基于线性光谱混合模型(LSMM)的民勤绿洲荒漠化治理效果评价

民勤绿洲是干旱荒漠化的典型区域，生态系统脆弱，对该区域的荒漠化治理效果进行评价可以为其生态修复政策的制定和管理提供参考。采用线性光谱混合模型（LSMM），将Landsat影像中的土地覆盖信息进行有效分解，通过分解后光谱在直方图上的特征值，确定合适的阈值，对荒漠化土地进行分类，分析荒漠化土地类型的时空变化特征，对民勤绿洲1992—2017年荒漠化治理效果进行评价。结果表明：（1）1992—2005年民勤绿洲荒漠化加剧面积大于改善面积，两者相差175.47 km²，荒漠化加剧，治理效果不明显。（2）2005—2017年荒漠化改善面积大于加剧面积，两者相差174.18 km²，荒漠化改善，治理效果显著。（3）1992—2017年民勤绿洲荒漠化总体趋于改善，局部地区加剧。其中，坝区和泉山区的荒漠化改善面积大于加剧面积，两者分别相差47.63 km²和52.79 km²，荒漠化改善，治理效果显著；而湖区荒漠化加剧面积大于改善面积，两者相差36.83 km²，荒漠化加剧，治理效果不明显。     

基于GEE的1987—2019年民勤绿洲NDVI变化特征及趋势分析

Google Earth Engine（GEE）是目前最先进的地理大数据分析和可视化平台,使遥感监测地表植被突破了数据获取难、本地存储量大、处理效率低的限制。基于GEE云平台计算Landsat系列卫星影像,研究了1987—2019年民勤绿洲NDVI的时空变化,并通过一元线性趋势分析、稳定性分析、Hurst指数对变化趋势进行了分析和预测。结果表明：（1）1987—2019年民勤绿洲NDVI年均值从0.172上升到0.230,多年平均值为0.244,1989—2007、2010—2016年呈上升趋势,1987—1989、2007—2010、2016—2019年呈下降趋势。年内NDVI-0.017—0.333,高值集中在每年4—10月。空间上来看,绿洲外围NDVI明显增大,绿洲向荒漠扩张。（2）1987—2019年民勤绿洲大部分区域NDVI基本不变,坝区、泉山区绿洲外围、湖区南部和青土湖呈增大趋势,坝区中部民勤县城区、湖区北部绿洲边缘呈减小趋势,基本不变、增大、减小区域分别占总面积的81.90%、16.25%和1.85%。（3）1987—2019年民勤绿洲NDVI变化稳定性高的区域主要位于坝区东南部、泉山区东部、湖区北部荒漠区域;波动性高的区域主要位于坝区、泉山区绿洲外围、湖区南部和青土湖。（4）未来民勤绿洲大部分区域NDVI变化趋势保持基本不变,坝区、泉山区绿洲外围、湖区北部和青土湖,NDVI未来有可能增大,坝区中部民勤县城区、湖区北部向荒漠过渡地带,NDVI未来有可能减小,基本不变、未来有可能增大、减小的区域面积分别占71.62%、12.96%、15.42%。     

基于物元模型的民勤绿洲土地生态安全评价

针对生态脆弱区民勤绿洲土地与生态环境系统的特点,运用“经济-环境-社会”模式和层次分析法构建了该区域土地生态安全评价的指标体系和权重,基于物元理论建立了土地生态安全的复合物元模型,对民勤绿洲土地生态安全进行了研究。结果表明:①2005-2007年民勤绿洲土地生态安全整体上呈现出“不安全-较不安全”的上升趋势,并有向更好等级发展的动向,说明近年民勤绿洲环境保护投入和治理绩效明显。②各单项指标存在明显的分异。人均水资源、化肥施用量、森林覆盖率、荒漠化程度、工业废水排放达标率、贫困人口比例和能耗成为制约该区域土地生态安全水平提升的重要因素,也反映了该区域土地生态系统环境容量低,极其脆弱。     

