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鄱阳湖沙化土地香根草恢复试验研究——以多宝乡沙山为例

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鄱阳湖沙化土地香根草恢复试验研究——以多宝乡沙山为例

作者：黄佳超江西师范大学

学位级别：硕士

土地沙化已经成为我国乃至全世界发展所面临的大问题,受到国家的高度重视,也是学科研究热点。受地域与环境的影响,沙化治理南北方存在一定的差异,在北方主要有生物与工程措施,而南方主要为生物修复措施。已有研究表明,鄱阳湖沙化区生物... 详细信息

土地沙化已经成为我国乃至全世界发展所面临的大问题,受到国家的高度重视,也是学科研究热点。受地域与环境的影响,沙化治理南北方存在一定的差异,在北方主要有生物与工程措施,而南方主要为生物修复措施。已有研究表明,鄱阳湖沙化区生物修复措施主要体现在本地物种蔓荆子和外来抗旱优势种湿地松,但在更贫瘠与沙化更为严重的区域,湿地松与蔓荆子生存受限。本研究结合香根草在公路护坡固土与抗旱性方面的特性,在研究区探索性的进行香根草种植试验。通过鄱阳湖沙化区的多年野外调查,以湿地松的研究和香根草种植试探性研究为基础,分析研究区生态修复过程中存在的问题;并从2015年2月到2016年3月期间,每月定期在鄱阳湖沙化土地示范区已设香根草样方中,在生长期(2-9月)对香根草各生长指标(高度、分蘖数)进行监测,在香根草生长末期(9月底)进行另外生长指标(如叶宽、最长根、新根数等)测定。通过在示范区不同距湖尺度上,设置不同样方(近、中、远、繁殖区和对照组),分析香根草在生长过程、生物量和生长指标差异,并分析其对生态环境的影响。主要研究结论体现在香根草与环境的相互作用,具体结论如下。环境对香根草生长的影响:(1)香根草对研究区适应性较强,但是较非沙化区生长差距明显。香根草的各项生理指标反映,香根草在沙化区的生长处在其生理耐受限内,单蔸统计下存活率高达100%,较湿地松更适合在鄱阳湖沙化环境恶劣区作为先锋物种;但生长高度较2km外农田内香根草要低80cm±9cm,分蘖数要少205蘖,肥力与水分条件的不同对其生长有较大的影响。(2)在种植初期的土壤温度、含水量及土壤元素无显著差异条件下,但研究区香根草种植在时间上和空间上生长有一定差异,高度分布在102.63cm±3.67cm;香根草生长期内生长高度差异在距湖尺度不明显,分蘖由近到远呈增长趋势;刈割处理和分蘖繁殖多有利于分蘖数的增加,分蘖数仅减少23.82%,但是会影响香根草高度的增长;距湖较近有利于香根草叶宽和根冠比;距湖的远近,在细微程度上改变各样方环境,影响各样方香根草指标间差异。(3)香根草株高和分蘖受温度、降雨和风力三种因子共同影响,最高为风力因子,其次为温度、降雨,且距湖由近到远影响显著性存在下降趋势;微地形与植被组合对香根草的生长存在正反馈关系;地形因子未显著性影响香根草的生长。香根草对环境产生的效益:(1)香根草对所在区土壤全年温度有一定的调节作用,最多下降可达1℃,且有效的减少变异系数,但是对垂直方向上温度变异系数影响小。(2)土壤年平均含水量明显高于裸地,且由距湖近到远呈增长趋势;年内各土层变异系数(0.45.89)较裸地(0.4.75)更大,且土层均为速变层;各样方不同时间点和土层深度土壤含水量均较为一致,仅3月底裸地低于香根草区域;香根草在降雨初期有显著的截留效果,且能缩短降雨下渗深度。(3)香根草种植对土壤养分的增加与保持有较明显效果,刈割处理(0.47)较未刈割处理(0.35)和裸地(0.3)要高,掩埋处理效果(平均0.53)优于放置处理(0.41),且随距湖远近,土壤有机质含量呈上升趋势;对土壤氮元素有一定的保持作用,但是会吸收并降低土壤磷含量。

关键词：鄱阳湖沙化土地香根草影响因子生态效益

GIS及景观熵模型在沙化土地监测与评价中的应用研究

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GIS及景观熵模型在沙化土地监测与评价中的应用研究

作者：申卫博西北农林科技大学

学位级别：硕士

随着气候干早、水资源减少以及土壤风蚀的加剧,近些年来,中国北部农牧交错区的生态环境面临巨大的威胁,其中土地沙化是影响当地经济发展以及造成环北京地区沙尘暴的主要原因之一。沙化土地监测可以为沙化土地工程治理及决策提供有效的... 详细信息

