沙漠光谱测量及其分析

新疆沙漠面积40.4万平方公里,占全国沙漠面积的63%,占新疆总面积的25%。研究沙漠的反射光谱特性对确定其遥感仪器的最佳工作波段,建立相应的遥感图象的判读标志是必要的,对于编制沙漠类型图,研究沙漠成因和沙丘移动规律、监测沙漠化防治效果都具有重要     

吉兰泰盐湖沙漠化及其治理的遥感监测研究

利用陆地卫星TM标准假彩色合成影像图 ,研究了吉兰泰盐湖地区沙漠的分布、形成和运移规律 ;探讨了进行吉兰泰盐湖治沙、防沙的重点地段。遥感监测了吉兰泰盐场 1988— 1997年 9年间对吉兰泰盐湖治理沙漠的效果     

沙漠旅游主体功能区划实证研究——以腾格里沙漠东南缘沙漠旅游集聚区为例

为了明确景区发展方向,实现沙漠旅游可持续发展,构建资源条件、生态环境、可进入性三要素的沙漠旅游区等主体功能区划指标体系,通过实地调研和遥感数据,运用ArcGIS空间分析方法,对以沙坡头景区为代表的腾格里沙漠东南缘沙漠旅游集聚区进行主体功能区划。研究表明：（1）沙漠旅游主体功能区划的研究思路可概括为“确定区划范围及单元、确定指标体系及权重、确定区划结果、修正及细分区划结果”四大步。（2）把腾格里沙漠东南缘沙漠旅游集聚区划分为沙漠旅游核心发展区、重点发展区、适度发展区、原生态保持区4种功能大区和核心观光游览区、重点观光游览区等14个功能亚区,以期实现沙漠旅游的分区和分类发展。     

沙漠地物波谱特性测试数据精度分析

地物电磁波谱反射特性的测试和研究,是遥感技术的基础工作。多波段遥感仪器设计,选择波段,需要以地物波谱测定数据作为依据。遥感图象处理自动识别与自动分类指标的研究,也是在了解地物波谱特性的基础上进行的。测定、收集、处理各类沙漠、戈壁、沙生植物的反射光谱特征数据,解释不同沙漠地物波谱分异性、离散性的本质,进一步探求波谱特性在不同波段对遥感图象的影响,寻求数字相关关系,建立判读标志与识别模式,是沙漠遥感应用研究的重要课题之一。这些工作,都是以野外地物波谱测试数据的可靠性为前提的。     

1986—2020年库布齐沙漠湖泊数量和面积

沙漠湖泊动态变化研究对于揭示区域水循环和了解沙漠生态环境具有重要意义。本文利用1986—2020年覆盖库布齐沙漠区域10期Landsat TM/OLI遥感影像提取沙漠湖泊,统计各时期沙漠湖泊数量和面积变化信息,分析库布齐沙漠湖泊数量和面积动态变化的空间特征。结果表明：库布齐沙漠湖泊数量与面积整体表现为减小趋势,现存湖泊22个,面积7.4678 km²;库布齐沙漠湖泊在1986—2020年共干涸26个,现存湖泊中众多小型湖泊呈现增长趋势,但面积较小,对整个库布齐沙漠湖泊的影响较小,>1 km²湖泊中的大青龙湖、天鹅湖以及大道图湖表现为萎缩状态,减少幅度较大,对整个库布齐沙漠湖泊影响较大;降水量、蒸发量和气温不是影响库布齐沙漠湖泊面积变化的主要因素,湖泊面积的空间特征可能由补给来源、补给方式及人为干扰造成。     

侯仁之先生与沙漠历史地理研究

侯仁之先生为沙漠历史地理研究这一全新科学领域的开拓者,他多次深入沙漠地区进行历史地理考察,对沙区地理环境的历史变迁及其演变规律进行了系统探讨,在学科理论建树和实践探索上取得丰硕成果。他的研究不仅揭示了历史时期人类活动对沙漠地区自然环境的影响过程及其演变规律,而且也为今天西北地区防沙治沙以及生产发展和经济建设提供了重要的科学依据和历史借鉴。他的学术思想及业绩,值得我们继承和发扬。     

沙漠增温效应特征及绿洲农业热量资源分异规律的研究

为了进一步认识绿洲高效农业特殊的热量资源，通过研究沙漠增温效应特征表明：沙漠增温效应强弱随距离沙漠远近而不同，100km范围内沙漠对绿洲的平均增温为1．76℃；另外增温效应导致绿洲日、年温差大、干热风及冷害等气候特征；由于沙漠的面积、地貌特点等的差异，使增温效应产生原因及作用程度不尽相同，表现出绿洲农业资源分异规律，并将西北干旱区绿洲分为5个类型区。     

