塔里木河干流区的土地利用类型变化图 300字作文

时间:2024-11-10 17:03:36 来源:作文网 作者:管理员

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第一篇:《塔里木河干流土地利用变化及其生态环境效应分析(zumurat12)》

1

塔里木河干流土地利用变化及其生态环境效应分析

祖木拉提.伊布拉音,吐尔逊.哈斯木,阿依先木.司马义曼尼萨汗.吐尔隼,韩桂红 (新疆大学资源与环境科学学院 ,新疆 乌鲁木齐 830046)

摘 要:塔里木河是我国最长的内陆河,是新疆南疆绿洲生态的根本,各族人民赖以生存的母亲河。由于人类活动和气候变化的影响,20世纪40年代以前,车尔臣河,克里雅河相继脱离塔里木河;20世纪40年代以后,喀什葛尔河,渭干河也逐渐脱离干流,形成目前塔里木河流域的阿克苏河,叶尔羌河,和田河,开都河-孔雀河四条源流和塔里木河干流,既“四原—干”。多年来塔里木河流域多次出现断流现象,加上经济发展,资源开发,城镇化速度的加快和人口增长,塔里木河流域,特别是干流区土地资源的利用和生态环境发生了较大的变化。本文在前人的研究成果资料基础上,应用数理统计学方法,利用塔里木河干流区不同年代的土地数量变化的资料对塔里木河干流区的土地利用与土地覆被变化的动态特征,土地利用与土地覆被变化速度和趋势及其生态环境效应进行了定量的分析和研究。

关键词:塔里木河干流,土地利用变化,生态环境效应

1 研究区概况

塔里木河干流,位于天山以南,世界第二大沙漠—塔克拉玛干沙漠的北缘,横贯塔里木盆地。它西起肖夹克,东至罗布庄,全长1321km。研究区域干燥少雨,蒸发强烈,年降雨量33.6mm~64mm,年蒸发量2006.7 mm~2842.5mm,是降雨量的43.8~59.7倍,风沙、浮尘天气频繁,为暖温带极端干旱区,水是本地区生态环境变化的主导因子。

图1塔里木河流域主要水系分布

Fig. 1 The Water system diagram in Tarim River Basin

基金项目:国家自然科学基金资助项目(40561013);新疆大学“绿洲生态自治区(教育部省部共建)重点

实验室开放课题(XJDX0201-2009-10)”经费资助。

作者简介:祖木拉提.伊布拉音, (1985— ),女,新疆乌鲁木齐人,在读研究生,主要研究干旱区资源

与环境 . E-mail:zumrat1224@163.com

通讯作者:吐尔逊·哈斯木(1961-),男,维吾尔族,新疆轮台人,教授,硕士生导师,主要研究方向为

干旱区地貌与环境研究。E-mail: Tursun_kasim@yahoo.com.cn

2 资料来源及研究方法

2.1 数据来源

前人研究的成果资料,土地分类系统参考2000年国家环保总局“中国西部地区生态环境遥感调查”时采用的土地利用与土地覆盖变化的2级分类系统。具体分类系统:一级分类为耕地,林地,草地,水域,建设用地和未利用地6类;二级分类为水田,旱地,有林地,灌木林地,疏林地,其它林地,天然牧草地,荒漠草地,河渠,湖泊,沙地,戈壁等20个类型。

2.2 研究方法

土地利用与土地覆被变化幅度

土地利用与土地覆被变化幅度指土地利用与土地覆被变化类型在面积上的变化幅度。反映在不同类型的总量上的变化,通过分析土地利用与土地覆被类型的总量变化,可了解土地利用与土地覆被变化总的态势和土地利用结构的变化。土地利用与土地覆被变化幅度的数学

[1]

表达式为:

UbUa100%

Kd (1) a

土地利用与土地覆被变化速度和趋势 土地利用与土地覆被变化度可划分为二类:单一土地利用与土地覆被变化动态度和综合土地利用与土地覆被变化动态度。单一土地利用与土地覆被变化动态度用于表达区域一定时间内

[2]

某种单一土地利用与土地覆被变化类型的数量的速度变化,其表达式为:

Rsa

UbUa

1

T

100% (2)

(1),(2)式中Ua,Ub分别为研究初期和末期某一种土地利用与土地覆被变化类型的面积;Kt研究时段内丹东鸭绿江断桥某一土地利用与土地覆被变化类型的变化幅度;T为研究时段。当T设定为年时Rs为研究时段内某一土地利用与土地覆被变化类型的年变化。 Rs仅仅反映了某一土地利用与土地覆被变化类型的年变化,没有反映土地利用与土地覆被变化类型的空间变化,因此可用以下模型表示某一土地利用与土地覆被变化类型的空间变化的动态度Rss

