本文摘要：摘 要：針對石羊河流域，利用 1978-2018 年間 5 期 Landsat TM/ETM/ETM+ 遙感數(shù)據(jù)，在獲取不同時期林地、草地、耕 地、水域、城鎮(zhèn)用地和荒漠分布面積的基礎上，分析了綠洲變化特點，研究了綠洲結構變化與影響因素之間的關系。研究結果 表明近 40 a 石羊河流
摘 要：針對石羊河流域，利用 1978-2018 年間 5 期 Landsat TM/ETM/ETM+ 遙感數(shù)據(jù)，在獲取不同時期林地、草地、耕 地、水域、城鎮(zhèn)用地和荒漠分布面積的基礎上，分析了綠洲變化特點，研究了綠洲結構變化與影響因素之間的關系。研究結果 表明近 40 a 石羊河流域綠洲面積歷經(jīng)增加-減少-再增加的變化，流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境歷經(jīng)惡化到趨于好轉(zhuǎn);流域內(nèi)綠洲變化受自 然因素和人為因素作用的共同控制，特別是近十年來受生態(tài)環(huán)境治理政策的影響最為顯著，表現(xiàn)為綠洲面積增大趨勢明顯，生 態(tài)環(huán)境趨于向好發(fā)展。
關鍵詞：綠洲;遙感監(jiān)測;轉(zhuǎn)移矩陣;石羊河流域
綠洲為荒漠地區(qū)有水源支撐、適合植物生長和人 類居住的地方，為人類農(nóng)牧業(yè)及工業(yè)生產(chǎn)等社會經(jīng)濟 活動的區(qū)域，多呈帶狀分布于河流沿岸、洪積扇邊緣、 井泉附近及有冰雪融水灌溉的山麓地帶。目前針對綠 洲形成和演變過程[1-2] 、綠洲土地利用與覆被變化[3] 、 綠洲化荒漠化驅(qū)動機制[4] 、綠洲景觀格局[5] 變化等方 面有大量的研究工作，綠洲的動態(tài)遙感監(jiān)測能為流域 合理開發(fā)利用及生態(tài)環(huán)境治理提供科學依據(jù)，具有重 要的研究意義。 石羊河流域位于河西走廊東端，下游地區(qū)介于巴 丹吉林沙漠和騰格里沙漠之間，為干旱區(qū)灌溉農(nóng)業(yè)發(fā)展 最早流域之一。
由于近幾十年人口增加、水資源大規(guī)模 開發(fā)，引發(fā)流域中下游天然綠洲萎縮、荒漠化發(fā)展等一 系列生態(tài)環(huán)境問題 [6-7] 。針對石羊河流域，前人研究多 集中于土地利用景觀格局變化、水資源利用及荒漠化 防治等方面[8-10] ，對整個石羊河流域的綠洲長時間序列 的遙感監(jiān)測、時空變化研究工作較少，如魯暉等[11] 僅 對民勤縣綠洲做了相關工作;文星等[12] 利用了 2010 年 前數(shù)據(jù)做了研究工作。
本文利用 1978-2018 年最新 獲取的遙感數(shù)據(jù)為基礎，在地理信息系統(tǒng)技術支持下， 參考前人圖件及統(tǒng)計數(shù)據(jù)，定量分析了近 40 a 來序列 內(nèi)石羊河流域綠洲的變化，并對其影響因素進行簡要 分析，以期對該流域生態(tài)環(huán)境保護和改善，提升全流 域良好生態(tài)環(huán)境，共同建設美麗中國提供科學依據(jù)。
1 研究區(qū)概況
甘肅河西走廊三大內(nèi)陸河流域之一的石羊河流域位于河西走廊東部，烏鞘嶺以西，祁連山北麓，地理 坐標為 101°41′E～104°16′E、36°29′N～39°27′N， 流域面積 4.16 萬 km2 ，占甘肅省內(nèi)陸河流與總面積的 15.4%。行政區(qū)劃包括古浪、涼州、民勤、永 昌、金川全縣(區(qū))以及天祝、肅南、山丹部分縣 (區(qū))。石羊河流域地貌形態(tài)包括高山、中高山、低山 丘陵、沙漠和沖洪積平原，地勢南高北低，自西南向 東北傾斜。
石羊河流域深居大陸腹地，屬大陸性溫帶干旱氣 候�？傮w氣候特點是太陽輻射強，日照充足，夏季短 而炎熱，冬季長而寒冷，溫差大，降水少，蒸發(fā)強烈， 空氣干燥。受地理位置、地貌差異和大氣環(huán)流的影響， 流域自南向北劃分為南部祁連山高寒半干旱濕潤區(qū)、 中部走廊平原溫涼干旱區(qū)和北部溫暖干旱區(qū)。石羊河流域水系由發(fā)源于祁連山東段冷龍嶺北坡的諸支流組 成，自西向東為西大河、東大河、西營河、金塔河、 雜木河、黃羊河、古浪河、大靖河等，除古浪河和大 靖河外平均流量均在 4.57～12.2 m3 /s 間。
2 數(shù)據(jù)與研究方法
2.1 數(shù)據(jù)來源與處理
