为轻度、中度、重度沙漠化土地面积分别增加;239.806,1 025.393,850.396 km2,严重沙漠化面积减少了749.539 km2;从全区各旗、县的角度来看,其中苏尼特右旗、苏尼特左旗、西乌珠穆沁旗、锡林浩特的沙漠化发展比较快,增加的面积分别为:1 038.377,185.487,69.431,51.554 km2,克什克腾旗、阿巴嘎旗的发展速度比较慢,增加的面积分别为:5.492,15.715 km2,林西的沙漠化面积基本没有变化。     

基于地形因子的鄱阳湖地区土地利用格局变化分析

为研究土地利用空间格局变化地形特征,采用1990年、2000年、2010年、2013年4期鄱阳湖地区Landsat TM解译数据及DEM数据,借助地形位、分布指数、地学信息图谱方法,深入探讨了1990—2013年鄱阳湖地区不同地形下土地利用格局的变化特征。结果表明:(1)1990—2013年,鄱阳湖地区土地利用类型以耕地、林地、水域为主,三种类型面积占比均在90%以上,建设用地快速增长,由1990年的1 387.42km~2增加到2013年的2 413.98km~2,增加了1 026.56km~2,耕地、未利用土地、林地面积分别减少513.39km~2,399.04km2,123.75km~2;(2)1990—2013年,土地利用格局变化具有地形效应,低地形范围优势分布耕地、建设用地、水域,高地形范围林地优势分布,未利用土地、草地零散分布对地形变化适宜性较强;(3)1990—2013年,研究区土地利图谱以稳定型和中期型为主,面积分别为48 457.44km~2,2 014.56km~2,稳定型图谱的优势区域位于高、低地形范围,耕地、林地、建设用地变化稳定;低、中高地形范围是中期变换型的优势分布区,主要表现为未利用土地—未利用土地—水域—水域、耕地—耕地—建设用地—建设用地。     

内蒙古多伦县沙漠化土地时空变化特征

研究以内蒙古多伦县1960年、1975年的航片和1987年、1995年、2000年、2005年的陆地卫星TM影像等6个不同时相的遥感数据为数据源,提取研究区沙漠化土地信息,与研究区的其他数据进行叠加分析,建立数据库,分析沙漠化土地时空变化规律.结果表明:1960-1995年沙漠化土地共增了639.88 km2,1995-2005年间沙漠化土地面积减少了427.18 km2.1960-1995年沙漠化土地发生扩大的区域主要分布在3条沙带两侧.由于这些地区毁林开荒、草场超载,导致沙漠化土地面积有所扩展;1995-2005年沙漠化土地发生减少的区域主要分布于城南沙带、黄柳区.自从京津风沙源治理、退耕还林、禁牧舍饲和生态移民四大工程实施以来,多伦县沙漠化土地逆转很快,流沙多被固定,从而使本区出现沙漠化土地面积逐步缩小的局面,其中城南沙带地区尤为明显.     

渭北旱塬县域土地利用时空演变规律研究* ——以合阳县为例

为探讨渭北旱塬区土地利用时空变化规律,本研究以陕西渭北合阳县为研究区,在GIS与RS等技术支持下,以1990年、2000年Landsat TM影像以及2010年SPOT影像为数据源,运用地学信息图谱及土地利用转移矩阵的方法,对1990—2000年、2000—2010年2个不同时段土地利用数量变化及类型的空间转换特征进行了分析。结果表明:(1)20 a间合阳县耕地面积减少了31.25 km2,耕地主要转化为草地、林地、建设用地、水域。园地面积增加了21.26 km2,增幅达146.6%,主要由耕地、草地及林地转化而来。(2)研究区土地利用变化图谱以稳定型图谱和后变型图谱为主。稳定型图谱占全区总面积的86.66%,后变型图谱占全区总面积的7.32%。说明研究区土地利用类型图谱变化总体比较平稳,部分变化也主要发生在2000—2010年间。(3)研究区20 a间土地利用格局呈现一定的层次性。耕地、建设用地和水域主要分布在地形变化不大或地势较低的区域;草地及林地主要集中分布于中高地形梯度内;林地和未利用地在高地形梯度内呈现优势分布。地形与人类活动是该区土地利用/覆盖变化(LUCC)的主要因素,政策导向与市场经济需求对LUCC也有较大的影响。该研究结果为区域土地利用空间格局的优化配置提供科学依据,为生态建设规划提供决策支持。     

