论文部分内容阅读
土地资源的合理开发利用是人类生存和社会经济发展的物质基础,是一种不可再生的重要资源。然而,在全球变暖的气候背景下,由于人口快速增加和社会经济的高速发展,导致土地资源和社会需求之间的矛盾日益尖锐,土地资源的过度利用和不合理利用引起的土地退化普遍存在并日趋严重,不仅是中国也是当今全球面临的最大的环境-经济-社会问题之一,引起了国际社会的广泛关注。中国是世界上土地退化最为严重的国家之一,退化面积大、分布范围广,严重威胁中国社会经济的可持续发展,防治土地退化是中国生态环境建设的主要内容之一。 黑河流域是中国第二大内陆河流域,地处西北干旱区,上游的祁连山和下游的额济纳绿洲是中国北方重要的生态屏障。由于中上游地区对水资源的不合理利用使得中下游地区土地普遍存在退化现象、生态环境持续恶化,引起了全社会的广泛关注,并于2000年黑河流域实施水资源统一调度。在这种背景下,研究黑河流域土地退化的过程和机理,探讨土地、生物和水资源的可持续发展途径,制定生态安全战略,对推动西部地区的可持续发展、保障社会稳定、维护民族团结和巩固国防建设都具有重要的现实意义。 本研究选择黑河流域作为研究区,以Landsat、AVHRR和MODIS为数据源,采用“3S”技术与方法,中高分辨率相结合,在分析研究区土地覆盖变化、土地沙漠化过程以及土壤、植被特征参数的时空演变规律的基础上,结合气象、社会经济数据从定性和定量两方面分析土地退化驱动因素。 本研究得到以下主要结论: (1)黑河流域土地覆盖以未利用土地为主,1990~2015年间土地覆盖发生变化的区域比重较小,变化速率呈现先增快后减缓的趋势。土地覆盖发生变化区域主要分布于中游区域,主要表现为耕地和建设用地增加,上游和下游植被覆盖区,1990~2000年间呈现湿地面积减少,植被盖度降低的退化趋势,2000~2015年间则呈现水域湿地和林地面积增加,草地植被盖度增加的恢复趋势。 (2)2015年黑河流域土地沙漠化面积为11983.99km2,占流域总面积的4.42%,以重度沙漠化为主。黑河流域1990~2015年间沙漠化土地面积持续减少,但是1990~2000年间沙漠化程度加重,沙漠化呈现扩张趋势;2000~2015年间不仅沙漠化面积减少而且沙漠化程度减轻,沙漠化呈现逆转趋势。 (3)从反映土地退化程度的植被和土壤特征参数来看,1990~2000年,在PET(Potential Evapotranspiration)降低的背景下,中游绿洲外围和下游河道两岸以及额济纳绿洲呈现土壤干旱和植被退化趋势;2001~2015年间PET未发生显著变化的背景下,下游河道两岸、额济纳绿洲土壤水分增加,植被恢复,黑河水资源统一调配有助于下游生态环境恢复。 (4)采用加权平均方法构建土地退化指数(DI)评价2001~2015年黑河流域土地退化过程。从整体来看,黑河流域土地状况相对稳定,土地质量发生变化的区域较小,土地质量以恢复趋势为主。从区域来看,退化和恢复过程主要发生在黑河的中上游区域,下游区域土地状况相对稳定。 (5)近40年来黑河流域不同区域温度持续上升,降水量、湿润度轻微下降呈现有利于土地退化的自然因素;人口、牲畜数量的快速增加以及中、上游水资源利用量的持续增加是土地退化快速扩张的人为因素,但是流域分水方案和一系列生态环境保护计划的实施则有助于土地退化的逆转。 (6)通过多元逐步回归分析,2001~2015年黑河流域植被区52.72%以上区域生产力呈现增加趋势,仅有1.52%的区域呈现降低趋势,土地生产力恢复区中的44.92%是由人为因素和气候因素共同驱动的,其余为人为因素驱动;土地生产力降低98.6%是由人类因素驱动,仅1.4%的由气候和人为因素共同驱动。