随着气候干早、水资源减少以及土壤风蚀的加剧,近些年来,中国北部农牧交错区的生态环境面临巨大的威胁,其中土地沙化是影响当地经济发展以及造成环北京地区沙尘暴的主要原因之一。沙化土地监测可以为沙化土地工程治理及决策提供有效的技术支持,它是治理土地沙化的首要环节。GIS技术是航天航空技术与计算机技术的高度融合,具有信息量大、形象直观、宏观、准确等特点,是沙化土地监测的有效工具。木文选取位于农牧交错带内的承德市北部丰宁县作为典型研究区,对该地区沙化土地类型进行了详细的地面调查和光谱测量,选用多时相Landsat-TM遥感数据,研究建立了一个完整的沙化土地监测系统。主要工作如下: (1)沙化土地现状监测对于沙化土地信息的提取,木文选用沙化土地和其它地类具有最大光谱差异时相的遥感影像,通过分析地面光谱测量数据,结合地面调查数据,提出了运用中红外波段和可见光波段综合提取沙化土地信息的方法,该方法对于沙化土地信息提取的精度达90%上。 (2)沙化土地程度评估和传统的利用植被来描述研究区域的沙化土地状况不同,本文力图结合植被的动态变化因子与固定因子(如土壤质地)来描述土地沙化状况。在进行沙化土地信息提取的基础上,将土地覆盖和利用、土壤类型和植被净第一生产力三个因子分级、结合景观熵值,利用图形叠加进行沙化程度的评估。 (3)综合评价指标的应用对于沙化评价过程中量化指标综合的方法,多数学者都采用根据经验给定每一等级中各指标阈值的方法确定评价单元的沙化等级,如朱震达、罗扎诺夫、胡孟春、李振山、王君厚等,但以上指标主要依靠植被盖度和风蚀地表所占百分比,没有考虑沙化景观的空间结构及稳定性,并且评价指标体系里面没有考虑尺度问题,没有提及指标体系适合的尺度范围。本文以承德北部丰宁县为研究区,对景观熵模型进行了验证。结果表明在二级尺度下,其结果完全符合实际情况。

关键词：沙化土地遥感 GIS 景观熵模型光谱

重点地区沙化土地地理信息系统(GIS)的建立

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水土保持学报 2002年第4期16卷 141-143页

作者：姜英李谭宝国家林业局西北林业调查规划设计院陕西西安710048

利用重点地区沙化土地详查数据,建立了具体到小斑地块的沙化土地属性数据及空间数据档案,并使之成为一个可视的多元化信息系统。该系统将沙化土地信息纳入其所在空间环境当中,使其更加直观、形象,便于应用分析,同时为沙化土地监测和规... 详细信息

利用重点地区沙化土地详查数据,建立了具体到小斑地块的沙化土地属性数据及空间数据档案,并使之成为一个可视的多元化信息系统。该系统将沙化土地信息纳入其所在空间环境当中,使其更加直观、形象,便于应用分析,同时为沙化土地监测和规划提供一个辅助决策手段。

关键词：地理信息系统重点地区 GIS 沙化土地

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多源遥感影像沙化土地信息提取研究

多源遥感影像沙化土地信息提取研究

作者：王娟敏西北大学

学位级别：硕士

土地资源是人类生存的基础，随着世界人口的剧增和全球气候环境的变化，土地荒漠化问题特别是沙化问题的危害性日益凸现。遥感与GIS的结合是沙化土地监测必不可少的重要手段，它不仅可提供对沙化土地现状的及时定量分析，还能从时空不... 详细信息

