近30 a龙羊峡水库周边地区沙漠化遥感监测

 在RS和GIS支持下,选取4期遥感数据,采用室内解译和野外检验修正的方法,获得龙羊峡水库周边地区不同时期土地沙漠化数据库。结果显示,在过去30 a中,龙羊峡水库周边地区土地的沙漠化在时间上经历了一般发展到正在逆转两个阶段; 2000年以后,极重度沙漠化土地和重度沙漠化土地变化最为明显,均呈现逆转趋势,其中极重度沙漠化逆转为其他类型的总面积为145.90 km2,重度沙漠化土地逆转为中度沙漠化面积为146.44 km2; 在沙漠化土地的空间分布上,过去30 a里,沙漠化土地主要集中分布在龙羊峡两岸的塔拉滩和木格滩地区; 研究区内沙漠化的逆转主要是由重度和极重度沙漠化土地转变为中度和轻度沙漠化土地。1975—1989年,研究区的降水呈增加趋势,但是由于这一时期人为因素的影响,沙漠化呈不断加剧的态势; 1989—2000年,研究区的气候趋向于暖干化,加上过度放牧等人为因素,重度和极重度沙漠化土地持续发展; 2000年以后,研究区的气候趋向于暖湿化,政府实施了一系列生态环境保护、恢复计划,沙化土地呈现逆转的态势。     

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。     

黄河流域2000—2020年土地沙漠化遥感监测及驱动力分析

黄河流域是国家生态安全的重要屏障,其沙漠化治理是夯实流域高质量发展基础的关键环节。在2000年以来中国北方沙漠化整体逆转的背景下,本研究对黄河流域2000—2020年的沙漠化过程进行了遥感监测,并采用定量方法揭示了驱动流域沙漠化过程的主要因素及其相对贡献率。结果表明：（1）黄河流域的沙漠化土地主要集聚在流域中上游,且以中度和重度沙漠化土地为主;2000—2020年流域沙漠化土地净减少7 529 km2,减少了5.6%,其中,极重度沙漠化土地持续减少了47.1%,而轻度、中度和重度沙漠化土地有所增加,且增加趋势于2010年后明显放缓;空间上,沙漠化土地进一步向流域上游缩聚。（2）沙漠化逆转区在流域内分布广泛,面积为35 542 km2,占比26.5%;沙漠化发展区分布相对零散,面积为2 823 km2,占比2.1%;沙漠化逆转与发展分别以向较其自身沙漠化程度轻一级和重一级的沙漠化土地的转移为主,且2010年后转移趋势同样明显放缓。（3）黄河流域2000—2020年的沙漠化动态区内,由气候变化和人类活动共同驱动的面积占比为89.67%,由单独的气候变化和单独人类活动驱动的面积占比分别为7....     

高寒草地沙漠化土地固碳潜力分析——以黄河源区为例

沙漠化过程导致草地生态系统的退化和土壤有机碳的流失,增加了陆地生态系统向大气CO_2的排放,使退化土地就成为陆地重要的碳源之一.然而,通过有效的沙漠化防治,沙漠化过程能够得到一定程度的控制,退化土地也会得到恢复.沙漠化土地的恢复将是增加陆地碳汇,减少大气CO_2的有效途径之一.黄河源区沙漠化土地处于正在发展和强烈发展阶段,沙漠化形势严峻.目前沙漠化土地面积达3 519.97 km~2,其中轻度沙漠化土地面积占45.82%、中度沙漠化占26.20%、重度沙漠化土地与极重度沙漠化土地面积分别占13.80%和14.18%.我们设想通过沙漠化治理.使极重度、重度、中度沙漠化得到恢复并转变为轻度沙漠化土地,这将使1907.27 km~2的沙漠化土地得到恢复.根据目前沙漠化土地土壤有机碳密度,我们初步估计将会有10.25×10~6 t的土壤有机碳能够得到固定.在固定的土壤碳中,极重度沙漠化土地、重度沙漠化土地和中度沙漠化土地贡献分别为4%,30%,36%.因此,目前黄河源区沙漠化土地具有较高的固碳潜力,通过沙漠化的有效治理,不仅能够改善区域生态环境,促进区域社会经济的可持续发展,而且将使黄河源区成为陆地碳汇的重要区域.     