中国北方荒漠土地的分布与气候背景分析

针对危害自然与社会经济日益严重的荒漠化问题,利用遥感和地理信息系统方法,宏观调查了中国北方以沙漠沙地、戈壁和盐碱地为主的荒漠土地,建立了以沙漠为代表的荒漠土地数据库.荒漠土地呈现一定的空间分布规律.通过对直接影响荒漠土地发展的降水量和风力的气候背景的分析,发现荒漠土地分布地区少雨多风是其普遍特征,大部分荒漠土地处于干旱和极端干旱的降水条件下,同时中低风场对其有很大的影响.受降水量的分布影响,沙地呈现由东到西固定沙地和半固定沙地减少,而半流动沙地和流动沙地逐渐增多的分布,戈壁和盐碱地则更集中于西北内陆.     

基于NDVI的新疆荒漠地区植被覆盖度遥感估算经验模型研究

新疆荒漠地区植被覆盖度遥感估算模型十分缺乏，给荒漠化监测等相关工作带来很大不便，开展植被覆盖度遥感估算经验模型研究，对于促进和完善相关地区的生态监测及研究工作具有积极的现实意义。通过对阜康市北部沙漠南缘和克拉玛依市中部平原荒漠进行无人机航拍，利用无人机遥感提取（光合）植被信息，并将无人机航拍影像的植被覆盖度统计单元与高分辨率卫星影像像元在空间上直接相对应，获取在高分辨率卫星影像像元尺度上的植被盖度，然后通过植被覆盖度和空间上与其相对应的源自高分辨率卫星影像的NDVI数据的拟合关系，建立基于源自高分二号影像的NDVI的阜康北部沙漠植被覆盖度遥感估算线性模型以及基于源自ZY1-02C影像的NDVI的克拉玛依平原荒漠植被覆盖度遥感估算二次多项式模型。研究中所采用的无人机遥感与卫星遥感相结合、植被覆盖度统计单元与卫星像元在空间上直接对应的方法，可避免以往相关工作中常以点位测量数据代表卫星像元数据所带来的不确定性。由于所用卫星影像的NDVI数据稳定性相对不足等原因，所建立的遥感估算模型的估算精度尚相对偏低，有待于今后进一步的工作加以改进。     

1992-2015年中国沙漠面积变化的遥感监测与气候影响分析

目前，关于中国全域年际分辨率长时间序列沙漠面积变化及影响机制的研究较少。利用1995-2015年全国土地利用数据对1992-2015年地表覆被数据中的裸地进行校正，并采用2000年和2002年腾格里沙漠遥感影像解译结果对校正后的沙漠面积的精度进行验证，同时分析不同大气环流区沙漠面积变化的气候变化影响机制。结果表明：1992-2015年中国沙漠面积减少了86 704 km²，东部季风区沙漠面积减少最明显，其次是青藏高寒区，西北干旱区减少最小，减少面积分别是46 109、23 470、17 125 km²。其中，东部季风区沙漠面积减少占比最为明显，达到18.13%。土壤湿度是影响西北干旱区和青藏高寒区沙漠面积年际变化的关键因素，降水、相对湿度和土壤湿度对东部季风区沙漠面积变化有直接影响，林业生态建设工程、退耕还林还草等措施也有一定关系。近20年来中国北方风力减小和人类保护可能是东部季风区沙漠面积减少的主要因素。     

塔里木盆地南部2000年来的环境变迁

根据考古资料、文献记载、遥感资料和实地考察,认为塔里木盆地南部2000年来的自然环境发生了重大变化,主要表现为人类活动范围、沙漠及河流等方面的演变。研究表明,河流变迁是其它两个变化因素的先导,并对探讨古河流演变,认为古代喀拉哈什河与玉龙哈什河曾分流,构成各自的水系,由于第四纪地质构造运动的影响,古代水系强烈变化,并演化为现今态势。原先沿河而居的古城,则因河流变迁而遗弃于沙漠之中。     

