科尔沁沙地近水区域沙漠化空间分布规律初步研究——以奈曼旗为例

以奈曼旗作为案例研究地,以1987年和2002年的Landsat/TM影像为基本数据源,按与水体的空间距离,对水体周边区域的裸沙地面积百分比进行分地带统计。该过程通过ArcGIS平台下的缓冲区分析完成。结果发现,奈曼旗的沙漠化程度的空间差异与地表水的空间分布关系密切。总体来讲,奈曼旗境内主要水体周边的沙漠化程度随空间距离变化有明显的差异,从水体边界开始,随着与水体空间距离的增加,裸沙地面积百分比值不断升高,并在距离湖泊水库1 km处、距离教来河北段2 km处、教来河南段6 km处和老哈河7 km处,裸沙地面积百分比值达到极大。在更远距离,老哈河、舍力虎水库、西湖水库周边的裸沙地面积百分比值随距离增加而迅速下降,教来河北段和教来河南段周边的裸沙地面积百分比值随距离增加呈缓慢下降趋势,孟家段水库周边的裸沙地面积百分比则略有波动,从5 km距离后呈迅速下降趋势。按水体的空间格局划分,奈曼旗的沙漠化程度被划分为4个不同程度的区域。以上现象说明,地表水及其利用在奈曼旗的沙漠化发展过程中起到了非常重要的作用。     

科尔沁沙地沙漠化时空演变及其景观格局——以内蒙古自治区奈曼旗为例

利用1975 年MSS影像, 1992 年、2006 年、2010 年TM影像和1999 年ETM +影像等5 个时期遥感影像为数据源, 提取奈曼旗35 年来沙漠化土地动态变化信息, 并在此基础上, 探讨了区域沙漠化土地景观格局时空演变特征, 旨在为科尔沁地区沙漠化治理和区域生态环境恢复与重建提供参考。结果表明:(1) 35 年来, 奈曼旗沙漠化土地面积总体呈逆转的趋势, 沙漠化总面积减少了123.43 km², 沙漠化土地主要经历了先增加后减少的过程;(2) 景观格局呈波动性变化, 1999 年以前, 景观形状指数和多样性指数增加, 蔓延度和聚集度减小, 破碎化程度加强, 沙漠化程度上升, 沙漠化主导类型为中度和重度沙漠化, 1999 年以后破碎化程度变弱, 沙漠化程度明显下降, 沙漠化主导类型转变为中度和轻度沙漠化;(3) 1975-2010 年间轻度和中度沙漠化土地重心迁移最为明显, 轻度沙漠化土地重心向东北方向偏移了6.35 km, 中度沙漠化土地重心向西南方向偏移了7.24 km。     

科尔沁沙地的土地利用与沙漠化

根据1985年和2000年的土地利用数据和从相同时期的TM影象上提取的土地沙漠化数据, 运用ARC/INFO软件和Access统计软件, 分析科尔沁沙地近20a来土地利用和沙漠化土地的构成及变化特点、土地利用与土地沙漠化之间的关系得出: 草地和耕地是土地利用的主要类型, 未利用地面积较大, 其他利用类型面积较小; 15a来, 耕地和林地增加幅度最大, 草地减少幅度最大, 土地利用转移的主要方向是草地变为耕地和林地。科尔沁沙地沙漠化土地比例大, 占一半左右, 以中度类型为主; 变化趋势是沙漠化面积增加, 程度减轻。在持续强度利用条件下, 面积广大的草地和耕地发生退化, 由潜在沙漠化土地发展为轻度和中度为主的沙漠化土地; 而土地利用方式变化所形成的沙漠化土地面积较小, 在新增沙漠化土地中的比例亦很小。所以, 草地、耕地等土地利用强度的增大是沙漠化土地面积扩大的最主要原因, 而土地利用方式的改变则能加快土地沙漠化的进程。     

松嫩平原西部土地利用变化及沙漠化响应——以黑龙江泰来县为例

以松嫩平原西部的典型沙漠化区泰来县为例,利用遥感、地理信息系统和野外调查获取了3期土地利用和沙漠化分布数据,分析了土地利用变化及其沙漠化动态响应。结果表明:①土地利用程度变化大多趋于加重趋势,其中1986~2000年加重趋势迅猛,2000~2005年加重趋势有所减缓;②沙漠化土地面积总体趋势逐渐增加,前期以40.7hm²/a的速度增加,后期以8hm²/a的速度增加,增加速度明显减慢,其中低覆盖度草地和林地发生沙化的几率最高;③土地利用方式未变化的土地以沙漠化减轻为主,而土地利用方式发生变化的土地,前期以沙漠化加重为主,后期以减轻为主,与土地利用程度变化相一致。     

