基于RS和GIS的云南石林县石漠化时空变化特征分析

为探究云南石林县岩溶地区石漠化的时空变化特征, 运用基于RS和GIS的Landsat TM/ OLI 遥感影像数据解译3个时像的石漠化信息, 选取变化方式、变化方向等从时间和空间上揭示石林县2008-2018 年间的石漠化转移变化过程, 结果为: (1)空间上, 潜在和轻度石漠化分布范围最广, 强度、极强度石漠化主要分布在西街口镇东北部、鹿阜街道东部及圭山镇西南部; (2时间上, 2008、2013 和2018 年石漠化面积占全县总国土面积的比例分别为19. 98%、23. 58%和20. 19%, 呈先增加后减少的趋势, 石漠化恶化得到 遏制; (3)变化方式以单变方式为主, 其次是返变方式, 渐变方式最少; (4)变化方向上, 3 个研究时段内已石漠化类型中转移最显著的分别是轻度-中度石漠化、轻度-潜在石漠化和中度-轻度石漠化, 中度及以下石漠化呈现变化速率快并且转移面积多的特点。石漠化改善和恶化同时存在, 恶化面积逐渐少,2008-2013 年石漠化恶化明显, 2013-2018 年石漠化改善明显, 变化面积呈金字塔状并且与变化等级成反比关系。2008-2018 年间石林县石漠化总体变化速度呈放缓趋势。     

滇东南岩溶山区地质环境特性遥感探测分析

云南地处我国西南边陲,是全国岩溶分布最广和石漠化严重省区之一,石漠化面积在不断扩张,生态环境在逐步恶化,亟需采用遥感技术对石漠化进行快速监测。在野外实地调查的基础上,通过遥感技术对滇东南岩溶山区的岩溶地貌、区域断裂构造及岩性分布等地质环境特性进行探测与分析,剖析了研究区岩溶石漠化与地质环境的相互关系——岩溶地貌类型与石漠化程度有明显的相关性,严重石漠化现象多发生于峰丛洼地与峰林洼地,无石漠化与潜在石漠化区域多处于岩溶山地、岩溶槽谷与岩溶平原,在岩溶丘陵与岩溶盆地中存在一些轻度和中度石漠化现象;区域断裂构造对石漠化的发育空间与分布区域有重要影响,石漠化严重的区域主要集中于红河断裂、开远—丘北断裂与广南—富宁断裂包围的区域,在小江断裂和弥勒—罗平断裂中间地区也存在着一些连片状的石漠化区域,小江断裂以西的地区多为无石漠化区域;岩性类型对石漠化的空间分布格局起着显著的控制作用,无石漠化与潜在石漠化多分布于非碳酸盐岩地区,石漠化主要集中于碳酸盐岩地区,在纯灰岩地区石漠化现象严重,多为强度和中度石漠化区。     

基于USLE模型的祁连山南坡土壤侵蚀现状评价

借助“3S”技术,应用USLE模型,对祁连山南坡土壤侵蚀现状进行了定量评估,分析了高程、坡度、植被覆盖度等土壤侵蚀的主要影响因子, 得到了土壤侵蚀的空间分布特征. 结果显示:2014年祁连山南坡土壤侵蚀量为1.54×107 t/a,侵蚀面积为2.21×104 km2. 从面积来看,以微度侵蚀为主,占土壤侵蚀总面积的70.43%;从侵蚀量来看,以轻、中度侵蚀为主,占总侵蚀量的87.67%;强度侵蚀和极强度侵蚀面积及其侵蚀量所占比例均极小,无剧烈侵蚀;从空间分布来看,微度侵蚀多分布在山体之间地势平坦区域,轻度侵蚀及以上级别主要分布在托勒山、走廊南山、冷龙岭、大通山及其托勒南山沿线. 坡度、植被覆盖度、海拔与土壤侵蚀模数相关性显著,土壤侵蚀级别与侵蚀量随着海拔和坡度的增加而上升,随植被覆盖度的增加而下降.     

陇东黄土高原土壤侵蚀景观格局变化分析

基于遥感融合影像和GIS技术,采用通用土壤流失方程,计算了庆城县水保世行贷款二期项目区1998和2004年的土壤侵蚀量;通过FRAGSTATS软件计算了多种景观类型参数,并从斑块类型水平和景观水平2个层次上分析项目区土壤侵蚀的分布格局及其变化规律.结果表明:6 a项目区平均侵蚀模数下降,侵蚀面积和输沙量减少;土壤侵蚀景观类型的主要转化过程是极强度转化为强度和强度转化为中度.在景观尺度上,斑块数量减少,平均面积增大,景观破碎化程度下降,异质性降低;在斑块类型尺度上,微度、轻度和中度侵蚀类型破碎化程度下降,而极强度和剧烈侵蚀景观类型破碎度上升.     

