晉北地區(qū)土地沙化的環(huán)境特征及時空格局研究
發(fā)布時間:2018-02-27 15:29
本文關(guān)鍵詞: 晉北地區(qū) 土地沙化 環(huán)境特征 時空格局 出處:《山西大學(xué)》2015年碩士論文 論文類型:學(xué)位論文
【摘要】:山西省是風(fēng)蝕沙化問題嚴(yán)重的地區(qū),尤其是典型半干旱農(nóng)牧交錯區(qū)的北部和西北部。本文分析了30多年來晉北地區(qū)土地沙化氣候環(huán)境的突變、時空特征,以及10多年來該區(qū)域的植被時空變化及土壤質(zhì)地的分布特征,揭示氣候、地表環(huán)境與沙化土地的相互關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,提出了以沙丘活動指數(shù)、植被指數(shù)NDVI和土壤可蝕性因子為主的晉北地區(qū)沙化指數(shù)及等級劃分體系,分析10多年來沙化土地的空間分布、面積大小以及動態(tài)變化特征;并將BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于沙化指數(shù)的模擬與驗證,實現(xiàn)對沙化土地有效快速地監(jiān)測。研究結(jié)果表明:(1)研究區(qū)的平均氣溫傾向率為0.48℃/10a,整體氣溫呈緩慢上升趨勢,且研究區(qū)東部和南部部分邊緣地區(qū)的上升趨勢較強烈;氣溫的突變檢驗表明各氣象站點均存在明顯的增溫突變特征;從年均溫的空間分布來看,存在明顯高低值區(qū),高值區(qū)主要分布在晉西北地區(qū),低值區(qū)主要分布在右玉和五寨等地。(2)研究區(qū)的降水變化沒有明顯線性趨勢,波動性較大;降水的突變檢驗表明各氣象站點的降水突變特征均不十分顯著;降水量的分布表現(xiàn)為較顯著的地域差異,呈由東向西逐漸增加的趨勢。(3)研究區(qū)風(fēng)速的分布呈現(xiàn)由西向東逐漸增大的趨勢;除大同外,其余地區(qū)均存在突變特征;晉西北邊緣地區(qū)包括河曲、保德、偏關(guān)為風(fēng)速增加區(qū)域,其余大部分地區(qū)風(fēng)速呈減小趨勢。(4)研究區(qū)20世紀(jì)80年代的風(fēng)沙活動最強烈,且整體呈現(xiàn)由西向東逐漸增加的趨勢;除保德、河曲等地外,大部分地區(qū)的沙丘活動指數(shù)傾向率為負值,表明30多年來風(fēng)沙活動呈減弱趨勢。(5)研究區(qū)10多年來的植被狀況向變好的方向發(fā)展,NDVI值在空間上存在較為明顯的區(qū)域差異,由西北向東南逐漸減;植被活動變化率表明有91.04%的區(qū)域呈增加趨勢,其中晉西北沙區(qū)最為明顯,植被活動減弱的區(qū)域則主要位于南部的代縣、繁峙縣。春、夏、秋各季節(jié)的植被活動均表現(xiàn)為增加趨勢,其中秋季的NDVI增加趨勢最為顯著,這與NDVI月均值的變化趨勢也是一致的。(6)晉北地區(qū)土壤以褐土、潮土、栗鈣土等為主,還分布有極易發(fā)生風(fēng)蝕的黃綿土、風(fēng)沙土、火山灰土等,土壤可蝕性因子的分布表明以黃綿土為主的晉西北地區(qū)是最易發(fā)生土壤侵蝕的。(7)晉北地區(qū)的沙化土地主要分布在西北部和中部,2001-2012年間,晉北沙化土地呈現(xiàn)一個持續(xù)逆轉(zhuǎn)的態(tài)勢;呈“明顯逆轉(zhuǎn)”和“逆轉(zhuǎn)”的沙化土地主要集中在晉西北和左云縣、懷仁縣、大同縣、陽高縣等地,呈“發(fā)展”和“嚴(yán)重發(fā)展”的沙化土地則主要集中分布在大同的南郊區(qū)和天鎮(zhèn)縣。(8)將BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法應(yīng)用于沙化指數(shù)的模擬和驗證中,表明本文構(gòu)建的沙化指數(shù)具有一定可行性,并且BP模型可以有效的提取土地沙化信息。
[Abstract]:Shanxi Province is a region with serious problem of wind erosion and desertification, especially in the north and northwest of the typical semi-arid agricultural and pastoral ecotone. In this paper, the abrupt change, temporal and spatial characteristics of the climate and environment of land desertification in the north of Shanxi Province over the past 30 years have been analyzed. The spatial and temporal variation of vegetation and the distribution characteristics of soil texture in the region during the past 10 years reveal the interrelation among climate, surface environment and sandy land. On the basis of this, the index of sand dune activity is put forward. Vegetation index (NDVI) and soil erodibility factor (NDVI) were used to analyze the spatial distribution, area size and dynamic change of sandy land in North Shanxi. The BP artificial neural network is applied to the simulation and verification of desertification index to realize the effective and rapid monitoring of desertification land. The results show that the average temperature tendency rate of the study area is 0.48 鈩,
本文編號:1543245
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