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。     

近20 a来海南岛西部土地沙漠化与气候变化关联度研究

 根据生态基准面理论制定了海南岛西部沙漠化土地分级体系,运用遥感、野外调查和数理统计等方法,研究了海南岛西部近20 a来沙漠化时空变化及其与气候变化的关系。近20 a来,海南岛西部土地沙漠化总体缩小、局部反复,年均缩小6.23 km2,沙漠化程度明显降低,降级率为、{-44.84％、};气候呈增温增湿变化,出现多次异常年份。对近20 a来气候变化与沙漠化的因子分析和关联度分析表明, 人为活动的强度加大是海南岛西部沙漠化的主导作用,气候因子与沙漠化的关联序为:年均湿度>年均气温>大风日数>年均风速>年均降水>蒸发量,增温增湿的气候变化趋势对沙漠化逆转具有促进作用。     

毛乌素沙地土地沙漠化评价

基于遥感监测反演数据,以多等级土地沙漠化转化度为评价指标,研究构建了毛乌素沙地土地沙漠化转化度模型,并对20世纪80年代末到90年代末期间毛乌素土地沙漠化转化情况和转化机理进行了系统评价和分析。评价发现,毛乌素沙地土地沙漠化情况为:东部区沙漠化发展的转化度为12.113%,逆转的转化度为9.639%,所以该区沙漠化呈现加重的态势;中部区沙漠化发展的转化度为14.551%,逆转的转化度为18.954%,但强烈发展所占比例较大,可见该区土地沙漠化呈现面积缩小、程度加重的特点;西部区沙漠化发展的转化度为8.731%,逆转的转化度为7.298%,说明该区土地沙漠化发展略大于逆转,沙漠化面积扩大,但分析发现该区重度、极重度沙漠化土地逆转的转化度很高,总和为6.483%,约为发展转化度总和的两倍,所以该区土地沙漠化程度整体减轻。     

海南岛西部热带沙漠化土地特征与成因

海南岛西部沙漠化土地具有热带海岸沙地的地域特征、形态特征、旱生植被景观特征和土地利用快速演变特征。在大气环流、雨影区和海流的共同影响下, 岛西形成热带半干旱气候和热带稀树草原环境, 孕育并存在自然沙漠化发展的动力、空间和物质基础。岛西历史时期沙漠化受气候变化和毁林开荒等活动的影响, 但仍是自然沙漠化为主的沙漠化过程。20世纪以来现代沙漠化经历了发展、恢复、再发展、逆转、波动等5个阶段, 沙漠化既受数年或数十年尺度的气候变化的作用, 又受人为不合理经济活动的影响。用因子分析等诊断、分析后认为人为活动的贡献率远大于气候变化的贡献率, 现代沙漠化已演变为以人为沙漠化为主的沙漠化过程。     

呼伦贝尔草原沙漠化土地动态变化过程研究

对呼伦贝尔草原4个时期的遥感监测表明：呼伦贝尔草原经历了“发展—加速发展—逆转”的沙漠化过程;1984—2000年也是研究区沙漠化发展最为迅速的时期,沙漠化土地增加率为72.1 km²·a^-1;2000年以后,沙漠化土地进入逆转时期,且沙漠化土地以32.4 km²·a^-1的速度减少;沙漠化的发生、发展主要是由于冻土退化及温度升高导致的地表干旱和不合理的人为活动共同作用的结果。而2000年以后沙漠化的逆转,则是一系列有效的沙漠化治理措施的结果。但是研究区人口和牲畜持续增加使土地的压力增加,这造成研究区北部的草地发生了沙漠化,同时,严重沙漠化土地持续增加。减轻土地压力才是沙漠化治理的根本途径。     

科尔沁地区现代沙漠化过程的驱动因素分析

基于近50a科尔沁地区沙漠化土地发展-再发展-逆转的时空变化的研究结果, 以气候波动和人类活动变化作为主驱动因子, 探讨现代沙漠化过程的驱动因素的作用。近40多年气候的波动在一定程度上直接地通过不同时期的降水-温度组合影响着沙漠化的进程, 间接地通过人类对气候波动的响应而产生的经济活动来加速沙漠化的进程。尽管科尔沁地区的气候驱动因子呈现出有利于沙漠化发展过程的趋势, 但在近10多年来, 这种驱动力的作用被有利于沙漠化逆转过程的驱动力所抵消。人类活动是研究区沙漠化过程中更加活跃的驱动因子, 体现在土地利用方式的转变和强度的增加, 以及由此而产生的对自然植被群落毁灭性的破坏而加速了沙漠化的进程。以土壤风蚀为例, 这种加速可以是自然条件下的4~10倍; 随着沙漠化程度的加剧, 所产生的在土壤养分、生物多样性和生物生产量等方面退化的加速也与自然条件下的情况相差3~10倍以上。同样是人类活动, 在合理的土地利用、采取各种沙漠化防治措施的情况下, 又可使沙漠化过程逆转。从这一点上来说, 人为驱动因素应是起绝对主导作用的。     

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。     

中国干旱、半干旱区近千年来沙漠化对气候变化的响应

过去近千年来中国北方干旱、半干旱区沙漠化对气候变化有明显的响应,但响应的时间和幅度均存在区域差异。在中世纪温暖期,西部沙区温暖干旱,沙漠化表现为正过程;青藏高原地区沙漠化对气候变化的响应则不统一;中东部沙区为暖湿气候,发生逆过程。在小冰期,西部沙区寒冷且相对湿润,沙漠化发生逆转;青藏高原区沙漠化的响应并不明显;中东部沙区气候寒冷干燥,沙漠化加速。在20世纪暖期,西部沙区和青藏高原区总体上气候呈现暖干化特征,沙漠化发展;而中东部沙区沙漠化则在逆转,但在末期沙漠化有发展的趋势。总体上,西部沙区在暖期沙漠化发生明显的正过程,冷期逆过程明显;东部沙区在暖期沙漠化发生逆转,冷期正过程加速;青藏高原区沙漠化正逆过程主要表现为振荡形式。     

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....     