基于知识图谱和综合征的科学环境知识挖掘——以民勤荒漠化为例

科学环境知识是实现区域土地可持续利用和管理的依据。民勤作为典型的荒漠化区域,对其荒漠化的发展过程及机制等科学环境知识的认识有助于指导干旱区土地荒漠化的防治。因此基于知识图谱方法,结合传统的文献综述方法,挖掘民勤科学环境知识并运用综合征框架进行知识组织管理。研究发现,常兆丰等、肖笃宁等、颉耀文等、康绍忠等、孙丹峰等、冯起等几个较成熟的团队在民勤进行了大量且较为成熟可信的研究,是本文获取科学环境知识的基础;民勤土地荒漠化研究主要集中于土地利用/覆被、荒漠化监测、景观格局变化,水资源利用及监测,荒漠植被演化和保护,环境变化及沙尘暴以及气候和人类活动的驱动5个相互联系耦合的热点方面;近60 a民勤土地荒漠化主要分为1949-1998年和1998-2010年主要的两个阶段,1949-1998年呈现耕地增长和荒漠化加剧的恶性循环过程,1998-2010年呈现荒漠化减弱以及地下水位下降的减缓,但仍表现为耕地的增长和自然植被的减少过程;并以民勤荒漠化的发展过程及机制为基础建立了综合征框架--民勤土地荒漠化是一个人类和自然综合作用下,土地利用/覆被、水资源、植被以及区域环境之间相互联系、相互影响的过程;科学环境知识综合征框架的挖掘集成可为后期系统建模与情景分析提供支持,为后续政策响应和措施制订提供参考。     

近15年来民勤湖区土地利用/覆盖动态与格局

以1991年、1998年和2005年三期TM数据和其它辅助数据为基础,将遥感、GIS技术与景观格局分析方法相结合,在计算了土地利用程度综合指数、单一和双向动态变化以及面积、分维数、多样性、破碎度、优势度等景观指标的基础上,对近15年来民勤湖区的土地利用/覆盖变化进行了分析.结果表明,15年间各土地利用类型面积都有不同程度的增减,以耕地、荒漠草地和未利用土地的面积变化最为显著,其中耕地面积增长了9 385.47 hm<'2>,未利用土地面积减少8 616.87hm<'2>,荒漠草地面积减少949.49 hm<'2>;各土地利用类型之间的动态转化比较复杂,其中以沙地、林地和草地的空间变动程度较大;湖区整体景观异质性降低,多样性下降,优势度上升,15年来景观格局发生了较大变化;从宏观上看,荒漠进一步向绿洲逼近,绿洲有向西南方向后退的趋势.     

干旱区耕地质量等级评价及土壤养分与盐渍化的分析研究 ——以民勤绿洲为例

为整体掌握民勤绿洲耕地质量、土壤养分以及盐渍化状况等,充分利用县域耕地资源,分析研究民勤绿洲耕地质量等级划分及其耕地土壤养分和盐渍化现状,为及时准确掌握绿洲耕地地力状况提供科学依据,同时为绿洲耕地土壤养分、盐渍化障碍提供改良措施。基于农业农村部《耕地质量调查监测与评价办法》(农业部2016年第2号)和《耕地质量等级》国家标准(GB/T33469-2016)的相关要求,构建民勤绿洲县域评价体系,通过综合运用空间分析、模糊数学、层次分析和综合指数等方法,对民勤绿洲耕地质量等级进行综合评价。结果表明:(1)民勤绿洲耕地质量平均等级为3.26等;分布有一至七等级地,八、九、十等级地没有分布;以三、四等级地为民勤绿洲耕地的主要等级分布,面积占比分别为31.63%、28.27%。泉山区中部和坝区灌溉农业区多分布一、二等级地。湖区灌溉区多分布三、四等地。在绿洲边缘带较多分布五、六、七等地。(2)民勤绿洲耕地土壤有机质平均含量在10.00~15.00 g·kg^-1之间,全氮平均含量在0.50~1.00 g·kg^-1之间,总体处于较低水平。有效磷和速效钾总体处于中等水平。昌宁区、泉山区与坝区交界东北部以及湖区镇(昌宁镇、东湖镇、南湖镇、泉山镇、西渠镇)耕地土壤养分平均含量较均低。(3)民勤绿洲盐渍化耕地的面积为32240.36 hm²,占民勤绿洲耕地总面积的30.09%;主要以轻度盐渍化为主。轻度盐渍化多分布在湖区红沙岗镇、红沙梁镇、西渠镇等镇;中度盐渍化分布在昌宁镇以及环河区沿风沙线一带。其评价结果对民勤绿洲耕地资源的科学管理和可持续利用以及绿洲农业的发展具有重要意义。     

