土地沙漠化动态监测的遥感与GIS一体化探讨--以龙羊峡库区为例

以龙羊峡库区为试验区,实现遥感与ＧＩＳ一体化,建立了龙羊峡库区地理信息系统,在此基础上,探讨了高寒干旱与半干旱地区土地沙漠化动态监测有关问题。研究结果表明,自１９８７￣１９９６年库区土地沙漠化日趋严重,十年来严重沙漠化土地扩大了１８９ｋｍ＾２,以每年２１ｋｍ＾２的速度扩展,土地沙漠化正过程处于强烈发展态势,库区土地沙漠化普遍发生。     

遥感和GIS支持下的龙羊峡库区土地沙漠化动态研究

地处高寒干旱与半干旱自然环境的龙羊峡库区生态环境脆弱,加之不合理的人为经济活动影响加剧了沙漠化正过程,使本区土地沙漠化普遍发生,威胁到水库的生产、发展,严重影响着库区经济持续稳定地发展。通过多时相、多波段TM影像(1987、1996),结合实地考察,以IDRISI、ARC/INFO、ARCVIEW等为核心软件,以P微机为主平台实现遥感与GIS一体化,建立了易操作可运行的龙羊峡库区地理信息系统,在系统支持下对库区土地沙漠化进行动态监测研究。表明土地沙漠化现象日趋严重,严重沙漠化土地面积日益扩大,平均以21 km²·a^-1的速度递增,沙漠化正过程迅速发展。造成沙漠化普遍发展的主导因子是自然因素,但人为因素也不容忽视,不合理的经济活动加剧了沙漠化正过程发展。     

青海省龙羊峡库区沙漠化遥感监测

利用1987年和2000年美国陆地卫星TM数据资料,对青海省龙羊峡库区13 a来土地沙漠化面积、分布、发展等动态进行了监测,发现龙羊峡库区沙漠化总面积的净扩大量并不很大,只有15 220.6 hm²,沙漠化面积以平均每年1 170.8 hm²的速度递增,年递增率为0.55%,但沙漠化程度加大、等级增高的趋势明显。     

在GIS支持下的龙羊峡库区草场现状分析

利用GIS手段，对龙羊峡库区的草场现状作了系统的调查与分析。结果表明：库区草场退化严重，建库后以年均35．6291km^2的速度退化，并直接导致了库区土地沙漠化和水土流失的加剧。借助于地理信息系统中的多种环境信息综合分析，并结合多次实地调查，我们认为造成库区草场退化的主要原因在于：①过牧是库区草场退化的最重要原因；②耕地，尤其是旱作耕的增加是库区草场退化的主要潜在因素。     

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。     

龙羊峡库区土地资源的可持续利用

黄河上游的龙羊峡水利枢纽位于青海省共和盆地 ,盆地内以高寒干旱为主要特征的气候导致这里的生物—土地系统较为脆弱。近年来 ,随着人口的增加 ,对土地的掠夺式利用日甚 ,生态环境恶化有加重的趋势。共和盆地各种环境问题集中分布于龙羊峡库区。库区内土地沙漠化、草场退化、水土流失等环境问题与当地农牧民的贫因、草场超牧、滥采滥樵相互影响 ,成一恶性循环机制 ,严重影响着龙羊峡水库的正常运营及其下游地区的安全 ,制约着龙羊峡水库周边民族地区经济的可持续发展。利用国家自然科学基金项目“龙羊峡库区环境遥感动态监测系统”中所获近十年来龙羊峡库区环境恶化的有关证据 ,用持续发展的观点 ,对龙羊峡库区土地资源的持续利用提出了一些见解 ,认为库区生态环境治理和保护是当前区内经济发展的最迫切要求 ,文章中所提的土地可持续利用原则皆围绕此而进行     

基于GIS和RS的县级土地利用动态监测系统研究

该文在遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）的支持下，建立土利用动态监测系统，以便快速、准确、经济地获取土地利用变化信息，并对土地利用的时空数据，包括空间数据和专题属性数据进行存储、管理、处理、分析和显示，为土地管理部门提供先进的管理工具、为区域可持续发展提供决策支持。     

基于RS与GIS的自然生态环境评价—以海南岛为例

遥感和地理信息系统技术的发展为研究区域生态环境变化提供了有效手段，文中以1987年海南植被类型分布图，1988年海南省土壤侵蚀图和1998年的TM遥感资料为信息源，综合GIS参与监督分类及目视判读的方法，以GIS为工具提取生态因子信息并按景观生态类型进行了评价。结果表明海南生态环境质量由中部向外依次降低，森林生态环境好，部分园林和农田生态环境质量较差。     

基于遥感与GIS的于田绿洲土地覆盖动态研究

在完成于田绿洲图像库和矢量数据库的基础上,通过遥感与GIS技术,研究了近10a于田地区的土地覆盖类型变化,并结合历年实地考察结果,分析了该地区的环境变化和荒漠化程度,研究结果对西部干旱区绿洲的环境演变和可持续发展研究,具有现实意义。     

