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。     

毛乌素沙地草场荒漠化评价的指标体系

毛乌素沙地草场荒漠化的主要原因是开垦、过度放牧、樵柴和挖药材等,沙地草场荒漠化过程分为4个阶段,即轻度退化、中度退化、严重退化和极严重退化。应用植物被分类、排序和梯度分析等技术研究了沙地草场荒漠化过程。轻度退化阶段以臭柏、麻黄等中旱生灌木为主;中度退化以油蒿、柠条等为主;严重退化以籽蒿、羊柴等为主;极严重退化以沙米、牛心朴子等为主。随着退化的发展,地表覆沙厚度逐渐增大,土壤中各种营养成分大幅度下降,土壤机械组成粗化,由沙壤土向沙土发展,沿退化梯度群落种多样性呈现单峰曲线变化。在此基础上提出沙地草场在群落水平上的荒漠化评价指标体系。     

石林县域洼地特征与资源环境效应

地貌类型的结构多样性和生态系统各要素耦合的复杂性,使得喀斯特人地关系地域系统中出现水土流失、石漠化、贫困等各种特殊的生态环境和社会问题。洼地是喀斯特地形分化的元地形,对其研究有助于从地貌动力学视角深化对喀斯特地区资源环境要素的认识。本文将基于ASTER-GDEM地形数据的GIS、RS空间分析与野外地质地貌调查成果相融合,研究石林县域洼地形态特征与空间格局,揭示洼地发育的资源环境效应。结果表明:(1)石林县域洼地8597个,总面积269.45km^2,占县域面积的15.16%,洼地平均面积3.13±6.83hm^2,深度15.8±11.2m,坡度7.42±2.68°,长轴长度237±227m,圆度指数1.26±0.28,频率分布呈左偏特征,洼地点蚀指数为6.14,显示区域地貌发育处于不成熟的初始分化状态。(2)石林县域洼地为显著聚集分布模式,按密度范围可分为高密度(>6个/km^2)、中密度(5~6个/km^2)和低密度(<5个/km^2)三个区域。(3)洼地高低密度的差异性空间分布与泉眼、暗河、地下水系统流向等具有高度空间相关性,表现为地下水往往从高密度区向低密度区流动,暗河的源头区分布于高密度区,泉眼等地下水排泄通道位于低密度区;植被覆盖度和石漠化强度等资源环境指标的分布在不同密度洼地区具有显著差异性,表现为随着洼地密度的增加,区域内低植被覆盖度和高等级石漠化强度的面积逐渐增加。洼地作为降雨汇聚成地表径流转入地下暗河的有利地形,其空间格局是区域水土资源流失/漏失的关键性空间格局,高密度洼地区是水土保持与石漠化治理的重要区域,这种认识为喀斯特地区资源环境规划及管理提供了地貌学理论与技术基础。     

龙潭喀斯特槽谷倾坡土壤水分变异性研究

保水保土是石漠化治理的关键,掌握石漠化区土壤水分的变化规律对石漠化治理有重要的作用。2017年6月—2018年11月在重庆酉阳县龙潭槽谷两侧顺、逆倾坡(典型石漠化治理区)选择4个土壤剖面分15 cm、30 cm土层深度埋设探头,开展高分辨率土壤水分和土壤温度的动态监测。结果表明:(1)季节尺度上,土壤水分与降雨量的关系较大,与土温的关系较小;顺倾坡土壤水分高于逆倾坡,且多雨季节比少雨季节明显;多雨季节,裸岩出露影响降雨的再分配:顺倾坡得到双重补给,即降雨补给、裸岩地表径流补给。(2)降雨间歇期,顺倾坡失水量较逆倾坡少,这主要与坡面坡度和土壤质地的差异有关。(3)降雨期间,降雨强度较小时,土壤水分随土层深度的增加而增加;但降雨强度较大时,顺倾坡土壤监测点出现表层土壤水分大于底层土壤水分的现象,这主要与强降雨引起坡面的超渗产流有关。(4)受龙潭槽谷顺、逆倾坡空间差异的影响,槽谷两侧裸岩出露率、土层厚度、土壤有机质等自然要素差别明显,进而对该区土壤水分的时空分布有重要影响,因此在石漠化治理过程中应采取不同的保水保土措施。     

基于无人机遥感的高寒草原沙化模型及等级划分

高寒草原是青藏高原草地生态系统的主要组成,在防风固沙、野生动物保育等方面具有重要作用。近年来,在全球气候变化和人为干扰加剧的背景下,高寒草原沙化加剧,基于时空尺度监测范围及程度是防治高寒草地沙化的前提。以青海三江源区玛多县的高寒草原为研究区,结合大疆“精灵3”和“经纬M100”旋翼无人机和地面调查,探讨基于无人机遥测的植被指数在草地沙化调查方面的适宜性,以此为基础制定了高寒草原沙化模型及等级划分标准。结果显示：（1）通过对VDVI（Visible-Band Difference Vegetation Index）、ENDVI（Enhanced Normalized Difference Vegetation Index）和NGRDI（Normalized Green-Red Difference Index）指数与草地沙化指数GDI（Grassland Desertification Index）的相关分析,选取出高寒草地沙化研究最优植被指数为VDVI（R=0.9055）;（2）GDI与VDVI的关系模型为VDVI=0.3024GDI²-0.0335GDI+0.0119（R²=0.9326）。模型相对误差为1.779%（RMSE=0.165,R²=0.7447）,拟合精度较高;（3）基于无人机遥感植被指数的聚类分析,将研究区高寒草原沙化划分为5个等级,即无明显沙化（VDVI>0.2247）、轻度沙化（0.1493 < VDVI < 0.2246）、中度沙化（0.0924 < VDVI < 0.1492）、重度沙化（0.0692 < VDVI < 0.0923）和极度沙化（VDVI<0.0692）。     