我国沙漠化研究的若干问题--3.沙漠化研究和防治的重点区域

沙漠化(Sandy Desertification)是我国荒漠化(Desertification)的主要类型之一,是干旱、半干旱及部分半湿润地区由于人地关系不相协调所造成的以风沙活动为主要标志的土地退化。由于原生沙漠戈壁与沙漠化形成发展的时空范畴不同、成因的主导因素不同和演变的可逆性不同,要求我们在开展沙漠化基本问题的探索、确认主要研究内容的基础上,进一步明确沙漠化研究和防治的重点区域,为国家沙漠化防治战略决策的制订和技术措施的执行提供科学依据,使沙漠化防治工程在国家有限经费的投入下,本着因地制宜的原则,达到多快好省的效果。作者通过对近50年来野外考察和遥感动态监测成果的总结,指出,沙漠化土地主要分布在半干旱地带的农牧交错地区,半干旱地带草原区和干旱地带绿洲边缘及内陆河下游地区,反映的是人类活动和脆弱生态环境相互作用的土地退化区,在过去的50年里,沙漠化土地蔓延的主要部分也是在这些区域内。所以,它们是中国北方沙漠化研究的重点区域。根据不同时期沙漠化土地空间分布和演化的特点,依据其自然地带原则和发展强度原则,将我国沙漠化土地划分为4大区29个亚区,应是防治的重点区域。     

长江源区沙漠化土地遥感调查及分析

利用2000年的ETM+影像,在遥感（RS）和地理信息系统（GIS）技术的支持下,对长江源区的沙漠化现状进行了调查。调查结果显示,长江源区沙漠化土地面积为28 982 km2,占整个源区面积的20.43％,其中,极重度沙漠化土地面积为4 241.12 km2,重度沙漠化土地面积为3 996.75 km2,中度沙漠化土地面积为12 716.66 km2,轻度沙漠化土地面积为8 027.16 km2,潜在沙漠化土地面积为92.46 km2。通过坡度分析发现,0°～2°的平地是长江源区的主要坡度类型,也是沙漠化土地主要的分布区域。     

1975—2018年民勤绿洲沙漠化过程及其驱动机制

根据1975—2018年民勤绿洲土地沙漠化分类体系及遥感影像数据,探究了民勤绿洲沙漠化时空变化过程;选取影响绿洲沙漠化的自然与人为驱动因子,运用主成分分析方法定量评价了民勤绿洲沙漠化过程的主要驱动力。结果表明：1975—2018年沙漠化程度以重度沙漠化为主,轻度、中度、重度和严重沙漠化面积均呈减少趋势,以2000年为界表现为先发展后逆转趋势;1975—2000年,轻度、中度、重度沙漠化重心总体向东北方向迁移,严重沙漠化的重心向西迁移,沙漠化有向绿洲东北部和巴丹吉林沙漠发展的趋势;2000—2018年轻度沙漠化的重心向西北方向迁移,中度、重度和严重沙漠化重心相对稳定,绿洲沙漠化发展得到明显控制。在绿洲沙漠化过程中,人为因素贡献率为39.53%,自然与人为综合贡献率为26.58%,自然因素贡献率为10.77%,人为因素是民勤绿洲沙漠化的主要驱动力。水资源极度匮乏是绿洲沙漠化的决定因素,在以后的防沙治沙工作中,合理调控人类的生产经营活动,优化干旱区水资源配置,可从源头上治理民勤绿洲的沙漠化。     

青藏高原沙漠化土地空间分布及区划

利用野外调查数据、遥感影像和已有研究成果,构建了一套适用于青藏高原沙漠化土地的分类分级指标体系及遥感解译标志。以此为基础,选取目视解译法监测青藏高原沙漠化土地的空间分布特征。结果表明：2015年青藏高原沙漠化土地面积392 913km²,占高原土地总面积的15.1%,主要包括沙质沙漠化土地、砾质沙漠化土地和风蚀残丘3种类型。沙漠化土地以中度和轻度沙漠化土地为主,重度和极重度沙漠化土地面积仅占沙漠化土地总面积的12.2%。空间上,沙漠化土地集中分布在高原的北部和西部地区,其他地区零散分布。自东南向西北,沙漠化土地面积逐渐增大,沙漠化程度不断加重。以沙漠化土地空间分布数据（面积、类型、程度、空间特征和驱动因素）为基础,结合气候、地貌、第四纪沉积物和人类活动等数据,将青藏高原沙漠化区划分为雅鲁藏布江半干旱高山宽谷沙漠化区、藏北青南高寒高原面沙漠化区、柴达木干旱盆地沙漠化区、黄河上游半干旱河流盆地沙漠化区和“三江”流域湿润半湿润高山沙漠化区。     