基于RS与GIS的科尔沁沙地沙漠化时空演变

以2000年ETM+影像、2005年和2010年TM影像为数据源,在遥感（RS）与地理信息系统（GIS）技术的支持下,通过人机交互解译,对科尔沁沙地的沙漠化土地分布状况及其动态变化进行了分析研究。结果表明：①2000-2010年研究区沙漠化土地总体呈逆转的趋势,且从严重沙漠化土地向轻度沙漠化土地逐级逆转,沙漠化土地总面积从2000年的31 762.11 km2减少到2010年的30 198.87 km2,净减少量1 563.24 km2,减少速率为156.32 km2·a-1。从沙漠化类型来看,除轻度沙漠化土地增加外,其他类型沙漠化土地面积均明显下降;②2000-2010年沙漠化土地持续逆转区域主要集中分布在治理强度较大的奈曼旗、库伦旗和扎鲁特旗;③严重沙漠化土地比较稳定,中度和轻度沙漠化土地重心空间迁移比较明显,2000-2010年中度沙漠化土地重心向西北方向移动23.65 km,轻度沙漠化土地重心向南移动19.31 km。     

近30a浑善达克沙地沙漠化时空演变特征及驱动机制研究

浑善达克沙地作为中国北方沙漠化最严重的地区之一,已被列入全国重点生态环境建设地区,其沙漠化发展过程及其影响因素研究具有重要意义.利用1985—2017年浑善达克沙地5期遥感影像数据,通过eCognition 9.0软件,采用面向对象计算机自动分类法,获取沙漠化指数,进行浑善达克沙地沙漠化时空演变特征研究,并利用主成分分...     

近50年来中国北方沙漠化土地的时空变化

中国北方在过去的近50年里,沙漠化土地以其广泛的分布和迅速发展构成了区域主要的环境和社会经济问题。遥感监测和评价结果表明,到2000年沙漠化土地已达到 38.57×104 km₂,其中潜在和轻度沙漠化土地13.93×104 km₂,中度沙漠化土地9.977×104 km₂,重度沙漠化土地7.909×104km₂,严重沙漠化土地面积 6.756×104 km₂,它们主要分布在农牧交错带及其以北的草原牧业带、半干旱雨养农业带和绿洲灌溉农业与荒漠过度带。对上世纪50年代后期、1975年、1987年和2000年沙漠化土地遥感监测结果进行对比分析显示,我国北方沙漠化土地自20世纪50年代后期以来一直处于加速发展的态势,沙漠化土地年均发展速率20世纪50年代到70年代中期为1 560 km₂,1976年到1988年提高到2 100 km₂,1988年到2000年之间达到3 600 km₂。“整体恶化,局部治理”是近50年来北方沙漠化土地的变化的基本趋势。沙漠化土地的迅速发展不仅使中国北方的生态环境面临严峻的挑战,而且将严重影响中国整个区域国民经济的发展以及人民生活水平的提高。     

科尔沁沙地沙漠化正逆过程的地面判别方法

在实地调查和多年定位研究的基础上, 根据目前沙漠化过程研究的需要,介绍了沙地、沙丘、沙漠化土地等相关概念及其主要区别,阐述了沙地、沙丘、沙漠化土地类型的划分标准以及类型互换使用中应该注意的问题;通过分析影响沙漠化发展方向和过程的关键因素,建立了沙漠化正\,逆发展过程的地面判别指标体系,并讨论了不同类型沙丘的主要来源、发展方向及转换过程的判别方法。所建立的沙漠化正\,逆过程的地面判别方法,具有较强的实用性、可操作性和准确性, 可用于科尔沁沙地以及类似环境条件同类型沙地的野外调查和定位研究。     

区域沙漠化研究中的沙漠化数量表征

在区域尺度的沙漠化研究中,沙漠化的数量表征可以从沙漠化程度和沙漠化过程二个方面来表示,沙漠化程度是区域内不同沙丘类型的加权作用的总和,用公式DG_i=(M_i+k₁SM_i+k₂F_i)/A_i来计算。沙漠化过程是描述沙漠化程度的变化速率,即单位时间内的沙漠化程度的变化速率,用公式DP=(DG_i+n-DG_i)/n来计算。其中权重k值的确定是区域沙漠化研究的核心,因为k值的大小影响到区域沙漠化程度的高低。研究的结果表明,k值与沙漠化程度呈正关联。但是,其引起的变化小于不同沙丘类型面积变化引起的沙漠化程度的变化。因为采用上述公式计算区域尺度上的沙漠化程度和过程,主要反映了不同沙丘类型的面积信息,权重k值仅仅是对其进行了校正。同时研究结果也表明,k值与沙漠化程度的关系为线性关系,对k值的异议引起的沙漠化程度和过程的差别,可通过k值曲线及时地纠正或重新计算。此外,在不同沙丘类型面积确定的情况下,用k值曲线可表示出所研究地区沙漠化程度和沙漠化过程的变化范围。     