基于MODIS数据的柴达木盆地南缘绿洲土地覆盖动态变化研究

基于遥感和GIS技术手段,利用2000—2009年生长季的MODIS数据对柴达木盆地南缘绿洲进行了土地覆盖分类,得到前期（2000—2004年）和后期（2005—2009年）两期土地分类图以及2000—2009年土地覆盖类型变化趋势图,分析了2000—2009年10 a尺度上该地区土地覆盖类型的面积变化以及空间分布格局。分析得知,柴达木盆地南缘绿洲同时存在两种演化趋势:绿洲化和荒漠化。近10 a来绿洲化的总面积为1 040 km2,占研究区面积的4.58%,主要集中在荒漠化区域与稳定区域之间;荒漠化的总面积为399 km2,占研究区面积的1.76%,其中80%集中在绿洲边缘（4 km以内）,也就是说,绿洲的边缘地区相对于绿洲的其他区域更易于发生荒漠化现象。从整个研究区来看,绿洲化趋势高于荒漠化趋势,其原因可能主要是由于近年来气候变暖,昆仑山上大量冰雪融化,为下游绿洲提供了一定的水资源,但绿洲上游一些地区人类活动的加剧使用了大量的水资源间接地影响了绿洲的演化,使得绿洲边缘水资源缺乏的地区荒漠化加剧。     

艾比湖流域绿洲化与荒漠化过程时空演变研究

艾比湖流域生态格局是绿洲化过程和荒漠化过程相互作用的结果,以1990、2000年和2005年的遥感数据作为数据源,进行景观分类与制图,利用ArcGIS提取了艾比湖流域的绿洲和荒漠景观,基于占补平衡原理和变化检测,对比分析了绿洲退缩区和扩张区的数量特征和空间格局,并利用重心迁移模型得出绿洲和荒漠重心的变化趋势。结果表明：①1990-2005年间,研究区绿洲面积有所增加,荒漠面积呈减少趋势,绿洲退缩区的面积为1 853.75 km2,而绿洲扩张区的面积达到了1 912.13 km2。②研究时段内,绿洲的空间变化较大,其扩张区多位于艾比湖湖区周围以及艾比湖湖区西部以耕地为主的区域,绿洲退缩区主要位于研究区的东北部。③绿洲的重心向西南方向迁移了3.4196 km,同时,荒漠的重心向东北迁移,迁移距离为6.9999 km。     

天山北麓绿洲荒漠典型地区土地荒漠化变化的时空特征分析

应用遥感和地理信息系统等技术手段,获取了天山北麓阜康三工河地区1968年、1978年、1988年、2002年的荒漠化土地时空分布及各时段土地荒漠化动态变化数据,并对其荒漠化过程进行了空间统计分析。结果表明：34 a来,三工河地区土地荒漠化以盐渍化为主、沙漠化及水土流失次之;荒漠化土地面积具有前期逐渐增加,20世纪80年代末以后面积大幅度减少的趋势;土地盐渍化变化主要发生在绿洲内部,土地沙漠化变化主要发生在绿洲外围,而严重的水土流失主要发生在山区;土地荒漠化的动态变化与土地利用/土地覆被变化及生态系统的管理方式有着密切关系。     

