腾格里沙漠东南缘荒漠—绿洲过渡带土地沙化动态变化研究

作     者：刘晓茜 

作者单位：内蒙古师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：海春兴

授予年度：2020年

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

主      题：荒漠-绿洲过渡带 土地沙化 时空演变 荒漠化差值指数 腾格里沙漠 

摘      要：荒漠-绿洲过渡带是荒漠和绿洲之间物质与能量交换的连接地带,其稳定性对绿洲内部生态系统服务供需平衡具有重大影响。地处沙漠边缘的过渡带极易发生土地沙化,这将导致当地生物和经济生产力的损失,而且在大多数情况下,会造成植被种类和数量的减少以及地表裸露土壤持续增加。进行土地沙化的时空动态变化研究,确定其影响因素,是防治土地沙化的关键。利用遥感动态监测手段,可以了解土地沙化的空间分布变化、成因,提高监测、预警和缓解的效率,从而更快地确定土地沙化的影响程度,以期应对和适应土地沙化有关的未来风险。以腾格里沙漠东南缘荒漠-绿洲交错带为研究区,利用1986、1991、1996、2001、2006、2011、2018年7期遥感影像,建立荒漠化差值指数(DDI)模型,勾绘1986、1996、2006及2018年共4期遥感影像中的沙漠边界,监测分析自1986年以来,33年间研究区土地沙化动态变化,并利用相关性分析法确定土地沙化的主要影响因子,进而探讨这些因子在土地沙化中发挥的作用。结果表明:采用DDI(荒漠化差值指数)模型对于研究区土地沙化程度分级,达到了较为理想的结果。对DDI模型分类后的图像进行精度验证,Kappa系数位于0.768.796之间,说明荒漠化差值指数分类一致性处于显著状态,即利用DDI模型对土地沙化程度分级是可行的方法。自1986年以来,研究区土地沙化程度由西到东逐步减轻。重度、中度沙化土地主要分布在研究区中西部,即通古勒格淖尔苏木、木仁高勒苏木西北部和巴润别立镇西北部;轻度沙化土地主要分布在中东部地区,即木仁高勒苏木中部、巴彦浩特镇西部及巴润别立镇东南部;未沙化土地分布在即木仁高勒苏木东部、巴彦浩特镇东部和巴润别立镇东部;林地与耕地主要分布在东部贺兰山地区。1986年-2018年研究区土地沙化过程呈逆沙漠化发展,但在1996年-2001年沙漠化扩张。1986年-1991年重度与中度沙化土地面积分别减少为396.67 km和211.09 km,1991年-1996年沙化土地占比为91.32%,土地沙化呈逆转趋势;1996年-2006年中度、中度沙化土地面积增加,沙化程度加重;2006年-2011年未沙化土地动态度最大,为8.79%,重度沙化土地面积减少为1067.91 km,2011年-2018年沙化土地占总面积的85.97%,逆沙漠化现象好转。1986年-2018年各类土地相互转移,整体表现为沙化土地向非沙化土地转移。1986年-1991年间中度和重度的沙化土地互相转移,且两者转出面积大于转入面积;1991年-1996年中度与重度主要转出为轻度和未沙化土地,沙化状况得到改善;1996年-2001年沙化土地转入面积大于转出面积,沙化面积增加;2001年-2006年沙化土地转入面积较少,但中度和重度转入面积大于转出面积,仍存在沙化风险;2006年-2018年中度与重度相互转移,非轻度沙化土地转入面积最多,沙化程度减轻。1986年-2018年沙漠边界随时间变化移动明显,且研究区南端(巴润别立镇)尤为明显。其中,1986年-1996年和2006年-2018年边界向西,即靠近沙漠一侧移动,平均移动速率分别为57.15 m/a和78.50m/a;1996年-2006年向东,即靠近绿洲一侧移动,移动速率最快,为179.38 m/a。气象因子对研究区土地沙化动态变化有重要影响。其中年蒸发量、年大风日数及年沙尘暴日数与沙化土地面积增加相关性显著。