近20 a黑河下游核心绿洲区土地荒漠化特征及影响因素

利用遥感影像数据,在GIS的支持下,对近20 a黑河下游核心绿洲区的土地荒漠化特征进行分析。结果表明,研究区的沙漠面积在不断增加,在近20 a里沙漠面积增加约31 km²;2001年盐碱地面积为465.97 km²,比1990年增加82.29 km²,2002年分水工程实施后,盐碱地面积开始减小,2010年又有所增加;近20 a中,沙地在稳步增加,林草地在持续减少,二者之间的转换较为频繁;在不同的土地覆被类型中,林草地、盐碱地、沙地和水体的变化较大。社会经济和人口因素对研究区土地沙漠化的影响显著,在自然因素的背景下,人为因素对水资源时空分布的影响在短期内决定着研究区绿洲的演变方向。     

Aeolian desertification and its control in Northern China

Aeolian desertification is a kind of land degradation through wind erosion resulted from the excessive human activities in arid, semiarid and part of sub-humid regions in Northern China. To compare the results of remote sensing data in the late 1950s, 1975, 1987, 2000 and 2010, we can summarize that the expansion of aeolian desertified land in Northern China has been accelerated for 5 decades, as its annual expanded rate was 1,560 km² during the late 1950s and 1975, 2,100 km² between 1975 and 1988, 3,600 km² from 1988 to 2000, and -1,375 km² from 2000 to 2010. The desertified land kept expanding before 2000 and began to get rehabilitated since 2000. The impact of human activity on the aeolian desertification process is much more active than that from natural process which mainly incarnates on land use change (from rangeland to farmland) and increased land use intensity (over-cultivation, over-grassing, and over-fuelwood collection). The natural vegetation cover destroyed by the human activities has accelerated the development of aeolian desertification. China has made great progresses in understanding and combating aeolian desertification through decades of effort and there were many projects carried out for the prevention and control purpose. The National Project of Grain for Green Program is the most important one with 1060 counties of 22 provinces involved. The objective is to withdraw 3.67 million ha of dry land farming and degraded steppe, and 5.13 million ha of aeolian desertified land suited to reforestation and re-vegetation will be rehabilitated. There are about 8 million ha of lands suffering from aeolian desertification will be brought under control in the next ten years and 26.67 million ha of windbreaks will be planted. The total investment from the central government is estimated to be 75 billion RMB (11 billion USD).     

Spatial Monitoring of Desertification Extent in Western Iraq using Landsat Images and GIS

Desertification refers to land degradation in arid, semi‐arid, and dry sub‐humid areas caused by various factors, including climatic variations and human activities. In recent decades, sandstorms have increased significantly in Western Iraq, which primarily increased desert lands. Proper management is required to control and to monitor the phenomena, as well as to calculate the desertified areas caused by desertification. The study area covered 50,861.854 km² in Western Iraq. Landsat‐5 TM, Landsat‐7 ETM+, and Landsat‐8 OLI data for 1990, 2002, and 2014 were used. Maximum likelihood algorithm was used to classify the images. Change detection results were discussed in two terms: short‐term (1990–2002) and (2002–2014) and long‐term (1990–2014) analysis. Change detection analysis from 1990 to 2014 showed that desert area increased to 2286.7308 km², becoming a new source of dust storms. Hazard occurrence probability was studied on September and October 2014. The desertification amount decreased from 1990 to 2002 and increased significantly from 2002 to 2014. Sandstorms have recently been considered a hazardous phenomenon affecting the human population, the vegetation, and the ecosystem in Iraq. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

