基于遥感技术的中国北方沙质荒漠化防治建议

根据中国北方地区人类活动对地表组成物质的扰动特征,将中国北方沙质荒漠化土地治理区划分为绿洲周缘农业型沙质荒漠化、农牧交错带农牧型沙质荒漠化、草原牧业型沙质荒漠化三种类型;利用1975年M SS卫星图像数据和2000年ETM卫星图像数据为信息源,在M APG IS软件支持下,采用人机交互方法对沙质荒漠化土地类型进行信息提取,编制研究区1975年和2000年沙质荒漠化土地类型分布图,在根据沙质荒漠化土地类型的变化幅度确定沙质荒漠化土地变化类型的基础上,通过1975年和2000年沙质荒漠化土地类型分布图的叠加分析,查明了中国北方近25年来沙质荒漠化土地的时空演化规律,结合中国北方不同沙质荒漠化土地治理区的自然条件和人类活动特征,提出了中国北方沙质荒漠化土地治理建议。     

基于遥感技术的中国北方沙漠及沙质荒漠化土地区划研究

根据影响沙漠、沙质荒漠化土地的地质地貌、植被、气候和人类活动等特征,通过确定地域分异、发生学、多级序列等区划原则,建立了以地质地貌类型组合、气候为沙漠、沙质荒漠化土地区(Ⅰ级区)划分和以沙质荒漠化土地类型空间分布特征为沙漠、沙质荒漠化土地亚区(Ⅱ级区)划分的指标体系。采用遥感方法,将中国北方沙漠、沙质荒漠化土地划分为贺兰山以西干旱沙漠、沙质荒漠化区;贺兰山-大兴安岭干旱、半干旱沙漠、沙质荒漠化区和大兴安岭以东半干旱、半湿润沙质荒漠化区等3个区和17个亚区。并对沙漠、沙质荒漠化土地区进行了现状分析。     

32 a来气候扰动下中国沙质荒漠化动态变化

借助遥感、GIS技术,利用1975年MSS、2000年ETM和2007年CBERS数据、气温和降水数据,采用基于像元的灰色关联度方法,研究1975-2007年气候因素扰动下中国沙质荒漠化时空变化规律。研究结果表明,中国沙质荒漠化虽然在2000-2007年面积减少、程度减轻,但在1975-2007年面积依然呈小幅增加趋势（增加面积为6 179.8 km²,其中重度沙质荒漠化增加面积最大）,程度加重。通过对内蒙古、新疆2个典型区的灰色关联度分析,进而研究全国范围可知,气温对沙质荒漠化变化的作用（沙质荒漠化减轻/加重与气温的相关系数分别为0.973,0.976）大于降水（沙质荒漠化减轻/加重与降水的相关系数分别为0.884,0.882）。气候因素扰动下,沙质荒漠化变化的总体趋势为,沙质荒漠化与气温变化呈正比,与降水呈反比。该趋势以甘肃、陕西为界,界线以西较为明显,而最显著区集中在新疆北部、东部,西藏北部。     

沙质荒漠化的遥感监测与评估──以中国北方沙质荒漠化区内的实践为例

土地荒漠化已成为受其影响地区经济发展和环境保护的一个重要障碍,及时了解其过程、现状和发展趋势,对确定荒漠化防治的战略和措施均有重要意义。本文以我国北方沙质荒漠化为研究对象,对其开展了遥感监测和评估及其方法论的研究。结果表明,在沙质荒漠化土地程度分级和遥感监测判别指标体系确立后,采用合适的方法可以在短时间内完成大范围的动态监测,使对土地沙质荒漠化的定量评价成为可能。     