基于RS的龙羊峡库区悬浮泥沙分布研究

依据含沙水体的光谱特性,在可见光的任一波段内,水体中的含沙量与水面光谱反射率成正相关关系。研究表明TM2和TM3波段能够较好的反映水体悬浮泥沙的含量,并且TM2+TM3能使水体泥沙含量差异更显著。据此以龙羊峡库区为例,通过对该区两个时相的TM影像进行水体提取、二值化、掩膜、密度分割等处理,提出了一种悬浮泥沙分布的方法。经过对比分析表明该方法可以充分利用TM数据,在缺乏足够实测数据的情况下,可以有效、快捷地得到层次丰富的泥沙分布图。     

黄河中上游流域降水量的时空特征及其对三门峡库区水沙量的影响

根据气象和水文资料,采用自然经验正交函数、相关分析等方法,对黄河中上游流域年降水量的时空特征及其对三门峡库区水沙来量的影响进行分析。分析表明：黄河中上游流域年降水量具有3种典型的空间分布结构;在不同的降水空间结构下,三门峡库区各水文站水沙变化差异显著;3种空间结构具有不同的变化趋势和周期;三门峡库区沙源可分为四级源区,水源分为三级源区;未来20年,库区水沙来量有增加趋势。     

对建设长江上游生态屏障的探讨

建设长江上游生态屏障是西部大开发的重要战略内容和目标之一，也是建立全国生态安全体系的重要组成部份。但是，长江上游生态屏障的恰切涵义是什么？建设的目标和评价体系与标准是什么？并没有科学的界定。因此，以政治口与代替科学决策的现象较为普遍。当前，在建设长江上游生态屏障中，有些概念和内容需要澄清：（1）“山川秀美”与生态屏障。对山川秀美需加以科学界定，否则易得出喀斯特地区早就已建成生态屏障的结论。（2）森林覆盖率达到40%以上，就等于建成生态屏障。忽略了生态系统的及其功能的复杂性、多样性。（3）生态屏障与减少泥沙进三峡库区，过于强调减少泥沙的功能和速效。理解过于狭窄，实际上也做不到。（4）生态屏障建设5年就能初见成效，10年就能大见成效，30年就能建成。低估了生态屏障建设的长期性、艰巨性。（5）建设成生态屏障，就能消灾保平安。对自然灾变过程与人地矛盾，缺乏正确的理解。为切实搞好长江上游生态屏障建设，应首先明确生态屏障的建设目标，评价体系和评价标准；并在此基础上，对长江上游进行全面系统的生态区划和生态建设规划，划分不同生态类型区，明确各生态类型区在长江上游生态屏障建设中的地位、功能、建设标准；因地制宜，避免一刀切；要树立系统、综合、全局观点，反对部门、地区割据；要树立长期奋斗艰苦观点，反对浮夸和短期行为；要建设起生态屏障的社会、经济支撑体系和科学的管理体系。     

黄河上游夏季流量对气候变化的响应及未来趋势预估

本文从气候变化的角度出发, 研究黄河上游龙羊峡水库夏季流量与流域气候条件的响应关系及流量预估模型, 并根据区域气候模式输出数据降尺度生成的未来气候情景, 对未来龙羊峡夏季水库流量进行了预估。结果表明:近35 年来, 黄河上游夏季气温升高、蒸发增大, 降水略有减少;黄河上游龙羊峡水库平均入库流量呈递减趋势, 夏季流量对流域降水量、平均最高气温及最低气温的响应显著;未来两个时期(2020s、2030s)龙羊峡夏季流量均较基准期(1988-2010 年)减少, 但在不同气候变化情景下流量变化有所差异, 其中A2 情景下夏季平均流量分别减少23.9%(2020s)和19.8%(2030s), B2 情景下分别减少14.4%(2030s)和17.3%(2030s), 据此, 未来气候变化对黄河上游流域夏季流量的可能影响将弊大于利, 但仍具有较大不确定性。     

GIS和地理本体在岷江上游干旱河谷范围界定中的应用研究

基于地理本体应用模型,从干旱河谷自然本底特点及其形成机制入手,利用本体建模软件protege 4.1构建岷江上游干旱河谷领域本体模型,利用该区域基础地理数据分类提取出DEM、坡度、相对高程、土壤、裸地分布数据,在ArcGIS平台下实现基于地理本体的干旱河谷特征数字化表达,并利用栅格计算器定量界定出岷江上游干旱河谷区面积为118 515hm2。研究表明,利用地理本体深入剖析干旱河谷概念特征,在GIS技术支持下定量界定干旱河谷区域范围的方法具有一定的可行性,为相关领域边界范围的科学界定和形象化概念分类表达提供了一种全新的解决思路。     