沙漠化逆转过程中毛乌素沙地土壤风蚀可蚀性影响因子的变化特征

[目的] 揭示毛乌素沙地沙漠化逆转过程对土壤风蚀可蚀性的影响,为该区风蚀防治和生态重建提供科学参考。[方法] 选取1986—2021年共8期遥感影像,以ENVI 5.3和ArcGIS 10.7为平台对毛乌素沙地不同时期土地沙漠化进行反演,同时构建研究区2021年沙漠化差值指数（DDI）,并按照自然断裂法将毛乌素沙地土地分为非、轻度、中度、重度和极重度5种沙漠化类型代表沙漠化逆转的不同阶段。根据反演结果,应用空间代替时间的方法,对不同沙漠化类型土壤进行样品采集,并对土壤机械组成、土壤有机质含量、土壤结皮、植被因子等土壤风蚀可蚀性影响因子进行测试分析。[结果] 毛乌素沙地1986—2021年沙漠化整体呈逆转趋势,沙漠化土地面积由1986年的47 877.81 km²缩减至2021年的45 914.06 km²,以56.11 km²/a的速率逆转。该区土地沙漠化可分为3个时期：1986—2001年为沙漠化发展期,土壤黏粒、粉粒百分含量、有机质含量呈降低趋势,土壤砂粒百分含量、结皮因子和植被因子值呈增加趋势;2001—2011年为沙漠化显著逆转期;2011—2021年为沙漠化稳定逆转期,逆转期内,土壤黏粒、粉粒百分含量和有机质含量呈增加趋势,土壤砂粒百分含量、结皮因子和植被因子值呈降低趋势,且逆转程度越大,各因子变化速率也越快;随着沙漠化程度减弱,土壤黏粒、粉粒百分含量、有机质含量呈线性增加趋势,递增率分别为1.55%,7.08%和1.98%,土壤砂粒百分含量、结皮因子和植被因子值呈线性下降趋势,递减率分别为8.62%,0.13%和0.23%。[结论] 毛乌素沙地沙漠化逆转过程使土壤结构变细,结皮发育,植被增加,土壤抗蚀性增强,对土壤风蚀起到显著抑制作用。     

1990-2015年阿克苏市建设用地的扩展与驱动力

[目的]探讨新疆阿克苏市建设用地扩展特征及其驱动因素和存在的问题,为绿洲城市发展和建设决策提供一定的利用依据。[方法]以1990,2000,2010,2015年的Landsat TM/ETM⁺卫星遥感影像为数据源,借用ENVI进行监督分类,得出阿克苏市4个时间段的建设用地、耕地、林地、水体、未利用地等信息。应用建设用地扩展强度、速度,重心坐标转移、紧凑度、弹性系数等指标,研究阿克苏市建设用地变化规律。[结果]1990年建设用地面积为18.34 km²,2015年建设用地面积为91.61 km²,25 a里总扩展面积为73.24 km²,净增加了1990年的4倍。建设用地扩展中主要占用的土地类型为未利用地和耕地,面积分别为43.84,28.04 km²。建设用地重心坐标向EN,WS,WS方向迁移,靠近交通路线移动。1990-2000年重心坐标移动距离不大,移动距离为243.7 m。2000-2010年移动距离为832.2 m。2000-2015年移动距离最大（为1 568.2 m）,扩展形状为面状和条带状。建设用地外围紧凑度一直呈下降趋势,从1990年的0.201下降到2015年的0.066,城市空间形态越来越复杂。[结论]阿克苏市1990-2015年建设用地不断往外扩展。阿克苏市建设用地扩展速度在研究期间一直高于人口增长速度,而两者之间差距不断扩大,弹性系数为1990-2000年2.3,2010-2015年10.13,城市扩展与人口增长高度不合理。非农业人口因子、经济因子、政策因子、交通因子是引起阿克苏市土地利用变化最主要的驱动因素。     

LANDSAT IMAGES REVEAL TRENDS IN THE AEOLIAN DESERTIFICATION IN A SOURCE AREA FOR SAND AND DUST STORMS IN CHINA'S ALASHAN PLATEAU (1975–2007)

