近35a来中国北方土地沙漠化趋势的遥感分析_王涛

ｋｍ２·ａ－１。２０００—２００５年，沙 漠 化 土 地 面 积 净 减 少 速 率 为 １ ６３５．２８ ｋｍ２·ａ－１，净 逆 转 速 率 为 １ ００７１．０２
ｋｍ２·ａ－１。２００５—２０１０年，净减少１ １１４．３５ｋｍ２·ａ－１，净 逆 转７ ５５２．２１ｋｍ２·ａ－１。 空 间 上 沙 漠 化 发 展 和 逆 转 发
虽然过去的相关研究给出了中国沙漠化发展过 程 和 趋 势 的 数 据 ，但 是 由 于 遥 感 信 息 源 、监 测 方 法 和
监测范围的不同，对 不 同 时 期 和 不 同 地 区 沙 漠 化 土 地发展趋势还是缺 乏 全 局 和 系 统 的 分 析，也 会 出 现 对制定防治沙漠化的对策与行动计划认识的不确定 性。因此，为了认识 中 国 北 方 沙 漠 化 土 地 发 展 趋 势 和时空差异并探讨 其 影 响 因 素，为 国 家 相 关 部 门 和 不同地区 制 定 沙 漠 化 防 治 规 划 和 决 策 提 供 合 理 依 据，就 需 要 在 大 面 积、同 步、多 时 相 信 息 源 的 支 持 下 ［１０］，结 合 地 面 大 量 调 查 数 据 ，利 用 同 一 标 准 对 沙 漠 化土地状态及发展趋势进行高精度的评估和监测。
王涛等［８－９］通过 遥 感 监 测 以 及 野 外 调 查 的 手 段 统计和分析指出，２０世纪５０年代末至７０ 年代中期， 中国北方沙 漠 化 土 地 以 年 均１ ５６０ｋｍ２的 速 度 发 展； 在对北方２５０ 万 ｋｍ２范 围 内 进 行 的 遥 感 监 测 和 评 价 结 果 表 明 ，北 方 沙 漠 化 土 地 自 ５０ 年 代 后 期 到 ２０００ 年 一 直 处 于 加 速 发 展 的 态 势 ，沙 漠 化 土 地 年 均 发 展 速 率 １９７６年到１９８８ 年 为２ １００ｋｍ２，１９８８年 到 ２０００ 年 之 间达到３ ６００ｋｍ２，而２１世纪初大约每年以１ ２８０ｋｍ２ 的速度在减少 。 ［３，８－９］
中国北方土地沙漠化主要发生于包括内蒙古、宁 夏 、甘 肃 、新 疆 、青 海 、西 藏 、陕 西 、山 西 、河 北 、吉 林 、辽 宁和黑龙江等部分地区在内的北方干旱、半干旱及部 分 半 湿 润 地 区（图 １），其 中 贺 兰 山 以 东 地 区 的 沙 地 基 本上是古沙丘活化而成，除乌兰布和沙漠和库布齐沙 漠的大面积流动沙地外，都认为是沙漠化土地［３］。 本次监测表明，２０１０年中国 北 方 沙 漠 化 土 地 达 到 ３７．５９ 万 ｋｍ２，其 中 轻 度 沙 漠 化 土 地 １２．７１ 万 ｋｍ２，占沙漠化 土 地 面 积 的 ３３．８０％；中 度 沙 漠 化 土 地８．５８ 万 ｋｍ２，占 ２２．８４％；重 度 沙 漠 化 土 地 ８．３３ 万 ｋｍ２，占 ２２．１６％；严 重 沙 漠 化 土 地 面 积 ７．９７ 万 ｋｍ２，占２１．２１％。按沙 漠 化 土 地 成 因 类 型 分，沙 丘 活化或流沙入侵 形 成 的 沙 漠 化 土 地 面 积 有 ８．９７ 万 ｋｍ２，占沙漠化 土 地 总 面 积 的 ２３．８６％；灌 丛 沙 漠 化 面积有１８．４９ 万 ｋｍ２，占 总 面 积 的 ４９．１８％；砾 质 沙 漠化、风 蚀 劣 地 化 的 面 积 有 ６．７０ 万 ｋｍ２，占 总 面 积 的 １７．８１％；旱 地 农 田 耕 作 沙 漠 化 面 积 有 ３．４４ 万 ｋｍ２ ，占 总 面 积 的 ９．１５％ 。
