摘要
宁夏盐池县是我国典型农牧交错生态脆弱区,研究其土地荒漠化动态变化具有代表意义。本文从盐池县1999年、2004年和2010年三期盐池县TM/ETM+卫星影像图入手,利用归一化植被指数(NDVI)反演了盐池县的植被盖度,利用监督分类得到盐池县每年的土地利用/覆盖状况,用转移矩阵分析并用马尔柯夫过程预测了盐池县土地利用/覆盖变化,最后以土地利用/覆盖和植被盖度为指标把盐池县土地荒漠化程度划分为轻度、中度、严重和极严重四级并分析了荒漠化的动态变化。
对植被盖度的分析表明,盐池县1999年、2004年、2010年平均盖度分别为24.08%,26.97%和23.92%,呈现出现增加后减少的趋势;对土地利用/覆盖变化的研究表明,盐池县土地覆盖类型以草地为主平均占全县面积的60%以上并呈现增加的趋势,盐池县的土地利用/覆盖转换以草地和耕地间的转换为主,转换趋势趋缓。
荒漠化的动态过程表明,盐池县以中度荒漠化土地为主,占到了60%以上,并且还在逐渐增加,轻度和极严重荒漠化土地在逐渐减少,重度荒漠化土地先增加后减少,整体盐池县土地向着中度荒漠化也就是中盖度草地为主的方向发展,并且发展趋势趋向于缓和。
Desertification has become a serious problem that endangered sustainable development of Yanchi County which is a typical agro-pastoral ecotone in China,it is both theoretically and practically significant to study the desertification in this area. Based on the multi-spectral Landsat TM/ETM+ image of the year 1999,2004 and 2010,the paper calculated the vegetation coverage (VC) using the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), obtained the land use/cover change (LUCC) information by means of supervised classification, and analyzed the LUCC using the conversion matrix and Markov process. Both the VC and LUCC is closely related to the desertification process, so the author combined them as the gradation index of desertification and divided the desertification into four degree, namely, mild, moderate, serious and very serious, to see the dynamic change of the desertification.
The analysis of the VC shows that the average VC of the year 1999,2004 and 2010 in Yanchi county is 24.08%,26.97% and 23.92% respectively. The research on the LUCC shows that grassland is the main land cover of Yanchi county, with a percentage of above 60%,and that the conversion of the LUCC is mainly between grassland and and farmland, but the conversion speed is slowing down.
As to the dynamic change of desertification in Yanchi county, the desertification degree of more than 60% of the land is moderate and the ratio is still increasing. The area of the land with the mild and very serious desertification degree is continually decreasing, and the serious desertification land is also decreasing after a first increasing trend. So the overall desertification change trend is towards moderate, which kind of land is composed mainly of grassland with moderate VC.
引文
[1]白黎娜,李增元,高志海等.青海省共和县土地沙化与土地覆被变化遥感监测研究[J].水土保持学报,2006,20(1):131-134,142.
[2]摆万奇,赵士洞.土地利用与土地覆盖变化研究模型综述[J].自然资源学报,1997,12(2):169-175.
[3]包庆德,富岳华.中外学界荒漠化概念与类型研究述评[J].内蒙古财经学院学报,2008(5):29-35.
[4]查勇,高家庆,倪绍祥等.遥感技术在荒漠化滥测中的应用-以陕西榆林市芹河乡为例[J].中国沙漠,1997,17(3):286-290.
[5]常成,刘霞,张光灿等.利用马尔柯夫过程预测蒙阴县土地利用/覆被格局变化[J].土壤(Soils),2010,42(2):309-313.
[6]陈百明.试论中国土地利用和土地覆被变化及其人类驱动力研究[J],自然资源,1997(2):31-36.
[7]陈德敏,胡耘通.中国防治荒漠化的法律应对-来自UNCCD的启示[J].重庆大学学报(社会科学版),2010,16(5):67-71.
[8]陈建平,王功文,厉青等.北京及邻区荒漠化动态演化的遥感综合研究[J].遥感信息,2002,(3):17-20.