广西岩溶区石漠化程度对土壤颗粒中汞分布的影响

石漠化是广西岩溶地区最为严重的生态问题之一, 部分石漠化地区的土壤汞污染问题比较突出。为深入了解广西岩溶区石漠化土壤中汞(Hg)的变化特征及与土壤粒径的关系, 采集广西环江县汞地质背景较高的不同石漠化程度(潜在石漠化、 轻度石漠化、 中度石漠化、 重度石漠化)的表层土样, 运用筛分法研究不同石漠化土壤粒级组成及汞在不同粒级土壤中的分布特征。结果表明, 整个石漠化样地以>0. 25 mm粒级土壤为主(84. 3%~89. 2%), 其次是0. 25~0. 053 mm(10. 1%~14. 5%), 而<0. 053 mm 粒级土壤所占比例最少(0. 38%~0. 83%)。随着石漠化程度的加剧, >2 mm 粒级土壤所占比例减少, <2 mm 粒级土壤所占比例增加。相关性分析表明, 不同石漠化程度土壤汞含量与>2 mm 粒径呈负相关, 与<2 mm 粒径呈正相关, 重度石漠化反之。汞含量具有显著的粒级效应, 随着粒级的减少而增大, 在<0. 053 mm 粒级达到最大值且累积系数较高, 汞在不同粒级上的累积效应与粒级上的含量一致。汞在不同粒级土壤质量累积效应所占比例不同, 粗颗粒质量累积效应比例比细颗粒高。     

基于RS和ArcGis的乌海风环境影响因素分析

为了改善乌海市的人居环境,基于乌海市的高程数据、卫星遥感数据及建筑矢量图,利用遥感技术(RS)和ArcGis10.6分析该城市的风环境影响因素,研究结果发现,乌海耕地面积、植被覆盖少,市中心建筑密度大于30％,迎风面积密度大于0.35,风速低于1.6 m/s,与风环境舒适性标准不符.由此,提出规划产业布局、优化占地类型、改善建设形态、提取通风廊道等策略.     

土壤侵蚀景观格局变化分析——以世界银行水土保持庆城项目区为例

基于遥感融合影像和GIS技术,采用通用土壤流失方程,计算了庆城县水土保持世界银行贷款二期项目区1998和2004年的土壤侵蚀量;通过FRAGSTATS软件计算了多种景观类型参数,并从斑块类型水平和景观水平2个层次上分析项目区土壤侵蚀的分布格局及其变化规律。结果表明,6年间项目区平均侵蚀模数从1998年的7 877.6 t/km2下降到2004年的7 058.4 t/km2,侵蚀面积净减少525.8 hm2,输沙量减少34.11×104t;土壤侵蚀景观类型的主要转化过程是极强度转化为强度和强度转化为中度。在景观尺度上,斑块数量减少,平均面积增大,SDI由1998年的1.720减小为2004年的1.706,SEI由0.960减小为0.952;在斑块类型尺度上,微度、轻度和中度侵蚀类型破碎化程度下降,而极强度和剧烈侵蚀景观类型破碎化程度上升。     

基于RUSLE模型的河南省黄河流域土壤侵蚀研究

为了更好地研究黄河河南段的土壤侵蚀情况,以河南省黄河流域为研究区域,采用地理信息系统和遥感技术,融合遥感影像、DEM数据、降雨数据和土壤数据等,将RUSLE模型应用到该区域的土壤侵蚀研究中。结果表明:该区域的年均土壤侵蚀模数为861.78 t/(km~2·a),年均土壤侵蚀总量为305.44×10~5 t/a,轻度以上的土壤侵蚀多发生在河南西部的一些省辖市内。其中,土壤侵蚀等级为轻度以下的区域,其面积占研究区总面积的88.39%,该区域主要分布在0°～10°坡度范围内,主要的土地利用类型为耕地和草地;中度侵蚀和强烈侵蚀的区域,二者的总面积占比为10.71%,主要分布在15°～25°坡度范围内,土地利用类型主要为林地;极强烈侵蚀和剧烈侵蚀的区域面积所占比例较小,占比共计0.9%,该区域零星分布在坡度范围大于25°的草地和林地区域。该研究成果揭示了河南省黄河流域的土壤侵蚀情况,可为区域水土流失治理提供科学依据。     