中国北方东部沙质荒漠化的地学观

中国北方东部的土地荒漠化主要受新构造运动以来的构造-沉积特征、青藏高原隆升所引起的全球气候变化、尤其是亚洲季风等地质背景控制。北方东部沙质荒漠化区域地质分类,按其成因可分为就地起沙型、风沙型和土地粗粒化型等3种类型。其中,就地起沙型沙质荒漠化主要分布在东部毛乌素、科尔沁、浑善达克、呼伦贝尔等沙地内,流经这些沙地的古河道,广泛发育河湖相砂质沉积物以及以砂质沉积物为母质的土壤分布区。风沙型沙质荒漠化主要分布在上述沙地的边缘地带,如毛乌素沙地以南的覆沙黄土区等。土地粗化主要分布在内蒙古锡林郭勒草原-河北坝上草原,其土壤类型多为含砾沙土,其土壤母质为基岩风化壳、残坡积或冲洪积物。荒漠化发展趋势上,尽管就地起沙型沙质荒漠化在毛乌素、科尔沁和浑善达克沙地的局部地区均有所逆转,但总体上,在北方广大地区,主要以地表土壤粗化为主的荒漠化和风沙型荒漠化等均有不同程度的扩大。上述不同类型的沙质荒漠化,总体上受地质背景控制。其中,第四纪以来的构造-沉积特征控制着不同类型荒漠化的区域分布,气候变化控制着荒漠化的进程,人类活动则是在上述背景的基础上进行。     

北方农牧交错带的地理界定及其生态问题

我国北方农牧交错带主要分布于降水量300～450 mm，干燥度 1～2的内蒙古高原南缘和长城沿线，其东界和南界为黑龙江的龙江、安达，吉林的乾安和长岭，辽宁的康平、阜新，河北的丰宁、淮安，山西的浑源、五寨，陕西神木、榆林，甘肃环县，宁夏同心；其西界和北界为内蒙古的陈巴尔虎旗、乌兰浩特、林西、多伦、托克托、鄂托克和宁夏盐池。行政区划涉及 9省106个旗（县市），总面积654564km²。全区耕地总面积804.69万hm²，人均占有耕地 0.32hm²，农、林、牧用地比例为 1.0∶1.17∶3.67。主要生态问题为：沙漠化急剧发展、可利用土地资源锐减；草地退化、沙化、盐渍化严重，承载力急剧下降；生态环境恶化，自然灾害频繁。其原因除了受自然不利因素影响和现代人为强烈干扰外，还有沙漠化的历史烙印、现代农牧交错带的北移错位和经济地理三大原因。该区的退化生态治理应注意：大部分地区要逐步用榆、柳、松、杏等乡土树种取代高耗水肥的杨树树种，采取以灌木为主的乔灌草结合的带状造林方式，建立类似原生植被的人工疏林草原植被，充分发挥其生态屏障作用。农业应以发展灌溉农业和保护型农业为主攻方向，改变生产经营方式，大力提高生产水平、防止土地沙漠化。     

2010—2018年中国北方沙质荒漠化变化分析

荒漠化目前已成为威胁全球生态环境的主要问题。我国北方地区风蚀作用强烈,是土地沙质荒漠化问题最为突出的地区。以沙漠、沙地分布较广的北方6省(区)为研究区,利用遥感技术获取2010—2018年研究区沙质荒漠化演化特征,并将气象、地质等因素进行综合分析,探讨毛乌素沙地、科尔沁沙地沙质荒漠化变化原因。遥感解译结果表明: 2018年北方地区沙质荒漠化土地共35.08万km²,其中重度沙质荒漠化面积11.92万km²,中度沙质荒漠化13.54万km²,轻度沙质荒漠化9.62万km²,主要分布于内蒙古自治区和新疆维吾尔自治区; 2010—2018年,北方地区沙质荒漠化土地面积减少0.73万km²,其中,新疆维吾尔自治区沙质荒漠化面积减少0.48万km²,内蒙古自治区减少0.19万km²,同时有2.78万km²沙质荒漠化土地程度减轻。以毛乌素沙地和科尔沁沙地为典型研究区,对比两沙地生态地质条件差异,总结了沙质荒漠化好转、加重的原因。研究认为,毛乌素沙地应降低人类活动干扰的影响,以自然恢复为主; 科尔沁沙地应加强地下水资源管理,优化植被结构,进一步推进退耕还林、退耕还草工作。研究成果为我国北方沙质荒漠化地区生态保护修复提供了科学参考。     

