建立沙漠化环境监测信息系统图形数据库专题系列地图的编辑与制图

沙漠化专题系列地图是沙漠化环境信息系统图形数据库的主要信息内容, 目的在于为系统进行空间分析提供数据。沙漠化系列图的编制, 因制图工具是具有图形编辑软件的计算机系统, 地图载体已改变为磁性记录媒体, 制图程序与常规方法差别甚大。本文结合机助制图特点, 介绍了制图编辑中的有关问题, 主要内容包括：(1)用于沙漠化环境监测信息系统专题地图的设计; (2)专题系列地图的制图分类; (3)图形数据库中专题系列图的统一协调; (4)系统中沙漠化专题系列图的编辑特点; (5)沙漠化环境信息系统中系列图件的时间序列。     

西藏自治区沙漠化地理信息系统的研制和应用

 基于西藏自治区沙漠化普查数据库和图库,研制西藏自治区沙漠化地理信息系统,建立起“图形-属性”、“属性-图形”双向链接互通功能。系统具有主视图、属性表、统计图表、和图版等功能。利用GIS的存储、查询和地理分析功能研究沙漠化的现状,了解沙漠化危害程度,预测沙漠化发展趋势及规划防沙治沙措施等具有十分重要的意义。而将GIS应用于计算机制图、荒漠化指标体系的建立、荒漠化监测等工作中,将西藏沙漠化研究推向一个新的高度起到重要作用。     

专题图形库信息定量研究方法

本文以作者建立和科尔沁典型沙区专题图形库为例，对利用库信息进行沙漠化定量研究的图形方法进行了系列探讨，设计了可用于沙漠化定量研究的专题分析软件，并对该区的沙漠化现状进行了示例性研究。     

数字专题图形快速编辑方法探讨

以扫描形成的数字矢量底图为基础，对建立沙漠化专题图形库系统中耗资最大的图形编辑问题进行了系列研究，并在以图形工作站和微机组成的分布式网络系统中，形成了可用于建立沙漠化专题图形库的图形快速编辑系统     

应用ARC／INFO建立沙漠化数据库

沙漠化数据库旨在系统地研究我国沙漠化发展过程与演变趋势;揭示沙漠化土地的空间分布规律;探讨沙漠化环境各种人为因素与自然因素之间的内在联系并寻求沙漠化环境与经济发展的关系。应用ARC/INFO建立沙漠化数据库的方法和过程,借助于遥感和计算机技术,把沙漠化环境参数,按空间分布特点,输入计算机系统,来建立沙漠化数据库。实现信息计算机化的存储管理、检索和综合评价分析,使信息处理加工过程压缩在自然或经济变化的周期以内,从而赢得预测、预报的时间,使沙漠化环境的动态分析由定性描述,解释现象进入到数值预报的新阶段。以便为沙漠化综合治理、全面规划、管理决策及动态监测等提供丰富的信息。     

世界干旱区的分布

1991年6月,联合国环境规划署在内罗毕举行的“沙漠化评价与制图技术指导组第三次会议”上,首次使用了新的“沙漠化”定义。并由其下属的全球环境监测系统(GEMS),全球资源信息数据库(GRID)和沙漠化防治计划活动中心(DC/PAC)向大会提交了一份世界干旱区分布图。该图分别以东安格利亚(East Anglia)大学提供的1951—1980年气候资料系统和《当代世界地图集》(1985)作为划分干旱区和定界的依据。该图将在《世界沙漠化主要指标地图集》     

彩色红外航空像片解译方法在现代沙漠化环境监测中的应用

彩色红外航空象片是遥感图象信息源中的一个重要片种,在我国它日益广泛地被用于各专题内容的判读。对彩色红外航片性能简要叙述之后,重点论述沙漠化程度和沙漠化因素的解译,通过影象特征,如形状、大小、色调、阴影等等,提供判读沙漠化土地发生的程度、趋势和造成的自然及人为因素的信息,以提高沙漠化地区环境监测的准确性和工作效率。     