我国沙漠与沙漠化科学发展的战略思考

50多年来,中国的沙漠与沙漠化科学从无到有,在填补研究领域空白,并以其创新性和系统性的理论进展, 经济、社会和环境效益的实践成果,极大地推动了学科发展的同时,又为北方地区社会经济发展和生态环境保护建设做出了突出的贡献,取得了包括“国家科技进步特等奖”在内的一大批科研成果和150亿元以上的直接经济效益。已形成了以中国科学院和国家林业局有关研究所为主体的国家级沙漠和沙漠化研究机构,汇集了一批优秀的沙漠和沙漠化科学家,创建了我国比较完整的沙漠和沙漠化科学及其研究体系,在风沙物理与沙漠环境、沙漠形成演变与全球变化、沙漠化过程及其防治、沙区资源环境与可持续发展、沙漠化遥感与信息系统综合研究等方面取得了重大进展,并在全国主要沙漠和沙漠化地区设有一批长期野外试验站(点),已为国家在有关沙漠开发利用和沙漠化防治方面的决策提供了大量的科研成果和理论依据,得到了我国政府、地方人民、科学界乃至全社会的普遍认可。通过对已有沙漠与沙漠化研究和防治实践的回顾与总结,就我国沙漠与沙漠化科学面临的主要问题和任务做进一步的思考和讨论。     

中国沙漠科学的五十年

50多年来,在几代沙漠科技人员的不懈努力下,中国的沙漠科学从无到有,在从填补沙漠研究空白并取得长足进展的同时,沙漠化研究又以其创新性和系统性的理论进展,经济、社会和环境效益的实践成果,极大地充实了我国的沙漠科学,为我国北方地区国民经济建设和生态环境保护做出了突出的贡献,取得了包括国家科技进步特等奖在内的一大批科研成果和上百亿元的直接经济效益。过去20 a来,北方约有 10%的沙漠化土地得到治理,12%的沙漠化土地有所改善,局部地区出现"人进沙退"的新局面。已形成了以中国科学院和国家林业局等有关研究所为主体的国家级沙漠和沙漠化研究机构,汇集了一批优秀的沙漠和沙漠化科学家,创建了我国比较完整的沙漠和沙漠化科学及其研究体系,在风沙物理与沙漠环境、沙漠形成演变与全球变化、沙漠化过程及其防治、沙区资源环境与可持续发展、沙漠化遥感与信息系统综合研究等方面取得了重大进展,积累了丰富的研究资料和数据。在全国主要沙漠和沙漠化地区设有一批长期野外试验站(点),已为国家在有关沙漠开发利用和沙漠化防治方面的决策提供了大量的科研成果和理论依据。我国沙漠科学研究和实践所取得的辉煌成就,得到了政府、地方民众、科学界和国际社会的普遍认可。     

吉兰泰盐湖地区沙漠环境变化的遥感研究

吉兰泰盐湖地区沙漠分布广泛。ＴＭ遥感影像显示该地区沙漠的分布主要受两条沙带的控制，一条沙带位于吉兰泰盐湖以西巴音乌拉山的西北部地区，该沙带向西与腾格里沙漠相连，移动速度很快；另一条沙带分布在吉兰泰盐湖的北部和东部，面积很大，沙体连成一片构成乌兰布和沙漠。吉兰泰盐厂于１９８８～１９９７年９年间，相继开展了“湖区补水、治沙一体化工程”等项目，对沙漠的治理工作已取得一定的效果。     

国外沙漠旅游研究进展与启示

国外学者对沙漠旅游研究较早,研究区域遍及中东、北非、澳洲、北美等地区,其研究内容、研究方法、研究视角都值得认真总结和梳理。从研究内容上看,国外沙漠旅游研究焦点主要集中在旅游开发的必要性与可行性、沙漠旅游地的演化模式及客流特征、沙漠旅游的可持续发展等核心问题。研究方法上看,国外沙漠旅游研究通常综合使用典型案例解析、数据定量建模、区域对比讨论等研究方法,来揭示沙漠旅游发展的规律性特征。研究视角也比较广泛,利用社会学理论来组织问卷和访谈,使用经济学原理来阐释旅游产品供求,使用地貌学和考古学来分析资源价值,使用气候学规律来分析客流变化,使用人类学和民族学来分析旅游对当地社区的影响。这对于尚处于起步阶段的国内沙漠旅游研究有着重要的启示作用。     