土地资源是人类生存的基础，随着世界人口的剧增和全球气候环境的变化，土地荒漠化问题特别是沙化问题的危害性日益凸现。遥感与GIS的结合是沙化土地监测必不可少的重要手段，它不仅可提供对沙化土地现状的及时定量分析，还能从时空不同尺度提供对沙化土地状况的动态监测和快速评价，为沙化土地的进一步控制及预测提供科学依据。对不同传感器的遥感图像进行不同方法的沙化信息提取研究，可以得到针对不同影像的沙化信息提取较为满意的方法。CBERS-2、Landsat-5 TM和SPOT-5图像是目前我国在沙化土地研究中应用较为普遍的遥感数据。本文通过对这三种图像上不同类型沙化土地影像特征、光谱特征的研究，从中挖掘光谱知识，建立基于光谱知识的沙化土地提取模型。研究表明，使用该方法提取各类型沙化土地信息总体精度在80％以上，其中TM影像提取精度最高，CBERS-2提取精度最低，说明使用光谱知识分类的结果精度与影像的空间分辨率没有正相关的关系。使用波谱角分类法分别对CBERS-2、Landsat-5 TM、SPOT-5及TM和SPOT-5融合的影像进行不同类型的沙化信息提取研究，总体精度在85％以上。其中，融合影像提取精度最高，SPOT-5影像次之，TM影像提取精度最低，说明使用波谱角分类法提取的结果精度与影像空间分辨率有一定的正相关关系，即空间分辨率越高，沙化信息的提取精度也越高。分别对基于不同方法及不同传感器图像的不同类型沙化信息提取结果进行精度对比分析，并得出结论：波谱角分类法比光谱知识法提取信息更加方便和快捷，且精度较高。其中，使用该方法提取的TM和SPOT-5融合影像的沙化信息精度最高，SPOT-5次之，而使用该方法提取的CBERS-2沙化信息精度也要高于其他组合。从实际应用方面来说，我国现在已经免费发放CBERS-2数据，TM数据的价格要低于SPOT-5数据。因此，省级以上的大范围沙化土地监测，选用CBERS-2可以满足精度要求;在个别的重点监测区选用SPOT-5影像精度更高;在经济条件许可的情况下，可以将多光谱影像和高分辨影像进行融合，提取效果会更好。

关键词：沙化土地 CBERS-2 Landsat-5 TM SPOT-5 光谱知识波谱角分类影像融合

面向对象的沙化土地GF-1遥感分类技术研究

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面向对象的沙化土地GF-1遥感分类技术研究

作者：李长龙中国林业科学研究院

学位级别：硕士

当前,我国防沙治沙形势依然十分严峻,在干旱、半干旱及半湿润地区,由于不合理的人类活动与脆弱的生态环境相互作用造成土地生产力下降、土地资源丧失、地表呈现类似沙漠景观的土地退化。我国是受土地沙化侵害最严重的国家之一,实时了解... 详细信息

当前,我国防沙治沙形势依然十分严峻,在干旱、半干旱及半湿润地区,由于不合理的人类活动与脆弱的生态环境相互作用造成土地生产力下降、土地资源丧失、地表呈现类似沙漠景观的土地退化。我国是受土地沙化侵害最严重的国家之一,实时了解和掌握我国的沙化土地分布、范围和动态对于分析我国沙化土地的变化过程以及生态工程的成效等都有十分突出的作用。目前国家林业局全国沙化土地监测多以地面调查结合遥感影像的目视解译进行,地面调查需要较多的人力、物力、财力,而目视解译的结果不仅与技术人员的水平相关而且这种目视解译的方法并没有充分利用遥感影像的信息,造成遥感影像极大的浪费,这样对于更加准确地动态分析我国沙化土地的发生发展过程造成一定的困难。沙化土地与其他土地覆被类型相比又呈现复杂的特征,它不仅与植被的覆盖度相关同时还受到土壤类型的影响。因此,在多尺度上研究和发展针对沙化土地的遥感识别方法迫在眉睫。本文以浑善达克沙地为研究区,以GF-1卫星数据、GF-2卫星数据和TM系列数据为数据源,以野外调查的样地信息为评价数据,首先比较了两种遥感影像分割方法并提出了改进的方法,然后在多尺度的遥感影像分割中研究了不同沙化土地类别最优分割尺度的确定方法,然后针对多达60多种的遥感影像特征,本文提出了最优影像特征选择方法并形成了沙化土地类型遥感识别流程图。在上述研究的基础上,对遥感影像空间尺度上的尺度效应和不同年份间浑善达克沙地沙化土地的变化情况进行了分析,主要的研究结果如下:(1)分形网络进化分割算法有较高的适用性,算法的实现效率也较高,但是单一尺度下的分割效果不够理想,需要多尺度分割。Full Lambda-Schedule算法是基于全局优化的算法,分割的结果更好,但是运算量巨大,效率较低,不适合大范围遥感影像的处理,需要先将影像进行过分割再用该算法进行影像分割,这样降低了运算量,提高了运算效率,具有一定的适应性。为了确定在多尺度分割中每个地物类别的最优分割尺度,本文将本来自动选择最优分类特征的J-M距离运用到最优分割尺度选择中再综合运用最终的分类精度来确定每个地物类别的最优分割尺度。(2)基于GF-1数据特点共产生了60多种对象特征,并综合运用信息增益比、J48决策树、随机树、标准差和变异系数等人工选择影像特征。基于上述研究结果形成了沙化土地类型遥感识别流程图并得到了浑善达克沙地的沙化土地分布图。与传统的基于像元的分类相比,该方法精度较高,达到了85.61%,椒盐现象不太明显;与其他面向对象的分类研究相比,该方法整体的处理范围更大,达到了200km×200km,具有较高的可复制性,使更大范围的基于GF-1卫星的沙化土地类型遥感识别的研究成为可能。(3)基于上述研究结果提出将评价类别间可分离性的J-M距离方法应用到对遥感数据空间分辨率的研究得到了沙化土地的尺度效应,结果说明遥感影像的空间分辨率越高并不一定分类的精度就越高,对于某个特定的沙化土地类别是存在一个最优的空间分辨率,在此分辨率下,沙化土地的分类精度达到最高。此外,本文在2002年和2013年的沙化土地评价结果的基础上完成了十年间的沙化土地变化监测和动态分析。2002年和2013年浑善达克沙地总体的沙地面积分别为21740 km2和20542 km2,沙地总面积减少了约1192 km2,占原有沙地面积的5.48%。2002年和2013年的固定沙地分别为7116 km2和5613 km2,半固定沙地分别为10861 km2和10320 km2,流动沙地分别为3763 km2和4609 km2。由此可以看出,浑善达克沙地的沙化土地类型主要以半固定沙地为主,固定沙地的面积次之,流动沙地的面积最小,沙化情况在一定程度上得到遏制。