疏勒河中下游土地荒漠化敏感性评估

土地荒漠化是疏勒河流域面临的关键环境问题,加强该区域的荒漠化敏感性评估对有效控制荒漠化至关重要。通过集成多源GIS与遥感数据,构建土壤、植被、气候和管理定量评估指标,利用地中海荒漠化与土地利用模型（MEDALUS）计算环境敏感性指数,识别荒漠化敏感区,在此基础上分析荒漠化敏感性的成因,并引入变异系数法确定荒漠化敏感性的主要影响因素。结果表明：目前疏勒河中下游荒漠化态势严峻,17.70%的区域属于极高敏感区,54.34%属于较高敏感区。荒漠化敏感性的空间格局是中部高、北部低,主要由与人类活动有关的管理质量指数决定。从绿洲内至绿洲外荒漠化敏感性逐渐升高,大致呈层状分布,表明人类活动对荒漠化影响显著,建议加强和巩固绿洲外围的防护体系建设。     

Desertification evolution prediction for lake area of Minqin oasis based on integration of GIS and cellular automata

The Minqin oasis is surrounded on three sides by the Tengger Desert and the Badanjilin Desert, and it prevents these two deserts from converging. However, in recent years it has become the worst ecological environment in the Lake area due to deficient water resources, continual declines in the groundwater level and quality (increasing mineralization and salination), which are causing increasing desertification. In this study, Landsat Thematic Mapper (TM) remote images from 1992, 1998, 2002, and 2006 of the Lake area of the Minqin oasis are interpreted to analyze the desertification evolution. A combination of an ArcObjects module and a cellular automata model is used to build a model simulating the desertification dynamics; the forecasting accuracy of this model is shown to reach up to 90%. The desertification situation in 2012 is forecasted by this model, and the results showed that, from 2006 to 2012, the green land area will be reduced by 999.92 hm² (1.59 percent of the total oasis area), the desertification land area will be reduced by 3,000.68 hm² (4.78 percent of the total oasis area), and sand land area will increase by 4,000.6 hm² (6.37 percent of the total oasis area). The sand land is predicted to become more widespread, and more than 18% sand land will be distributed in the center of green land in the Lake area. In other words, more and more abandoned green land (ruined farm land) will be transformed into sand land, and this will intensify the desertification.     

海南岛西部土地沙漠化时空模拟及虚拟政策实验

分析海南岛西部土地沙漠化演变过程及其动力机制,构建沙漠化元胞自动机模型,预测2010年海南岛西部土地沙漠化状态,进行两种典型的虚拟政策实验。结果表明:1)基于元胞自动机技术建立土地沙漠化防治政策虚拟实验室,可对多方案政策主导下的土地沙漠化时空过程进行有效仿真、预测和可视化表达;2)未来5~10 a若仍维持目前的土地开发模式和政策状态,海南岛西部土地沙漠化将有较明显的扩展倾向,必须实施有利于沙漠化逆转的政策措施。     

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。     

遥感与GIS支持下近30 a来青海湖环湖区土地沙漠化动态变化研究

 青海湖环湖区是青藏高原土地沙漠化最为严重的区域之一。基于RS和GIS技术,选取1976、1987、1995年和2006年4期遥感影像,利用ERDAS的图像和信息处理功能对环湖区1.43万km2的土地进行专题信息提取,采用室内解译和野外检验修正的方法重建了环湖区近30 a来的沙漠化土地时空动态变化和分异格局,并在此基础上预测了未来20 a沙漠化土地的发展趋势。研究结果表明,近30 a来本区沙漠化在时间上表现为快速增加-缓慢上升-快速增加的持续扩展过程;在空间上由少成片分布或多零星分布向以4大沙区为主、滨湖沙堤为连线的环湖带状分异格局演变。受气候变化、人类活动和人工治理的综合影响,未来20 a该区沙漠化面积在前15 a呈增长趋势,后增长缓慢并出现逆转。     