我国北方农牧交错带的环境演变

中国北方农牧交错带在１０－８．５ｋａＢ．Ｐ．经历了三次阶段性增暖后进入全新世暖期。８．５－８．０ｋａＢ，Ｐ．和４．－３．５ｋａＢ．Ｐ．暖期的开始与结束事件中降水变化落后于温度变化３００－５００ａ；暖期盛期时的年均温较现代高２－３℃，降水多１００ｍｍ左右；暖期中存在多次短期寒冷事件，年均温最冷时较现代低３℃以上。３．５ｋａＢ．Ｐ．，以来冷干趋势之上叠加着大致由３００ａ稳定与５００ａ波动构成约８００ａ     

青海湖地区生态环境动态变化遥感监测

由于青海湖地区的生态环境较为脆弱，且人类活动进一步加剧，人口、资源与环境的矛盾日渐突出，因此，近年来．青海湖及其周边地区的生态环境出现了明显变化，主要表现在水位下降及水域面积减小、草原退化、沙质荒漠化土地面积扩大等。文章采用1975年MSS卫星图像及1987、2000年TM卫星图像作为遥感信息源，并结合地理信息系统方法，旨在查明青海满地区耕地、沙质荒漠化土地和水域等生态环境要素的时空演化规律，为青海湖地区实现资源开发与环境协调发展提供科学依据。监测结果表明，25a来，青海湖地区的耕地及沙质荒漠化土地面积出现明显的扩大，而水域面积出现明显缩小，同时由于湖周各河流土壤侵蚀的加剧，在部分河流入湖处泥沙淤积较为严重，生态环境出现明显恶化。     

我国北方农牧交错带的环境演变

中国北方农牧交错带在１０～８．５ｋａＢ．Ｐ．经历了三次阶段性增暖后进入全新世暖期。８．５～８．０ｋａＢ．Ｐ．和４～３．５ｋａＢ．Ｐ．暖期的开始与结束事件中降水变化落后于温度变化３００～５００ａ；暖期盛期时的年均温较现代高２～３℃，降水多１００ｍｍ左右；暖期中存在多次短期寒冷事件，年均温最冷时较现代低３℃以上。３．５ｋａＢ．Ｐ．以来冷干趋势之上叠加着大致由３００ａ稳定与５００ａ波动构成的约８００ａ的周期性变化。全新世暖期原始农业文化的阶段性发展与暖期内环境波动相对应；暖期结束时发生了由农业向牧业文化转换的事件；暖期以后的冷干期为农牧交错文化时期，农业经济随冷干程度的变化而兴衰     

广西岩溶石漠化演变趋势及影响因素分析

广西壮族自治区是我国岩溶石漠化较为严重的省区之一,监测其石漠化发展演变趋势与开展治理工作是一项长期任务。根据全国生态环境遥感调查与监测项目完成的石漠化遥感调查结果,分析了广西境内1999—2008年间石漠化的分布和演化情况,探讨了石漠化变化与整治措施及社会经济发展的关联性。研究结果表明,截至2008年,广西石漠化面积达1.703万 km2,约占全区总面积的7%,占碳酸盐岩分布区总面积的20.85%;其中,轻度、中度和重度石漠化面积分别占石漠化总面积的58.70%、29.02%和12.28%,以轻度和中度石漠化为主。9年间,全区石漠化总面积减少了1.026万 km2,年均减少面积0.114万 km2,年均增长率为-5.10%,石漠化总体面积减少,程度减轻,呈明显好转态势。石漠化的演变趋势与近年来一系列环境保护政策的落实、产业经济结构的变化、农民人均收入的增长等密切相关,如退耕还林措施、农业人口转移、农户家庭收入构成变化及沼气灶推广等均在减缓石漠化发展中取得了很好效果。然而,由于受地质背景、自然环境和人口因素的制约,广西石漠化治理的难点依然存在,任务仍很艰巨。     