关键词：沙化土地多尺度分割最优分割尺度最优特征选择动态分析

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从沙化土地现状看当前防沙治沙的任务

林业资源管理 1998年第5期 49-52页

作者：康晓达西北林业调查规划设计院

在我国西北、华北北部和东北西部等地分布着大面积的沙化土地，生态环境脆弱，土地沙化形势严重，给当地社会经济发展和人民群众生活造成很大危害。本文以全国沙化土地普查结果为依据，对沙化土地现状及其形成原因作了分析，探讨了我国... 详细信息

在我国西北、华北北部和东北西部等地分布着大面积的沙化土地，生态环境脆弱，土地沙化形势严重，给当地社会经济发展和人民群众生活造成很大危害。本文以全国沙化土地普查结果为依据，对沙化土地现状及其形成原因作了分析，探讨了我国当前防沙治沙的主要任务。

关键词：沙化土地现状防治任务

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科学推进荒漠化综合治理

实践 2024年第4期 48-50页

作者：王志平巴彦淖尔市委

习近平总书记去年在内蒙古自治区巴彦淖尔市考察,主持召开加强荒漠化综合防治和推进“三北”等重点生态工程建设座谈会时提出,要勇担使命、不畏艰辛、久久为功,努力创造新时代中国防沙治沙新奇迹。自治区党委、政府第一时间成立推进“... 详细信息

习近平总书记去年在内蒙古自治区巴彦淖尔市考察,主持召开加强荒漠化综合防治和推进“三北”等重点生态工程建设座谈会时提出,要勇担使命、不畏艰辛、久久为功,努力创造新时代中国防沙治沙新奇迹。自治区党委、政府第一时间成立推进“三北”等重点生态工程建设领导小组,提出关乎内蒙古当前及长远发展的防沙治沙和风电光伏一体化工程,计划到2030年,通过实施一体化工程,全区新能源装机达到1.19亿千瓦(其中光伏装机9600万千瓦)风电装机2300万千瓦,综合治理沙化土地1151万亩。

关键词：生态工程建设防沙治沙领导小组沙化土地一体化工程荒漠化巴彦淖尔市综合治理

鄱阳湖沙化土地湿地松生物量形成及碳蓄积研究

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鄱阳湖沙化土地湿地松生物量形成及碳蓄积研究

作者：朱悦江西师范大学

学位级别：硕士

以鄱阳湖沙化土地研究示范区内的湿地松人工林生态系统为研究对象,将野外观测采样与室内试验相结合,对三种不同沙化类型(重度、中度、轻度)的湿地松移栽后生长过程、对当地环境的适应性及生物量、碳蓄积量的变化进行研究;分析湿地松人... 详细信息