[9]程锋.土地利用与土地覆被变化研究综述[J].国土资源情报,2003,(1):5l-57.
[10]丁建丽,张滢,等.绿洲-荒漠交错带土地利用/覆盖时空变化研究[J].环境科学研究,2006,19(6):100-105.
[11]杜明义,武文波,郭达志.多源地学信息在土地荒漠化遥感分类中的应用研究[J].中国图象图形学报,2002,7(7):740-743.
[12]伏洋,肖建设,校瑞香等.基于RS和GIS的西宁市LUCC分析及模拟预测[J].农业工程学报[J],2009,25(7):211-218.
[13]高尚武,王葆芳,朱灵益等.中国沙质荒漠化土地监测评价指标体系[J].林业科学,1998,34(4):1-10.
[14]宫恒瑞,肖继东等.荒漠化遥感监测与评价研究综述[J].遥感技术与应用,2004,19(6):526-532.
[15]宫恒瑞.基于遥感技术的艾比湖地区荒漠化监测研究[D].新疆:新疆农业大学,2005.
[16]国家林业局.第四次中国荒漠化和沙化状况公报:2011年1月.
[17]胡新博,王承军,顾祥,等.新疆荒漠、半荒漠草地的遥感应用研究[J].草食家畜,1996,(3):33-37.
[18]黄敬峰,蒋亨显,王人潮.干旱区土地利用遥感监测研究[J].干旱区研究,1999,16(2):54-60.
[19]贾宝全,陈利军,杨维西等.乌兰布和沙漠地区土地利用动态变化分析[J].2007,24(5):610-617.
[20]贾宝全,马玉峰,仇宽彪.伊金霍洛旗近15年来植被覆盖度的动态变化[J].干旱区地理,2009,32 (4)481-487.
[21]颉耀文,陈发虎.干旱区土地利用/土地覆盖变化与全球环境变化[J].地域研究与开发,2002,21(2):22-26.
[22]匡志盈.全球防治荒漠化情况综述[J].世界农业,2006(10):8-10.
[23]李宝林,周成虎.东北平原西部沙地沙质荒漠化的遥感监测研究[J].遥感学报,2002,6(2):117-122.
[24]李继红.科尔沁奈曼旗土地荒漠化程度遥感评价研究[D].哈尔滨:东北林业大学,2007.
[25]李秀彬.全球环境变化研究的核心领域-土地利用/土地覆被变化的国际研究动向[J].地理学报,1996,51(6):553-558.
[26]李亚云,杨秀春等.遥感技术在中国土地荒漠化监测中的应用进展[J].地理科学进展,2009,28(1):55-61.
[27]李真.多源遥感图像融合技术及土地荒漠化信息提取[D].山东:山东农业大学,2009.
[28]李祚泳.用B-P神经网络实现多波段遥感图像的监督分类[J].红外与毫米波学报,1998,17(2):153-156.
[29]廉毅,高枞亭,任红玲等.20世纪90年代中国东北地区荒漠化的发展与区域气候变化[J].气象学报,2001,59(6):730-736.
[30]林进,周卫东.中国荒漠化监测技术综述[J].世界林业研究,1998(5):58-63.
[31]刘爱霞,王长耀,王静等.基于MODIS和NOAA/AVHRR的荒漠化遥感监测方法[J].农业工程学报,2007,23(10):145-150.
[32]刘爱霞,王长耀,刘正军等.基于NOAA时间序列数据分析的中国西部荒漠化监测[J].武汉大学学报(信息科学版),2004,29(10):924-927.
[33]刘瑞,朱道林.基于转.移矩阵的土地利用变化信息挖掘方法探讨[J].资源科学,2010,32(8):1544-1550.
[34]刘同海,吴新宏等.沙漠化遥感信息研究综述[J].中国沙漠,2003,23(3):209-214.
[35]刘同海.TM数据草原沙漠化信息提取研究.北京:中国农业科学院,2005.