图形分形理论在沙漠化定量研究中的应用

以Mandelbrot的分形理论为基础,较详细地推算了图形面积与周长的分数维公式,并以农牧交错带典型沙漠化区内蒙古奈曼旗尧勒甸子村沙区土壤图为例,对沙漠化的现状及发展趋势进行了分数维分析,得到了较好的效果,认为该理论在沙漠化定量研究中具有很大的应用潜力。     

沙漠化逆转过程的耗散理论应用

用耗散结构理论探讨了沙漠化逆转过程的时间序列和空间结构,论述了沙漠化逆转过程中的“涨落”现象、耗散结构的形成及非平衡相变的发生。指出属于开放系统的沙漠化逆转过程表现为时间序列的有序和空间结构的无序,是多重耗散结构下的从无序到有序的过程,并在特定的条件下具有自我调控的组织能力。熵增代表着沙漠化过程,负熵增代表着沙漠化逆转过程。这对研究沙漠化过程的平衡稳定有序与非平衡稳定有序的关系,恶化与逆转、单因素与综合、部分与整体的关系提供了新的理论武器,并认为耗散结构理论的思想有助于建立一门有关“过程”的沙漠生态学,以丰富沙漠化研究的理论意义。     

沙漠化灾害遥感信息提取技术系统

论述了沙漠化灾害遥感信息增强、特征提取、信息分类等技术方法,建立了沙漠化灾害信息数据库,利用不同的数据接口可与地理信息系统(PC ARC/INFO)相连接,实现与各种专题要素的复合、匹配和更新,进行沙漠化灾害动态监测与评价。     

塔里木河下游居民沙漠化认知

居民的沙漠化认知直接影响着居民行为,正确的居民沙漠化认知有助于公众参与沙漠化防治。以问卷和访谈的方式对新疆塔里木河下游当地居民的土地沙漠化认知进行调查。结果表明：当地居民对沙漠化变化和沙漠化成因有较清楚认知,但受活动范围影响存在一定局限性;对沙漠化治理措施认识较为全面,认为政府和社会所有成员是沙漠化治理的主体,部分居民愿意承担部分治理费用;沙漠化信息获取的途径较单一,主要来源于广播电视。提出推动当地居民参与沙漠化治理3条建议：关注绿洲内部沙漠化,研究适合的沙漠化治理物权,建立立体交叉的沙漠化信息传播网。     

基于栅格累加法的塔里木盆地沙漠化分析

土地沙漠化是当今全球最严峻的环境问题之一,也是我国西北干旱区面临的主要生态环境问题。开展土地沙漠化动态研究有助于沙漠化灾害防治与国土资源空间开发。以2000-2018年MODIS-NDVI 1 km月数据为基础,运用栅格累加法与转移矩阵法对塔里木盆地土地沙漠化的变化速率、空间特征及其成因进行探索分析,结果表明:(1)土地沙漠化是一个具有年际波动和累积效应的动态变化过程;(2)栅格累加法具有较强的连续动态分析能力,能准确分析土地沙漠化变化速率、演变趋势、变化的空间特征,可以定量分析土地沙漠化原因;(3)塔里木盆地沙漠化退化主要是草地的退化,沙漠化改善则主要是林地和耕地的改善;(4)2000-2018年,塔里木盆地土地沙漠化整体呈极重度沙漠化逐级向非沙漠化变化的改善趋势,转移路径为:极重度沙漠化→重度沙漠化→中度沙漠化→轻度沙漠化→非沙漠化,改善区主要分布在绿洲区,恶化区主要在塔里木河中游与车尔臣河下游,土地沙漠化成因主要为人类活动。此文研究方法为土地沙漠化动态监测提供了一种新思路,其研究结果可为塔里木盆地国土资源开发和沙漠化治理提供理论依据。     

科尔沁沙地沙漠化正逆过程的地面判别方法

在实地调查和多年定位研究的基础上, 根据目前沙漠化过程研究的需要,介绍了沙地、沙丘、沙漠化土地等相关概念及其主要区别,阐述了沙地、沙丘、沙漠化土地类型的划分标准以及类型互换使用中应该注意的问题;通过分析影响沙漠化发展方向和过程的关键因素,建立了沙漠化正\,逆发展过程的地面判别指标体系,并讨论了不同类型沙丘的主要来源、发展方向及转换过程的判别方法。所建立的沙漠化正\,逆过程的地面判别方法,具有较强的实用性、可操作性和准确性, 可用于科尔沁沙地以及类似环境条件同类型沙地的野外调查和定位研究。     