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。     

海南岛西部沿海地区20世纪30年代以来土地利用变化及其驱动机制分析

选取海南岛目前风沙影响最严重的地区——昌江县西部的昌化地区和海南西部最干旱的地方——东方市八所地区作为研究区,利用20世纪30年代1：50000、50年代1：25000和70年代1：500003个时期的地形图,以及1986年和2000年TM影像图,解译了5期土地利用数据,以此为基础资料,并参考了有关文献,对海南西部沿海地区近80年土地利用的变化特点、趋势及其成因进行了系统的探讨．结果表明：近80年来,水田和建筑用地一直呈增加趋势;荒草地在20世纪50年代之前变化很小,以后持续减少;风沙化土地呈现低-高-低的变化特征,以20世纪50年代最多;林地、旱地表现为由多到少再到多的变化过程,其中林地是20世纪50年代最少,而旱地是20世纪70年代最少;防护林地从无到有到大面积增加．20世纪30—0年代是西部沿海地区风沙危害最严重、生态环境相对较差的时期．自然生态环境的脆弱性是其基础条件,而大规模的人类活动则是其变化的主要原因,人为因素一直通过正反2个方面起决定性的作用．     

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。     

近15年来长江黄河源区的土地覆被变化

基于长江黄河源区土地生态分类,利用1986年与2000年两期TM遥感数据的对比和野外实地调查,采用景观生态空间分布格局分析方法,从分布面积变化和类型转移趋向与幅度两方面,分析了江河源区近15年来土地生态系统的空间分布变化与演变格局,结果表明：高寒草地退化显著,较高覆盖度高寒草原与高寒草甸面积减少了15.82% 和5.15%,高寒沼泽草甸分布面积锐减了24.36%;湖泊水域萎缩了7.5%,以长江源区内流湖泊为主;土地荒漠化发展十分强烈,沙漠化土地面积扩展了17.11%,其中黄河源区沙漠化土地年平均扩展率达到1.83%。高寒草原草地的覆盖度下降与荒漠化、高寒草甸草地的覆盖度下降与草原化以及沼泽草甸草地的疏干旱化是区域土地生态系统空间演变的主要趋向,并由此改变了土地覆被的空间分布格局并使该区域生态环境持续恶化。     

西部大开发中的沙漠化研究及其灾害防治

我国西部大开发所面临的主要社会-经济和环境问题之一是发展迅速的土地沙漠化。沙漠化主要是干旱半干旱地区由于人类过度的经济活动所造成的土地退化过程。在过去的几十年里沙漠化严重地制约了西部地区的社会经济发展和生态环境的保护。在西部大开发的新形势下,沙漠化的研究和防治工作的重要性和紧迫性就愈显突出。沙漠化的研究及其灾害的防治应以促进我国社会经济的可持续发展和实施西部大开发战略为目标,完善政策,强化管理,依托科技进步和法律手段,加速治理,改善生态环境,实现西部地区的社会-经济和环境的协调发展。     

1989-2014年共和盆地贵南县土地沙漠化动态

以6个时期的TM影像为数据源,监测分析了1989-2014年贵南县土地沙漠化时空演变。结果表明：25 a来贵南县土地沙漠化呈现整体逆转、局部发展的态势。就整体而言,1989-2014年沙漠化土地减少了32.0 km²,年均减少率0.91%;就不同类型沙漠化土地来说,极重度沙漠化土地增加28.2 km²,重度、中度、轻度、潜在沙漠化土地均减少,分别减少7.9、17.7、13.8、20.8 km²。贵南县土地沙漠化演化经历了1989-1999年缓慢逆转、1999-2004年快速逆转、2004-2014年缓慢发展3个阶段;虽然沙漠化整体呈现逆转,但极重度沙漠化土地一直增加,且最近10 a贵南县沙漠化土地增加、沙漠化发展增强,沙漠化治理形势依然严峻。     

21世纪初科尔沁沙地沙漠化土地变化趋势

以2000年和2005年TM影像为信息源,在建立目视解译标志的基础上,利用GIS的图像、数据处理功能,对科尔沁沙地近5年来土地沙漠化动态变化进行监测。结果表明,科尔沁沙地沙漠化面积由2000年的22423.1 km² 变为2005年的22422.4 km²,仅以0.14 km²·a^-1的速度减少,表明该区沙漠化面积不断加剧的态势得以控制并趋于相对稳定状态;不同类型土地的沙漠化动态变化程度不一,原沙漠化土地沙漠化程度明显减轻,沙漠化逆转与恶化面积的差值为958.9 km²,但监测期间有113.3 km²非沙漠化土地沙漠化,发展速度为22.7 km²·a^-1,这一态势值得引起足够重视。