[36]刘拓.我国荒漠化防治现状及对策[J].发展研究,2009(3):65-68.
[37]刘文娟,常庆瑞,贾科利等.荒漠化地区土地覆被光谱特征与遥感信息提取方法研究[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2007,35(9):205-209.
[38]刘兴文,姜小光.不同时相遥感图像光机复合处理提取土地荒漠化信息研究[J].干旱区地理,1996 19(3):1-7.
[39]逯军峰,董治宝等.长江源区土地利用/覆盖现状及成因分析[J].中国沙漠,2009,29(6):1043-1048.
[40]那音太.基于3S技术的2l世纪初科尔沁沙地荒漠化评价研究——以科尔沁左翼后旗为例.内 蒙古:内蒙古师范大学,2008.
[41]潘伯荣.荒漠与荒漠化[J].生物学通报,2005,40(4):3-5.
[42]祁有祥,赵廷宁.我国防沙治沙综述[J].北京林业大学学报(社会科学版),2006,5(supp.):51-58
[43]祁元,王一谋,冯毓荪等.基于RS、GIS的宁夏土地利用动态变化分析[J].干旱区地理,2002,25(3):245-250.
[44]乔平林,张继贤,林宗坚.基于神经网络的土地荒漠化信息提取方法研究[J].测绘学报,2004,33(1):58-62.
[45]石玉芳,徐东瑞.河北坝上高原风蚀沙化遥感监测及防治对策[J].河北师范大学学报,1996,20(4):96-101.
[46]童小华,张学,刘妙龙.基于多光谱遥感影像分类的城镇用地变化研究[J].光谱学与光谱分析,2009,29(8):2131-2135.
[47]涂军.应用遥感技术调查草地荒漠化的研究[J].遥感技术动态,1990,(4):46-52.
[48]王葆芳.国内外沙漠化监测评价指标体系概述[J].林业科技通讯,1997(7):4-8.
[49]王建,李文君,宋冬梅等.近30年来民勤县土地荒漠化变化遥感分析[J].遥感学报,2004,8(3):282-288.
[50]王君厚,孙司衡.荒漠化类型划分及其数量化评价体系[J].干旱环境监测,1996(3):129-137.
[51]王涛,朱震达.我国沙漠化研究的若干问题-1,沙漠化的概念及其内涵[J].中国沙漠,2003,23(3):209-214.
[52]王涛.干旱区绿洲化、荒漠化研究的进展与趋势[J].中国沙漠,2009,29(1):1-9.
[53]王铁成,刘兴文.利用TM图像提取土地荒漠化信息的方法与效果—以阜康地区为例[J].遥感技术与应用,1994,9(1):34-41.
[54]王晓云.基于RS和GIS的敦煌市土地沙漠化研究[D].兰州:兰州大学,2009.
[55]王兆华,王莉霞,贾永健.河西地区土地利用变化的生态环境效应研究[J].安徽农业科学,2006,34(1):160-161,163.
[56]王正兴,刘闯,HUEFE Alfredo植被指数研究进展:从AVHRR-NDVI到MODIS-EVI[J]生态学报,2003,23(5):979-987.
[57]吴波,苏志珠等.荒漠化监测与评价指标体系框架[J].林业科学研究,2005,18(4):490-496.
[58]吴见,彭道黎.以土地利用为基础的多伦县沙质荒漠化评价遥感信息模型[J].中国农业大学学报2010,15(3):114-121.
[59]徐岚,赵羿.利用马尔柯夫过程预测东陵区土地利用格局的变化[J].应用生态学报,1993,4(3):272-277.
[60]杨光.基于3S的盐池县景观格局及荒漠化动态研究[D].北京:北京林业大学,2008.
[61]杨银生,余峰等.荒漠化监测与评价[J].宁夏农林科技,2009(3):68-69.
[62]于海洋,张振德,张佩民等.西藏土地荒漠化遥感监测[J].地球科学与环境学报,2007,29(3):316-320.