中国沙产业研究评述

沙产业是沙漠地区生态保护、经济发展和人民脱贫致富等多重目标结合的产物。经过30余年的理论研究和生产实践,已初步形成了比较完整的理论框架,但对其未来发展的研究仍存在很大分歧。汇总研究了沙产业概念自诞生至今的理论演进过程,发现早期沙产业理论多强调大农业属性,而随着地区产业结构的优化和沙产业项目的综合化发展,现已拓展至工业生产和服务业领域。沙产业的概括特征为:(1)生产活动主要发生在沙漠干旱地区;(2)使用高新科学技术是首要标志;(3)除农产品外,相关的工业和服务业产品也属于沙产业的产品;(4)要实现生态建设产业化、产业发展生态化,最终达到经济效益、生态效益、社会效益的协调。沙产业是实现沙漠治理的根本方法,是传统农业的重要补充,也是全球干旱化趋势下的重要应对方案。促进沙产业发展,对于沙漠地区经济发展、生态文明建设、人民福祉提高都具有重要意义。     

龙门山断裂带走滑方向的反转及其沉积与地貌标志

根据龙门山前陆盆地西缘沉降中心、冲积扇侧向迁移、活动构造地貌和古地磁等标志及龙门山在中生代以来的走滑作用和走滑方向的标定研究,结果表明:龙门山断裂带具有走滑性质,走滑方向曾发生过反转,在反转之前以左行走滑作用为特征,在反转之后以右行走滑作用为特征。根据地层记录和古地磁证据,认为龙门山走滑方向反转的时间应介于43 M a~3.6 M a之间,即由中生代至早新生代时期的左行走滑作用反转为晚新生代时期的右行走滑作用。然对龙门山断裂带走滑方向反转的成因初步分析认为晚新生代龙门山右行走滑作用是印-亚碰撞后构造作用的产物,晚三叠世至早新生代左行走滑作用是青藏高原自晚三叠世以来大陆碰撞作用导致松潘-甘孜褶皱带北东-南西向缩短的产物。     

Application of homotopy parameter inversion method in Miyun Reservoir

The large-scale convergence of homotopy parametric inversion method on the water quality model parameters calculated was used, with application in parametric inversion calculation of total phosphorus of Beijing Miyun Reservoir. Through calculated and compared the error of sedimentation rate by homotopy parametric in- version method and genetic inversion calculation method, the results indicate that homotopy parametric inversion method has good stability, calculating speed, and even if the initial selection away from the objective function, the solution still has a good convergence.     

Vertical distribution of soil moisture and surface sandy soil wind erosion for different types of sand dune on the southeastern margin of the Mu Us Sandy Land, China

Soil moisture is a critical state affecting a variety of land surface and subsurface processes. We report investigation results of the factors controlling vertical variation of soil moisture and sand transport rate of three types of dunes on the southeastern margin of the Mu Us Sandy Land. Samples were taken from holes drilled to a depth of 4 m at different topographic sites on the dunes, and were analyzed for soil moisture, grain-size distribution and surface sediment discharge. The results show that: (1) The average soil moisture varies in different types of dunes, with the following sequences ordered from highest to lowest: in the shrubs-covered dunes and the trees-covered dunes the sequence is from inter-dunes lowland to windward slope to leeward slope. The average moisture in the bare-migratory sand dunes is sequenced from inter-dunes lowland to leeward slope to windward slope. (2) Vegetation form and surface coverage affect the range of soil moisture of different types of dunes in the same topographic position. The coefficient of variation of soil moisture for shrubs-covered dunes is higher than that of other types of dune. (3) The effect of shrubs on dune soil moisture is explained in terms of the greater ability of shrubs to trap fine-grained atmospheric dust and hold moisture. (4) The estimated sand transport rates over sand dunes with sparse shrubs are less than those over bare-migratory dunes or sand dunes with sparse trees, indicating that shrubs are more effective in inhibiting wind erosion in the sandy land area.     

Human Driving Forces:Analysis of Rocky Desertification in Karst Region in Guanling County,Guizhou Province

Karst rocky desertification is one of the major ecological and environmental problems that threaten the sustainable development of southwestern China. It is caused by irrational and intensive land-use patterns in karst geo-ecological environment. Therefore, it is vital to identify how human forces work on this degraded environment. Based on the soil erosion information in 2000 and remote sensing images of Guanling County collected in 2000 and 2007, four grades of karst rocky desertification data in 14 villa...