本文摘要：摘 要：針對(duì)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(shí)期林地、草地、耕 地、水域、城鎮(zhèn)用地和荒漠分布面積的基礎(chǔ)上，分析了綠洲變化特點(diǎn)，研究了綠洲結(jié)構(gòu)變化與影響因素之間的關(guān)系。研究結(jié)果 表明近 40 a 石羊河流
摘 要：針對(duì)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(shí)期林地、草地、耕 地、水域、城鎮(zhèn)用地和荒漠分布面積的基礎(chǔ)上，分析了綠洲變化特點(diǎn)，研究了綠洲結(jié)構(gòu)變化與影響因素之間的關(guān)系。研究結(jié)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(lái)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(shì)明顯，生 態(tài)環(huán)境趨于向好發(fā)展。
關(guān)鍵詞：綠洲;遙感監(jiān)測(cè);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(zhǎng)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(huì)經(jīng)濟(jì) 活動(dòng)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(duì)綠 洲形成和演變過(guò)程[1-2] 、綠洲土地利用與覆被變化[3] 、 綠洲化荒漠化驅(qū)動(dòng)機(jī)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(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)能為流域 合理開(kāi)發(fā)利用及生態(tài)環(huán)境治理提供科學(xué)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(kāi)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(wèn)題 [6-7] 。針對(duì)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(duì)整個(gè)石羊河流域的綠洲長(zhǎng)時(shí)間序列 的遙感監(jiān)測(cè)、時(shí)空變化研究工作較少，如魯暉等[11] 僅 對(duì)民勤縣綠洲做了相關(guān)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(chǔ)，在地理信息系統(tǒng)技術(shù)支持下， 參考前人圖件及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，定量分析了近 40 a 來(lái)序列 內(nèi)石羊河流域綠洲的變化，并對(duì)其影響因素進(jìn)行簡(jiǎn)要 分析，以期對(duì)該流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)和改善，提升全流 域良好生態(tài)環(huán)境，共同建設(shè)美麗中國(guó)提供科學(xué)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(biāo)為 101°41′E～104°16′E、36°29′N～39°27′N， 流域面積 4.16 萬(wàn) 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(shì)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。總體氣候特點(diǎn)是太陽(yáng)輻射強(qiáng)，日照充足，夏季短 而炎熱，冬季長(zhǎng)而寒冷，溫差大，降水少，蒸發(fā)強(qiáng)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(rùn)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(yíng)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(lái)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(shí)間間隔 (1978 年、1988 年、1998 年、2008 年和 2018 年)來(lái) 提取綠洲變化信息。信息提取前對(duì)遙感影像進(jìn)行預(yù)處 理，包括輻射校正、大氣校正、幾何校正和裁剪等。 利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別和人機(jī)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(tái)，對(duì) 5 期影像 進(jìn)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(jìn)而劃分為林地、草 地、耕地、水域和城鎮(zhèn)居民點(diǎn) 5 個(gè)二級(jí)類型。根據(jù) 該分類體系對(duì)遙感影像進(jìn)行解譯，獲取石羊河流域 1978-2018 年不同時(shí)期的綠洲分布及面積數(shù)據(jù)資料， 在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方面，對(duì)南西山地區(qū)進(jìn)行掩膜，不參與本 次數(shù)據(jù)分析。
3 結(jié)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(dá)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(jié)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(duì)綠洲土地利用結(jié)構(gòu)的影響最為顯著。
4.1 自然因素
依據(jù)中國(guó)氣象科學(xué)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(guān)系較明顯。 近 40 a 來(lái)石羊河流域年平均氣溫顯著上升，年降水量 變化趨勢(shì)呈波動(dòng)狀略有增加。溫度的上升導(dǎo)致綠洲區(qū) 蒸發(fā)量增加，降雨量趨勢(shì)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(kuò)張 趨勢(shì)，自然氣候因素對(duì)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(xué)報(bào)于1934年創(chuàng)刊，由中國(guó)科學(xué)院主管，刊登的主要內(nèi)容包括能反映地理學(xué)科最高學(xué)術(shù)水平的最新研究成果，地理學(xué)與相關(guān)學(xué)科的綜合研究進(jìn)展，地理學(xué)各分支學(xué)科研究前沿理論，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)密切相關(guān)并有較大應(yīng)用價(jià)值的地理科學(xué)論文。希望地理學(xué)相關(guān)人員積極向雜志投稿。
5 結(jié) 語(yǔ)
對(duì)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(guò)程，表現(xiàn)為“綠洲化-荒漠化-再綠洲化”的變化 特點(diǎn)。2008-2018 年間綠洲快速擴(kuò)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(zhǎng)趨勢(shì)，耕地?cái)U(kuò)張速度較弱，林地面積較 10 a 前 呈擴(kuò)大趨勢(shì)，生態(tài)環(huán)境持續(xù)好轉(zhuǎn)。 結(jié)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(huì)影響綠洲草地、林地等天然綠 洲，人為因素對(duì)耕地、城鎮(zhèn)居民地等變化起關(guān)鍵作用， 短期內(nèi)人為因素是綠洲發(fā)展的主導(dǎo)因素，生態(tài)治理政 策將對(duì)石羊河流域綠洲好轉(zhuǎn)起到持續(xù)影響的作用。
參考文獻(xiàn)
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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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