[63]于龙,周立,刘伟等.海北高寒草甸生态系统实验站地区的土地覆盖动态变化研究[J].安徽农业科学,2007,35(30):9619-9621.
[64]张铁军,徐涵秋.基于MNDWI水体指数的ASTER与ETM+影像交互比较研究[J],宇航学报,2010,31(4):1244-1252.
[65]张文华.荒漠化评价遥感信息模型的研究[D].哈尔滨:东北林业大学,2006.
[66]张学俭.基于遥感和GIS的宁夏盐池县土地利用_覆盖变化研究[D].北京:北京林业大学,2004.
[67]张玉贵,F. R. Beernaert,刘华.TM影像的计算机屏幕解译和荒漠化监测[J].林业科学研究,1998,11(6):599-606.
[68]张玉贵.TM影像的计算机屏幕解译和荒漠化监测[J].林业科学研究,1998,11(6):599-606.
[69]张占睦,芮杰.遥感技术基础[M].北京:科学出版社,2007.
[70]中华人民共和国国家标准GB/T 20483-2006土地荒漠化监测方法.
[71]朱震达.中国土地荒漠化的概念、成因与防治[J].第四纪研究,1998(2):145-154.
[72]Alex B. Owusu, Detecting and quantifying the extent of desertification and its impact in the semi-arid Sub-Saharan Africa:A case study of the Upper East Region, Ghana[D]. Ohio University, 2009.
[73]Alfredo D. Collado, Emilio Chuviecow, Ana Camarasa. Satellite remote sensing analysis to monitordesertification processes in the crop-rangeland boundary of Argentina [J]. Journal of Arid Environments. (2002) 52:121-133.
[74]Berry, L. and Ford, R.B.1977. Recommendations for a system to monitor critical indicators in areas prone to desertification. Program for International Development, Clark University, Worcester, Massachusetts, USA
[75]Di, L. (2003a):Land use pattern and land use change. In changing china:A geographical Appraisal (Eds. C. Hsieh and M. Lu). pp.17-31. Westview press, Boston, MA.
[76]Dongwook Ko,Nathan Bristow,David Green,Peter Weisberg.Canopy Cover Estimation in Semiarid Woodland:Comparison of Fiele-Based and Remote Sensing Methods[J]. Forest Science,2009,55(2):132-141.
[77]E. Y. LIANG, X. M. SHAO, J. C. HE.Relationships between tree growth and NDVI of grassland in the semiarid grassland of north China[J]. International Journal of Remote Sensing,2005,26(13): 2901-2908.
[78]Hernandez-Leal P A, Arbelo M, Wilson J S, et al. Analysis of vegetation patterns in the Hispaniola Island using AVHRR data[J]. Advances in Space Research,2006,38(10):2203-2207.
[79]Jaskolla F,Hirscheider A. Applying Remote Sensing Data in Desertification Monitoring[J]. Desertification Control Bulletin,1990(18):6-12.
[80]Kent W Hilbert. Land Cover Change within the Grand Bay National Estuarine Research Reserve:1974-2001[J]. Journal of Coastal Research,2006,22(6):1552-1557.
[81]Lambin E, Baulies X, Bockstael, et al. Land use and land cover change (LUCC) implementation strategy[R]. IGBP Report No.48 and HDP Report No.10. stockholm:IGBP,1999.
[82]Lisandro J Blanco,Carlos A Ferrando,Fernando N Biurrun. Remote Sensing of Spatial and Temporal Vegetation Patterns in Two Grazing System [J]. Rangeland Ecology and Management,2009,62(5):445-451.
[83]Official website of UNCCD:http://www.unccd.int/regional/menu.php.
[84]Reynolds, J.F., et al. Global Desertification:Building a Science for Dryland development. Science 316;847(2007); DOI 10.1126/science.1131634
[85]TUCKER, C.J.,1979, Red and photographic infrared linear combinations for monitoring vegetation. Remote Sensing of Environment,8, pp.127-150.