我国沙漠化研究的若干问题——2.沙漠化的研究内容

我国开展沙漠化的研究与防治已有半个世纪,但沙漠化土地一直在加速扩展,目前仍然处于"局部治理,整体恶化"的严峻态势,其重要的原因之一,就是未能在认识沙漠化关键科学问题的基础上,建立比较完善的沙漠化科学的基本理论体系来指导防治实践。沙漠化过程研究与防治实践中许多科学问题的解决,是需要以沙漠化科学为主的多学科交叉与综合集成的研究。作者就我国沙漠化学科的主要研究内容开展讨论,认为沙漠化研究应以人-地关系为主线,在时间序列上,将沙漠化环境背景的形成演化、沙漠化与沙尘暴的现代过程及其在全球变化格局下的发展趋势的研究系统化,以揭示沙漠化的形成与演变;在空间结构上,将沙漠化地区的生态环境退化过程与区外乃至全球的大气环流格局视为统一的环境动力系统进行研究,以揭示沙漠化与沙尘暴的空间分异及其对环境和社会经济的影响。通过定量认识人类活动和自然因素影响下研究沙漠化的演变规律及其调控的理论依据和技术途径,为沙漠化防治提供科学基础。据此,提出沙漠化的主要研究内容为:沙漠化过程的自然与人文背景研究、沙漠化(沙尘暴)动力学过程及其调控、沙漠化的生物学过程与植被恢复重建机理和沙漠化综合防治战略与模式。     

沙漠化预测的度量分析

文章据据沙漠化发生的特性,运用数学方法建立预测模型,试图以定量研究代替传统的定性分析,经实例验证,取得了与文献资料一致的结果,对予测一地区是否发生沙漠化具有广泛的适用性。     

沙漠化评价基本理论初探

沙漠化评价的原则、内容和方法紧密联系。沙漠化研究内容决定其评价内容。沙漠化地图的合适信息负载量，决定各种比例尺的沙漠化评价指征的详细程度，也决定沙漠化分级数与分类数。分级数的下限是沙漠化允许值。     

中亚地区土地沙漠化遥感监测——以土库曼斯坦为例

以土库曼斯坦国为例,以MODIS遥感影像为数据源,通过地表反照率和植被指数建立Albedo-NDVI特征空间,并对Albedo-NDVI特征空间含义进行扩展,建立沙漠化分级指数模型,提取2000-2012年间土地沙漠化动态信息,在此基础上研究沙漠化土地时空变化特征。研究表明：（1）13 a来,土库曼斯坦地区土地沙漠化面积总体呈减少趋势,沙漠化总面积减少了9 332.61 km²,但沙漠化程度加深,极重度沙漠化和重度沙漠化面积分别增加了2 173.27 km²和43 428.47 km²;（2）极重度沙漠化和重度沙漠化面积的增加主要由轻度沙漠化转化而来,非沙漠化土地在13 a间增加了9 332.61 km²,占非沙漠化土地的12.4%;（3）2000-2012年,13 a间各沙漠化土地类型的重心呈现由西北向东南迁移,再向北迁移的过程,平均向北迁移了89.55 km,其中轻度沙漠化重心迁移最为明显,为148.41 km。     