近35 a来中国北方土地沙漠化趋势的遥感分析

 以近35 a来中国北方的5期 Landsat MSS、TM/ETM遥感数据为主要信息源,通过目视解译方法提取不同时期沙漠化土地现状数据,并进行了沙漠化发展趋势的分析。 2010年中国北方沙漠化土地达 37.59万km2,其中轻度沙漠化土地占33.80%,中度沙漠化土地占22.84%,重度沙漠化土地占22.16%,严重沙漠化土地面积占21.21%。 1975—1990年期间,沙漠化土地净增面积33 838.32 km2,增加速率为2 255.89 km2·a-1; 沙漠化程度加重面积41 662.48 km2,减轻8 383.20 km2,净加重面积33 279.28 km2。综合两者变化,沙漠化净发展速率为4 474.51 km2·a-1。1990—2000年,沙漠化土地面积净增速率为3 441.49 km2·a-1,净发展速率为5 370.06 km2·a-1。2000—2005年,沙漠化土地面积净减少速率为1 635.28 km2·a-1,净逆转速率为1 0071.02 km2·a-1。2005—2010年,净减少1 114.35 km2·a-1,净逆转7 552.21 km2·a-1。空间上沙漠化发展和逆转发生的区域主要在半干旱地区的农牧交错带。     

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。     

甘肃省2004-2009年土地沙漠化时空变化分析

基于遥感和GIS技术,选取2004年和2009年的TM和ETM遥感数据,并辅以甘肃省地形图及其他资料,通过野外调查和人机交互解译,采用转移矩阵分析研究甘肃省沙漠化土地面积、程度、类型变化及区域分异,并对其变化因素进行了分析.结果表明,总体上甘肃省沙漠化土地面积在减少,沙漠化程度在减轻,土地沙漠化呈现逆转的态势,但玛曲县沙漠化土地面积有所增加.一方面是由于气候变化和降水减少,导致黄河河道来水量减少,河道滩地裸露,原来的水域变化为固定沙地;另一方面是由于过度放牧,使大面积的非沙漠化土地变为流动、固定、半固定沙地,导致沙漠化进一步加剧.     

中国沙漠化土地类型的分形研究

根据分形理论,对中国沙漠化土地类型进行了分形研究。基本结论为：①沙漠化土地斑块面积和形状指数的标度频度分形关系客观存在,不受统计时所使用的标度影响;②沙漠化土地类型的斑块周长面积分形关系客观存在,具有分形特征;③计算出沙漠化土地类型的分维,其中：潜在风移沙地分维最大,为1.5148,其图斑镶嵌结构最复杂;流动沙丘分维最小,为1.2422,其图斑镶嵌结构最简单;④计算出沙漠化土地类型的稳定性指数,其中：流动沙丘稳定性指数最大,为0.2578,其图斑镶嵌结构最稳定;潜在风移沙地稳定性指数最小,为0.0148,其图斑镶嵌结构最不稳定;⑤由于潜在风移沙地、潜在沙漠化土地稳定性差,所以,在防治沙漠化过程中,特别是要注重和加强对潜在风移沙地、潜在沙漠化土地的生态保护与恢复,防止人为作用的进一步破坏。     

Spatiotemporal changes of land desertification sensitivity in northwest China from 2000 to 2017

