论文部分内容阅读
土地沙漠化是当今世界最为严重的环境—社会—经济问题之一，而中国是世界上受沙漠化影响最为严重的国家之一，沙漠化严重威胁着中国北方地区生态环境和社会经济可持续发展。内蒙古中西部地区横跨半干旱、干旱和极度干旱三个气候带，大部分地区属典型的大陆性季风气候区，是我国沙漠化与沙尘暴最为敏感的区域之一，土地沙漠化问题非常突出，迫切需要对区域土地沙漠化动态信息进行监测与评价研究。 遥感技术以其宏观性、综合性、获取信息量大、时间周期短等优势，已成为沙漠化监测与定量评价的重要数据来源和技术手段。本文主要基于MODIS长时间序列数据和TM数据，定量反演了5个沙漠化指标—土壤调正植被指数(MSAVI)、植被覆盖度(FVC)、地表反照率(Albedo)、陆地表面温度(LST)和温度植被干旱指数(TVDI)，并对5个指标空间分布和时空变化规律进行分析，结合决策树分类方法提取了2000-2014年内蒙古中西部地区沙漠化信息。采用地学图谱分析手段分析了不同时间尺度上沙漠化土地的时空复合图谱信息，对沙漠化土地类型变化、土地沙漠化的程度等进行分析;基于景观生态学理论，分析了2个典型区内不同空间尺度上沙漠化程度、面积的变化趋势。最后，依据面板数据模型结合气象数据，分析了研究区沙漠化的主要驱动因素及其贡献大小。主要取得以下几方面的结论: (1)遥感监测指标与决策树分类方法相结合，可以有效地提取沙漠化土地信息。2000-2014年内蒙古中西部地区沙漠化土地存在不同程度的逆转区与变化不稳定区，其中相对稳定逆转区是毛乌素沙地及其周边地区等，沙漠化土地变化较不稳定区域为浑善达克沙地中西部等部分地区，该区沙漠化土地呈先减少后增加的趋势。总体而言，2000-2014年内蒙古中西部地区的沙漠化程度与面积呈减轻与减少趋势的。 (2)沙漠化土地变化具有多时间尺度的特征，短时间尺度比较长时间尺度具有更大的不确定性，较好地解释了不同研究者关于沙漠化土地动态变化趋势所得结论存在很大差异、甚至趋势相反的原因。在10年尺度上研究区沙漠化土地面积减少趋势明显，而在5年尺度上，沙漠化土地总趋势仍是减少的、但存在波动性，即先减少后增加再减少;限于本论文所研究的时间段，研究认为在10年尺度或更长时间尺度上进行沙漠化土地动态变化及其成因机制的分析更合理，而在5年尺度上得到的沙漠化信息还存在很大的不确定性。如果直接用5年尺度起止时间来分析沙漠化变化趋势，还需要辅助更多的实地观测信息，如风沙活动信息等。 (3)沙漠化土地面积、程度，对空间尺度的响应不明显，但该变化主要与景观破碎度密切相关。景观破碎度越高，沙漠化土地面积越大;随空间尺度的增加，景观破碎度降低，沙漠化土地面积可能减少也可能增加，这与所采用的最小空间分辨率、研究区斑块平均面积及聚集度等因素有关。因此，用于沙漠化土地分析的遥感数据源不仅仅考虑其获取性、范围大小及时间尺度，还要结合地区景观格局特征。 (4)尝试采用经济学中的面板数据模型，定量化区分了研究区沙漠化的驱动因素。结果表明:2000-2014年内蒙古中西部地区的沙漠化土地变化，主要是由于人为因素导致的，自然因素相对贡献率只有20.83％。但该结果是相对的，该方法不能分析每一个栅格单元上的沙漠化驱动因素相对贡献率，沙漠化驱动因素定量化方法需进一步完善。