The development and reversal of aeolian desertification have been widely recognised as the dominant causes of changes in the source areas of dust storms. The Alashan Plateau, which is near China's Hexi Corridor, is one of the major dust storm source regions in northern China. To investigate the relationship between climatic and anthropogenic factors and the development of aeolian desertification, we reconstructed the temporal and spatial evolution of aeolian desertification and the underlying processes from 1975 to 2007 using Landsat images and analysed the driving forces. The results show that aeolian desertified land in the study area covered 32 847·79 km² in 2007, amounting to 11·3 per cent of the total area, with an initial period of desertification expansion from 1975 to 2000 and a reversal of desertification from 2000 to 2007. On the basis of the analysis of effects of climate changes and human activities in the region, aeolian desertification was principally driven by human activities in this area; climatic variations had little effect on the area of severe desertification. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

珠江上游喀斯特地区土地石漠化现状遥感分析

 以2002年前后的Landsat7ETM+遥感影像为主要数据源,采用人机交互解译的方法,对珠江上游喀斯特地区土地石漠化强度现状进行遥感解译,解译精度高达87%。对遥感解译分析和研究的结果表明:整个珠江上游的土地石漠化已十分严重,石漠化、半石漠化土地面积3万9900 km2,占总面积的16.4%;石漠化、半石漠化比率大于15%的石漠化县有52个,其中贵州省土地石漠化最严重,石漠化、半石漠化比率高达21.9%,有23个石漠化县(区),广西和云南相对较轻,石漠化、半石漠化比率分别为14.7%和14.4%,分别有21和8个石漠化县。珠江上游19个市(州)中就有12个市(州)的石漠化、半石漠化面积超过1000km2,集中分布于贵州黔南州—广西河池市、贵州黔西南州—云南曲靖市和云南文山州—广西百色市3个石漠化条带上。     

基于NDVI-Albedo特征空间的沙漠化动态变化研究——以准格尔盆地南缘为例

土地沙漠化是干旱区主要生态环境问题之一,也是干旱区农业发展的重要制约因子。以新疆农八师石河子垦区150团为研究区域,基于TM遥感影像,计算了归一化植被指数(NDVI)、地表反照率(Albedo)等指标,通过建立NDVI—Albedo特征空间,对研究区沙漠化的等级进行划分。将研究区的沙化土地分为极重度、重度、中度、轻度沙漠化土地,并通过地面调查验证,对其精度进行了评价。对2000,2005和2010年3期数据进行分类处理,并对这3期的沙漠化信息进行了分析。结果表明,利用该方法的分析精度满足研究要求;研究区通过10a的发展变化,其沙漠化状况得到了有效改善。     

Coastal wetland vegetation features and digital Change Detection Mapping based on remotely sensed imagery: El-Burullus Lake,Egypt

El-Burullus Lake is one of the four Egyptian Ramsar sites that constitute internationally important wetlands as they contain a rich biodiversity and have a large number of water bird species. But the valuable resources in El-Burullus Lake and its surrounding area have faced various threats to wetlands over recent decades. This study was carried out to evaluate the dynamics of land cover change using three change scenes of recent and past satellite data from 1990 to 2019. The study utilized ArcGIS10.7, ERDAS Imagine 14, Landsat TM (1990, 1999, and 2010), Landsat OLI-TIRS (2019) to analyze the land-use/land-cover (LULC) of El-Burullus wetland. Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and Normalized Difference Water Index (NDWI) were employed to assess the change scenario of the area. Results indicated that vegetated land has increased significantly with a concomitant shrinkage in the water body and open soil during the study period. Approximately 53 km² (7.0%) of water body and 8.7 km² (1.3%) of open soil were lost, while vegetation areas expanded to approximately 29.9 km² (7.4%). Factors that underpin the observed changes in the area are; reclamation projects and fish-farms which are creating the danger of drying up of the southern coastal parts of the lake, as well as spreading of reed beds (mainly: Phragmites australis) that covers about 20% of El-Burullus lake which led to dry up the lake parts. Therefore, the study suggests the need for urgent attention on conservation of remaining wetland resources for sustainable utilization for the next generation.