Sensitivity assessment is useful for monitoring land desertification.Research into how to prevent and control desertification is also important.In the arid region of northwest China,desertification is becoming worse and is a serious problem that affects local sustain-able development.Based on remote-sensing and geographic information system technology,this study establishes a"soil-terrain-hydrology-climate-vegetation"desertification sensitivity comprehensive evaluation system to reflect the spatiotemporal changes of land desertifica-tion,and proposes a spatial distance model to calculate a desertification sensitivity index.The spatiotemporal change characteristics of land desertification sensitivity in northwest China are quantitatively assessed from 2000 to 2017.Moreover,the main driving factors are ana-lyzed using the geographical detector method.The results show the following.(1)Terrain,soil,climate,vegetation and hydrology affect and restrict each other,and constitute the back-ground conditions of the distributions and changes of sensitivity to desertification in northwest China.(2)Desertification sensitivity generally displays a low distribution characteristic on the periphery of the area and a high one in the interior.The low-sensitivity regions are mainly in the five major mountain ranges(Altai Mountains,Tianshan Mountains,Kunlun Mountains,Altun Mountains and Qilian Mountains),while the high-sensitivity regions are mainly in re-gions such as the Junggar Basin,the Tarim Basin and the Inner Mongolia Plateau,as well as the Taklimakan Desert,Badain Jaran Desert and Tengger Desert.The spatial distribution of desertification sensitivity is obviously regional,and the high-and low-sensitivity regions have clear boundaries and a concentrated distribution.(3)With regard to spatiotemporal evolution,changes in desertification sensitivity since 2000 have been predominantly stable,and the overall sensitivity has displayed a slowly decreasing trend,indicating that potential desertifi-cation regions are decreasing annually and that some achievements have been made in the control of regional desertification. (4) Soil and climate play a direct role in the driving factors of desertification in northwest China, and these have been found to be the most important in-fluential factors. Vegetation is the most active and basic factor in changing the sensitivity. In addition, topography and hydrology play a role in restricting desertification changes. So-cio-economic factors are the most rapid factors affecting regional desertification sensitivity,and their impacts tend to be gradually increasing. In general, desertification has been effec-tively controlled in northwest China, and positive results have been achieved in such control.However, against the backdrop of intensified global climate change, increasingly prominent human activities and new normals of socio-economic development, the monitoring, assess-ment and control of desertification in China still have a long way to go.     

甘肃河西地区沙漠化遥感监测评估

 河西走廊位于我国西北干旱半干旱区,由于自然环境的变化和人为因素的影响,生态环境脆弱,沙漠化严重。随着遥感和GIS的发展,为沙漠化研究提供了有效的途径。利用2002和2008年6～8月的MODIS数据（空间分辨率为1 km）,采用改进型土壤调节植被指数（MSAVI）、地表反照率（ALBEDO）、陆地表面温度（LST）、植被覆盖度（FAVI）和温度植被旱情指数（TVDI）作为沙漠化程度的指标,对河西地区沙漠化特征进行了研究。结果表明：河西地区荒漠化土地面积较大,占总面积的50%以上。2008年的荒漠化土地面积比2002年减少了6 431.64 km²,非荒漠化土地和轻度荒漠化土地面积增加,分别增加了2.55%和0.26%;中度、重度和极重度荒漠化土地减小,分别减小了1.40%、1.09%和0.31%。荒漠化的逆转速度大于发展速度,呈现整体逆转,局部发展的趋势。研究区荒漠化土地以轻度荒漠化为主,2002年和2008年分别占23.64%和23.90%;其次为中度,分别为18.47%和17.07%;重度所占比例分别为12.71%和11.62%;极重度所占比例很小,不到1%。降雨和风速对沙漠化的逆转起主要作用,2008年的降水比2002年多,风速小。     

我国沙漠化研究的若干问题--1.沙漠化的概念及其内涵

荒漠化就是土地退化,主要由沙漠化、水土流失和盐渍化3个部分组成,其中沙漠化是中国北方广大地区主要的土地退化形式。在简要回顾了国际国内对沙漠化概念研究和认识的基础上,根据20多年来在中国北方土地退化区域的研究与实践,作者认为：沙漠化是干旱、半干旱及部分半湿润地区由于人地关系不相协调所造成的以风沙活动为主要标志的土地退化。并在时间、空间、成因、景观、发展趋势和造成的结果等内涵方面给予了概括性的描述;同时,从形成演变的时空差别、成因、过程和防治利用的不同等方面将原生沙漠、戈壁与沙漠化土地区分开来,认为沙漠的形成演变主要受控于气候变化,而人类既是沙漠化的导致者,也是沙漠化的受害者,更是沙漠化的防治者。所以,沙漠化的研究应主要侧重在人地关系及其相互作用等方面。     