本文以 1978-2018 年夏季 6 月至 9 月的 Landsat TM/ETM/ETM+ 影像為數(shù)據(jù)源，按 10 a 的時間間隔 (1978 年、1988 年、1998 年、2008 年和 2018 年)來 提取綠洲變化信息。信息提取前對遙感影像進行預處 理，包括輻射校正、大氣校正、幾何校正和裁剪等。 利用計算機自動識別和人機交互式目視解譯方法，以 ArcGIS 10.3 為數(shù)據(jù)處理和信息提取平臺，對 5 期影像 進行解譯。
2.2 綠洲分類體系的劃分
根據(jù)土地利用類型劃分，將石羊河流域劃分為綠洲、山地和荒漠三大類，綠洲進而劃分為林地、草 地、耕地、水域和城鎮(zhèn)居民點 5 個二級類型。根據(jù) 該分類體系對遙感影像進行解譯，獲取石羊河流域 1978-2018 年不同時期的綠洲分布及面積數(shù)據(jù)資料， 在數(shù)據(jù)統(tǒng)計方面，對南西山地區(qū)進行掩膜，不參與本 次數(shù)據(jù)分析。
3 結果分析
3.1 2018 年綠洲現(xiàn)狀
石羊河流域 2018 年綠洲總面積為 7 835.86 km2 ，占流域總面積的 18%。綠洲區(qū)耕地和草地為主 要土地類型，其中以耕地面積最大，達到 5 371.21 km2 ， 占綠洲的 68.55%;其次草地面積為 1 371.52 km2 ，占 綠洲的 17.50%。綠洲區(qū)城鎮(zhèn)、林地和水域面積依次為 432.56 km2 、372.46 km2 和 288.11 km2 ，分別占綠洲的 5.52 %、4.75 % 和 3.68 %。
4 成因分析
區(qū)域綠洲變化是自然因素和人為因素共同作用的 結果，自然因素是影響綠洲整體規(guī)模的基本要素，而 人為因素對綠洲土地利用結構的影響最為顯著。
4.1 自然因素
依據(jù)中國氣象科學數(shù)據(jù)，近 40 a 石羊河流域年平 均氣溫和年降雨量與綠洲面積間關系較明顯。 近 40 a 來石羊河流域年平均氣溫顯著上升，年降水量 變化趨勢呈波動狀略有增加。溫度的上升導致綠洲區(qū) 蒸發(fā)量增加，降雨量趨勢較平穩(wěn)，地面水分耗損增加， 草地生存力下降，區(qū)域內(nèi)草地多為荒漠草本植物，如 白刺、檉柳等，氣候變化為其主要影響因子。耕地占 綠洲面積最大，其不受氣溫增加的影響，一直呈擴張 趨勢，自然氣候因素對草地等天然綠洲區(qū)域影響明顯 大于以耕地為主的人工綠洲區(qū)的影響。
地理論文投稿刊物：地理學報于1934年創(chuàng)刊，由中國科學院主管，刊登的主要內(nèi)容包括能反映地理學科最高學術水平的最新研究成果，地理學與相關學科的綜合研究進展，地理學各分支學科研究前沿理論，與國民經(jīng)濟密切相關并有較大應用價值的地理科學論文。希望地理學相關人員積極向雜志投稿。
5 結 語
對石羊河流域 1978-2018 年 5 期遙感影像的解 譯和分析，近 40 a 流域生態(tài)環(huán)境經(jīng)歷了惡化到好轉(zhuǎn)的 過程，表現(xiàn)為“綠洲化-荒漠化-再綠洲化”的變化 特點。2008-2018 年間綠洲快速擴張，面積增加了 328.25 km2 ，綠洲內(nèi)部耕地、水域及城鎮(zhèn)居民面積均呈 現(xiàn)增長趨勢，耕地擴張速度較弱，林地面積較 10 a 前 呈擴大趨勢，生態(tài)環(huán)境持續(xù)好轉(zhuǎn)。 結合區(qū)內(nèi)自然因素和人為因素變化特征，氣候變 暖、降雨量周期變化會影響綠洲草地、林地等天然綠 洲，人為因素對耕地、城鎮(zhèn)居民地等變化起關鍵作用， 短期內(nèi)人為因素是綠洲發(fā)展的主導因素，生態(tài)治理政 策將對石羊河流域綠洲好轉(zhuǎn)起到持續(xù)影響的作用。
參考文獻
[1] 張宏, 樊自立. 氣候變化和人類活動對塔里木盆地綠洲演化 的影響[J]. 中國沙漠, 1998, 18(4): 308-313
[2] 頡耀文, 陳發(fā)虎, 王乃昂. 近2000年來甘肅民勤盆地綠洲的 空間變化[J]. 地理學報, 2004, 59(5): 662-670
[3] 羅格平, 周成虎, 陳曦. 干旱區(qū)土地利用與覆被變化過程[J]. 地理學報, 2003, 58(1): 63-72
[4] 李森, 李凡, 孫武, 等. 黑河下游額濟納綠洲現(xiàn)代荒漠化過程 及其驅(qū)動機制[J]. 地理科學, 2004, 24(1): 61-67
作者：馮 博1,2 ，聶振龍3 ，王金哲3 ，盧輝雄1,2 ，程 旭1,2 ，董雙發(fā)1,2 ，汪 冰1,2 ，范 芳1,2
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