近30年来黄河上游荒漠化时空演变及成因研究

黄河上游地区是中国土地荒漠化的重灾区之一,是中国荒漠化监测和治理工作的重点区域。本文采用MSS、TM、ETM、CBERS四期数据,基于RS和GIS技术,主要采用人工目视解译方法,辅助野外调查验证,得到四期解译数据。对三个阶段的数据进行空间分析,研究1975年到2007年黄河上游荒漠化的时空分布特征,探索演变成因,并结合该区域气温和降水数据,着重分析了其与荒漠化演变进程的关系。结果表明:1975—2007年,从整体变化趋势看,黄河上游地区土地荒漠化面积共增加了3 499.76 km2,其中沙质荒漠化面积增加3 407.62 km2,盐碱质荒漠化面积增加了92.14 km2。从三个阶段的变化趋势看,呈现先增加后减少的发展趋势,2000年之前是荒漠化的增加时期,2000年之后是荒漠化的减少时期。结合气温和降水量数据叠加分析得出,气候变化是黄河上游荒漠化发展的重要原因;地质背景是内因,人类活动起催化作用。     

中国三北地区荒漠化区域分类与发展趋势综合研究

中国北方土地荒漠化主要受青藏高原隆升以来形成的构造-沉积特征、水文地质条件、全球气候变化、尤其是亚洲季风等地质背景控制。本文仅对北方沙质荒漠化、水蚀荒漠化两种主要的荒漠化类型的区域地质分布、成因及其发展趋势进行探讨。三北地区沙质荒漠化依成因可分为:就地起沙型、风沙侵入型和土地粗粒化型等。就地起沙型沙质荒漠化主要分布在西部内陆盆地周缘冲洪积扇上,中东部高原、冲积平原上的沙漠边缘地带、沙地内部和流经这些沙漠和沙地的古河道,以及河湖相砂质沉积物和以砂质沉积物为母质的土壤分布区;风沙侵入型沙质荒漠化主要分布在上述沙漠、沙地边缘的下风地带,如巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠的东南缘、毛乌素沙地以南的覆沙黄土区、科尔沁沙地以东的辽河平原等;土地粗化主要分布在西部盆地沙漠与戈壁的过渡地带、中东部高原砾质沙草原。沙质荒漠化在毛乌素、科尔沁和浑善达克等沙地、河西走廊的局部地区有所逆转,但三北地区总体上仍呈恶化趋势,尤其是以地表土壤粗化为主的沙质荒漠化的发展更应引起人们的关注。水蚀荒漠化依地质背景之不同可分为土漠化和岩漠化两类,前者主要分布在北方中部黄土高原地区、内蒙古科尔沁沙地南侧的黄土分布区等;后者主要分布于太行山北部、辽宁西北部的基岩山区。晋陕蒙交界地带、甘肃平凉北部、定西地区和科尔沁沙地东南的蒙辽交界处等地水蚀荒漠化形势严峻;以小流域水土流失为主的治理工程使陕西的吴旗、延安、洛川等地和朝阳河中上游地区水蚀荒漠化有所好转。总之,第四纪以来的构造2沉积特征控制着不同类型荒漠化的区域分布,气候变化和水文地质条件控制着荒漠化的进程,人类不合理的经济活动则更是荒漠化过程的催化剂,尽管在局部、在一定的时间段内可使这一过程得以缓解甚至逆转。     