恭城县岩溶石漠化环境变化定量遥感研究

恭城县喀斯特地貌占全县土地面积60％以上,岩溶石漠化分布广泛,制约了该县经济发展。采用1991、2000和2006年时间序列的卫星遥感影像数据,对该县岩溶石漠化环境变化开展了植被指数NDVI、监督分类和重心轨迹等遥感定量分析。采用4种图像监督分类方法,提取了6种主要的生境信息。1991、2000和2006年NDVI分别为0．176417、0．06884和0．336478,岩溶石漠化面积分别为160．8、234．1和118．0km^2,均说明了恭城县的岩溶生态环境恢复正在朝好的方向发展。研究表明：运用最小距离分类在本试验区对识别6类生境分区比较可行;岩溶石漠化灾害在总体上具有向南东方向偏移的趋势,年均偏移速度约为49m。     

基于BFAST算法的神东矿区地表温度突变检测及影响分析

为获取神东矿区地表温度长期变化趋势,提取其地表温度突变特征,以2000—2018年16 d地表温度最大值合成的MOD11 A2为数据源,对神东矿区地表温度进行回归分析,拟合其时序变化趋势,并利用BFAST算法(breaks for additive seasonal and trend)提取地表温度突变的时空分布特征、最大突变发生时间和突变幅度.在此基础上,通过空间叠加统计方法分析地表温度突变与土地覆被变化之间的关系.结果表明:2000—2018年,由于神东矿区整体植被覆盖度增加,矿区内98.63％的区域地表温度呈下降趋势;露天采区地表温度突变比例高于井工采区,露天采区和井工采区内地表温度突变面积占比分别为34.66％和19.02％,归因于露天开采比井工开采对地表扰动更加剧烈;土地覆被变化引起地表温度突变,地表温度突变方向和幅度取决于土地覆被变化的类型、规模等.研究结果可为矿区生态环境治理及评价提供科学依据.     

内蒙古东部地区沙质荒漠化的现状及成因分析

通过实际调查资料的分析与研究,介绍了内蒙古东部地区荒漠化灾害的类型及现状,沙质荒漠化占荒漠化总面积最大,为48.50%.分析了荒漠化的成因,包括气象因素、地质背景、土壤与植被和人为因素等,其中人为因素是近年来导致沙化的主导因素.最后,提出了荒漠化的防治对策.     

西南喀斯特地区不同石漠化阶段土壤物理参数的变异研究

为了探索中国西南喀斯特地区石漠化过程中土壤物理性质的变异规律,采用野外采样与实验室分析相结合的方法,对贵州省荔波县及普定县不同石漠化阶段典型土壤的物理参数进行了研究。结果表明:土壤有机质质量分数随石漠化程度的加深逐渐减小;非石漠化土壤重度仅为6.15N/m³,随着石漠化的发展,土壤重度逐渐增大,总孔隙度随之减小;石漠化的发展导致土壤黏粒含量升高;土壤水稳性团聚体质量分数及微团聚体的结构系数均随石漠化程度加深而减小;土壤有机质质量分数与重度、砂粒含量、大于5mm团聚体含量及结构系数的相关系数分别为-0.9212、0.8277、0.9072、0.8993,均达到极显著水平。通过封山育林等措施增加喀斯特地区有机质积累可改善土壤物理性质,对防治石漠化具有重要意义。     

西藏土地荒漠化遥感监测

应用RS与GIS技术,利用1976年的MSS数据和2000年TM遥感数据,对西藏境内的荒漠化土地现状 与动态变化进行监测研究,并对其时空演变特征进行了分析。结果表明,西藏荒漠化土地面积2000年为29.08 ×104km2,占总面积的24.28%,其中沙质荒漠化土地面积为24.99×104km2,占20.86%。1976年荒漠化总面 积为27×104km2。由1976～2000年间,荒漠化土地总面积增加了20764.67km2,共增长7.69%,年增长率为 0.32%。同时,土地荒漠化程度明显加重,重度沙质荒漠化土地面积增加了315.87%。     

陕北现代化煤炭开采区土地沙漠化影响及原因——以大柳塔—活鸡兔矿区为例

为了弄清楚陕北现代化煤炭开采对沙漠与黄土交界处土地沙漠化和地质环境的影响,以神府煤田的大柳塔—活鸡兔矿区为例,采用遥感解译、大比例尺地面调查以及GIS技术,对矿区近20年来煤炭开采区沙漠化土地及地质环境的演化特征进行分析,探讨了土地沙漠化的影响因素。结果表明:近20年来研究区土地沙漠化总体呈好转趋势,1986—1996年是矿区沙漠化好转的主要时期,主要因为该时期煤炭开采规模较小,采空塌陷区增加缓慢;20世纪80年代中期以来,矿区因煤矿采空所形成的塌陷区面积不断扩大,但采空塌陷至少对严重和中度沙漠化土地的影响微弱;1996年以来,随着煤炭开采力度不断加大,采空塌陷区面积呈指数增长,但土地沙漠化仍处于一个相对稳定的时期;煤炭资源开发造成大面积地面塌陷和裂隙、地下水水位下降、泉水流量减少甚至干涸,以及地表径流减少等,会导致区域生物多样性的减少和湿地植被的演替,使生态环境更加脆弱。因此,影响矿区土地沙漠化的主要因素是气候变化和其他人为因素,而不是矿区生态特征和采空塌陷因素。设立重要的生态环境和水资源保护区是保护有限的水资源和生物资源必要手段,也是减轻土地沙漠化的重要途径。     

