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土地荒漠化是当今世界上危害严重的地质环境问题之一。我国是世界上荒漠化最为严重的国家之一。石羊河下游的民勤盆地处于全国荒漠化监控和防治的前沿地带,是甘肃省内荒漠化最典型的地区之一。近几十年来,由于气候干旱、风沙和人类活动的影响.民勤盆地及其周边出现了土地沙化、植被退化等一系列生态环境地质问题。民勤盆地夹峙于巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠之间,是流域内生态最脆弱的地区,它在全国的生态格局中具有举足轻重的战略地位,它将两大沙漠分开,形成了河西走廊的天然屏障。目前,巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠呈现合拢的趋势,形势十分危急,已引起了国家领导人的高度重视,温家宝总理先后多次对民勤严重的荒漠化问题做出重要批示,指出:“决不能让民勤成为第二个罗布泊”。因此,对民勤盆地荒漠化动态特征进行分析,掌握其过程,对保护民勤绿洲以及研究我国西北干旱地区内陆河下游地区的荒漠化防治,具有十分重要的意义。
遥感技术为荒漠化的动态特征分析提供了一种全新的手段。为科学认识民勤盆地荒漠化动态特征,本文在野外调查的基础上借助遥感技术手段,对民勤盆地20世纪70年代的MSS数据,90年代和21世纪初的TM/ETM+数据等三期遥感影像数据采用监督分类与NDVI植被指数和MNDWI水体指数相结合的方法进行了解译,提取了民勤盆地三期遥感数据反映的荒漠化信息,对其荒漠化时空变化过程中的数量特征和空间特征进行了宏观的研究,并结合当地的自然条件和人为活动,对其动态特征的影响因素进行了分析。研究过程及结果如下:
(1)本文收集的遥感影像是20世纪70年代的MSS影像,90年代的TM影像和21世纪初的ETM+影像。由于20世纪70年代的MSS影像的成像时间在冬季,分辨率低,使得在对其分析解译时困难很大,因此,重点解译分析了20世纪90年代和21世纪初的影像。对这两期影像进行解译时进行了图像拼接、波段选择、图像裁剪等预处理后,首先采用监督分类的方法进行解译,根据野外调查的情况进行检查,发现绿洲的提取较准确而提取的水体面积过大,将大面积的盐碱地错分为水体。于是,采用水体指数MNDWI提取水体信息米修改。经过修改后得到最终解译图像。
(2)对解译图像进行分析,可知:民勤盆地的荒漠化情况已相当严重。根据解译的结果,20世纪90年代民勤盆地重点研究区域的沙漠面积为167003.01hm2,占研究区面积的48.57%,盐碱地面积为58460.58hm2,占研究区面积的17%,绿洲面积为107833.41hm2,占重点研究区面积的31.36%。21世纪初的民勤盆地重点研究区域的沙漠面积为196586.82hm2,占研究区总面积的57.18%,盐碱地面积为15615.36hm2,占研究区面积的4.54%,绿洲面积为121083.39hm2,占研究区总面积的35.22%。运用Arcgis对两个时期解译结果图像进行叠置分析,生成两个时期结果的转移矩阵。可知绿洲转化为沙漠的面积为20391.48hm2,绿洲转化为盐碱地的面积为1021.68hm2;沙漠转化为绿洲的面积17460.36hm2,沙漠转化为盐碱地的面积为2001.78hm2;盐碱地转化为绿洲的面积为17178.12hm2,盐碱地转化为沙漠的面积为196586.82hm2。沙漠面积有较大扩张,盐碱地面积减少但以转化为沙漠为主,绿洲面积也出现小面积的增长。21世纪初结果对比20世纪90年代左右主要变化为:湖区东湖镇-中渠乡-西渠镇的盐碱地面积减少,转化为沙漠,绿洲也减少转化为沙漠。双茨科乡东部夹河乡东部的盐碱地大部分转化为绿洲,民勤县城及周边的坝区绿洲面积减少,转化为沙漠,部分盐碱地转化为绿洲和沙漠。红崖山水库南部的重兴乡主要变化为盐碱地转化为绿洲和沙漠,绿洲部分转化为沙漠。
(3)针对遥感解译的结果,从自然和人为两方面对其影响因素进行分析。自然因素主要包括干旱气候的持续发展、风力侵蚀作用导致的流沙入侵和祁连山冰川植被的变化导致的石羊河水系水资源的减少。人为因素主要指石羊河上游和中游对出山径流水资源的大规模开发利用导致的进入下游民勤盆地的入境水资源的减少及因此而引起的地下水的大规模超采。地下水的持续超采引起了地下水位的大幅度下降和水质的恶化,于是出现了植被大面积衰亡,土壤盐渍化加剧的现象。植被的衰亡又导致了风力侵蚀的肆虐,流沙不断推移,沙漠面积扩大。盐渍化的加剧,导致大片土地荒废,进而很容易被流沙侵蚀,转化为沙漠。
(4)根据对民勤盆地荒漠化动态特征的影响因素的分析,提出合理的建议。