科尔沁沙地沙漠化过程中土壤有机碳含量变化特征及影响因素北大核心CSCD

科尔沁沙地是中国半干旱地区沙漠化发展的典型地区和沙漠化防治的重点区域。本研究以科尔沁沙地为研究区域,以沙漠化逆转不同阶段的沙地为研究对象,通过野外调查和室内分析,采用空间代替时间的方法,在区域尺度上探讨了土壤有机碳对沙漠化过程的响应规律,并结合气候、植被和地形因子阐释了该区域土壤有机碳空间变异的主导因素。结果表明:(1)土壤有机碳含量随沙漠化程度的加剧表现出疏林草地(未沙漠化)>固定沙地(轻度沙漠化)>半固定沙地(中度沙漠化)>半流动沙地(重度沙漠化)>流动沙地(极重度沙漠化)。(2)固定沙地、半固定沙地、半流动沙地和流动沙地土壤有机碳密度分别比疏林草地降低了29.1%、49.3%、62.9%和84.1%。(3)随着沙漠化的发展,土壤质地发生粗化现象,即中、细砂粒含量明显增加,而土壤细颗粒(极细砂和黏粉粒)含量明显下降。(4)科尔沁沙地沙漠化过程中,土壤黏粉粒的损失是土壤粗化、有机碳含量下降的主要原因,而pH的变化受沙漠化影响较小。(5)气候因子是导致SOC含量受经纬度影响的主要因素,而地形因子的影响次之。     

Assessment of sandy desertification trends in the Shule River Basin from 1978 to 2010

Sandy desertification in the Shule River Basin has expanded dramatically during the past 30 years. We evaluated the status, evolution, and main causes of sandy desertification by interpreting Landsat images which were acquired in 1978, 1990, 2000, 2005, and 2010, and analyzing the relevant meteorological data. The results show there was 3,477.95 km2, 3,733.32 km2, 3,620.29 km2, 3,565.65 km2, and 3,557.88 km2 of sandy desertified land in 1978, 1990, 2000, 2005, and 2010, respectively. From 1978 to 1990, not only the area of sandy desertified land （SDL） but also the degree of SDL levels increased. From 1990 to 2010 there was widespread restoration of SDL but the recovery trend of SDL gradually slowed. Although climate change contributes to expanding sandy desertification, human activities can either accelerate or reverse trends of natural sandy desertification. Some detrimental human activities can accelerate sandy desertification, but, conversely, desertification control measures such as the Three-North Shelter Forest Project and watershed rehabilitation programs in areas including the Shule River Basin resulted in many SDL being turned into grasslands or forest lands when shrubs and trees were planted to fix mobile sands at the edges of oases and cities. With population growth, much SDL has been reclaimed as farm land using water-saving agricultural methods or has been turned into built-up land as a result of urbanization.     

基于干燥度指数的辽西北土地风蚀荒漠化判别

在土地利用分类的基础上,剔除山地、丘陵、岗地、水域及建筑用地等类型,研究辽西北地区风蚀荒漠化问题,试图找到一条半湿润易旱的界线。研究以TM、MODIS影像为数据源,以多种植被指数为参考指标,运用决策树方法对研究区进行分类,结果显示：非荒漠化、轻度、中度、重度与极重度风蚀荒漠化面积分别占辽西北总面积的44．38％、25．...     

基于栅格尺度的沙漠化预警模型研究——以塔里木河下游中段区域为例

以塔里木河下游为研究区,基于沙漠化在气候、地表和人文3方面的成因构建沙漠化预警指标体系,并建立预警模型;基于研究区1990年、2000年和2006年的遥感、气候、地表和人文数据,利用ArcGIS对各因子数据进行量化和栅格化处理,通过预警模型实现了研究区3个时期在栅格尺度上（30 m×30 m）的沙漠化程度分布,分别利用前两期和第3期的结果进行参数修正和验证;在此基础上预测研究区“间歇输水”和“无输水”情况下2015年的沙漠化发展趋势。通过参数修正、预警模型对研究区沙漠化程度分布模拟正确率达90%以上,预警模型适用性较好。间歇输水对塔里木河下游沙漠化逆转起到一定的作用,是防止其完全沙漠化的必要措施,但此逆转作用基本上只局限于沿河道有限范围内,无法彻底改变研究区的沙漠化现状。