[3]

Rss

UoutUin1

aT

100% (3)

为了反映土地利用与土地覆被类型变化的趋势和状态采用以下模型表达式

PsRsss

UinUout

outin (4)塔里木河干流区的土地利用类型变化图

(3),(4)式中:△Uout为研究时段T内某一土地利用与土地覆被变化类型转变为其他类型的面积之和;△Uin为其它类型转变为该类型的面积之和;Ua为研究初期某一种土地利用与

土地覆被变化类型的面积。Ps为土地利用与土地覆被类型变化的趋势和状态指数。

3 结果与分析

3.1 土地利用总体变化

表1反应了塔里木河干流域土地利用类型面积总体变化情况。从表1可以看出,塔里木河干流区土地利用类型变化方面有以下特征。(1)塔里木河干流社会经济主要是农业为主,耕地,林地,草地是主要土地利用类型。(2)从1960-1970年,耕地,林地,草地,水域等

2

土地类型面积快速增长,分别为12986.1,134308.22,131164.57,59956.47hm;建设用地

2

和未利用土地面积降低,分别减少为47.24,338368.9 hm(3)1970-1990年,耕地,建设用

2

地,未利用土地类型面积增长趋势,分别为11656.2,389.81,225893.01 hm;林地,草地,

2

水域土地类型走向减少趋势,减少为125613.1,28271.35,84054.57 hm(4)1990-2000年,耕地,水域,建设用地,未利用土地土地类型面积是增长趋势,分别为38931.84,8163.96,

22

951.29,557362.49 hm;而林地和草地面积不断减少,减少为497194,108214.77 hm(5)从1960-2000年塔河干流区在土地利用类型面积上有很大的变化。其中变化最大的是林地和未利用土地,其次是耕地和水域,然后是草地和建设用地。从增减趋势来分析,耕地,未利

22

用土地呈增加趋势,耕地面积净增加了63574.15hm,未利用土地净增加444886.6hm,其中

22

盐碱地净增加281031.18hm。而林地和草地呈减少趋势,林地净减少488499hm,草地为

2

5321.56hm,其中荒漠草地随增加,可天然牧草地大大减少。水域是一种波动状态。(6)从整个趋势来看,耕地面积在每一个研究期不断扩大,这表明人口因素体现了膨胀状态。而林地和草地处于弱势,表明塔里木河干流区存在着毁林毁草、开荒种田的现象,特别是林地毁坏严重。草地和林地是具有明显调控能力的资源性斑块,只有保持它们在空间上的相对稳定性,才能发挥其应有的功能。土地盐碱化和沙漠化也很严重。

[1]

表 1 塔里木河干流区土地利用类型面积变化

Tab.1 Change Areas of different land use types in the middle and lower reaches of

3.2土地利用与土地覆被变化幅度

1960-2000年分为三个研究期,根据公式(1)可以分别求出塔里木河干流区6种土地类型的变化幅度。由图 2可知,在整个研究期间(1960-2000年)变化幅度最大的是耕地,为62.26%;草地变化幅度最小,仅2.79%;耕地为增幅趋势,而林地减幅为51.08%,面积

2

减少了4884999hm。第一个研究期间(1960-1970年)土地利用类型变化幅度最大的是草地,为68.74%;最小的是建设用地,为1.88%;草地和水域是增幅趋势。第二个研究期间(1970-1990年),在第一个研究期间中增幅趋势的水域,林地,草地纷纷走向了减幅趋势,

2

尤其是水域,减幅到53.75%,面积减少了84054.57hm;建设用地,耕地,未利用土地是增幅趋势。第三个研究期间(1990-2000年),草地和林地的减幅度更为明显,分别为51.52%,秋天作文400字36.84%;水域走向增幅趋势;耕地面积一直保持增幅状态。

图 2 塔里木河干流区不同土地利用类型变化幅度

Fig。2 Tarim River area range of different land use changes

3.3土地利用与土地覆被变化趋势与状态

根据土地利用与土地覆被变化的转移矩阵,求出塔里木河干流区土地利用类型的转移数量,利用公式(2)(3),(4)分别求出干流区土地利用与土地覆被类型的年变化率,单一的态度(Rs,Rss)和变化趋势与状态指数Ps。