库姆塔格沙漠风沙活动特征

库姆塔格沙漠面积虽然较小,但其风沙地貌类型复杂,包含格状沙丘、复合型沙垄、金字塔沙丘以及"羽毛状"沙丘,其中"羽毛状沙丘"是该沙漠独特的沙丘类型,"羽毛状"沙漠也成了库姆塔格沙漠的代名词。以往对该沙漠风沙地貌的研究局限于遥感影像的判读或者理论分析,很少有实测数据的支持。近期对该沙漠的综合考察对该沙漠的风沙地貌有了新的认识。以建立在库姆塔格沙漠4个方位的5个气象站(测风站)的实测资料为基础,对库姆塔格沙漠近地层风况、风沙活动特征进行了研究。结果表明:(1)库姆塔格沙漠近地层风向复杂,总体可分为两种基本类型风向的区域:沙漠西北和北面为两组风向,而东南和南边为三组风向。(2)库姆塔格沙漠风沙活动强烈,沙漠绝大部分区域属于中风能环境外,南部部分地区都属于低风能环境。(3)该区域的风沙地貌类型和近地层风向特征与合成输沙势方向吻合,年合成输沙势方向在沙漠的西北和北面为西南方向,在多坝沟地区,输沙方向为西北方向,在沙漠南面为东北方向。风向变率在0.3~0.8之间,属于中比率,风况特征属于钝双峰风况或锐双峰风况。年输沙量在0.53~1.14 t/m2之间。     

高密度聚乙烯(HDPE)防沙网使用寿命评估

以实验室及沙漠环境下紫外光和温度为自变量，建立了一种高密度聚乙烯（HDPE）防沙网自然老化与实验室加速老化时间之间的数学关系，以拉伸性能评判方法，得到防沙网的实验室老化试验和寿命评估模式。通过实验室加速老化试验和腾格里沙漠实地铺设试验，研究HDPE防沙网在实验室与沙漠环境中的老化规律，验证了该寿命试验与评估模式的有效性。     

MODIS资料用于塔克拉玛干沙漠地表温度计算方法初探

用热红外通道的遥感数据计算陆地表面温度是MODIS资料的重要应用之一。陆地表面温度(LST)是表征地球表面能量平衡和气候变化的很好指标,也是研究区域或全球陆地物理过程的关键参数。特别是对于面积广大、人烟罕至的沙漠地区,用遥感资料反演其地表温度更显得非常必要。作者主要介绍MODIS资料用于塔克拉玛干沙漠地表温度的计算方法。     

黄河上游沙漠宽谷河段水沙阈值与输沙特征

围绕黄河上游沙漠宽谷河段“多大流量能冲动多大含沙量的泥沙”、“不同流量能冲走多少泥沙”两个关键问题,对沙漠宽谷河段的水沙阈值展开深入研究。通过分析各断面历年水量、沙量变化过程,揭示了沙漠宽谷河段各区间河段的冲淤规律,得到不同区间河段、不同含沙量情况下的水沙阈值系列。基于水量平衡原理与输沙量平衡原理,分析各断面冲沙输沙流量、含沙量与输沙量之间的关系,建立场次洪水的河道输沙量计算模型,量化水量与沙量的转化效果。通过实例计算,不考虑沙漠宽谷河段水沙调控时,头道拐站的输沙量为0.124×10⁸ t,沙漠宽谷河段的冲刷量为0.0527×10⁸ t,考虑水沙调控时,输沙量增加近4倍。水沙调控显著改善了沙漠宽谷河道的水沙关系,冲刷了河槽,验证了水沙阈值及输沙量计算的准确性和可靠性。     

关于库姆塔格沙漠“羽毛状”风沙地貌的讨论

库姆塔格沙漠是我国最后一个完成综合科考的沙漠,以其北部的“羽毛状”沙丘著称。以往关于库姆塔格沙漠风沙地貌的认识主要基于遥感影像判读。最近深入沙漠腹地的实地考察引发了对该沙漠“羽毛状”沙丘的争论。本文从地质构造、遥感影像纹理特征、沙丘形态特征、风况特征、组成沙丘沉积物的粒度特征、矿物组成、光谱特征、颗粒形貌等多层次、多视角探讨库姆塔格沙漠的“羽毛状”风沙地貌。提出从三种空间尺度上区分“羽翼状”沙漠、“羽毛状”图案（伪羽毛状沙丘）和“羽毛状”沙丘的必要性。认为：①库姆塔格沙漠的 “羽翼状” 总体格局是受新构造运动控制的。②以往基于航片判读确认的“羽毛状”沙丘实际上是由线性（赛夫）沙丘、丘间走廊的亮色浮沙片和残余暗色粗沙地的反照率对比形成的“羽毛状”图案,并非真正的复合沙丘。③真正的“羽毛状”沙丘应该是指有明显新月形沙丘遗留翼角的赛夫沙丘（线性沙丘）的变型。④由赛夫沙丘到“羽毛状”沙丘,风况愈来愈复杂。