红崖山水库径流量减少与民勤绿洲水资源危机分析

民勤绿洲是武威、金昌等重要经济区的生态屏障。近半个世纪以来,随着石羊河中游工农业经济的持续发展,用水量不断增加,致使红崖山水库入库径流量不断减少,进而引起了下游民勤绿洲一系列生态环境问题,已到了"崩溃"的边缘。本文在定量分析入库径流量减少原因的基础上,全面阐述了民勤绿洲生态环境恶化的严重程度,并以流域水资源承载能力为依据,提出了解决民勤绿洲水资源危机之途径。     

风成沉积物粒度特征及其反映的青海湖周边近32 ka以来土地沙漠化演变过程

 湖东地区是青海湖周边土地沙漠化面积最大、程度最为严重的区域。选取青海湖湖东种羊场附近高度约为10 m的风蚀残丘（大水溏剖面）为研究对象,结合高密度采样和光释光测年,在对风成沉积物的粒度组成、粒度参数及粒度敏感指标进行分析的基础上,重建了32 ka以来青海湖周边的土地沙漠化演变过程。结果表明,32 ka BP以来青海湖周边土地沙漠化经历了末次冰期间冰阶（32～23.4 ka BP）的固结成壤期、末次冰期冰盛期（23.4～15 ka BP）的快速扩张期、末次冰期冰消期（15～10.4 ka BP）的缓慢减小期和全新世（10.4 ka BP至今）的快速缩小期4个阶段。     

基于GIS和元胞自动机的玛纳斯河流域典型绿洲景观格局优化

近几十年来,玛纳斯河流域以耕地面积过度扩张、山区林地与草地退化为代表的一系列不可持续的发展方式已对区域生态安全和土地可持续利用构成了威胁。通过利用遥感影像与GIS方法,以沙湾县和农八师垦区为研究区,定量评价了区域土地利用的空间适宜性,并将其与国家退耕还林还草政策作为主要约束条件,建立元胞自动机模型对研究区景观格局进行了空间优化。结果表明：（1）1976-2012年,研究区耕地面积显著扩张,增加的耕地主要由未利用地、草地和林地转换而来;林地面积净减少幅度达65.90%,转出林地中有58.33%转换为耕地;草地净面积在研究时段内虽略有增加,但仍有6.352×10⁴ hm²的草地转换为耕地,占草地转出总面积的66.03%;（2）耕地、林地和草地适宜性等级处于I级（很适宜）和Ⅱ级（适宜）的面积分别占研究区总面积的79.74%、70.23%和59.82%;（3）优化后,区域内耕地、林地和草地三者的比例由原来的6.04∶0.39∶3.57调整为4.03∶0.99∶4.98。优化结果在一定程度上减缓了耕地的扩张,提高了林地、草地所占比例,有利于该区域绿洲生态系统的稳定性和社会经济可持续发展。     

残存在民勤县西沙窝中的古代遗址

本文运用历史地理学研究方法,对残存在民勤县西沙窝中的人类聚落遗址进行了研究,复原了西沙窝故绿洲的历史概貌,并对其沙漠化过程作了概略分析。     

甘肃省民勤县土地荒漠化现状及动态

依托甘肃省第4次荒漠化监测结果,研究了民勤县荒漠化土地现状和空间分布状况,对区域内荒漠化类型、程度、分布特点等展开系统阐述,并结合第3期监测结果,就相关指标的动态进行了分析。结果表明：（1）民勤县荒漠化土地总面积1 445 208.3 hm²,其中风蚀荒漠化1 319 134.3 hm²,盐渍化126 074.0 hm²。2004—2009年荒漠化年转化率为-0.019%,总体呈逆转趋势,具体表现为轻度略增加,中度和重度呈较快增长,极重度大幅递减。（2）民勤县土地荒漠化程度整体呈减轻的趋势,土地荒漠化变化受人为因素和自然因素的共同作用,其中人为因素占主导地位。