宁夏中部生态脆弱区土地利用变化及沙漠化响应——以宁夏盐池县为例

以宁夏中部生态脆弱区典型县为研究对象,利用1985、1995、2000年三期TM影像提取的土地利用数据,基于GIS空间统计分析功能,结合土地利用指数及分形模型、景观破碎度等景观分异测度指数,探讨近20年来该县土地利用时空分异特征及其沙漠化响应,结果表明:①土地利用变化整体上表现为中低覆盖度草场减少,林地为先破坏而后治理;②1985~2000年沙地扩展区域从北部风沙地貌区转移到中部波状高原区,尤其是扬黄灌渠附近需加强管理和防治;③草场沙化比例最大,中覆盖度草场沙化集中在北部农作活动密集区,其沙化斑块连通性强,低覆盖度草场沙化大部分紧临原沙地,受自然因素干扰更为明显;④中、低覆盖度草场斑块不稳定性程度较高,中覆盖度草场属该区域中对自然条件变化和人为干扰最为敏感的类型,需要加强管理和建立科学的生态恢复重建格局。     

科尔沁沙地典型地区人工造林对沙漠化过程的影响

在3S技术的支持下,以奈曼旗1975年、1985年、1995年和2005年的遥感影像为信息源,分析了研究区近30 a人工造林对沙漠化过程的影响。结果表明,在持续的人工造林过程影响下,沙地面积呈现出持续减少的趋势,其中固定沙丘面积减少幅度尤为显著,面积净减量为39 545.77 hm2;沙漠化程度指数呈现出线性减少的变化趋势,自1985年以来,减少幅度尤为明显,由1985年的0.21下降到2005年的0.03;土地沙漠化正、逆过程同时存在,但逆转趋势远大于发展趋势,土地沙漠化过程总体上正处于全面逆转期;斑块数和景观形状指数均呈现出先增后减的变化趋势,斑块形状经历简单—复杂—简单的变化过程。     

21世纪初科尔沁沙地沙漠化程度变化动态监测

基于RS与GIS技术,以2000年TM影像和2005年ETM影像为信息源,划分土地利用类型并建立目视解译标志,利用ERDAS的图像和数据处理功能,对科尔沁沙地2000年以来沙漠化程度的动态变化进行了监测。结果表明,监测期内轻度沙漠化土地面积增加635.8 km²,具有明显增加的趋势。中度、重度和严重沙漠化土地面积均减少,减少面积分别为195.0 km²、313.8 km²和145.6 km²。对于各类沙漠化土地而言,轻度沙漠化土地面积均增加,严重和重度沙漠化土地面积均减少,中度沙漠化土地在沙丘活化或流沙入侵沙漠化土地中增加,其他两类中均减少。沙漠化土地逆转过程中,轻度和重度沙漠化土地逆转较为明显;新增沙漠化土地中,中度和重度沙漠化土地所占比例较大。     

科尔沁沙地公众沙漠化意识调查报告

对科尔沁沙地部分旗、县、市的公众沙漠化意识进行调查的结果表明:①81.6%的受访者知道"沙漠化"一词;②62.8%的受访者认为当地沙漠化主要是由于人类不合理的活动所造成的,其中"三滥"为主要因素;③75.7%的受访者认为目前当地土地沙漠化程度较10a前有所好转或有明显好转(1:1.07);84%的受访者认为10a后当地沙漠化治理会取得成效(根治:13.1%;大有成效:45.1%;有些成效:25.8%);④认为当地治沙措施"多"的分值为5.76(10分制,下同);⑤认为国家、地方政府、集体和个人四者在治沙事业中各自应负责任之比为15:18:10:12;77.9%的受访者认为当地政府重视治沙工作,平均重视度为7.4;94.2%的受访者表示愿意参加义务治沙劳动;70.8%的受访者愿为制止樵采而修建沼气池或使用其它替代能源;⑥受访者对当地生活的满意度为6.73,认为治理沙漠、发展经济、发展教育、改善医疗、提供社会保障5个方面的重要度分别为9.04、9.05、8.78、7.78、7.73。     

Desertification Reversion in Relation to Land Use Change and Climate in Naiman County, Inner-Mongolia, China