根据公式(2),(3),可得出Rs≤Rss,且Rss>0,则Rs≤1,即-1≤Ps≤1。

ss

当0<Ps≤1时,则该土地利用与土地覆被类型朝着规模增大的方向发展,该类型处于塔里木河干流区的土地利用类型变化图

“涨势”状态。Ps越接近0,表明该土地利用类型的规模增长缓慢,且双向转换频繁,呈现平衡态势,但转换为其他类型的面积略微小于其它类型转换为该类型的面积,Ps越接近1,说明土地类型的转换方向主要为其他类型转换为该类型,呈现极端非平衡态势,致使该类面积稳步增加。

当-1≤Ps<0时,则该土地利用与土地覆被类型朝着规模减少的方向发展,该类型处于“落势”状态。Ps越接近0,表明该土地利用类型的规模缓慢减少的态势,呈现双向转换均衡状态,但转换为其他类型的面积略微大于其它类型转换为该类型的面积,Ps越接近-1,说明土地类型的转换方向主要为该类型转换为其他类型,呈现极端非平衡态势,致使该类型规

[3]塔里木河干流区的土地利用类型变化图

模逐步萎缩。

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图.3 塔里木干流土地利用与土地覆被类型变化速度和趋势

Fig。3 Tarim River land use and land cover types and trends in the rate of change

11.水田 12.旱地 21.有林地 22.灌木林地 23.疏林地 24.其它林地 31.天然牧草地 32.荒漠草地 41.河渠 42.湖泊 43.水库坑塘 46.滩地 52.农村居民点 53.工矿交通用地 60.其它利用土地 61.沙地 63.盐碱

地 64.沼泽地

图3是塔里木河干流区土地利用与土地覆被类型在整个研究期内的面积变化,空间变化率以及变化趋势。从图可以看到(1)塔里木河干流区土地利用与土地覆被在面积变化方面,其它利用地的年变化率最快,达1.45%,其次为旱地的年变化率,达1.34%。面积减少速率最大的是其它林地和工矿交通用地,为2.0%。(2)该区土地利用与土地覆被在空间变化率中,其它利用地的空间年变化率为最快,达4.92%,其次为盐碱地和荒漠草地,分别增长率为4.79%和4.65%。空间年变化率最低的是沙地,为0.93%。(3)该区发展趋势和状态来看,旱地,其它利用地,盐碱地,荒漠草地,沙地和湖泊的趋势与状态指数大于0,处于“涨势”状态,趋势与状态指数最大的为旱地,为0.40%,说明旱地规模缓慢增加,处于稳定平衡状态;其它类型土地都接近于0,规模极度缓慢增加。灌木林地,沼泽地,水田是分别-0.74%,-0.72%,-0.59%,趋势于状态指数也接近-1。说明呈现极端非平衡态势,致使该类型规模逐步萎缩。

4 生态环境效应分析

塔里木河干流区生态系统极为脆弱。人类不合理的土地利用,直接影响到生态系统的平衡关系。从古到今发生过的各时代因自然界毁灭而引起的悲剧中,人类因素往往是最主要的

第二篇:《塔里木河干流景观格局时空变化分析》

五、塔里木河干流景观格局时空变化分析

5.1 研究方法

5.1.1 塔里木河干流土里覆盖/利用分类

(1)数据收集

本次研究所需数据主要包括以下两个方面:

① 2000-2012年以来Landsat ETM/TM卫星遥感影像数据;塔里木河干流区的土地利用类型变化图

②野外调查实测数据:植被类型、分布特征、植被样方(由研究所相关研究团队提供)等实测数据。

(2)图像预处理

本次研究采用的遥感影像数据是Landsat ETM/TM卫星提供数据,图像获取时间2001—2012年的7、8、9三个月份,轨道范围包括141/032、141/033、142/032,地图投影:UTM,Zone 45N,分辨率为30米,影像色调均匀、清晰度高、无云层覆盖。

①影像数据特征

Landsat卫星是由美国国家航天与航天局(NASA)自1972年陆续发射的,该系列卫星所获取数据影像覆盖范围包括北纬83°到南纬83°之间所有陆地区域,空间分辨率为30m,数据更新周期为16天。针对水、植物、土壤、岩石等不同地物在波段反射率敏感度的差异,Landsat卫星相应设置了不同的波段发射范围来获取相应地物信息。

