【摘要】：土地沙漠化敏感區(qū)域?qū)儆谌珖里L固沙生態(tài)功能區(qū),對國家生態(tài)安全具有重要作用,關(guān)系著區(qū)域人地矛盾的解決。它開展沙地治理監(jiān)測及評價是沙地防治的重要途徑。傳統(tǒng)調(diào)繪難度大、周期長、缺乏時間上的序列性和區(qū)域尺度評價。遙感為沙地治理提供宏觀、動態(tài)、實時監(jiān)測手段,為治理評價提供多源、多時空尺度、多要素數(shù)據(jù),為沙地地表變化過程提供多種表達途徑。本文利用RS和GIS技術(shù),篩選土地沙漠化過程中表現(xiàn)直觀的流動沙地、植被、植被凈初級生產(chǎn)力三個要素,收集Landsat TM/ETM+、SPOT NDVI、NPP等數(shù)據(jù),應(yīng)用地理學、遙感、景觀生態(tài)學等理論與方法,對毛烏素沙地東南緣1991-2013年的三要素進行時空分析與過程模擬,監(jiān)測評價沙地治理。結(jié)論有以下幾點。(1)本研究利用30m×30m TM/ETM+數(shù)據(jù)分析榆林流動沙地的時空變化,在1km×1km尺度上進行區(qū)域評價。結(jié)果表明:流動沙地分布在西北定邊、靖邊、橫山、榆陽、神木和府谷六個縣區(qū),其中榆陽面積最大比例最高。1991-1999年全區(qū)流動沙地年變化率-2.36%,1999-2007年為-3.91%。流動沙地較大斑塊數(shù)量及平均面積減少,空間分布密度值降低持續(xù)降低。因此說明該區(qū)沙漠化得到控制和治理,流動沙地被固定。神木治理力度最大,榆陽最小。研究中格網(wǎng)化尺度轉(zhuǎn)化方法保障流動沙地面積無增損,流動沙地空間分布密度特征值的區(qū)域評價方法能詳盡表達沙地分布疏密程度,可作為沙漠化監(jiān)測的定量指標。(2)以定邊縣為實驗區(qū),利用TM/ETM數(shù)據(jù),研究不同地貌區(qū)植被格局特征及變化,結(jié)果表明:植被按覆蓋度高低多核心梯度式分布。西北風沙區(qū)核心多為水體或流動沙地等無植被區(qū),丘陵區(qū)核心以植被覆蓋度較高的植被斑塊為主。1999年是1991-2007年植被景觀轉(zhuǎn)折點,風沙區(qū)和丘陵溝壑區(qū)變化趨勢相同,前一時段惡化而后一時段好轉(zhuǎn),但程度不同。植被景觀變化時,模式保持不變,但核心區(qū)面積、斑塊形狀及斑塊類型發(fā)生轉(zhuǎn)變。因此說明,西部風沙區(qū)的沙漠景觀有部分被植被景觀替代,1999年之后,植被得到較大程度恢復。(3)利用SPOT NDVI數(shù)據(jù),研究榆林不同等級植被間的轉(zhuǎn)移變化過程,結(jié)果表明:植被等級變化分急速退化(1998~1999)、快速恢復(1999~2002)和穩(wěn)定恢復(2002~2007)三個階段。退化階段,等級多為跨級別降低,面積較大,1999年Ⅰ級植被約占50%。快速恢復期,正向轉(zhuǎn)移率提高快,區(qū)內(nèi)植被主體等級升高。穩(wěn)步恢復階段,正向轉(zhuǎn)移放緩,植被覆蓋主體等級不變,高級植被面積穩(wěn)定增加,低級植被面積減少。因此說明榆林植被恢復與重建力度較大,沙漠化土地防治程度較強,生態(tài)服務(wù)功能逐年增大。(4)利用1998-2013年的SPOT NDVI數(shù)據(jù)分析NDVI空間異質(zhì)性及與沙地分布的耦合性。結(jié)果表明:植被顯著自相關(guān),低—低型集聚在風沙區(qū),低—高型依附于外;高—高型集聚在東南部植被較好區(qū)域,高—低型依附于外。低—低型變化分退化(1998—1999)、恢復(1999—2002)、穩(wěn)定(2002—2007)和反復退化(2007-2013)四個階段。高—高型分退化(1998—1999)、恢復(1999—2003)、穩(wěn)定(2003—2007)、發(fā)展(2007—2013)四個階段。16年間低—低集聚區(qū)NDVI介于0.2—0.3之間的像元頻數(shù)與年降水量在0.05水平上顯著相關(guān),相關(guān)性為0.502。近16a NDVI均值的低值斑塊集聚區(qū)與流動沙地空間分布具有較強耦合性。因而說明,榆林沙漠化階段分發(fā)展(1998—1999)、逆轉(zhuǎn)(1999—2002)、治理(2002—2007)和反復發(fā)展(2007-2013)四個階段。年降水對植被覆蓋較差地區(qū)影響較大。通過分析區(qū)域NDVI的空間自相關(guān)性,能劃定區(qū)域內(nèi)的生態(tài)脆弱區(qū)。同時,沙地植被配置要注重其格局。(5)像元尺度上,近16a榆林全區(qū)NDVI增速1.3%/a,沙區(qū)和非沙區(qū)分別為0.96%/a、1.47%/a,縣域尺度上,東南各縣高于西北縣區(qū)�？h區(qū)NDVI分布異質(zhì)性較強,東南部較高,穩(wěn)定性較差;西北部較低,穩(wěn)定性較強。榆林NDVI全局呈增加趨勢,局部降低,NDVI呈增加趨勢的植被分布于東南部,局部降低植被多位于流動沙區(qū)。因此說明,沙漠化地區(qū)植被恢復與重建難度較大,需要采取有力措施保障治理成果的可持續(xù)發(fā)展。(6)榆林NPP時空演變特征表明:NPP由西北向東南逐漸遞增,近11a間顯著上升。2000-2005年NPP升高區(qū)域95%,增幅大于300g C/(m2?a)的47.22%,主要分布在榆林最北端和南部地區(qū),2005-2010年,NPP升高區(qū)域94%,增幅大于300g C/(m2?a)的區(qū)域54.1%,集中在東南部。說明沙漠化土地被治理,并恢復一定生產(chǎn)力。研究區(qū)流動沙地、植被和NPP變化表明,該區(qū)沙漠化得到控制和治理,有一定程度逆轉(zhuǎn),土地生產(chǎn)力得到恢復,但在不同階段、不同區(qū)域治理差異較大。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S288

【參考文獻】

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本文編號：2741612