西南喀斯特地区不同石漠化阶段土壤有效磷变异研究

为了探索西南喀斯特地区土壤有效磷的变异规律,采用野外采样与实验室分析相结合的方法,对贵州省荔波县及普定县不同石漠化阶段典型土壤的有效磷含量进行了研究。结果表明:①非石漠化土壤与轻度石漠化土壤有效磷质量分数呈显著差异,非石漠化的黑色石灰土有效磷质量分数高达9.29×10^-6,随着石漠化程度的加深,土壤有效磷含量逐渐减少;②土壤剖面中有效磷质量分数均表现为表土层高于心土层,且随着石漠化的发展,有效磷质量分数在剖面中减少得越慢;③土壤有效磷质量分数随时间有显著变化,有效磷从5月开始积累,7月后出现下降趋势,9月或11月又逐渐升高,到翌年1月达到峰值;④土壤有效磷与有机质和黏粒质量分数均呈极显著线性相关,相关系数分别为0.9017和-0.7772。这说明增加有机质的积累可提高土壤有效磷质量分数,对防治石漠化具有重要意义。     

榆神府矿区土地沙漠化现状及发展态势研究

榆神府矿区是我国21世纪最重要的能源和化工基地,该区生态环境脆弱、土地沙漠化是主要的环境地质问题之一,本文利用TM假彩色卫片和不同期大比例尺黑白航片,对该区不同沙漠化土地类型进行解译,并对典型地段土地沙漠化的发展态势进行分析研究,对该区今后经济建设具有十分重要的现实意义。     

喀斯特石漠化遥感信息增强与监测技术

应用遥感动态监测的基本理论和方法,从遥感数据选择、数据预处理、石漠化演变图像提取、石漠化变化信息的分类分级、石漠化变化信息自动提取等方面入手,总结了利用改进的EVI提取石漠化信息,二次图像分类遥感动态监测的技术路线与方法.野外调查验证表明,该技术方法实用、监测结果准确.     

基于MODIS数据的锡林郭勒草原植被覆盖变化及驱动因子分析

防治荒漠化管理往往需要掌握人类因素对植被生长动态影响的关键数据,气候变化背景下的干旱半干旱地区草原植被覆盖多属于缓慢量变,这种变化很难通过土地利用/覆盖类型的转换来分析.旨在掌握2001—2014年内蒙古锡林郭勒草原植被覆盖变化时空特征,定量掌握关键区域气候因子与植被的动态关联关系,进而分离和评估气候和人类因素对区域植被覆盖变化的贡献.结果表明:研究区植被覆盖2001—2014年总体呈增加趋势,年内最大的归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)每年增幅为0.001 8;气温和降水对锡林郭勒草原植被变化均有显著作用,两者共同驱动的NDVI预测模型决定系数(R2=0.65)大于气温(R2=0.46)或降水(R2=0.54)单要素驱动的结果;气候和人类因素对区域植被覆盖增长总体均呈现积极的作用,人类因素特别是生态治理保护措施对草原植被覆盖的贡献远大于气候因素变化.耦合遥感数据的植被变化驱动力分析方法,有助于提高干旱半干旱地区人地相互作用的定量评估能力,为防治荒漠化工作提供重要科学数据支撑.     

草原露天矿区草地荒漠化遥感分析与治理对策——以霍林河露天煤矿区为例

以霍林河露天煤矿区为例，基于决策树和BP神经网络，完成了草地荒漠化信息提取，并对研究区16a来的荒漠化情况进行了分析．结果表明：1）研究区荒漠化总面积存在由强特弱、再由弱变强的演变过程，这与气候变化和人为活动有直接的关系，但更多的是受气候变化影响的缘故；2）轻度、中度荒漠化面积同样经历了由强转弱、再由弱变强的演变过程，其原因，主要是受气候变化的影响，其次是受超载放牧、掏挖药材以及垦荒等因素影响；3）受煤炭开发的影响，重度荒漠化草地多围绕矿业建设用地呈分布，并且受季风影响向矿业建设用地东侧发展迅速；4）重度荒漠化草地面积在16a间始终呈现出高增长的态势，并与矿业建设用地相关关系显著．针对草原露天矿区草地荒漠化的发生特点，提出了在矿区营造防护林网、加强土地复垦和转变观念、改变落后生产经营方式以及草地改良利用分区的荒漠化治理措施，以实现草地资源最大化．