基于MODIS时间序列数据的沙漠化遥感监测及沙漠化土地图谱分析——以内蒙古中西部地区为例

土地沙漠化是内蒙古中西部地区主要的生态环境问题之一,遥感与图谱分析为其研究提供了有效的技术手段。基于MODIS数据产品,反演时间序列的沙漠化监测指标,结合决策树分类法提取沙漠化土地信息,并提出新的沙漠化修正指数进行沙漠化土地动态分析;采用地学图谱分析方法提取了3个不同时间尺度上沙漠化土地的时空复合图谱信息,对沙漠化土地类型变化、土地沙漠化的程度等进行分析。结果表明:(1)遥感监测指标与决策树分类方法相结合可以有效地提取沙漠化土地信息。(2)2000-2014年内蒙古中西部地区的沙漠化程度与面积总体上呈减轻与减少趋势,2011-2014年间沙漠化总面积年平均值约为17.2万km²,比2000-2010年沙漠化总面积年平均值减少约2万km²。(3)沙漠化土地变化具有多时间尺度的特征,短时间尺度与较长时间尺度上沙漠化的动态变化趋势不同。各类型沙漠化土地动态度的绝对值随时间尺度的增加而降低。不同时间尺度沙漠化土地的净逆转比例也不同,2005-2010年和2005-2014年沙漠化土地净逆转比例较大,分别为13.95%和9.08%。受研究时段长度的限制,10 a或更长时间尺度上进行沙漠化动态变化趋势及其成因机制的分析可能更为合理;而5 a或更短的时间尺度,可能仅对揭示沙漠化高风险区或快速恢复区等热点地区有帮助。(4)2000-2014年毛乌素沙地及阴山北麓的农牧交错区等地区呈现相对稳定逆转的态势,而浑善达克沙地中西部等部分地区沙漠化土地变化较不稳定,近5 a仍呈现恶化的态势。     

耦合自然-人文因素的沙漠化动态系统动力学模型

沙漠化土地是自然、人文因素共同作用下的地表复杂系统,建立耦合自然-人文因素的沙漠化动态模型对于理解沙漠化演变过程、预测发展趋势以及进行科学调控具有重要的意义。本文以鄂尔多斯为典型研究区,利用系统动力学的方法,针对气候变化、土壤水分、人口、经济、放牧、土地利用六大沙漠化驱动力建立其与植被NPP的影响与反馈,结合不同沙漠化等级对应的NPP阈值范围,构建耦合自然-人文因素的沙漠化动态系统动力学模型。模拟的植被NPP与基于MODIS影像反演的实际NPP的对比表明,模型总体较为可靠。对不同情景下研究区2011-2030年植被NPP及沙漠化动态模拟分析表明,降雨是控制研究区沙漠化动态的主要因素,但在未来人类活动不变的情况下降雨量增加50%仍不能改变现有的沙漠化状态; 禁牧休牧相对于退耕还林还草、植树种草等政策更有利于植被恢复,但总体成本较高; 单独政策均无法改变现有的沙漠化状态,而这些政策的取消则会在不同的时间内导致沙漠化朝重度和极重度方向发展。对于地方政府而言,则需要根据自身经济状况合理选择不同政策组合来确保沙漠化的持续改善。     

青藏高原沙漠化研究的进展与问题

青藏高原土地沙漠化研究具有十分重要的理论与实践意义,近年来国内积极开展了对青藏高原土地沙漠化问题的调查与研究,并取得了一系列成果,本文对该项研究所取得的主要进展及存在问题进行了综述。首先,回顾了青藏高原沙漠化研究的发展历程,其中50年代至70年代为第一阶段,该阶段的研究主要侧重于进行沙漠考察与沙害治理,沙漠化研究还未真正开展起来;80年代为第二阶段,期间青藏高原沙漠化研究已逐步开展起来,尤其是重点对青海共和盆地的沙漠化问题进行了研究与分析;进入90年代为第三阶段,青藏高原沙漠化研究全面展开,研究区域广泛,研究内容系统、全面,研究成果丰硕,是该区沙漠化研究最为重要的时期。其次,总结了青藏高原沙漠化研究的现状与主要进展,包括经过广泛研究,基本上查清了青藏高原土地沙漠化的类型、面积、分布与危害等,填补了沙漠化研究在青藏高原地区的空白;青藏高原沙漠化研究中特别重视了其成果的应用问题,将区域土地沙漠化现状、成因、趋势、防治对策与措施及其规划作为一个有机整体进行系统研究,拓展和完善了沙漠化研究的内容;研究中首次确定了沙砾质、沙漠化土地类型,并提出了沙漠化成因的多因性和地域性,发展了沙漠化研究的基本理论;同时,还加强了沙漠化防治实用技术的研究。最后,分析了研究中存在的主要问题,如研究区域不尽平衡、基础研究较为薄弱、理论研究有待深入和防治技术亟待提高等,提出今后青藏高原沙漠化研究的主攻方向与主要研究项目。