Analyses of desertified land and land use change in Naiman County of Inner-Mongolia showed that there was a fluctuated in-crease of rain-fed cropland in the period from 1951 to 1960, then decreased until the middle of the 1990＇s, then increased again, while irrigated cropland consistently increased. The woodland and build-up land consistently increased while grassland area de-creased. The area of water body increased from 1975 to 1995 and then decreased while river beach decreased. Wetland change fluctuated with a maximum of 303.53km2 in 1995 and a minimum of 62.08 km2 in 2002. Invasion of cropland into river beach does not only change land coverage on the beach, but also the hydrological process of the river systems and deeply influence wa-ter availability. The correlation between cropland and underground water table is negative and significant. Increase of irrigated cropland is the primary cause of water availability reduction. Water table reduction is negatively correlated to cropland. The total desertified land has decreased since 1975. A rapid increase occurred before 1959, but it is difficult to assess the change of deserti-fication due to lack of data from 1959 to 1975. Changes of different types of desertified lands were different. There is no signifi-cant correlation between land use and different types of desertified land, but there is a significant negative correlation between woodland and total desertified land. The correlation between grassland and total desertified land is positive and significant. There is a significant correlation between different land cover and key factors such as water body and annual precipitation, river beach and runoff, area of shifting dune and annual precipitation, and cropland and underground water table. Desertification reversion in Naiman County is fragile and will be even much more fragile due to population growth, rapid land use and climate change. This will lead to continued invasion of irrigated cropland into more fragile ecosystems and reduction of water availability.     

Toward sustainable desertification reversion: A case study in Horqin Sandy Land of northern China

Desertification reversion is an interactive process involving climate, land use change, and water processes. In order to reveal the relationship between desertification reversion and these factors, we analyzed historical data on precipitation, air temperature, desertified land changes, underground water tables, and water body changes in Naiman County in the central part of Horqin Sandy Land. Our analysis showed that during 1961-2010 the annual precipitation fluctuated dramatically and has decreased fairly consistently in recent years. The air temperature increased by 0.50-1.25 °C, and the minimum temperature increased more obviously. The desertified land area increased from 42,300 km2 in 1959 to 62,000 km2 in 1985, and then declined to about 50,000 km2 in 2010. The underground water tables have been lowered by about 10 m in the past 30 years, and declined more rapidly in recent years. Desertified land is significantly related to the amount of total cropland, and underground water tables are significantly correlated with annual precipitation and the amount of irrigated cropland. Therefore, it is necessary to pursue sustainable desertification reversion without compromising the capacity for local development and restoration of degraded land, through application of appropriate management measures for improving water availability in this region.     

科尔沁沙地沙漠化风险评价

基于气象、土地利用类型与植被覆盖指数等数据,采用层次分析法与加权综合评分法评价了科尔沁沙地沙漠化风险。结果表明：1995、2000、2010年科尔沁沙地沙漠化风险指数平均值分别为0.420、0.428、0.437,16年来科尔沁沙地沙漠化处于高度风险水平。科尔沁沙地沙漠化风险等级在空间分布上表现为北部与西部沙漠化风险等级低,南部与东部为沙漠化高风险区。1995-2010年科尔沁沙地各旗县沙漠化风险等级存在差异,开鲁县的沙漠化风险由高度风险转变为极高度风险等级,扎鲁特旗的沙漠化风险由中度风险转变为低度风险等级,敖汉旗、巴林右旗、科尔沁区与科尔沁左翼中旗的沙漠化风险等级波动变化,其余旗县的沙漠化风险等级未变化。1995-2010年科尔沁沙地沙漠化中度,高度风险等级的面积分别减少了16 544.76、4 223.25 km²,低度,极高度风险等级的面积分别增加了16 544.76、4 223.25 km²。区域沙漠化风险的主要影响因素为年降水量、年均风速、植被覆盖指数、沙漠化土地面积与载畜量,植被覆盖指数增加有助于区域沙漠化风险的降低。     

科尔沁沙地坨甸相间地区土壤水分空间分布特性分析

 固定沙丘、半固定沙丘、流动沙丘、甸子地等不同地貌的相间分布是科尔沁沙地的主要地貌特征之一。在这种特殊的坨甸相间地貌中，土壤水分的空间分布必定有其特殊性。在科尔沁沙地坨甸相间地区的各种地貌类型区进行了土壤层及植被根系层水分状况的实地调查及室内实验。基于实验结果分析出沙地固定沙丘、半固定沙丘、流动沙丘、甸子地不同地貌类型的土壤水分的空间变异特性，并结合四种不同地貌类型区的土壤水分空间分布特征，按照表层、中间层和底层进一步对比分析了不同地貌土壤水分的变化和分布，这对于了解科尔沁沙地土壤水分的变化规律及其与地貌类型的关系，具有一定的意义。