以鄱阳湖沙化土地研究示范区内的湿地松人工林生态系统为研究对象,将野外观测采样与室内试验相结合,对三种不同沙化类型(重度、中度、轻度)的湿地松移栽后生长过程、对当地环境的适应性及生物量、碳蓄积量的变化进行研究;分析湿地松人工林在鄱阳湖沙化土地生态重建及植被恢复中发挥的重要作用,及对沙化土地的固碳效益。研究结果表明:(1)总体上试验区内湿地松林移栽后对当地生态环境的适应性较好,林木生长快、生命力旺盛,这与湿地松正处在幼年时期有关;移栽效果受苗木育苗时间长短的影响,育苗两年幼苗比育苗一年幼苗表现出更强的适应性,其抗逆性强、存活率高,移栽一年后存活率保持在80%以上,移栽效果较好;建议对鄱阳湖沙化区的治理和生态恢复应优先选择移栽育苗两年的湿地松苗木。(2)沙地涵养水源能力弱,有限的降水量很难有效转化为被植被利用的土壤水资源,必须推广深穴种植技术以提高湿地松幼苗存活率;此外轻度沙化区离鄱阳湖岸相对较远,受风沙侵蚀的影响较弱,生境相对优越;对鄱阳湖沙化区的生态恢复建设应优先从轻度沙化区开展,再逐步推进到中度、重度沙化区。(3)试验区在引种湿地松之后,生态功能正逐渐恢复,随湿地松林初级生产力的不断提高,生态系统呈现健康稳定的发展趋势。湿地松林生物量和材积量均呈现快速增长趋势,以轻度沙化区为例,定植4年后,地上生物量和材积量分别为55.77t/hm2、97.95m3/hm2;树干生物量占地上总生物量比重不断增加,枝生物量比重不断减少,叶生物量比重基本保持稳定;其材积生长潜力巨大。(4)生态功能恢复越好的地区,碳蓄积量越大,生态系统固碳效益越强。重度、中度和轻度沙化区湿地松林地上部分碳蓄积量分别为:0.56t/hm2、1.96t/hm2、27.13t/hm2;林下植被层碳含量略低于乔木层,范围在36%7%间;土壤碳蓄积量则主要集中在表层0-10cm土层中。此外,轻度沙化区由于林内郁闭度过高,不利于林下植被层的健康发展,影响了轻度沙化区固碳功能的发挥。建议应合理控制湿地松林的栽植密度,完善群落结构。

关键词：沙化土地生物量碳蓄积湿地松鄱阳湖

基于SDLIS的中国北方沙化土地动态变化研究

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基于SDLIS的中国北方沙化土地动态变化研究

作者：姜英西北大学

学位级别：硕士

我国北方沙化土地的演变是一个缓慢而复杂的过程，研究其时空分布规律和动态变化规律，对了解沙化土地分布特征、变化过程、变化趋势和变化原因具有十分重要的意义。遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)技术相结合作为一种... 详细信息

我国北方沙化土地的演变是一个缓慢而复杂的过程，研究其时空分布规律和动态变化规律，对了解沙化土地分布特征、变化过程、变化趋势和变化原因具有十分重要的意义。遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)技术相结合作为一种监测手段，对于及时准确地研究我国北方沙化土地的动态变化是非常有效的。本文在阐述沙化土地动态变化研究的目的、意义和现状的前提下，提出了以3S为技术支撑建立中国北方沙化土地信息系统(SDLIS)的构建思路。即通过卫星影像的处理、判读，辅以GPS地面定位调查及其它调查方法获得中国北方沙化土地基础数据;分别应用FoxPro和Arc＼info软件建立中国北方沙化土地属性数据库和空间数据库;最后利用Arcview软件将属性数据库和空间数据库进行连接建立SDLIS。利用建立的SDLIS对中国北方沙化土地空间分布规律和动态变化特征进行分析。在对总体变化特征进行分析的同时，选取实验样区对局部地区的变化特征进行对比分析。研究表明，我国北方沙化土地空间分布从西到东呈递减趋势，与气候类型的分布相吻合;从时间尺度上分析我国北方沙化土地局部地区呈逆转趋势，但总体上呈扩大趋势，具体表现为中部地区沙化土地扩展速度较快，东部次之，西部地区最慢;从沙化土地类型上分析，流动沙地面积减少，半固定、固定沙地面积增加。

关键词： SDLIS 沙化土地遥感图像处理动态变化研究空间数据属性数据