首选２０００年代的 ＥＴＭ 数据，以 １∶１０ 万 地 形 图为地理参 考 依 据，每 景 选 取 ４０ 个 控 制 点 进 行 纠 正 ；然 后 其 余 年 度 的 数 据 以 ２０００ 年 代 的 正 射 影 像 为 参考影像，通过 影 像 对 影 像 的 方 式 进 行 纠 正。 纠 正 后的影像统一采用 Ａｌｂｅｒｓ双标准纬线等面积投影。
图形数据库和属性 数 据 库，并 进 行 叠 加 生 成 动 态 数 据，最后进行各 类 沙 漠 化 土 地 的 面 积 量 算 汇 总。 该 方 法 获 取 的 沙 漠 化 土 地 数 据 ，不 仅 有 图 形 库 ，还 有 与 之相应配准的图像库和属性库。这样就可以在同一 标 准 ，同 一 体 系 下 做 动 态 分 析 ，避 免 不 同 期 数 据 库 间 标 准 和 体 系 不 同 引 起 的 误 差 ，使 动 态 分 析 的 精 度 、可 比性和可靠性度大为提高。
生的区域主要在半干旱地区的农牧交错带。
关 键 词 ：沙 漠 化 ；动 态 ；遥 感 监 测 ；中 国 北 方
中 图 分 类 号 ：Ｘ８７
ห้องสมุดไป่ตู้文 献 标 识 码 ：Ａ
中国是世界上受沙漠化危害最严重的国家之 一［１］，沙漠化是干 旱、半 干 旱 及 部 分 半 湿 润 地 区 由 于 人地关系不相协调所造成的以风沙活动为主要标志 的土地退化。沙漠化对环境、社会和经济产生的影响 受 到 普 遍 关 注［２－６］，２０ 世 纪 末 中 国 沙 漠 化 造 成 的 直 接 经 济 损 失 每 年 约 为１ ２８１．４１亿 元［７］。 长 期 以 来 ，中 国 在防治沙 漠 化 方 面 做 出 了 许 多 的 努 力，１９９４ 年 签 署 了《联合国防治荒漠化公约》（ＵＮＣＣＤ），２００２ 年实施 了《防沙治沙 法》，并 投 入 巨 资 开 展 “三 北”防 护 林 工 程 、“退 耕 还 林（草）”工 程 、“生 态 环 境 建 设 ”工 程 等 ，取 得 了 较 好 的 结 果 。 当 然 ，为 了 实 现 对 生 态 环 境 修 复 的 宏观管理 ，更好 地 实 施 沙 漠 化 防 治 战 略 ，还 需 要 掌 握 沙漠化土地现状和发展／逆转过程的准确数据。
沙漠化土地的地表景观特征主要是地表风沙活 动 的 出 现 及 其 所 造 成 的 流 沙 或 风 蚀 劣 地［３］，主 要 表 现为流动沙丘所占比例上升和植被覆盖度降低以及 土壤粗化等特征。依据当前遥感手段所能提取信息 的 能 力 ，沙 漠 化 土 地 地 表 形 态 、植 被 及 自 然 景 观 等 特 征 ，结 合 已 有 的 研 究 成 果 和 成 熟 方 法 ，本 研 究 中 仍 采
中轻度沙漠化土地占３３．８０％，中度 沙 漠 化 土 地 占 ２２．８４％，重 度 沙 漠 化 土 地 占 ２２．１６％，严 重 沙 漠 化 土 地 面 积 占
２１．２１％。１９７５—１９９０年期间，沙漠化土 地 净 增 面 积３３ ８３８．３２ｋｍ２，增 加 速 率 为２ ２５５．８９ｋｍ２·ａ－１；沙 漠 化 程 度
第 ３１ 卷 第 ６ 期
中 国 沙 漠
Ｖｏｌ．３１ Ｎｏ．６
２０１１ 年 １１ 月
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＥＳＥＲＴ ＲＥＳＥＡＲＣＨ
