中国浑善达克沙地生态环境变化研究

图 1 近期浑善达克沙地面积变化 (单位 :km2) Fig. 1 Recent area changes of sandy land in Otindag
从图 1 中可以看出 ,近 10 余年浑善达克沙地的 面积和分布都有显著变化 (表 1) . 一般面积在 2. 2 × 104 km2 左右 ,扩张时可达 2. 8 ×104 km2 . 平均变动 幅度 前 期 ( 1987 —1995) 为 - 3. 2 % , 后 期 ( 1995 — 2000) 为 5. 7 %. 它主要分布在正蓝 、正镶白北部和 阿巴嘎南部接壤一带 ,在荒漠化较为严重的时期 ,向 北 、西 、东 3 个方向延伸 ;荒漠化活动弱的时候 ,形状 较为破碎 ,和草地交错分布.
第2期
王石英等 :中国浑善达克沙地生态环境变化研究
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土地恢复重建等环境问题的研究 ,也具有重要的理 论价值和现实来自百度文库义.
1 研究区概况
浑善达克沙地位于内蒙古东南部的正蓝旗 、多 伦县 、克什克腾旗 、锡林浩特市 、阿巴嘎旗 、苏尼特右 旗 、苏尼特左旗 、正镶白旗 、镶黄旗等地境内 ,2000 年总面积约为 2. 8 ×104 km2 ,占整个地区面积的 19 %.
1 —乔木灌木林 ;2 —灌木 ;3 —疏林 ;4 —稳定型草地 ; 5 —草地 ;6 —水洼 ;7 —滩地 ;8 —居民地 ;9 —沙地 ; 10 —盐碱地 ;11 —沼泽 ;12 —裸露岩石 ;13 —耕地
图 2 浑善达克沙地核心区地表覆被类型及其变化 Fig. 2 Categories and changes of land cover in Otindag center
Abstract : Based on field investigation and sampling , t his paper analyzed recent land cover changes in Otindag , wit h t he support of geograp hical information system ( GIS) , using Landsat7 images in 1987 , 1995 and 2000. It s result s indicated t hat obvious changes have taken places in such areas , wit h an amplit ude of 3 %26 %. The outcomes show t hat area of sandy land is 2. 2 ×104 km2 , while it s core is 1. 2 ×104 km2 . Dist ribution of Otindag is in accordance wit h regional predominant wind direction. Basic pattern of it s landscape consist s of de2 graded grassland and bare sandy land , sand dune , etc. , wit h a characteristic of f ragmentation. And , grassland t ransforms into degraded grassland t hese years. So bot h must be prevented.
王石英1 ,蔡强国1 ,李忠武2 ,1 ,吴淑安1
(1. 中国科学院 地理科学与资源研究所 , 北京 100101 ; 2. 湖南大学 环境科学与工程学院 , 湖南 长沙 410082)
摘 要 :在野外调查采样的基础上 ,利用 1987 年 ,1995 年和 2000 年的 Landsat7 TM 影 像 ,在地理信息技术的支持下 ,研究了浑善达克沙地近期地表覆被变化的特征. 研究结果表 明 :浑善达克沙地近期有明显的变化 ,变化的幅度约 3 %～6 % ,沙地面积约 2. 2 ×104 km2 , 核心区面积约 1. 2 ×104 km2 ;浑善达克沙地的分布与主导风向相一致 ;退化草地 、片沙 、沙丘 等裸沙地是构成景观的主体 ,破碎化是浑善达克沙地的主要特征. 此外 ,草地和退化草地的 相互转化明显 ,是两种主要的防治类型.
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湖南大学学报 (自然科学版)
2006 年
沙地占核心区总面积的比例分别是 66 % ,28. 6 %和 59. 2 %. 因此 ,浑善达克沙地是由沙丘等裸沙地和退 化草地构成的破碎沙地 ,不同于干旱区的荒漠.
同时 ,即使在核心区内 ,地表覆被类型仍然呈现 多样化. 具体表现为下列特点 : ①核心区沙地不是由 成片流沙组成的 ,而是固定 、半固定沙丘 ,在丘间地 点状分布大量的草地 ,覆盖度多在 20 %以下 ; 在稀 疏草地内部也有很多裸沙“孤岛”,两者形成镶嵌分 布. ②整个核心区上 ,除沙地以外 ,还存在一定数量 的草地 、灌丛 、盐碱地 、水洼 、沼泽和耕地 ,各种类型 错综分布. ③从 1987 年到 2000 年 ,核心区 3 个时段 的 Shannon 多样性指数分别为 1. 42 ,1. 40 和 1. 49 , 说明浑善达克沙地最为集中的区域 ,在分布上也表 现出明显的破碎化 (图 2) .
第 33 卷 第 2 期 2 006年4月
湖 南 大 学 学 报 (自然科学版) Journal of Hunan University (Natural Sciences)
文章编号 :100022472 (2006) 0220110204
Vol. 33 ,No. 2 Apr1 2 0 0 6
中国浑善达克沙地生态环境变化研究 Ξ
土地利用变化分析的标准[12 ] . 其中沙地的解译还参 照了其他参考文献[5 ,7 ] . 本文所指的浑善达克沙地 包括片沙 、沙丘等裸沙地和植被盖度在 5 %以下的 退化草地. 对浑善达克沙地动态分析和核心区域的 处理 采 用 了 栅 格 方 法 , 粒 度 为 100 m. 这 里 使 用 Arc GIS8. 3 和 PCI 8. 2 作为处理工具. 地面风向等 气象参数所使用的数据 ,来自国家气象局.