黄土高原北部风沙区土地沙漠化问题及防治对策

本文所研究的黄土高原北部风沙区生态环境脆弱,加上长期以来人类不合理地利用资源,土地沙漠化问题日益严重。沙漠化土地已经以不同的等级类型不连续地散布在整个黄土高原的北部边缘,并有进一步由北向南推进的趋势。其中地表沙性物质基础和干旱多风的动力条件是其发生发展的基本条件,起决定作用;人为因素是外在条件,加速沙漠化的发展。黄土高原北部土地沙漠化的危害,在本区域的表现十分突出。不仅对当地经济的发展和人民生活有严重影响,更为严重的是该地区土地沙漠化的现状、形成及扩展,会使黄河流域土地沙漠化进一步向南推进,对整个黄土高原甚至我国整个北方地区的自然环境都有直接影响。黄土高原北部边缘土地沙漠化问题,不仅是当地经济振兴的严重障碍,而且威胁着整个黄土高原地区资源的开发与利用。因此,如何及时采取有效措施遏制其土地沙漠化势头就成为了一个迫在眉睫,并急需解决的问题。本文在搜集大量原始资料的基础上,对该区土地沙漠化的现状进行了总结,探讨了形成机理,并进一步分析了沙漠化的危害,最后提出了相应的防治对策。     

青藏高原近25年来主要湖泊变迁的特征

青藏高原分布有青海湖、纳木错、色林错3个特大型湖泊和扎日南木错、当惹雍错、阿牙克库木湖、班公错、哈拉湖、鄂陵湖、羊卓雍错、扎陵湖、赤布张错、乌兰乌拉湖、昂拉仁错11个大型湖泊。通过对20世纪70年代中期的MSS图像和90年代末期—21世纪初期的ETM 图像的解译,对近25年来青藏高原重点湖泊的变迁进行了分析。研究结果表明,哈拉湖、鄂陵湖面积相对稳定;青海湖、扎日南木错、当惹雍错、阿牙克库木湖、扎陵湖、乌兰乌拉湖等8个湖泊的面积都有不同程度的缩小,其中青海湖、乌兰乌拉湖面积减少最多,分别为60.60km2、59.80km2;纳木错、色林错、班公错3个湖泊的面积都有不同程度的增加,其中色林错面积增加最多,达140.52km2。重点湖泊的变迁分析为研究青藏高原的湖泊演化和气候、环境变迁提供了新资料。     

Characteristics of the change of major lakes on the Qinghai Tibet Plateau in the last 25 years

On the Qinghai-Tibet Plateau there are three super large lakes, the Qinghai Lake, Nam Co and Siling Co, and eleven large lakes, the Zhari Nam Co, Tangra Yumco, Ayakkum Lake, Banggong Co, Har Lake, Ngoring Lake, Yamzho Yumco, Gyaring Lake, Chibuzhang Co, Ulan Ul Lake and the Ngangla Ringco. The authors studied the changes of these major lakes in the past 25 years, based on interpretations of the MSS images obtained during the middle 1970s and ETM⁺ images obtained in the late 1990s or at the beginning of the 21st century. The study shows that: the areas of the Har Lake andNgoring Lake have remained relatively stable; the areas of the Qinghai Lake, Zhari Nam co, Tangra Yumco, Ayakkum Lake, Gyaring Lake, Ulan Ul Lake and Ngangla Ringco have been reduced to varying degrees, of which the areas of the Qinghai Lake and Ulan Ul Lake have decreased most sharply by 60.60 km² and 59.80 km² respectively; the areas of the Nam Co, Siling Co and Bangong Co have increased more or less, of which the area of the Siling Co has increased most sharply by 140.42 km². The analysis on the changes in areas of major lakes has provided new materials for the study of the lake evolution, climatic change and environmental variation on the Qinghai-Tibet Plateau. __________ Translated from Geological Bulletin of China, 2007, 26(12): 1633–1645 [译自: 地质通报]     