Ｎｏｖ．２０１１
文 章 编 号 ：１０００－６９４Ｘ（２０１１）０６－１３５１－０６
近３５ａ来中国北方土地沙漠化趋势的遥感分析
加重面积４１ ６６２．４８ｋｍ２，减 轻８ ３８３．２０ｋｍ２，净 加 重 面 积３３ ２７９．２８ｋｍ２。 综 合 两 者 变 化，沙 漠 化 净 发 展 速 率 为
４ ４７４．５１ｋｍ２·ａ－１。１９９０—２０００年，沙 漠 化 土 地 面 积 净 增 速 率 为３ ４４１．４９ｋｍ２·ａ－１，净 发 展 速 率 为５ ３７０．０６
１．４ 信 息 提 取 方 法
本次沙漠化土地的解译是以微机为硬件支持平 台 ，以 ４、３ 和 ２ 波 段 为 主 ，进 行 标 准 假 彩 色 合 成 后 按 作业人员分成不同 作 业 区，分 片 人 机 交 互 解 译 提 取 信息。解 译 时，同 时 结 合 土 地 利 用 数 据 和 Ｇｏｏｇｌｅ Ｅａｒｔｈ 影 像 ，将 多 重 信 息 进 行 空 间 配 准 比 较 ，依 据 已 建立的解译标志，按照 １∶１０ 万 比 例 尺 制 图 综 合 标 准，应用地学综合分 析 法 和 相 关 分 析 法 判 定 沙 漠 化 土地的边界和属性，生 成 的 沙 漠 化 土 地 类 型 线 划 界 经查错修改后建立拓扑关系。将全区数据拼接生成
本研究以近３５ａ来中国北方约５６５万 ｋｍ２沙漠 化可能 发 生 区 的 ５ 期 Ｌａｎｄｓａｔ ＭＳＳ、ＴＭ／ＥＴＭ 遥 感 数据为主要信息源，通过目视解译方法提取不同时期 沙漠化土地现状数据，在 ＧＩＳ空间分析支持下对其发 展／逆转趋势进行比较准确的量化分析和评估。
１ 沙漠化土地分类与信息提取
１．１ 沙 漠 化 土 地 分 类 系 统
王 涛，宋 翔，颜长珍，李 森，谢家丽
（中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 沙漠与沙漠化重点实验室 ，甘肃 兰州 ７３００００）
摘 要：以近３５ａ来中国北方的５期 Ｌａｎｄｓａｔ ＭＳＳ、ＴＭ／ＥＴＭ 遥感数据为主要信息源，通过目 视 解 译 方 法 提 取 不
同时期沙漠化土地现状数据，并进行了沙漠化发 展 趋 势 的 分 析。２０１０ 年 中 国 北 方 沙 漠 化 土 地 达 ３７．５９ 万 ｋｍ２，其
表 １ 土 地 沙 漠 化 动 态 分 类 系 统 Ｔａｂｌｅ １ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ａｅｏｌｉａｎ ｄｅｓｅｒｔｉｆｉｅｄ ｌａｎｄｓ
沙漠化趋势 动态类型
含义
沙漠化发展 新增土地沙漠化 非土地沙漠化变为土地沙漠化
沙漠化程度加重
土地沙漠化程度加重
沙漠化逆转 减少土地沙漠化 土地沙漠化逆转变为非土地沙漠化
收 稿 日 期 ：２０１１－０６－０６；改 回 日 期 ：２０１１－０９－１０ 基金项目：国 家 重 点 基 础 研 究 发 展 规 划 项 目 （９７３）———“干 旱 区 绿 洲 化、荒 漠 化 过 程 及 其 对 人 类 活 动 、气 候 变 化 的 响 应 与 调 控 ”
（２００９ＣＢ４２１３０８）资 助 作 者 简 介 ：王 涛 （１９５９— ），男 ，上 海 市 人 ，博 士 生 导 师 ，研 究 员 。 主 要 从 事 沙 漠 环 境 与 沙 漠 化 研 究 。Ｅｍａｉｌ：ｗａｎｇｔａｏ＠ｌｚｂ．ａｃ．ｃｎ