②数据预处理

遥感数据在获取过程中,由于传感器本身和外界因素的影响造成了影像数据本身的失真和畸变,为了保证数据的质量和精确性,我们对数据进行了辐射定标和大向阳而生气校正处理。其中辐射定标是将传感器的数字量化值(DN值)转化为绝对辐亮度值的过程。其目的消除传感器本身的误差,根据不同的使用要求和应用目的,可分为绝对定标和相对定标。绝对定标是通过各种标准辐射源,建立辐亮度值和DN值之间的定量关系,而相对定标则是指确定场景中各像元之间、各探测器之间以及不同时间测得的辐射度量的相对值。大气校正是太阳辐射由地表反射,并最终达到传感器过程中,由于大气吸收和散射的影响,造成太阳辐射在传输过程中的衰减;同时一部分大气的散射光直接或经地表反射进入传感器,这部分辐射不属于地物的反射波谱,是噪声。大气校正的目的正是消除大气对太阳辐射的影响,获取真实的地表反射率信息。

(3)波段选择及组合

由于Landsat ETM/TM各波段所包含信息的不同,不同的波段组合可以突出显示特定的地物信息并应用于专题研究,例如,741段组合具有极为丰富的地质信息和地表环境信息可用于地质的解译;432组合图像植被呈现红色,且其特征表现明显,可用于植被、农作物和湿地分析研究;543波段组合图像信息量丰富且能充分显示各种地物的影像特这差异,可用于城镇和农村土地利用区分以及陆地/水体边界的确定等等。因而在实际应用中,可以根据所探测地物信息的不同,选择不同的波段组合显示目标信息达到研究目的。

(4)遥感影像分类

结合研究目的和研究区的土地覆被和土地利用类型,将研究区分为以下7种主要地物类型:未利用地、耕地、林地、水体、草地、灌木林地、居民地。对应研究区内,未利用地:沙地、盐碱地、裸土地及植被覆盖率<5%的土地;耕地:水浇地、旱地;林地是沿河两岸生长成片胡杨林的土地;水体:河流水面、水库水面及湖泊水面所占区域;草地:生长芦苇、甘草、猪毛菜等草本植物的土地;灌木林地:生长柽柳、梭梭及红柳等灌木树种的土地;居民地:城镇、农村人口聚居地。分类主要采用基于面向对象的遥感信息提取软件eCognition,其具体分类过程如下图所示:

图5.1 塔里木河干流遥感影像解译工作流程

①多尺度分割

多尺度分割的标准是分割后影响对象的平均异质性最小,其中异质性包括2个部分:光谱因子和形状因子。在实际运用eCogniton进行分割时,需要输入三个主要参数:波段权重、分割尺度和形状因子。分割时,如果分割参数选择不当,将会直接影响最终分类结果的好坏,因而进行分割应多次调整尺度、光谱和形状因子等参数的权值进行分割,直至到达最优效果。为得到理想的分割效果,经过反复试验,最后确定影像的分割尺度为15,形状因子为0.1,光谱因子0.9,紧凑度0.5,光滑度为0.5。各波段的权重都为1。

②划定分区

因研究区水文地质环境条件的影响,区域内植被的分布具有明显的特点,种群结构简单,大部分区域只有一种或两种主要植被类别,且植被类型之间的交错分布复杂程度低,同时由于异物同谱的影像,对研究区进行分区后再进行分类,分类可以提高分类结果的精度。对于整个研究区来说,植被种类分布较复杂的区域主要是河流两岸,分类的难点也在于河流两岸植被的划分。分区时应根据野外实际调查的植被分布特征以及其在遥感影像上的表现特征对研究区进行分区。

③特征指数选择

不同地物具有不同的光谱特征,因而可以根据地物的光谱特征判别地物类型。影像光谱特征不仅包括地物在影像上的像元亮度,还包括通过多波段之间运算得到的反映特定地物的计算值,如归一化的植被指数(NDVI),有效叶面积指数(SLAVI),水陆掩膜指数(LMW)等。在运用

特征指数进行分类时,实际上是通过确定阀值来实现区分不同地物的目的。由于不同影像成像条件的不同,不同影像上区分地物的阀值会有一定差异,但差别不大,只需反复几次重新确定其大小即可。

④分类规则的确定与分类

基于eCogniton的信息提取,是通过建立合适的规则集来实现的。合适规则集的建立,不应只考虑各种参数的阀值,还应结合地物本身的空间分布特征,进行分类提取。例如,林地一般主要分布河道两岸附近,河流分割对象的长宽比值相对于与湖泊/水库较大,水域附近及河岸两边的植被覆盖度较高,大面积草本植物分布一般在水库和湖泊附近区域等。

5.1.2 景观格局分析方法

本研究使用目前国际上较为流行的景观空间格局分析软件Fragstats3.3进行各项指数值的计算,进而定量

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