近40a来黄河上游径流变化特征研究

利用黄河上游兰州水文站以上流域(及少数邻近站点)26个气象台站的气温、降水及5个水文站的径流逐月资料(1950’s—1990’s),分析了20世纪后期近40a来黄河上游径流变化特征及其与气候变化的关系。研究表明：黄河上游流域普遍存在升温的变化趋势,尤其是冬季升温明显,同时导致冻土层温度的升高和冻土退化,蒸发加剧,不同程度上影响了流域内径流的变化;流域内降水减少趋势明显。黄河上游自然来水径流量呈显著的减少趋势,1990年以后减小的趋势更加明显;从年内变化分析来看,流域内各水文站春季径流(4～6月)有明显的增大趋势,该时段降水(雪)的明显增加,是导致其春季(4,5,6月)融雪径流的增加的主要原因;秋、冬季径流的减少,主要是秋季变于的结果;分析兰州站径流的变化特点,主要还受到上游水库调节等人类活动作用的影响。     

试从气候和人类活动看黄河问题

该文从气候和人类活动的角度出发 ,选取了人类历史时期的两个时间段 (194 9年以前和以后 ) :在第一阶段 ,从农牧业界线的变迁、黄河下游的河湖变迁、黄河曲率的变化、历史时期的气候和黄河在历史时期的决淤泛滥频率的对比与关系方面分析 ,得出黄河下游的决淤泛滥有两个最关键的因素 ,即人类活动叠加于气候的变迁之上 ;在第二阶段 ,黄河下游及河口三角洲延伸缓慢 ,主要原因应是气候的变化 ,所以黄河中游的生态建设切不可掉以轻心。     

塔里木河上游典型绿洲景观变化及其生态效应分析

塔里木河上游地区是典型的生态脆弱带和环境危机带,对以人类活动为主导的区域水土资源的开发反响强烈,主要表现在其景观空间格局随水土资源开发程度而发生的变化。本研究以景观生态学的前沿理论和方法为指导,借助于3S技术,在现代绿洲荒漠陆地生态系统研究成果的基础上,较系统的分析了1990—2000年塔里木河上游地区阿克苏-阿瓦提绿洲景观格局变化,同时对其生态效应进行探讨。研究表明,10 a间研究区景观变化显著,农田增加了约10万hm2,居民点、盐碱地景观也均有大面积增加,草地、林地、水域、湿地景观都有不同程度的减少;整个地区景观多样性指数由1.40714减小到了1.40361,均匀度指数由0.64041减小到0.63601,均呈逐渐变小的趋势,体现了当地景观异质性程度下降。优势度指数由0.7901上升到0.7936、破碎度指数由0.0660上升到0.0778,人类对生态景观的干扰程度不断增强。同时,人类活动在改造和利用景观的同时带来了一系列不良的生态效应。     

岷江上游山区聚落生态位空间分布特征研究

基于岷江上游山区藏-羌-回-汉聚落生态位和植被生境适宜性的空间分布,借助分形和贝叶斯模型,定量刻画聚落生态位的民族属性对山区聚落生态位的空间分布特征的影响。结果表明：① 岷江上游藏-羌-回-汉聚落生态位间隙度维数分别为0.949、0.942、0.890、0.960,汉族聚落生态位的高间隙度维数,揭示了山区汉族聚落封闭性特点。同时,流域内1 667个聚落生态位间隙度维数（0.946）与藏族（0.949）相似,表明藏族聚落生态位空间异质性特征能够反映整个流域山区聚落生态位空间分异程度。② 岷江上游藏-羌-汉-回聚落生态位内的植被生境适宜性指数均值分别为：2.816、2.622、2.529、2.644,说明山区聚落生态位的空间分布与植被生境相适宜。同时,流域内1 667个聚落生态位几何特征对植被生境的敏感程度（0.601）与羌族（0.610）相似,表明羌族聚落生态位的几何特征具有典型性。③ 藏-羌-回-汉聚落生态位的空间聚簇性地域分异明显、地理边界清晰,说明聚落生态位的民族属性对聚落区位、规模和形态具有显著影响。     

气候变化对黄河上游天然径流量影响分析

根据黄河上游兰州以上地区1959-2002年历年逐月气温、降水量资料,统计分析了近44年区域气候变化的基本特点,同时通过对各站气温、降水量与兰州站年天然径流量相关系数的计算,选取代表站及典型时段,建立天然径流量计算公式,并计算分析了天然径流量对气候变化的敏感性及气候变化对径流的影响程度。结果表明：(1)年径流量随降水的递增而加大,随气温的升高而减小;(2)径流量对降水变化的响应较其对气温变化的响应更显著;(3)20世纪90年代以来,气候变化对天然年径流量的影响较显著,其影响幅度达13．2％。     

黄河流域上游降水时空结构特征

黄河兰州以上区域水资源量占黄河流域水资源的一半以上,研究黄河上游兰州以上区域降水时空结构变化具有重要意义。本文利用黄河兰州以上19个降水站点1959~1998年系列数据,采用EOF技术分析了黄河上游降水的时空结构特征与变化。结果表明：黄河上游兰州以上区域降水存在四种典型降水类型,即“全部一致型”、“南北型”、“东西型”和“相间复杂型”。但第一特征向量为主导,其时间变化系数与年降水量基本一致,说明黄河流域兰州以上降水主要受青藏高原大尺度气候影响,具有降水偏多（少）一致性特征。从时间尺度上降水有减少的趋势;并伴随3、6、和11年的周期变化,而且在1986和1991年发生突变。