近20年来长江三角洲海岸带典型区土地利用变化与生态环境效应研究

【研究目的】近20年来,长江三角洲海岸带地区土地类型结构发生显著转化,海岸带开发与保护的矛盾凸显。本文旨在开展长江三角洲海岸带典型区土地利用变化与生态环境效应研究,为海岸带地区的土地资源可持续利用、海岸带环境保护提供科学依据。【研究方法】利用美国Landsat卫星系列遥感影像和中国资源卫星系列遥感影像,采用自动监督分类并结合目视解译,获取了研究区1995—2015年共5期土地利用分类数据,分析土地利用变化特征和趋势,探讨长江三角洲海岸带典型区城镇发展、围填海时空变化及生态环境效应。【研究结果】长江三角洲海岸带典型区（南通、上海、嘉兴、宁波和舟山）1995年至2015年,土地利用变化明显,耕地大幅度减少,比例从1995年的68.8%降为2015年的55.7%;城镇建设用地迅速扩张,年平均增加192.8 km²。【结论】在快速城市化过程中,人口、单位面积能源消耗等快速增加,环境问题凸显,大量的耕地转为建设用地,围填海使滨海湿地面积快速减小和消失,导致CO₂和污染物释放与吸收严重失衡,海洋环境受流域和沿海城镇化建设的影响明显,长江口及邻近海域近20年来赤潮频发,研究区陆域和海洋环境压力增加。创新点：选取长江三角洲海岸带典型区,首次以1995—2015年5期序列遥感影像数据为基础,采用空间叠加分析方法,着重分析了建设用地和围填海区域的时空演化特征;以人类活动为主线,综合多种海洋环境指标,分析快速城市化进程中,建设用地和围填海导致的生态环境效应。     

Formation mechanism of eco-geo-environmental hazards in the agro-pastoral interlocking zone of northern China

 High sensitivity and distinct degradation characterize the eco-geo-environment in the agro-pastoral interlocking zone in northern China. Because of its specific natural conditions and human activities, this zone is easy to change and transfer between typical agricultural and pastoral environments. Several kinds of eco-geo-environmental hazards exist in the zone, such as land desertification, climatic disasters, endemic disasters, etc. The mechanisms of these eco-geo-environmental hazards include geotectonic processes in the Earth's history, and exogenic causes, such as the East Asia monsoon and irrational human activities. Both tectonic processes and exogenic causes act on the ecologically vulnerable environment, which makes the potential eco-geo-environmental vulnerabilities real hazards. Received: 9 July 1999 · Accepted: 18 April 2000     

我国南方岩溶山区石漠化基本问题研究进展

通过参考国内研究的相关文献,运用比较分析方法,从岩溶石漠化概念的内涵、分布格局和量化分级、成因分析和演化过程、综合治理和效益评价等基本问题回顾了我国南方岩溶山区石漠化研究进展:岩溶石漠化的概念和成因已取得了较为一致的认识;石漠化等级评价指标相差甚远,需要建立统一调查研究方法、分级标准和评价指标体系;已探索出了一些较好的治理模式和方法,但治理建设仍然存在很大困难;目前没有成熟的石漠化治理效益评价体系和方法,严重影响了石漠化治理措施的修订和完善。指出了我国岩溶石漠化问题研究应从如下几方面加强:不断创新岩溶石漠化的研究方法;把握岩溶石漠化与人类活动相互作用关系;深入开展岩溶石漠化过程模拟与调控研究;推广和完善岩溶石漠化综合治理技术和模式;重视地球系统科学在岩溶石漠化研究中的运用。在岩溶石漠化与人类活动相互作用关系方面,特别要注意加强石漠化地区土地的生产力和人口承载力的定量研究;实施岩溶山区人类经济活动影响预报和经济社会后果预报,建立岩溶山区生态安全监控预警系统;加强不同时空尺度下岩溶石漠化人文驱动机制研究;确定自然因素和人文作用对石漠化过程的正负面影响和各自的贡献率,建立相应的概念模型和数学模型等。