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《内蒙古农业大学》 2018年
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锡林郭勒草原荒漠化灾害风险评估研究

李雨薇  
【摘要】:荒漠化是锡林郭勒草原最主要的土地退化形式之一,它导致可利用草地资源的丧失、生物生产量降低,使得生态环境的严重恶化。前人在该区已开展多年的荒漠化研究,其中大多研究成果是对荒漠化土地类型进行判定或评价,而有关荒漠化的影响及其造成的后果方面的研究相对较少。荒漠化灾害风险评价是荒漠化灾害发生、发展的可能性及其造成损失的可能性。它既强调了灾害的自然强度,又考虑了荒漠化的影响及危害,为荒漠化定量化研究提供了新的思路与方向。本研究以锡林郭勒草原荒漠化为研究对象,从土壤-植被-大气-水文过程和人为活动角度出发,以区域灾害系统论和自然灾害风险理论为指导,以多源数据融合为手段,利用集对分析、格网GIS、最优分割等数理统计方法构建草原荒漠化灾害风险评价模型,进行了该区1990、2000、2010和2015年四期荒漠化灾害风险动态评价及区划,并提出研究区分类型与分区域的风险应对策略,以期为锡林郭勒草原合理开发与利用、开展因地制宜的防沙治沙工作提供科学依据。主要结论包括:(1)锡林郭勒草原荒漠化时空演变特征通过目视解译方法,分别对研究区1990、2000、2010和2015年Landsat TM影像进行解译,统计出四期荒漠化土地面积及其转移特征。结果显示:在1990-2015年期间,锡林郭勒草原荒漠化经历了发展-逆转-轻度逆转的过程。在研究时段内,荒漠化面积占研究区总面积的50%以上,以轻度荒漠化土地为主。在空间上,荒漠化程度从西南到东北呈由高到低的变化特征。(2)荒漠化对草原土壤与植被的影响分析在锡林郭勒草原13个点(包括不同程度荒漠化土地和未荒漠化土地)进行了土壤样品和植被样品的采集,分别对土壤机械组成、pH、碳酸钙和有机质进行了室内测定;利用植被样方中统计的植物群落多度、盖度、频度等数据对植被群落物种多样性指数、均匀度指数和丰富度指数进行计算,最后对植被地上生物量进行了统计。结果显示:中和重度荒漠化导致土壤砂粒含量增多、粉粒和粘粒含量减少。轻度荒漠化则只对土壤砂粒含量造成影响;荒漠化会使得土壤碳酸钙含量增多;重度荒漠化土地土壤pH含量较高,中和轻度荒漠化对土壤pH影响不显著;土壤有机质随着荒漠化程度的增加而减少;重度荒漠化土地植被物种多样性和丰富度较低、均匀度较高;中、轻度荒漠化则只对植被群落特征单一指数有影响;中、重度荒漠化土地植被地上生物量较未荒漠化土地有所减少,轻度荒漠化则对其影响不大。总之,轻度荒漠化对土壤理化性质和植被群落特征及生物量的影响较小,且其在研究区荒漠化土地中占主导地位,若在荒漠化发展初期对其进行有效的治理与防范,可以有效抑制荒漠化的发生和发展,降低荒漠化灾害风险。(3)锡林郭勒草原荒漠化灾害要素分析根据区域灾害系统论和荒漠化灾害形成机理,本研究从致灾因子、承灾体和孕灾环境三个方面对锡林郭勒草原荒漠化灾害要素进行了识别与分析。结果显示:从1990年代末至2017年研究区干旱发生频数和持续时间明显增加,有严重的干旱化趋势;起沙风日数则呈波动下降趋势;1980-2000年间研究区载畜量和开垦率均呈增加趋势,随后开始下降;草地为研究区最主要的土地利用方式,占研究区80%以上,其次为耕地;锡林郭勒草原人口呈线性增加趋势,农业人口比例较高;经济以第二产业为主,第一产业比例不高;研究区气温呈波动上升趋势,降水则与之相反,但变化幅度不大。研究区西部地区以荒漠草原为主,土壤大多为栗钙土和半固定风沙土,易发生荒漠化。(4)锡林郭勒草原荒漠化灾害风险评价根据自然灾害风险理论,从致灾因子危险性、承灾体的暴露性和脆弱性三个角度出发,融合气象数据、遥感数据、实测数据和社会经济等多源数据,利用集对分析法、熵组合权重法和格网GIS等方法,构建了锡林郭勒草原荒漠化灾害风险评价指标体系与模型,并对该区1990、2000、2010和2015年的荒漠化灾害风险进行了动态评价与区划。结果显示:研究区荒漠化灾害风险经历了增大-减小-增大的过程;空间上,研究区西部易出现高和极高风险,极高风险等级的重心点由正镶白旗南部迁移至苏尼特左旗中部,从侧面证实了荒漠化灾害风险等级在西部呈增高之势,而极低风险等级和低风险等级主要集中在西乌珠穆沁旗,亦说明了东北地区荒漠化灾害风险等级较小。
【学位授予单位】:内蒙古农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S812

【参考文献】
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