【摘 要】
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我国北方有着广阔的荒漠化区域,严重威胁着周边区域环境质量和社会稳定。所以从上世纪七八十年代起我国开始推出一系列生态工程和防沙治沙规范,极大的缓解了北方风沙灾害的侵蚀,其中以毛乌素沙地的治理工作最为成功。因此深入研究和解释毛乌素沙地的荒漠化逆转过程有着极为重要的现实意义和参考价值,但目前的研究少有顾及如沙丘迁移模式、植被变化、地表形变等方面的,而联合多源遥感技术和产品则可以更为全面的分析和解释毛乌素
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我国北方有着广阔的荒漠化区域,严重威胁着周边区域环境质量和社会稳定。所以从上世纪七八十年代起我国开始推出一系列生态工程和防沙治沙规范,极大的缓解了北方风沙灾害的侵蚀,其中以毛乌素沙地的治理工作最为成功。因此深入研究和解释毛乌素沙地的荒漠化逆转过程有着极为重要的现实意义和参考价值,但目前的研究少有顾及如沙丘迁移模式、植被变化、地表形变等方面的,而联合多源遥感技术和产品则可以更为全面的分析和解释毛乌素沙地这几十年治理过程中的荒漠化逆转过程和各驱动因素之间的交互机制。所以本文联合光学匹配技术、In SAR-Stacking技术、SAR的多时相相干性分析技术、NDVI时序、ERA5-Land气象数据和三北防护林的种植范围等对毛乌素沙地进行了系统性的研究和分析。主要研究内容如下:（1）提出一种沙丘迁移时空参数的定量获取方法。本文基于COSI-Corr软件,以毛乌素沙地的Landsat-5/8影像数据为基础,提出了一种沙丘迁移时空参数的定量获取方法。该方法进行了模块化,共分为4个模块。本文在模块1提出了一种适用于Landsat-5影像的基线构网策略,该策略是通过限制3个影像对的基线变量来削弱初始偏移场的系统误差,并将其影像对数量控制在影像数量2～3倍之间来平衡计算效率和时序反演的精度需求。并在模块3统计分析了Landsat-5/8初始偏移量场的主要误差来源、消除方法、消除效果。最后通过该方法量化了毛乌素1986～2020年的沙丘迁移模式,结果和风况条件一致。并以此结果定量评定了该方法每一处理步骤后的偏移场精度,验证了本文方法的有效性和可行性。其定量监测结果补足了毛乌素沙地1986～2020沙丘迁移时空参数的监测空白。（2）首次应用In SAR-Stacking技术和SAR的多时相相干性分析技术监测毛乌素沙地的地表形变和沙丘稳定性,探讨了其在沙丘监测中的优点和限制,发现了2017～2020年由于过度抽取地下水导致的地表形变规律和沙丘稳定性特征。毛乌素沙地在2017～2020年的东北部分布着多处沉降区,沉降速率在0.06 m/year～0.15 m/year之间,其沉降可能是大范围植树造林和农牧业灌溉的过度抽取地下水造成。SAR多时相相干性分析技术统计的加权平均相干性MSTCW和加权时间稳定性指数TSIW可以检测出毛乌素沙地的水体和活跃沙丘等不稳定地物,但TSIW的可区分性更好,更利于长期不稳定性地物的识别。（3）联合多源遥感技术和产品从多角度解析了毛乌素沙地1986～2020年治理过程中的荒漠化过程,揭示了其几十年来的沙丘-植被-气候-政策的响应机制。毛乌素沙地荒漠化的成功治理与气候变化、植被增长和政策推动息息相关,其得益于一个良性的响应机制。其中植被覆盖和局部气候、植被覆盖和沙丘迁移存在交互作用,而政策对植被覆盖、局部气候对沙丘迁移、三北防护林对沙丘迁移有单向影响。结果表明,1978年开始实施的三北防护林工程对毛乌素沙地的荒漠化逆转起到了关键作用,而过往研究可能高估气候因素的驱动作用。但大面积的植树造林和农牧业灌溉导致的过度抽取地下水,可能加剧了毛乌素的储水失衡,导致地表形变。图36幅,表15个,参考文献94篇
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