基于遥感的若尔盖湿地保护区沙化草地时空变化特征分析

摘要

若尔盖湿地国家级自然保护区是我国第一大高原沼泽湿地，也是世界上面积最大、保存最完好的高原泥炭沼泽，同时也是青藏高原高寒湿地生态系统的典型代表。该区生物多样性极为丰富，是许多珍稀野生动物的主要繁殖地，是黄河流域上游水源涵养地之一。目前，若尔盖湿地正面临着过度放牧、草畜矛盾日益尖锐、草地沙化等问题，严重破坏了当地的草地生态系统。准确把握研究区沙化草地时空变化特征，对于科学合理的制定沙化草地防治规划和方案，切实保护湿地资源具有重要的现实意义，但目前，关于该保护区草地沙化监测及草地退化时空变化的研究比较缺乏。因此，本文以1990年、2000年和2013年的遥感影像为基础数据源，在ERDAS IMAGINE9.2和ARCGIS9.3软件平台支持下，对若尔盖湿地国家级自然保护区影像进行了人机交互解译，分析了研究区23年来沙化草地时空变化特征。研究结果如下:
　　(1)未沙化草地集中分布在研究区的西北、东南部和黑河流域两岸，中度沙化草地和重度沙化草地零星分布在研究区东部和西南部地区，轻度沙化草地总体呈现出片状和带状分布特征。3个时期中研究区沙化草地面积占区域总面积的比例在23‰25％之间，其中，轻度沙化草地区域面积最大，3个时期所占区域总面积比例均在18％以上，中度沙化草地面积所占区域总面积比例在2.5％～3.5％之间，重度沙化草地面积占区域总面积比例最小，3个时期面积均不足0.5％。
　　(2)1990～2013年研究区沙化草地面积总体呈上升趋势，23年间总共增加3162.81hm2，年均增加137.51 hm2。其中，轻度沙化草地区域面积增长最快，年均增加106.32 hm2，增幅达7.8％;其次是中度沙化草地区域面积，年均增加25.88 hm2;重度沙化草地增加了122.38 hm2。
　　(3)1989～2000年研究区未沙化草地区域面积转出大于转入，面积呈减少趋势，其去向主要是转为轻度沙化草地和中度沙化草地;轻度沙化草地、中度沙化草地和重度沙化草地区域转入面积大于转出面积，面积呈增加特征。2000～2013年研究区未沙化草地区域转入大于转出，面积呈增加趋势，且转入来源主要是轻度沙化草地区域;轻度沙化草地区域面积呈减少趋势，主要是转为未沙化草地和中度沙化草地，中度沙化草地，重度沙化草地变化趋势与轻度沙化草地变化趋势相似，面积转出大于转入。
　　(4)1990～2013年，草地沙化趋势及程度受到地形因素的影响。轻度沙化草地、中度沙化草地和重度沙化草地区域面积在不同海拔带上均呈增加趋势，其中，轻度沙化草地区域面积在海拔3450～3480m的地带增幅最大，增幅为55％，中度沙化草地和重度沙化草地区域面积增加主要集中在海拔＜3450m的地带;在各坡度带上，轻度沙化草地和中度沙化草地区域面积均有所增加，其中，坡度0～5°的区域面积增加较明显。重度沙化草地区域面积在坡度0～10°增加，坡度＞10°面积减少;在不同的坡向中，轻度沙化草地区域在阳坡、半阳坡、阴坡、半阴坡则增加，增幅分别为5.4％、9.4％、7.7％和8.4％;中度沙化草地和重度沙化草地在各坡向中变化不明显。
　　(5)缓冲区分析结果表明，湖泊及河流对研究区沙化草地的分布及变化特征影响均较为明显。在湖泊缓冲区分析中，轻度沙化草地、中度沙化草地和重度沙化草地区域面积在0～500m缓冲区内有所减少。在500～1000m和1000～1500m缓冲区内，轻度沙化草地、中度沙化草地和重度沙化草地区域面积均有所增加。在河流缓冲区分析中，轻度沙化草地、中度沙化草地和重度沙化草地随着距离河流越来越远，面积比例越来越大，未沙化草地则基本上满足相反的规律，即距离河流越远，面积越小。
　　(6)1990～2013年间，若尔盖湿地自然保护区草地总体呈现退化趋势，沙化草地面积有所增加，这是由自然因素和人为因素共同作用导致的。其中，自然因素主要包括气候、降水、鼠虫害等，人为因素包括过度放牧、开渠排水、泥炭和中草药开采等。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 立题依据

1．2 国内外研究现状

1．2．1 草地沙化的定义

1．2．2 沙化草地研究现状

1．2．3 若尔盖湿地研究现状

1．3 研究方案

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究内容

1．3．3 研究步骤与技术路线

2 研究区概况及研究方法

2．1 研究区概况

2．1．1 研究区地理位置

2．1．2 研究区自然概况

3 沙化草地信息提取

3．1 数据来源

3．1．1 遥感数据

3．1．2 非遥感数据

3．2 遥感图像预处理

3．2．1 波段选择

3．2．2 影像几何校正和配准

3．2．3 影像拼接处理

3．2．4 影像裁剪

3．3 水体信息提取

3．4 植被覆盖度模型

3．4．1 像元二分模型

3．4．2 利用NDVI估算植被覆盖度

3．4．3 确定NDVI阀值

3．4．4 植被覆盖度精度验证

3．4．5 沙化草地等级划分

4 沙化草地空间分布及变化特征

4．1 沙化草地空间分布及面积统计特征

4．2 沙化草地时间变化特征

4．3 沙化草地面积转化特征

5 不同地形因子沙化草地变化特征

5．1 不同海拔沙化草地分布及变化特征

5．2 不同坡度沙化草地分布及变化特征

5．3 不同坡向沙化草地分布及变化特征

6 不同缓冲区沙化草地变化特征

6．1 湖泊缓冲区沙化草地分布及变化特征

6．2 河流缓冲区沙化草地分布及变化特征

7 草地沙化成因分析

7．1 自然因素

7．1．1 气侯变化

7．1．2 降水变化

7．1．3 鼠虫害影响

7．2 人为因素

7．2．1 过度放牧

7．2．2 开渠排水

7．2．3 泥炭与中药材开采

8 结论

9 展望

参考文献

致谢