Key words :ecology ; environment s ; Otindag sandy land ; geograp hic information systems ( GIS) ; remote sensing ( RS)
浑善达克沙地位于内蒙古东南部 ,是我国著名 的沙地之一 ,主要是以固定 、半固定沙丘为主的沙地 地貌景观 ,其边缘已经成为京津地区近年沙尘活动 的重要来源之一[1 ,2 ] . 前人对浑善达克沙地的研究 , 主要集中在地质历史时期的环境信息[3 ,4 ] ,局部地 区或一个时期土地利用格局[5 ] ,以及浑善达克沙地
关键词 :生态 ;环境 ;浑善达克沙地 ;地理信息系统 ;遥感 中图分类号 : X21 文献标识码 :A
Research on Eco2environmental Changes in Otindag Sandy Land , China
WAN G Shi2ying1 , CA I Qiang2guo1 , L I Zhong2wu2 ,1 , WU Shu2an1
2 347. 8 921. 5
2 639. 5
km2 镶黄旗
790. 3 676. 3 954. 2
312 破碎化是浑善达克沙地的主要特征
对比干旱区的典型荒漠 ,浑善达克沙地表现为 极度破碎化. 在历年环境变化中 ,利用 GIS 技术选 取沙地斑块面积最大 、密度最高 、最为相邻的区域作
313 浑善达克沙地和河湖相沉积基底 、主导风向及 雨量的关系 通过对南京土壤所中国土壤图的叠合分析 ,浑
善达克沙地的范围 ,与河湖相半固定风沙土 、固定风 沙土 、盐土和盐化灰色草甸土基底高度吻合. 第四纪 和现代河湖相沉积物 ,一般厚 20～30 m ,可达 80 m , 最厚的地方为 202 m[4 ,7 ] .
浑善达克沙地是干草原向森林草原带渐变的区 域 ,地带性土壤以褐土 、栗钙土为主 ,非地带性土壤 以风沙土最为常见. 降水量少 ,蒸发旺盛 ,是地表干 旱的主要原因.
浑善达克沙地以宝昌 锡林浩特公路为界 ,东侧 沙地固定程度较高 ,以固定的梁窝状沙丘为主 ,东南 部主要为抛物线沙丘 ,沙丘高度 10～15 m. 公路以 西以半固定的梁窝状沙丘最多. 20 世纪 60 年代以 后 ,牲畜数量增加过多 ,过牧 、践踏使沙丘活化 ,土地 荒漠化从居民地开始 ,向四周放射[7 ] .
(1. Institute of Geograp hical Sciences and Natural Resources Research , CAS , Beijing 100101 ,China ; 2. College of Environmental Science and Engineering , Hunan Univ , Changsha , Hunan 410082 , China)
本文对浑善达克沙地环境特征的描述 ,是根据 2001 年 4 月及 2002 年 6 月期间的野外调查和采样 做出的. 在典型地类上采集 0～5 cm 表层土壤 ,使用 8～15 个相同地块内的混合样品 ,记录主要植物种 类并估测植被盖度. 土壤样品的处理依据常规分析 方法在室内完成.
浑善达克沙地位于半干旱区. 对半干旱区环境 变化的研究 ,已广泛采用遥感方法[8 ,9 ] ,因为遥感可 以获得多时段的环境数据[10 ] , 能促进对环境的认 识 ,增强对环境的管理[11 ] . 本研究选用的是 1987 , 1995 和 2000 年 6 至 8 月的 Landsat7 TM 影像. 根 据野外调查建立地类解译标志 ,分类采用中国近期
3 结果和讨论
311 近期浑善达克沙地存在明显的变化 浑善达克沙地的荒漠化主要表现为固定沙丘
(地) 活化 ,流沙前移埋压草场和农田 ,农田风蚀沙 化 、砾质化和草场植被严重退化. 降水增多的年份 , 如 1995 年 ,风沙活动会受到一定程度的抑制 ,沙地 面积偏小 (图 1) .
2 数据来源及处理
为浑善达克沙地的“核心区”,分析其环境的破碎化 特征. 研究结果表明 ,浑善达克沙地的核心区域在正 蓝北部 、正镶白北部和阿巴嘎南部的交接地带. 核心 区的面积为 12 398 km2 ,其中沙地面积 3 550 km2 , 扩张时可达 8 180 km2 . 1987 年 ,1995 年和 2000 年 ,
的荒漠化及其治理等 3 个方面[6 ] ,还很缺乏关于整 个浑善达克沙地近期环境变化的研究. 本文依据野 外调查数据 ,结合地面气象观测数据 ,利用遥感影像 分析浑善达克沙地的环境及近期沙地变化特征 ,以 期为区域环境研究和首都生态圈的防沙治沙提供依 据. 这对于浑善达克沙地土地荒漠化机理及其退化
Ξ 收稿日期 :2005 05 20 基金项目 : 科技部防沙治沙应急项目 ( FS20002007) 作者简介 :王石英 (1970 - ) ,男 ,四川仁寿人 , 中国科学院博士研究生 E2mail :wangsy163 @163. com
年份
1987 1995 2000
苏尼特右
5 304. 5 6 597. 8 5 169. 9
表 1 浑善达克沙地( 含退化草地) 变化 Tab. 1 Sandy land ( including degraded grassland) changes in Otindag
苏尼特左 阿巴嘎 锡林浩特 克什克腾
多伦
正蓝
4 873. 3 5 195. 7 5 126. 2
6 144. 8 2 443. 5 6 144. 8
900. 7 764. 3 922. 3
2 798. 6 2 796. 4 2 443. 1
609. 2 516. 6 741. 3
4 730. 7 1 923. 5 3 880. 2
正镶白