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新疆土地荒漠化时空变化特征及驱动因子分析

龚新梅  
【摘要】: 土地荒漠化是全球最严重的生态环境问题之一,在世界上造成了严重的环境恶化和经济贫困,被列入威胁人类生存的十大环境与发展问题之首。我国是世界上受荒漠化危害最为严重的国家之一,每年因荒漠化造成的直接经济损失高达540亿元人民币。因此,荒漠化的研究对于中国具有十分重要的意义。新疆位于中国西部边陲,是我国荒漠化面积最大、分布最广的省区,也是荒漠化危害最严重的地区之一。百余年来由于人口增加,过度的土地开发等人类活动诱发的土地荒漠化带来一系列生态环境问题,使资源的开发利用受到严重制约,成为制约当地经济发展的一个主要障碍。本文利用遥感和地理信息系统等手段,对新疆荒漠化区域特点、动态特征、监测指标、驱动因子等方面进行了研究,并对新疆荒漠化的防御与治理提出建议。主要在以下几个方面展开研究工作: 1.在前人土地荒漠化的研究基础上,通过对比、归纳的方法深入地阐述土地荒漠化定义的内涵和外延;理清各类相似概念之间的区别与联系,为荒漠化土地的判别、荒漠化程度的划分以及驱动因子的确定奠定了理论基础和依据; 2.以较长时间序列的遥感数据为基础,以RS和GIS为工具,选择了在干旱区对植被覆盖度上有较好敏感性的FVC的斜率作为荒漠化监测指标,利用1982~2000年期间新疆FVC斜率变化来反演新疆土地荒漠化的时空分布、面积变化,分析新疆荒漠化多年来动态变化特征; 3.将土地荒漠化图与植被类型进行叠加,分析土地荒漠化与植被类型之间的关系,得出荒漠化多发生在平原低覆盖草地和山地低覆盖草地,该植被类型地表裸露相对较多,很容易受到自然或者人为的恶劣干扰,属于荒漠化多发生地区,是干旱地区植被类型中比较脆弱的环节; 4.将土地荒漠化图与土壤类型进行叠加,发现荒漠化在半水成土和漠土上发育比较普遍,而盐碱土类型上出现荒漠化逆转,说明多年来新疆对于盐碱地的改良和利用取得了有效的改善; 5.以1960~2004年的气象资料为基础,从时间序列分析的角度,利用空间插值等技术分析近几十年新疆的气候变化特征及这种变化对于新疆土地荒漠化的影响。结果显示,近45a新疆的降水呈增加趋势,使整个区域生态环境产生正面效应,导致植被好转,荒漠化逆向发展;气温有增暖趋势,这种趋势对整个区域的生态环境会产生负面效应,地表变干,植被衰退,荒漠化正向发展。干燥度呈下降趋势,可以认为降雨的变化幅度大于温度的变化幅度,也就是说气候的这种变动对环境的正面效益大于负面效益,荒漠化负向驱动大于正向驱动;而水分和热量的区域分配不均却是导致新疆荒漠化正向发展的因素之一; 6.根据新疆生态气候特征和生物地理规律对Holdridge生命地带分类模型进行修正,分析新疆近几十年来气候变化所引起的植被变化对于新疆土地荒漠化的影响。40多年来,新疆生命地带的类型数量并没有产生变化,只是各类型的面积和斑块数的变化,多样性有所波动,但是波动不大,也就是说生命地带多样性的震荡幅度不大,整个生态环境处于一种相对稳定的状态,这种稳定的生态环境状态有利于荒漠化的逆向发展; 7.以新疆的社会、经济等各方面条件为本底,结合多年统计资料对新疆土地荒漠化发生的机理进行研究,揭示新疆土地荒漠化发生发展的人为驱动因子。系统阐述在人类活动的干扰下土地荒漠化的基本原因; 8.利用Arcmap软件从中国资源环境1km-Grid-Dis(1km栅格数据库)中切出新疆数据,并应用GPS定位,在野外进行实地核对,对数据进行修正,建立拓扑关系,并对一些类型进行合并,最后形成1980s和1990s两个时相的土地利用现状图。利用该数据进行多边形叠加、转移矩阵等方法,分析80年代到90年代新疆土地利用格局的变化对于新疆土地荒漠化的影响,揭示土地利用动态变化与土地荒漠化过程的反馈关系; 9.从地貌演化的角度出发,以动力学为基础,建立量化荒漠化系统中人为作用的数学模型,对新疆南北疆土地荒漠化过程中人为作用进行量化尝试,得出荒漠化过程中北疆人文因素所占比例为66.55%,自然因素占33.45%;南疆人文因素所占比例为57.33%,自然因素所占的比例42.67%。从而得出人文因素在新疆的荒漠化过程中起的作用大于自然因素作用的结论。同时得知南疆由于自然条件比北疆恶劣,比北疆更容易受到自然条件的影响,所以北疆的荒漠化受人为干扰要比南疆受人为干扰大; 10.根据新疆土地荒漠化的区域特征、荒漠化现状、驱动因子等的研究,结合新疆区域特点,运用生态经济学原理及系统论的思想,提出具有新疆区域特点的荒漠化的防治对策、恢复和重建措施与优化模式。


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